авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ ------------------------------------------------------------------------------------------ Кафедра безопасности ...»

-- [ Страница 2 ] --

Взаимодействие свободных радикалов с органическими и неорганическими веществами идет по типу окислительно восстановительных реакций и составляет эффект непрямого (косвенного) действия. Величина прямого и непрямого действия в первичных радиобиологических эффектах различных систем неодинаковая. В абсолютно чистых сухих веществах будет преобладать прямое, а в слаборастворенных — косвенное действие радиации. У животных, по данным А. М. Кузина, примерно 45 % поглощенной энергии излучения действует непосредственно на молекулярные структуры — прямое действие, а остальные 55 % энергии вызывают непрямое действие.

Итак, биологическое действие ионизирующей радиации является не прямым, а опосредованным действием продуктов радиолиза воды, входящей в состав клетки. Первичные радиационные повреждения на биохимическом уровне приводят к образованию новых химически высокоактивных продуктов, которые вызывают дополнительные повреждения биологически важных макромолекул. Такие повреждения касаются не только ядерных компонентов, но и цитоплазматических и других структур клетки, вовлекая в радиобиологические эффекты все важные системы живой клетки — ферментативные, регуляторные, защитные и др.

Таковы общие современные представления о сущности и механизмах действия ионизирующей радиации на клеточные системы, присутствующие, в частности, и в структурно метаболической теории А. М. Кузина.

3.4 Структурно-метаболическая теория радиационного поражения А.М.Кузина В этой теории ведущая роль в радиационном эффекте отводится нарушениям в клеточном ядре и биомембранах.

Экспериментально показано, что ДНК связана с биомембранами: начало расплетания спирали и синтеза ДНК происходит в точках ее прикрепления к мембране. На поверхности биомембран имеются особые рецепторы, передающие сигналы гормонов через липиды мембран (обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества). Липиды мембран, подвергаясь воздействию ионизирующей радиации, в присутствии кислорода образуют пероксиды и продукты их распада.

Рис.10 Схема участия первичных радиотоксинов в развитии лучевого поражения организма (А.М.Кузин, 1986г) Эти изменения приводят к нарушению проницаемости мембран и важных метаболических процессов: инактивации ферментов, гормонов, подавлению энергетических функций митохондрий и синтеза ДНК и РНК, расстройству управляющих систем и другим тяжелым последствиям.



3.5. Развитие радиобиологических эффектов во времени Радиобиологические эффекты удобнее рассматривать во временном аспекте, разделяя их развитие на четыре основных стадии: 1) физические взаимодействия, 2) физико-химические взаимодействия, 3) биологические реакции, 4) медицинские эффекты (рис 10).

Физические взаимодействия. В этот период протекают первичные процессы поглощения энергии излучения атомами и молекулами биологического объекта, в результате они могут претерпевать возбуждение, ионизацию или диссоциацию (расщепление);

Это самая короткая стадия.

Физико-химические взаимодействия. Характер действующих процессов весьма разнообразен, тем не менее можно выделить наиболее типичные реакции и изменения: реакции окисления;

реакции восстановления;

реакции деструкции (расщепление крупных молекул, отщепление активных групп, разрывы цепей;

реакции димеризации (удвоенной молекулы в результате реакции присоединения), полимеризации и другие усложнения молекул;

внутримолекулярные изменения.

Биологическая стадия. Как правило, собственно биологические эффекты проявляются не сразу, а спустя некоторое время после облучения, что свидетельствует о вторичности этих явлений. Действие ионизирующей радиации на живые организмы может приводить к нарушениям биологической организации на всех ее уровнях, от молекулярного и клеточного до организменного и популяционного.

Медицинские эффекты Все эти проявления являются следствием поглощения физической энергии излучения и последующего индуцирования изменений на молекулярном уровне, поэтому никакие эффекты на любом более высоком уровне биологической организации невозможны без соответствующих изменений на более низких уровнях.

