19

РЕФЕРАТ

ВВЕДЕННЯ

Розвиток атомної енергетики, з одного боку, і зростаюча небезпека впливу, що розширюється, людини на біосферу, що прийняло в цей час глобальні розміри, з іншого боку - обумовлюють необхідність наукового аналізу наслідків перекладу паливно-енергетичної бази на ядерну основу. Серед комплексу проблем - економічних, соціально-політичних, психологічних, екологічних, - які висуває перехід, що почався, енергетики з викопного палива на ядерне, найбільш важливої є проблема впливу ядерної енергетики на зовнішнє середовище.

Збільшення природного радіаційного тла, що супроводжує освоєння людиною енергії атомного ядра, привело до формування ряду наукових дисциплін: радіоекології, радіаційної гігієни, ядерної метеорології й ін., що всебічно досліджує закономірності поводження в зовнішнім середовищі радіонуклідів і дії іонізуючих випромінювань на об'єкти навколишнього середовища й людини. У результаті радіологічних досліджень до теперішнього часу досить повно вивчені основні особливості міграції найбільш важливих у радіологічному відношенні нуклідів у природних біогеоценозах, включаючи водні співтовариства, а також вплив опромінення на живі організми, у тому числі водяні рослини й тварин. Це дозволило оцінити радіаційну обстановку в різних регіонах земної кулі, а також зібрати наукову інформацію для прогнозування можливих радіологічних наслідків влучення радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

Докладними радіоекологічними дослідженнями в останні 15--20 років була охоплена й гідросфера Землі. Інтерес до проблем водної радіоекології визначається рядом причин. По-перше, морячи й океани є основним резервуаром, куди надходять радіонукліди (випадання з атмосфери, рідкий і твердий стік із суши). По-друге, у водному середовищі живуть деякі види організмів, що характеризуються щодо високої радіочутливості. По-третє, специфічні фізико-хімічні властивості водного середовища забезпечують винятково високе нагромадження деяких радіонуклідів водяними рослинами й тваринами (коефіцієнти нагромадження окремих радіонуклідів гідробіонтами дорівнюють десяткам і сотням тисяч, тобто концентрація радіонуклідів у цих організмах в 104--105 разів вище, ніж у воді), і в цілому акумуляція радіоактивних речовин живою речовиною у воді щодо середовища значно вище, ніж на суші. По-четверте, в останні роки безупинно зростає роль Світового океану як джерела харчових ресурсів людини, а в недалекому майбутньому гідросфера може стати основним постачальником білків і інших коштовних живильних речовин для людини. Із цього погляду питання нагромадження радіонуклідів у харчових морепродуктах здобувають першорядний інтерес. І, нарешті, в-п'ятих, успіхи водної радіоекології визначають рішення таких важливих питань, як видалення радіоактивних відходів.

ЗАБРУДНЕННЯ РАДІОНУКЛІДАМИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Природні екосистеми забруднені техногенними радіонуклідами з різних джерел: по-перше, це глобальні радіоактивні випадання з атмосфери - результат випробувань ядерної зброї; по-друге, значна кількість радіонуклідів надійшло в навколишнє середовище в результаті діяльності ядерних підприємств і аварій на них.(А.Ааркрог і ін. Вивчення внеску найбільш великих ядерних інцидентів у радіоактивне забруднення Уральського регіону, ЕКОЛОГІЯ, Номер 1, 1998 р.)

Дві тисячі ядерних вибухів, з них 483 випробування в атмосфері, що розпорошили дві тонни плутонію, плюс Чорнобиль різко стимулювали інтерес населення й державних органів до контролю зараження води радіоактивними елементами.

Радіоактивному забрудненню піддається й світовий океан. Низькорадіоактивні відходи скидали в моря й океани Бельгія, Великобританія, Німеччина, Італія, Корея, Нідерланди, Нова Зеландія, Росія, США, Франція, Швейцарія, Швеція, Японія. На морському дні лежать кілька загиблих атомних підводних човнів США й Росії, контейнери з радіоактивними відходами західних країн, загублені ядерні бомби, затоплені атомні реактори криголамів, а також кораблів ВМФ. (Г.С.Фомін, ВОДА, 1995 р.)

