Радиация и рыбы

Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Радиация и рыбы


     Развитие атомной энергетики, с одной стороны, и растущая опасность расширяющегося воздействия человека на биосферу, которое приняло в настоящее время глобальные размеры, с другой — обусловливают необходимость научного анализа последствий перевода топливно-энергетической базы на ядерную основу. Среди комплекса проблем — экономических, социально-политических, психологических, экологических, — которые выдвигает начавшийся переход энергетики с ископаемого топлива на ядерное, наиболее важной является проблема Парфюмерия Christian Dior все товары бренда Dior.

влияния ядерной энергетики на внешнюю среду.

     Увеличение естественного радиационного фона, которое сопровождает освоение человеком энергии атомного ядра, привело к формированию ряда научных дисциплин: радиоэкологии, радиационной гигиены, ядерной метеорологии и др., всесторонне исследующих закономерности поведения во внешней среде радионуклидов и действия ионизирующих излучений на объекты окружающей среды и человека. В результате радиологических исследований к настоящему времени достаточно полно изучены основные особенности миграции наиболее важных в радиологическом отношении нуклидов в природных биогеоценозах, включая водные сообщества, а также влияние облучения на живые организмы, в том числе водные растения и животных. Это позволило оценить радиационную обстановку в различных регионах земного шара, а также собрать научную информацию для прогнозирования возможных радиологических последствий попадания радиоактивных веществ в окружающую среду.

     Подробными радиоэкологическими исследованиями в последние 15—20 лет была охвачена и гидросфера Земли. Интерес к проблемам водной радиоэкологии предопределяется рядом причин. Во-первых, моря и океаны являются основным резервуаром, куда поступают радионуклиды (выпадения из атмосферы, жидкий и твердый сток с суши). Во-вторых, в водной среде обитают некоторые виды организмов, характеризующихся относительно высокой радиочувствительностью. В-третьих, специфические физико-химические свойства водной среды обеспечивают исключительно высокое накопление некоторых  радионуклидов водными растениями и животными  

(коэффициенты накопления    отдельных    радионуклидов    гидробионтами равны десяткам и сотням тысяч, т. е. концентрация радионуклидов в этих организмах в 104—105 раз выше, чем в воде), и в целом аккумуляция радиоактивных веществ живым  веществом  в воде относительно среды значительно выше, чем на суше. В-четвертых,   в  последние  годы  непрерывно    возрастает  роль Мирового океана  как  источника   пищевых  ресурсов  человека, а  в недалеком будущем гидросфера может стать основным поставщиком белков и других ценных питательных веществ для человека. С этой точки зрения вопросы накопления радионуклидов   в  пищевых   морепродуктах   приобретают   первостепенный интерес.   И,  наконец,  в-пятых,   успехи   водной   радиоэкологии предопределяют  решение таких 

важных  вопросов,  как удаление радиоактивных  отходов.

Загрязнение радионуклидами окружающей среды

 

     Природные экосистемы загрязнены техногенными радионуклидами из разных источников: во-первых, это глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы – результат испытаний ядерного оружия; во-вторых, значительное количество радионуклидов поступило в окружающую среду в результате деятельности ядерных предприятий и аварий на них.(А.Ааркрог и др. Изучение вклада наиболее крупных ядерных инцидентов в радиоактивное загрязнение Уральского региона, ЭКОЛОГИЯ, Номер 1, 1998 г.)

     Две тысячи ядерных взрывов, из них 483 испытания в атмосфере, распыливших две тонны плутония, плюс Чернобыль резко стимулировали интерес населения и государственных органов к контролю заражения воды радиоактивными элементами.

     Радиоактивному загрязнению подвержен и мировой океан. Низкорадиоактивные отходы сбрасывали в моря и океаны Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Корея, Нидерланды, Новая Зеландия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония. На морском дне лежат несколько погибших атомных подводных лодок США и России, контейнеры с радиоактивными отходами западных стран, потерянные ядерные бомбы, затопленные атомные реакторы ледоколов, а также кораблей ВМФ. (Г.С.Фомин, ВОДА, 1995 г.)

