Etude de la distribution du 137Cs et modélisation des tranferts sol-plante dans les écosystèmes forestiers de la région de Briansk fortement contaminés par l'accident de Tchernobyl
Institution:
BesançonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work presents the results of the study of 137Cs distribution and transfer in forest ecosystems of Briansk (Russia). This region was heavily contaminated in the result of radioactive fallout from Chernobyl NPP accident in 1986. Thus the level of contamination allows to get reliable results. Different sites with pedological and forest features were chosen with the aim to study the influence of these parameters on 137Cs migration in soil and its transfer into vegetation. 137Cs migration in soil depends on forest litter thickness and composition. At present time the principal part of 137Cs is situated in the limit between litter and mineral horizons. Sequential extractions obtained from soil samples revealed the existence of geochemical barrier. This barrier is located just beneath the forest litter. 137Cs distribution in different parrts (wood, bark, leaves, sap, roots) of coniferous and deciduous woody species (Pinus sylvestris and Betula pendula) was studied. 137Cs is very mobile in trees and our results show that its distribution can be easily explained by structure and functioning of studied species. Thus the difference in radial 137Cs distribution in trunk of studied species is closely linked to the difference in radial rays composition. Moreover it was demonstrated in some examples that 137Cs transfer in different types of forest vegetation depends on factors as : vertical distribution of 137Cs bioavailable forms in soil profile, vertical distribution of plant roots and some specific capacities of plants to accumulate 137Cs. The set of data gathered during the present work allowed us to develop one mathematical model of 137Cs migration and fixation in forest soil. Moreover conceptual models of 137Cs transfer in forest ecosystems were designed and a new approach to estimate the contamination of forest compartments contamination by 137Cs was proposed.
Abstract FR:
Ce travail présente les résultats de l'étude de la distribution et du transfert du 137Cs dans les écosystèmes forestiers de la région de Briansk (Russie). Cette région est caractérisée par une contamination très élévée en 137Cs, qui est due aux retombées de l'accident de Tchernobyl en 1986. Les niveaux élevés de" contaminations permettent l'obtention de résultats fiables. Différents sites présentant des caractéristiques pédologiques et forestières différentes ont été choisis afin d'étudier l'influence de ces caractéristiques sur la migration dans le sol et le transfert dans la végétation du 137Cs. La migration du 137Cs dans le sol dépend de la composotion et de l'épaisseur de la litière. A l'heure actuelle, la litière et les horizons minéraux sous-jacents sont les niveaux pédologiques les plus contaminés. Les extractions séquentielles appliquées aux échantillons du sol ont permis de révéler l'existence d'une barrière géochimique située juste au-dessous de la litière. La distibution du 137Cs dans les différentes parties (bois, écorce, feuilles, sève, racines) des espèces ligneuses (Pinus sylvestris et Betula pendula) a été étudiée. Le 137Cs est très mobile dans les arbres et nos résultats montrent que la distribution résulte de la structure et du fonctionnement des espèces étudiées. Ainsi la différence de distribution radiale dans les troncs des espèces étudiées peut être expliquée par leur différence en matière de composition des rayons radiaux. De plus, nous avons montré que le transfert du 137Cs dans les différents types de végétation forestière dépend de plusieurs facteurs, dont les principaux sont : la distribution verticale dans le sol des formes biodisponibles du 137Cs, la distribution verticale des systèmes racinaires et les capacités spécifiques d'accumulation du 137Cs par les plantes. L'ensemble des données obtenues a permis de développer un modèle mathématique de la migration et de la fixation du 137Cs dans un sol forestier. De plus des modèles du transfert de ce radionucléi͏̈de dans les écosystèmes forestiers ont été conçus et une nouvelle approche est proposé afin d'estimer la contamination de différentes composantes des écosystèmes forestiers.