Длительность процесса (сек) 10-15 Поглощение энергии Физическое Возбуждение/ионизация взаимодействие 10-12 Исходные треки частиц Формирование радикалов 10- Диффузия, химические реакции Физико химичееское 10-6 Первичное повреждение ДНК взаимодействие 10-3 1мс Разрывы ДНК/базовое повреждение 100 1с Процессы репарации Фиксация повреждения Биологические 103 Гибель клеток реакции 1ч Мутации/трансформации/аберрации 1день 106 Полиферация поврежденных клеток 1год Промоция/завершение Медицинские 109 эффекты Тератогенез Рак 10лет Наследственные дефекты Рис. 10 Схема развития событий при радиоактивном загрязнении организма, приводящих к стохастическим радиационным эффектам. Приложение «Н» к «Отчету НКДР-2000».

(С.П.Ярмоненко, А.А.Вайнсон, 2004г) На рис.10 приведены данные примерной продолжительности некоторых процессов, вовлеченных в радиобиологическое действие радиации.

3.6. Репарация повреждений Изменения, возникающие в клетках на биохимическом и более высоких уровнях частично или полностью могут быть устранены в процессе репарации (восстановления). Однако, чем сложнее нарушения, возникшие в клетке, тем меньше вероятность их восстановления.

Степень поражающего действия зависит не только от величины полученной дозы радиации, но и от того, имелись ли при этом условия и время для осуществления процессов биохимического восстановления.





Если клетка в момент облучения находилась вне цикла деления, то у нее больше возможностей для восстановления, чем у клетки, активно реплицирующей ДНК и готовящейся к митозу.

Разновидности облучения: острое – за короткий промежуток времени, не более нескольких часов;

пролонгированное (более длительное), фракционированное – с перерывами между получаемыми порциями облучения;

хроническое – длительное время, при малой интенсивности облучения.

При одинаковой дозе облучения результат воздействия на организм тем меньше, чем более дробно получена доза или чем больше она растянута во времени, и скорость восстановления обратно пропорциональны размерам лучевого поражения. У животных восстановление происходит быстрее, чем у человека.

Недавно стало ясно, что доза радиации, поглощенная организмом в течение длительного периода времени, может привести к существенно более сильному поражению, чем такая же доза, полученная сразу или за более короткий период (так называемый эффект Петко). Это связано, по-видимому, с репарационными (восстановительными) свойствами живого организма, в котором при размножении клеток всегда существует некий механизм исправления (репарации) возможных генетических ошибок, могущих нарушить последующее развитие организма. Восстановительные процессы имеют предел, но какие то мелкие повреждения они могут «залечивать».

Проблема малых доз радиации, их накопления в организме и последующее воздействие сейчас становится весьма актуальной.

Отмечается эффекты взаимодействия радиации с другими факторами риска, порознь не так опасными. Оказалось, например, что малые количества пестицидов могут усиливать действие радиации. То же самое происходит при действии радиации в присутствии небольших количеств ртути. Недостаток селена в организме усиливает тяжесть радиационного поражения.

Известно, что у курильщиков, подвергающихся облучению в мЗв/год, риск заболеть раком легких возрастает более чем в 16 раз по сравнению с некурящими.

Таблица Воздействие средних и малых доз ионизирующей радиации на здоровье человека (А.В.Яблоков, 2000г.) Доза на Немедленный все тело, результат Отдаленный результат Гр Преждевременное старение.

Увеличение числа небольших мутаций (связанных с астмой, До 0,1 Нет реакций аллергиями и т.п.) в потомстве.

Дополнительный риск возникновения рака.

Возникновение уродств в потомстве.

У большинства нет Поражение лимфоцитов и реакции. нейтрофилов.

У чувствительных Преждевременное старение.

0,1-0,5 людей развивается Генетическое поражение лучевая болезнь потомства.

Увеличение риска возникновения рака.