     В связи с намеченной обширной программой строительства атомных электростанций и стремлением по-хозяйски использовать водоёмы охладители изучение закономерностей поведения радионуклидов в них приобретает практический интерес. (Н.И.Буянов и др. Накопление и выведение искусственных радионуклидов организмами пресноводных рыб, ЭКОЛОГИЯ, Номер 4, 1983 г.)

     Биосфера находится под неблагоприятным воздействием антропогенных факторов, что нарушает её динамическое равновесие. Аварии и неконтролируемые утечки могут периодически подпитывать атмосферу загрязняющими веществами, и в этом смысле радиоактивным материалам будет принадлежать, к сожалению, не последнее место. Основным их источником в настоящее время является воздушный бассейн, куда в период интенсивного испытания ядерного оружия (1945—1963 гг.) было инжектировано очень большое количество осколочных радионуклидов. На поверхность Мирового океана все еще продолжают выпадать большие количества долгоживущих радиоактивных аэрозолей.

     Определенный вклад в загрязнение биосферы может быть обусловлен и подземными ядерными взрывами, сопряженными с аварийным выбросом раскаленных радиоактивных паров и газов через образовавшиеся трещины в грунте.

     Потенциальным источником радиоактивного загрязнения природы являются реакторы атомных электростанций и других предприятий атомной индустрии, расположенных не только в прибрежной зоне, но и в глубине континента.

     Таким

образом, в итоге глобального, хотя и слабого, загрязнения биосферы антропогенными радионуклидами современное радиационное поле зоны биопоэза обусловливается двумя  составляющими - природного и  искусственного

происхождения. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

 

Нахождение радиоактивных веществ в воде

 

     Радиоактивные элементы могут присутствовать в воде как в виде радиоактивных солей (сбросы заводов по производству ядерного топлива), так и в виде механических (вкрапления радионуклидов в минеральные частицы) и биологических загрязнений (рачки, обитающие в радиоактивном иле водоёмов). Как правило, радионуклиды, попавшие в водную среду, неравномерно распределяются как по объёму воды, так и в донных отложениях. В илистом дне содержание радионуклидов во много раз больше, чем в песочном. Со временем радионуклиды, попавшие в воду, концентрируются в донных отложениях.

(Г.С.Фомин, ВОДА, 1995 г.)

     При попадании в водные экосистемы радиоизотопы избирательно накапливаются отдельными компонентами водоёма, тем самым, создавая различные радиационные условия для каждой из экологических групп. Накопление радиоизотопов грунтами весьма различно и зависит не только от физико-химических свойств этих элементов, но и от специфических свойств грунтов в различных водоёмах. (Г.Б.Питкянен, Особенности радиационных условий развития икры пресноводных рыб, относящихся к разным экологическим группам, ЭКОЛОГИЯ, Номер 6, 1974 г.)

     Радионуклиды, содержащиеся в воде, по своему происхождению могут быть разделены на две группы: к первой относятся те, которые существовали при образовании Земли; ко второй — радионуклиды, возникающие непрерывно в результате природных ядерных превращений.

     Среди первичных радионуклидов выделяется группа относящихся к трём радиоактивным семействам, родоначальниками которых являются U238, U235 и Тh232, и группа расеянных терригенных радионуклидов. Главным представителем последней группы является К40, который имеет наиболее широкое распространение и, как правило, содержится во всех компонентах биосферы в относительно больших концентрациях; поэтому β-активность воды и живого субстрата в основном обусловливается К40. Все первичные радионуклиды, содержащиеся в воде, имеют континентальное происхождение, в то время как радионуклиды, образующиеся под действием космических лучей, а также большинство антропогенных поступают в океан из атмосферы. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

 

Источники радиоактивного загрязнения моря

   

 Все существующие и вероятные источники радиоактивного загрязнения моря (ИРЗ) можно подразделить на две основные группы:

     1)   функционирующие, обусловливающие  непрерывное    или

периодическое поступление радиоактивных    веществ  в    гидросферу;

     2)  потенциальные, которые в данный период времени не поставляют  во    внешнюю    среду    искусственные    радионуклиды, но в аварийных или иных ситуациях, связанных с нарушением технологии, правил безопасности или других ограничений, могут стать причиной  образования  обширных  или локальных,  стойких или временных очагов загрязнения моря.

