Размещено на http://www.allbest.ru/

1.1 Миграция радионуклидов в атмосфере

1.2 Миграция радионуклидов в гидросфере

Основные направления миграции радионуклидов в водоемах (разбавление, сорбция донными отложениями, накопление гидробионтами, поступление на береговую территорию) определяются интенсивностью гидрологических, гидрохимических, биологических, метеорологических и других процессов. Разбавление радионуклидов в водной среде происходит в результате течений, ветровых волнений и диффузии. Разбавлением достигается снижение высоких опасных концентраций радионуклидов в местах сброса, однако широкое рассеяние их ведет к определенному ухудшению радиоэкологической ситуации на значительных пространствах.

О подвижности радионуклидов в воде судят по периоду пребывания их в водной фазе - среднему времени нахождения нуклида в воде между поступлением и переходом в донные отложения. В донные отложения радионуклиды поступают за счет процессов осаждения, диффузии, ионного обмена, с отмирающими организмами и т.д. Степень накопления радионуклидов на дне определяют размер частиц грунта, химические свойства воды, отложений и соединений, содержащих радионуклиды, глубины водоема. Так, суглинки обладают большей сорбционной способностью, чем пески. Стронций-90 сорбируется мало, а прометий-147 - в максимальной степени. С повышением солености воды переход радионуклидов в грунты уменьшается.

На малых глубинах в прибрежных районах радионуклиды быстро выпадают на дно, в то время как снижения активности воды в открытом океане почти не наблюдается, хотя содержание стронций-90 и цезия-137 в воде открытых океанов ниже, чем в воде закрытых морей. Инертные в химическом отношении радионуклиды и их соединения не задерживаются в прибрежных районах и выносятся в открытый океан.

Оседающие на дно радионуклиды медленно проникают в грунт на различную глубину в зависимости от степени его рыхлости: в плотных глинистых породах - на 15 см, а в песке и торфе - до 1,5 м. Наряду с сорбцией радионуклидов в донных отложениях происходят и обратные процессы их десорбции в воду. Это взаимосвязанные процессы, динамическое равновесие между которыми наступает при постоянной концентрации радионуклидов в воде, а с уменьшением концентрации - дно может стать источником вторичного загрязнения воды.

Сорбционная способность донных отложений характеризуется коэффициентами распределения - отношением количества радионуклида в единице массы высушенного образца грунта к количеству радионуклида в единице объема воды. Коэффициенты распределения радионуклидов широко варьируют (1*102-1*105): для кальция-45 и стронция-90 они минимальны, а для прометия-147 - максимальны. Высокая сорбционная емкость донных отложений может приводить к накоплению радионуклидов на дне и, соответственно, в донных организмах, с которыми РВ могут попадать в организм человека.

1.3 Миграция радионуклидов в почве

Миграция радионуклидов в почве происходит благодаря совокупности разных процессов, которые приводят к перемещению радионуклидов в почве или к перераспределению разных форм и состояний радионуклидов, что приводит к перераспределению нуклидов в глубь почвенного покрова.

Основными «движущими силами», которые приводят к миграции радионуклидов в почве являются: конвективный перенос (фильтрация атмосферных осадков вглубь почвы, капиллярный поток влаги к поверхности почвы, который вызван испарениями, теплоперенос влаги под действием градиента температуры), диффузия свободных и адсорбированных ионов, перенос радионуклидов корневыми системами растений, перенос радионуклидов коллоидными частичками (лессиваж), роющая деятельность животных (дикие кабан, крот и т.д.) и хозяйственная деятельность человека.

Указанные факторы не являются равнозначными, поскольку интенсивность и длительность их действия разные и зависят от конкретных условий.

Наиболее значимыми факторами, влияющими на интенсивность миграции радионуклидов в почвах (не обрабатываемых человеком) являются конвективный перенос и диффузия. Корневой перенос радионуклидов в значительной степени зависит от глубины корневого слоя и густоты корневых систем. Кроме того, корневая миграция в значительной степени зависит от физико-химических форм радионуклидов.

Дождевые черви и другая почвенная фауна также способствуют миграции радионуклидов в почвах, как благодаря механическим, так и биологическим путям, перемешивая почву иили вовлекая радионуклиды в ткани своего организма.

Необходимо отметить, что на сегодняшнее время (20 лет после аварии на ЧАЭC) основной запас (содержание) радионуклидов размещается в 10 см слое почвы.