У зв'язку з наміченою великою програмою будівництва атомних електростанцій і прагненням по-хазяйськи використовувати водойми охолоджувачі вивчення закономірностей поводження радіонуклідів у них здобуває практичний інтерес. (Н.И.Бешкетників і ін. Нагромадження й виведення штучних радіонуклідів організмами прісноводних риб, ЕКОЛОГІЯ, Номер 4, 1983 р.)

Біосфера є під впливом антропогенних факторів, що порушує її динамічну рівновагу. Аварії й неконтрольовані витоки можуть періодично живити атмосферу забруднюючими речовинами, і в цьому змісті радіоактивним матеріалам буде належати, на жаль, не останнє місце. Основним їхнім джерелом у цей час є повітряний басейн, куди в період інтенсивного випробування ядерної зброї (1945-1963 р.) було інжектовано дуже велику кількість осколкових радіонуклідів. На поверхню Світового океану усе ще продовжують випадати більші кількості долгоживучих радіоактивних аерозолів.

Певний внесок у забруднення біосфери може бути обумовлений і підземними ядерними вибухами, сполученими з аварійним викидом розпечених радіоактивних пар і газів через тріщини, що утворилися, у ґрунті.

Потенційним джерелом радіоактивного забруднення природи є реактори атомних електростанцій і інших підприємств атомної індустрії, розташованих не тільки в прибережній зоні, але й у глибині континенту.

Таким чином, у підсумку глобального, хоча й слабкого, забруднення біосфери антропогенними радіонуклідами сучасне радіаційне поле зони біопоеза обумовлюється двома тридцятилітніми - природного й штучного походження. (Л.А.Перцов, БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ МОРЯ, 1978р.)

ЗНАХОДЖЕННЯ РАДІОАКТИВНИХ РЕЧОВИН У ВОДІ

Радіоактивні елементи можуть бути присутнім у воді як у вигляді радіоактивних солей (скидання заводів з виробництва ядерного палива), так і у вигляді механічних (вкраплення радіонуклідів у мінеральні частки) і біологічних забруднень (рачки, що живуть у радіоактивному мулі водойм). Як правило, радіонукліди, що потрапили у водне середовище, нерівномірно розподіляються як по обсязі води, так і в донних відкладеннях. У мулистому дні зміст радіонуклідів у багато разів більше, ніж у пісковому. Згодом радіонукліди, що потрапили у воду, концентруються в донних відкладеннях.

(Г.С.Фомін, ВОДА, 1995 р.)

При влученні у водні екосистеми радіоізотопи вибірково накопичуються окремими компонентами водойми, тим самим, створюючи різні радіаційні умови для кожної з екологічних груп. Нагромадження радіоізотопів ґрунтами досить по-різному й залежить не тільки від фізико-хімічних властивостей цих елементів, але й від специфічних властивостей ґрунтів у різних водоймах. (Г.Б.Питкянен, Особливості радіаційних умов розвитку ікри прісноводних риб, що ставляться до різних екологічних груп, ЕКОЛОГІЯ, Номер 6, 1974 р.)

Радіонукліди, що втримуються у воді, по своєму походженню можуть бути розділені на дві групи: до першого ставляться ті, які існували при утворенні Землі; до другого - радіонукліди, що виникають безупинно в результаті природних ядерних перетворень.

Серед первинних радіонуклідів виділяється група стосовних до трьох радіоактивних сімейств, родоначальниками яких є U238, U235 і Тh232, і група розсіяних терригенних радіонуклідів. Головним представником останньої групи є ДО40, що має найбільш широке поширення й, як правило, утримується у всіх компонентах біосфери у відносно більших концентраціях; тому в-активність води й живого субстрату в основному обумовлюється ДО40. Всі первинні радіонукліди, що втримуються у воді, мають континентальне походження, у той час як радіонукліди, що утворяться під дією космічних променів, а також більшість антропогенних надходять в океан з атмосфери. (Л.А.Перцов, БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ МОРЯ, 1978р.)