Известно также, что на фоне небольшого по величине хронического облучения разовое кратковременное дополнительное облучение дает эффект, много более значимый, чем при простом суммировании этих доз (табл.9).

В 60-70-х годах большое внимание стали уделять не только прямым (острым), но и опосредованным и отдаленным эффектам облучения. Среди них:

• Воздействие на наследственность;

• Возникновение лейкозов и злокачественных опухолей;

• Иммунодепрессия, иммунодефицит;

• Повышение чувствительности организма к возбудителям инфекционных заболеваний;

• Нарушение обмена веществ и эндокринного равновесия;

• Возникновение катаракты;

• Временная или постоянная стерильность;

• Сокращение средней ожидаемой продолжительности жизни;

• Задержка психического развития.

Среди других известных проявлений действия радиации на организм человека: появление рака в более молодом возрасте (акселерация или омоложение рака), физиологические расстройства (нарушение работы щитовидной железы и др.), сердечно-сосудистые заболевания, аллергии, хронические заболевания дыхательных путей. В таблице 9 приведена общая схема влияния средних и малых доз радиации на организм человека.

С течением времени список радиационно стимулированных заболеваний не сокращается, а растет. При этом оказывается, что весьма малые дозы способны вызвать негативные последствия для здоровья.

Выяснилось также, что действие радиации на здоровье человека может зависеть от продолжительности воздействия: одна и та же доза радиации, получаемая за короткий промежуток времени, вызывает меньшие повреждения, чем доза, полученная за длительный период.

3.7. Мутации соматические и наследуемые.

Наибольшее внимание человека привлекают те радиационные повреждения клеток, которые связаны с мутациями, как следствием действия ионизирующего излучения. Мутация — это любое обнаруживаемое и наследуемое изменение в генетическом аппарате клетки, которое передается дочерним клеткам или индивидуумам. Следует различать соматические мутации, произошедшие в соматических (неполовых) клетках и генетические (наследственные) мутации — в половых (генеративных) клетках. Наиболее заметные мутации — это хромосомные аберрации (или перестройки) в ядерных структурах клеток. Фрагменты хромосом после разрывов могут воссоединиться неполностью или в неверном порядке.

Соматические мутации могут переноситься в новые клетки, происходящие из исходных, но не передаются потомству.

Они способны вызывать только физиологические эффекты. К ним относят прежде всего сокращение продолжительности жизни, злокачественные новообразования и катаракту. Кроме того, отдаленные последствия облучения отмечают в коже, соединительной ткани, кровеносных сосудах почек и легких в виде уплотнений и атрофии облученных участков, потери эластичности и других морфо-функциональных нарушениях, приводящим к фиброзам и склерозу, развивающимся в следствие комплекса процессов, включающих уменьшение числа клеток.

Накопление повреждений генетического аппарата соматических клеток во многом сходно с эффектами старения организма. Еще одним примером соматических эффектов является канцерогенное действие ионизирующей радиации. Мутации в соматических клетках могут вызывать нарушения иммуногенеза (процесс формирования иммунитета), при этом могут вырабатываться антитела против нормальных антигенов хозяина.

Генетические мутации могут (но не обязательно должны) проявляться у потомства. Обычно они возникают при облучении организма малыми и сублетальными (не угрожающими жизни) дозами радиации (при облучении большими дозами человек или животное становятся бесплодными или погибают). Они являются следствием радиационных мутаций в зародышевых клетках облученных родителей, в отличие от злокачественных новообразований, возникающих в результате мутаций в соматических клетках самих облученных объектов.

Различают три категории наследственных заболеваний менделианские, хромосомные и мультифакториальные (табл.10).

Менделианские (генные) нарушения являются следствием мутаций в единичных генах одной или двух аутосом или половых хромосом. Они могут быть доминантными, рецессивными и связанными с полом.

Хромосомные нарушения проявляются в виде изменения (увеличения или уменьшения) числа хромосом, а также изменения их структуры (хромосомные аберрации), при которых разорванные концы хромосом соединяются неправильно, а отдельные их фрагменты могут при делении клетки утрачиваться.