Миграция радионуклидов в почвах покрытых лесом имеет свою специфику, которая обуславливается наличием лесной подстилки. Этот компонент является мощным буфером на пути миграции радионуклидов в глубь почвы. миграция радионуклид гидросфера биологический

1.4 Миграция по пищевым цепям с участием живых организмов

Корневое поглощение радионуклидов растениями и ин­тенсивность включения их в процессы миграции по биологическим цепям определяется типом почвы и физико-химической природой элемента. Скорость и размеры корневого усвоения радионуклидов растениями определяются растворимостью радиоактивных веществ, физико-химическими свойствами почв и физиологическими осо­бенностями растений. Так как радионуклиды разных элементов сор­бируются почвенно-поглощающим комплексом неодинаково, то и перенос их из почвы в растения происходит различно.

Накопление радионуклидов сильно зависит от типа почв: хуже они всасываются из сероземов и черноземов, а лучше всего из торфоболотных и легких почв (песчаные и подзолистые), красноземы и лугово-карбонатные почвы занимают промежуточное положение.

При некорневом пути поступления более подвижным является 137Cs. Поступление 90Sr и других радионуклидов происходит при этом в десятки раз медленнее. При корневом поступлении наиболее под­вижным является 90Sr. 137Cs сильнее сорбируется почвой и поэтому в относительно меньших количествах переходит из почвы в растения.

По корневому пути из почвы во все последующие годы после вы­падения радионуклидов происходит загрязнение грибов, ягод, ди­корастущих плодов, лекарственных и кормовых растений.

В луговых почвах радионуклиды адсорбированы в слое дернины глубиной 0,5 см; миграция их по профилю почвы происходит очень медленно. На лугах, загрязненных чернобыльскими выбросами, пос­ле распада короткоживущих радионуклидов радиоактивность обус­ловливается в основном радионуклидами 137Cs и 90Sr.

У травянистых видов идет значительное накопление изотопов цезия и стронция. При содержании 90Sr в почве до 1,11 * 1012 Бк/км2 (30 Ки/км2) в растениях накапливается его от 1,7* 103до8,14*103 Бк/кг (от 4,6 * 10-8 Ки/кг до 2,2 * 10-7 Ки/кг). Это очень высокое загрязне­ние. Как показали наблюдения, растения естественных кормовых угодий всегда характеризуются более высокой удельной радиоактив­ностью, чем сеяные травы и различные сельскохозяйственные куль­туры. Объясняется это тем, что радионуклиды в почвах естествен­ных кормовых угодий сосредоточены в основном в слое 0...5 см, со­здавая там высокую концентрация радиоактивных изотопов в еди­нице объема почвы. При перепашке почвы концентрация радионук­лидов снижается и создаются условия для их меньшей усвояемости растениями. Это подсказывает путь улучшения естественных кор­мовых угодий в условиях радиационного загрязнения.

За счет корневого поступления в основном происходит накопле­ние радионуклидов и в древесине. По способности к накоплению растениями радионуклиды обра­зуют ряд: 65Zn > 90Sr, 137Cs, 59Fe > 144Ce, 106Ru, 95Zr > 239Pu, 147Pm, 91Y, 235U

Большинство искусственных радионуклидов прочно сорбируют­ся почвенным поглощающим комплексом и включаются в биологический круговорот в сравнительно небольших количествах. Ис­ключение составляют 65Zn, 89Sr и 90Sr, отличающиеся наибольшей подвижностью в системе «почва--растение».

Наибольшей способностью накапливать 137Cs отличаются тра­востои естественных пастбищ и сенокосов. Это обусловлено, с од­ной стороны, аккумуляцией дерниной радионуклидов в наиболее доступной для растений форме, а с другой стороны, особеннос­тями формирования корневой системы естественными лугопастбищными культурами по сравнению с полевыми корневыми культурами. Поскольку накопление радионуклидов в урожае сельско­хозяйственных растений определяется концентрацией их в почве и биологической доступностью, коэффициенты пропорциональ­ности для различных культур неодинаковы.

В природе пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетены и образуют сложную разветв­ленную сеть, которую называют пищевой сетью. Механизмы, с по­мощью которых растения и животные получают необходимые для их роста неорганические вещества из почвы, аналогичны тем меха­низмам, посредством которых радионуклиды поступают в биологи­ческие системы. Таким образом, естественные и искусственные ра­дионуклиды стабильных химических элементов также циркулиру­ют в биосфере по характерным биологическим цепям, проникая из внешней среды в организмы, а затем снова возвращаясь во внешнюю среду.

Заключение

Значительная доля нуклидов поступает в организм человека по пищевой цепи: почва - растения - сельскохозяйственные животные - продукция животноводства - человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.

Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.