ДЖЕРЕЛА РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ МОРЯ

Всі існуючі і ймовірні джерела радіоактивного забруднення моря (ИРЗ) можна підрозділити на дві основні групи:

1) функціонуючі, зумовлюючі безперервне або

періодичне надходження радіоактивних речовин у гідросферу;

2) потенційні, які в даний період часу не поставляють у зовнішнє середовище штучні радіонукліди, але в аварійній або іншій ситуаціях, пов'язаних з порушенням технології, правил безпеки або інших обмежень, можуть стати причиною утворення великих або локальних, стійких або тимчасових вогнищ забруднення моря.

У свою чергу, що функціонують ИРЗ різняться по тривалості й ритму дії, характеру й кількості радіоактивних речовин, що розсіюються в біосфері, їх нуклідному складу, шляху надходження у водне середовище й т.п. Одні функціонуючі ИРЗ моря відрізняються відносно вираженою сталістю впливу на радіаційну обстановку. Інші характеризуються періодичністю дії, при цьому не завжди ритмічної, коли у водне середовище через відповідні інтервали часу попадають радіоактивні речовини різної концентрації. (Л.А.Перцов, БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ МОРЯ, 1978р.)

ЗАСВОЄННЯ РАДІОНУКЛІДІВ ГІДРОБІОНТАМИ

Особливо важливим є вивчення шляхів надходження радіонуклідів у гідробіонти, а також дослідження динаміки виведення раніше накопичених випромінювачів з організмів, пошук шляхів, засобів і речовин, які захистили б організм від надмірно високого нагромадження радіонуклідів або прискорювали б виведення їх з гідробіонтів. (Н.И.Бешкетників і ін. Нагромадження й виведення штучних радіонуклідів організмами прісноводних риб, ЕКОЛОГІЯ, Номер 4, 1983 р.)

Багато робіт вітчизняних і закордонних учених присвячено вивченню забруднення риб радіоактивними речовинами. По своїй спрямованості ці роботи можна розділити на дві групи. Одна з них присвячена вивченню надходження, нагромадження й перерозподіли радіоактивних речовин в організмі риб, а так само виведення їх з органів і тканин риб, інша - питанням біологічної дії радіації на організм риб.

Забруднення риб відбувається шляхом безпосередньої адсорбції радіоактивних речовин поверхнею тіла, через їжу й у результаті інших обмінних процесів між організмом і навколишнім середовищем. У внутрішні органи риб радіоактивні елементи проникають через шкіру, зябра й ротову порожнину.

Одним з важливих джерел зараження риб є передача радіоактивних речовин по харчових ланцюгах. Молодь більшості риб і багато дорослих риб харчуються планктонами, що здатний накопичувати радіонукліди до концентрацій у сотні й тисячі разів більших, ніж у навколишній воді. Тому при малому змісті радіоактивних речовин у воді надходження їх в організм риб обумовлюється в першу чергу забрудненою їжею. При знаходженні у воді, забрудненої радіоактивними речовинами, риби одержують зовнішнє опромінення. Адсорбована на поверхні їхнього тіла активність створює опромінення організму. У свою чергу радіоактивні речовини, що накопичуються в органах і тканинах, створюють внутрішнє джерело опромінення. (Г.В.Федорова, Про радіоактивне забруднення риб, РИБНЕ ГОСПОДАРСТВО, Номер 3, 1962р.)

Радіонукліди, так само як і всі стабільні нукліди, надходять у тіло гідробіонтів через травний тракт, зябровий апарат і покривні тканини. Інтенсивність засвоєння організмом радіонуклідів багато в чому визначається ступенем фізико-хімічної тотожності їх зі стабільними нуклідами, необхідними для оптимального функціонування біонта, а також агрегатним станом, концентрацією у воді, функціональним станом організму й т.п. Живі організми засвоюють нукліди одного елемента практично рівною мірою, тому що по хімічних властивостях вони тотожні.