     В свою очередь, функционирующие ИРЗ различаются по продолжительности и ритму действия, характеру и количеству радиоактивных веществ, рассеиваемых в биосфере, их нуклидному составу, пути поступления в водную среду и т. п.Одни функционирующие  ИРЗ   моря   отличаются  относительно  выраженным   постоянством  влияния   на  радиационную  обстановку. Другие   характеризуются   периодичностью   действия,   при   этом не всегда ритмичной, когда в водную среду через соответствующие   интервалы   времени   попадают   радиоактивные   вещества разной концентрации. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

 

 

 

Усвоение радионуклидов гидробионтами

    

     Особенно важным является изучение путей поступления радионуклидов в гидробионты, а также исследование динамики выведения ранее накопленных излучателей из организмов, поиск путей, средств и веществ, которые защитили бы организм от чрезмерно высокого накопления радионуклидов или ускоряли бы выведение их из гидробионтов. (Н.И.Буянов и др. Накопление и выведение искусственных радионуклидов организмами пресноводных рыб, ЭКОЛОГИЯ, Номер 4, 1983 г.)

     Много работ отечественных и зарубежных учёных посвящено изучению загрязнения рыб радиоактивными веществами. По своей направленности эти работы можно разделить на две группы. Одна из них посвящена изучению поступления, накопления и перераспределения радиоактивных веществ в организме рыб, а так же выведения их из органов и тканей рыб, другая – вопросам биологического действия радиации на организм рыб.

     Загрязнение рыб происходит путём непосредственной адсорбции радиоактивных веществ поверхностью тела, через пищу и в результате других обменных процессов между организмом и окружающей средой. Во внутренние органы рыб радиоактивные элементы проникают через кожу, жабры и ротовую полость.

     Одним из важных источников заражения рыб является передача радиоактивных веществ по пищевым цепям. Молодь большинства рыб и многие взрослые рыбы питаются планктоном, который способен накапливать радионуклиды до концентраций в сотни и тысячи раз больших, чем в окружающей воде. Поэтому при малом содержании радиоактивных веществ в воде поступление их в организм рыб обусловливается в первую очередь загрязнённой пищей. При нахождении в воде, загрязнённой радиоактивными веществами, рыбы получают внешнее облучение. Адсорбированная на поверхности их тела активность создаёт облучение организма. В свою очередь радиоактивные вещества, накапливающиеся в органах и тканях, создают внутренний источник облучения. (Г.В.Фёдорова, О радиоактивном загрязнении рыб, РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО, Номер 3,  1962г.)

     Радионуклиды, так же как и все стабильные нуклиды, поступают в тело гидробионтов через пищеварительный тракт, жаберный аппарат и покровные ткани. Интенсивность усвоения организмом радионуклидов во многом определяется степенью физико-химического тождества их со стабильными нуклидами, необходимыми для оптимального функционирования бионта, а также агрегатным состоянием, концентрацией в воде, функциональным состоянием организма и т. п. Живые организмы усваивают нуклиды одного элемента практически в равной степени, так как по химическим свойствам они тождественны.