Таблица Наследственные радиационные эффекты (по Э.Холлу, 2000г.) Тип генетического Примеры эффекта Генные мутации Одиночные Полидактилия, хорея Гентигтона доминантные Рецессивные Серповидная анемия, ретинобластома Сцепленные с полом Цветовая слепота, гемофилия Хромосомные изменения Изменение числа Синдром Дауна (трисомия, дополнительная хромосом 21-я хромосома), гибель эмбриона Хромосомные аберрации Гибель эмбриона, умственная отсталость, физические дефекты Мультифакториальные расстройства Врожденные Неврологические дефекты, врожденное ненормальности и расщепление губы, расщепление мягкого уродства нёба Хронические болезни Диабет, эссенциальная гипертония, коронарная болезнь сердца.

Примечания: Полидактилия (от поли... и греч. daktylos - палец), многопалость, наличие лишних пальцев на кисти или стопе;

Хорея Гентингтона является наследственным заболеванием, характеризующимся дегенерацией коры головного мозга. Заболевание приводит к непроизвольным хаотическим движениям и умственной деградации;

на последней стадии наблюдается слабоумие;

Серповидная анемия одна из форм наследственной гемолитической анемии;

Ретинобластома - злокачественная опухоль глаза, развивающаяся преимущественно в детском возрасте из тканей эмбрионального происхождения;

Синдром Дауна, врожденное нарушение развития, проявляющееся умственной отсталостью, нарушением роста костей и другими физическими аномалиями.

Мультифакториальные нарушения обязательно имеют генетический компонент, но не могут быть описаны как просто менделианские. В таблице 10 приведены примеры всех трех видов наследственных нарушений. Действие радиации не имеет направленного характера, и значительное число мутаций может не приводить к каким-либо последствиям. Экспериментально установлено, что в первом поколении облученных организмов проявляется около половины всех выявляемых мутаций, остальные могут обнаружиться в течение следующих 15— поколений.

Новые признаки, возникающие в связи с мутацией, например у животных, могут быть и положительными и отрицательными. Но в большинстве случаев они отрицательны, часто проявляются в повышенной восприимчивости животных к заболеваниям, сокращением продолжительности жизни, возникновением злокачественных новообразований и другими патологическими состояниями.

Что касается диких животных, а также растений, микроорганизмов и вирусов, то здесь повышение уровня радиации будет иметь значение фактора, влияющего на темпы и формы эволюции. Попадая в условия повышенной радиоактивности, виды подвергаются широкому отбору, который идет на фоне повышенной изменчивости (радиомутабильности). В этих условиях отбор, уничтожая часть популяции, приводит к появлению свойств, нужных виду для обитания в новых условиях среды.

ВОПРОСЫ 1. В чем заключается основной радиобиологический парадокс?

2. Раскройте основное содержание теорий, объясняющих прямое действие радиации.

3. Каковы основные положения теорий, объясняющих непрямое действие радиации на биологические объекты?

4. Каковы опосредованные пути воздействия ионизирующего излучения на организм?

5. Каков механизм биологического действия ионизирующего излучения?

6. Назовите этапы развития радиобиологических эффектов во времени.

7. Какие ткани и клетки животного организма наиболее чувствительны к ионизирующей радиации и с чем это связано?

8. От каких факторов зависят репарационные (восстановительные) свойства живого организма?

9. Каковы возможные последствия соматических и генетических мутаций?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Алексахин Р.М., Васильев А.В., Дикарев В.Г. и др.

«Сельскохозяйственная радиоэкология», М., 2. Алексахин Р.М., Сироткин А.Н. «Чернобыльская катастрофа и аграрная наука». В сборнике «Чернобыль: долг и мужество», т.1. М.:

3. Анненков Б.Н., Юдинцева Е.В. «Основы сельскохозяйственной радиологии». М., 4. Балуев О.Т. «Радиобиология, радиоэкология и радиационная безопасность теплокровных». Учебное пособие, М.: Изд-во ЦПП, 1997, 179с.