Інтенсивність надходження в організм радіонукліда в істотній мері залежить від шляху його проникнення. Радіоактивні речовини, що втримуються у твердих частках, гідробіонтами практично не засвоюються. На відміну від цього радіонукліди, що перебувають в іонному стані, поглинаються гідробіонтами інтенсивно. (Л.А.Перцов, БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ МОРЯ, 1978р.)

Звільнення організму риб від радіоізотопів іде декількома шляхами: змиванням з поверхні тіла, видаленням із продуктами обміну, а також у результаті розпаду радіоізотопів. (Д.Д.Ромашов, Радіоактивне зараження риб, ПРАЦІ НАРАД ІХТІОЛОГІЧНОЇ КОМІСІЇ АКАДЕМІЇ НАУК СРСР, ВЫП. 10, 1960 р.)

НАГРОМАДЖЕННЯ РИБАМИ РАДІОАКТИВНИХ РЕЧОВИН

Нагромадження радіоактивних речовин органами й тканинами риб, а також розподіл і виділення їх залежить від цілого ряду умов, основними з яких є: хімічна природа радіоізотопів і періоди їхнього напіврозпаду, концентрація радіоізотопів у воді, вид, вік і фізіологічний стан риб і екологічні умови. Досвіди на рибах ставилися з радіоізотопами стронцію, цезію, іттрію, церію, фосфору, кальцію, урану, йоду, кобальту, полонію. Різні радіоізотопи, потрапляючи в організм риб, розподіляються по органах і тканинам нерівномірно. Концентрація в тканинах визначається в першу чергу їхніми хімічними властивостями. Зустрічаючись із різними хімічними сполуками, що входять до складу тканин риб або продуктами, що є, обміну речовин, радіоізотопи вступають із ними в обмінні реакції. Так, радіостронцій дуже близький у хімічному відношенні до кальцію й, потрапляючи у тваринний організм, відкладається в кальційвмісних тканинах, головним чином у костях. Підвищення змісту нерадіоактивного кальцію в навколишній воді веде до зниження кумуляції радіостронцію рибами. Хід спрямованості обмінних реакцій в організмі риб визначаються співвідношенням між процесами нагромадження й виведення радіоізотопів організмом.

Кумуляція радіоізотопів органами й тканинами риб залежить, насамперед, від концентрації цих радіоізотопів у воді й часі перебування в ній риб. Чим вище ступінь радіоактивності води, тим більше ступінь забруднення риб.

У воді з високою концентрацією радіоізотопів кумуляція останніх відбувається в одних тканинах, а при низьких - в інші.

При однократному забрудненні риб навіть більшими кількостями радіоізотопів нагромадження їхньому організмі буває незначним. При тривалому ж забрудненні низькими концентраціями радіоізотопи можуть накопичуватися в організмі в більших кількостях.

Найбільш інтенсивна кумуляція радіоактивних речовин відбувається в першу добу. При рівності процесів надходження й виведення радіоактивних елементів через 2 - 3 місяці наступає граничне нагромадження радіоізотопів органами й тканинами. При досягненні межі нагромадження радіоактивних речовин організмом подальша кумуляція припиняється.

Молоді й швидкоростучі риби кумулюют радіоізотопи швидше й у відносно більших кількостях, чим риби середнього й старого віку.

У донних риб нагромадження радіоізотопів іде швидше, ніж у пелагічних. Таким чином, екологічні умови й фізіологічний стан риб відіграють значну роль у забрудненні їхніми радіоактивними речовинами. (Г.В.Федорова, Про радіоактивне забруднення риб, РИБНЕ ГОСПОДАРСТВО, Номер 3, 1962р.)

Вивчення нагромадження цезію-137 водними організмами в природних умовах пов'язане з кількісною оцінкою й прогнозуванням переходу штучних радіонуклідів із зовнішнього середовища в живі організми. У цей час найцікавіші дослідження в природних умовах, тому що вони дозволяють одержати реальні кількісні показники міграційного переносу радіонуклідів у ті або інші елементи ікосистеми.

У роботі були використані деякі види морських і напівпрохідних риб. Для аналізу відбирали цілих риб, і тільки у великих риб досліджували центральну частину тушки. Результати визначень наведені в таблиці.