     Интенсивность поступления в организм радионуклида в существенной мере  зависит  от  пути  его  проникновения.   Радиоактивные вещества, содержащиеся в твердых частицах, гидробионтами практически не усваиваются. В отличие от этого радионуклиды, находящиеся в ионном состоянии, поглощаются гидробионтами интенсивно. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

     Освобождение организма рыб от радиоизотопов идёт несколькими путями: смыванием с поверхности тела, удалением с продуктами обмена, а также в результате распада радиоизотопов. (Д.Д.Ромашов, Радиоактивное заражение рыб,  ТРУДЫ СОВЕЩАНИЙ ИХТИОЛОГИЧЕСКОЙ КОМИССИИ АКАДЕМИИ НАУК СССР, ВЫП. 10, 1960 г.) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Накопление рыбами радиоактивных веществ

 

     Накопление радиоактивных веществ органами и тканями рыб, а также распределение и выделение их зависит от целого ряда условий, основными из которых являются: химическая природа радиоизотопов и периоды их полураспада, концентрация радиоизотопов в воде, вид, возраст и физиологическое состояние рыб и экологические условия. Опыты на рыбах ставились с радиоизотопами стронция, цезия, иттрия, церия, фосфора, кальция, урана, йода, кобальта, полония. Различные радиоизотопы, попадая в организм рыб, распределяются по органам и тканям неравномерно. Концентрация в тканях определяется в первую очередь их химическими свойствами. Встречаясь с различными химическими соединениями, входящими в состав тканей рыб или являющимися продуктами обмена веществ, радиоизотопы вступают с ними в обменные реакции. Так, радиостронций очень близок в химическом отношении к кальцию и, попадая в животный организм, откладывается в кальцийсодержащих тканях, главным образом в костях. Повышение содержания нерадиоактивного кальция в окружающей воде ведёт к снижению кумуляции радиостронция рыбами. Ход направленности обменных реакций в организме рыб определяются соотношением между процессами накопления и выведения радиоизотопов организмом.

     Кумуляция радиоизотопов органами и тканями рыб зависит, прежде всего, от концентрации этих радиоизотопов в воде и времени пребывания в ней рыб. Чем выше степень радиоактивности воды, тем больше степень загрязнённости рыб.

Удельная радиоактивность

воды, кюри/л

Удельная радиоактивность

Рыбы, кюри/л

Кратность накопления

3,3×10-5

3,9×10-5

118

1,55×10-6

2,5×10-6

161

4,1×10-6

1,2×10-6

283

 

     В воде с высокой концентрацией радиоизотопов кумуляция последних происходит в одних тканях, а при низких – в других.

     При однократном загрязнении рыб даже большими количествами радиоизотопов накопление их организме бывает незначительным. При длительном же загрязнении низкими концентрациями радиоизотопы могут накапливаться в организме в больших количествах.

     Наиболее интенсивная кумуляция радиоактивных веществ происходит в первые сутки. При равности процессов поступления и выведения радиоактивных элементов через 2 – 3 месяца наступает предельное накопление радиоизотопов органами и тканями. При достижении предела накопления радиоактивных веществ организмом дальнейшая кумуляция прекращается.

     Молодые и быстрорастущие рыбы кумулируют радиоизотопы быстрее и в относительно больших количествах, чем рыбы среднего и старого возраста.

     У донных рыб накопление радиоизотопов идёт быстрее, чем у пелагических. Таким образом, экологические условия и физиологическое состояние рыб играют значительную роль в загрязнении их радиоактивными веществами. (Г.В.Фёдорова, О радиоактивном загрязнении рыб, РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО, Номер 3,  1962г.)

     Изучение накопления цезия-137 водными организмами в природных условиях связано с количественной оценкой и прогнозированием перехода искусственных радионуклидов из внешней среды в живые организмы. В настоящее время наиболее интересны исследования в естественных условиях, так как они позволяют получить реальные количественные показатели миграционного переноса радионуклидов в те или иные элементы экосистемы.

     В работе были использованы несколькие виды морских и полупроходных рыб. Для анализа отбирали целых рыб, и только у крупных рыб исследовали центральную часть тушки. Результаты определений приведены в таблице.

                 

Накопление цезия-137 и калия в рыбах Каспийского моря

Вид рыб

Тип питания

Содержание ка-

лия, г/кг сы-

рой массы

Содержание цезия-137, пКи

Наблюдаемое

отношение

(НО)

на кг

сырой мас-

сы рыбы