5. Белов А.Д., Киршин В.А., Лысенко Н.П., Пак В.В., Рогожина Л.В.

«Радиобиология», М.: Колос, 1999. –384с.

6. Борчук Н.И. «Медицина экстремальных ситуаций», Минск:

«Вышэйшая школа», 1998.

7. Василенко И.Я., Василенко О.И. «Радиоактивный цезий» // Энергия:

экономика, техника, экология, 2001.-№7.-С.16-22;

8. Василенко И.Я., Василенко О.И. «Стронций радиоактивный» // Энергия: экономика, техника, экология, 2002.-№4.-С.26-32;

9. Гродзинский Д.М., Гудков И.Н. «Защита растений от лучевого поражения».М.:Атомиздат, 1973, 232с.

10. Дубинин Н.П. «Эволюция популяций и радиация», М.: Атомиздат, 1966.- 742с.

11. «Закон о социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (редакция на 26.04.2004 г.) 12. Клековкин Г.В. «Радиоэкология». Учебное пособие. Ижевск.

Издательский дом «Удмуртский университет», 2004. – 206 с.

13. Лурье А.А. «Сельскохозяйственная радиология и радиоэкология», М., 14. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99), 15. Плющиков В.Г. «Основы сельскохозяйственной радиоэкологии». М.:

РУДН, 1995.-108с.

16. Пристер Б.С., Лощилов Н.А., Немец О.Ф., Поярков В.А. «Основы сельскохозяйственной радиологиия», Киев, 1991.

17. Радиоактивное загрязнение». Сайт Уральского государственного педагогического университета. Дистанционное образование:

http://de.uspu.ru/Informatics/Metodes/OPD/F/07/3/295.htm 18. Рекомендации по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльской АЭС на период 1991-1995гг.М., 19. «Руководство по организации по санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях», Приказ №20 Минздрава от 24.01.2000г.

20. Торшин С.П., Смолина Г.А., Пельтцер А.С. Практикум по сельскохозяйственной радиологии. М.: Изд-во МСХА, 2004, - 82с, 21. Федосеев О.Н., Хурнова Л.М. «Прогнозирование и оценка обстановки при авариях на радиационно опасных объектах», Методические указания к выполнению курсовых и практических работ, Пенза, 2000.

22. Фокин А.Д., Лурье А.А., Торшин С.П. «Сельскохозяйственная радиология»: учебник для вузов. – М.: Дрофа, -2005.- 367с.

23. Эвембе.Д., Плющиков В.Г., Кузнецов А.В. «Учебное пособие по сельскохозяйственной радиологии» / Под редакцией Кузнецова А.В..

М.: Изд-во РУДН, 2005. – 70с.

24. Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. «Радиобиологич человека и животных»: учебное пособие – М.: Высшая школа, 2004. –549с.

25. Яблоков А.В. «Миф о безопасности малых доз радиации».

«Гражданская инициатива», №1(5), 2000 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица Основные физические величины, используемые в радиационной биологии, и их единицы Единица, ее наименование, обозначение Физическая величина (международное и русское) Внесистемная* Система СИ** Активность нуклида в Кюри Беккерель радиоактивном (Ci, Ки) (Bq, Бк) источнике Экспозиционная доза Рентген Кулон на килограмм излучения (R, Р) (Кл/кг) Мощность Рентген в Ампер на экспозиционной дозы секунду килограмм излучения (R/s, Р/с) (A/kg, А/кг) Поглощенная доза Рад Грей излучения (rad, рад) (Gr, Гр) Мощность поглощенной Рад в секунду Грей в секунду дозы излучения (rad/s, рад/с) (Gr/s, Гр/с) Интегральная доза Рад-грамм Джоуль излучения (rad g, рад г) (J, Дж) Эквивалентная доза Бэр Зиверт излучения (rem, бэр) (Sv, Зв) Мощность Бэр в секунду Зиверт в секунду эквивалентной дозы (rem/s, бэр/с) (Sv/s, Зв/с) излучения Таблица Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц Множитель Множитель Приставка Приставка Наимен. Обозн. Наимен. Обознач.

1012 10- Тера Т/Т Деци D/д 109 10- Гига G/Г Санти С/с 106 10- Мега М/М Милли М/м 103 10- Кило К/к Микро /мк 102 10- Гекто h/г Нано n/н 101 10- Дека da/да Пико p/п Таблица Соотношение между единицами физических величин радиационной биологии Физическая Соотношение между единицами величина Внесистемной* Системы СИ** и и системы СИ** внесистемной* 1 Ки = 3,7·1010 Бк 1Бк = 2,7·10-11Ки Активность нуклида в радиоактивном источнике 1Р=2,58·10-4Кл/кг Экспозиционная доза 1Кл/кг = 3876Р излучения Поглощенная доза 1рад = 0,01Гр 1Гр = 100рад излучения Мощность поглощенной 1рад/с = 0,01Гр/с 1Гр/с = 100рад/с дозы излучения 1рад г = 10-5Дж 1Дж = 105рад г Интегральная доза излучения Эквивалентная доза 1бэр = 0,01Зв 1Зв = 100бэр излучения Мощность 1бэр/с = 0,01Зв/с 1Зв/с = 100бэр/с эквивалентной дозы излучения Таблица Характер вероятностных эффектов острого облучения человека в зависимости от полученной дозы Дозы, Зв Вероятные эффекты острого облучения 0 - 0,25 Явные повреждения отсутствуют 0,25-0,5 Возможны временные изменения формулы крови (со временем возвращаются к норме) 0,5 - 1 Изменения в крови и другие нарушения, могущие привести к развитию лучевой болезни 1-2 Развитие острой лучевой болезни 2-4 Возможен летальный исход 4 Среднее значение полулетальной дозы – LD 6 Примерная абсолютно-летальная доза – LD Таблица Характеристика некоторых радионклидов Радио- Период Тип Энергия излучения, МэВ нуклид полураспада распада -частиц -частиц -лучей Естественные и космогенныые Н 12,3 года - - С 5760 лет - - 32 Р 14,3 суток - - Ra 1620 лет, 4,78 - 0, Rn 3,82 дня 5,486 - 4,5109 лет U, 4,15 - 0, 40 9 К 1,2710 лет, - 1,31 1, Техногенные: осколочные Sr 29 лет - 0,61 90 Y 64 часа - 2,27 -, I 8,1 суток - 0,635 0, -, Cs 30 - 0,51 0, -, Cs 2,1 лет - 0,662 0, Техногенные: трансурановые Pu 24110 лет 5,145 - Pu 14,3 лет - 0,021 СОДЕРЖАНИЕ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 1.1 Строение атома и изотопы 1.2 Закон радиоактивного распада 1.3 Виды излучений и их проникающая способность 1.3.1 Электромагнитные (фотонные) излучения 1.3.2 Корпускулярные излучения 1.4 Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с веществом 1.4.1. Корпускулярные излучения 1.4.1.1. Основные эффекты взаимодействия альфа излучения с веществом 1.4.1.2. Основные эффекты взаимодействия бета излучения с веществом 1.4.1.3. Взаимодействие нейтронов с веществом 1.4.2. Электромагнитные излучения Вопросы 2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 2.1 Доза излучения и его мощность 2.2 Радио-чувствительность различных биологических видов 2.3 Суммарная доза облучения человека, проживающего на территории, загрязненной радионуклидами 2.4 Характеристика основных радионуклидов – загрязнителей агроэкосистем Вопросы 3. МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 3.1 Теория «мишени» 3.2 Стохастическая теория 3.3 Теория свободных радикалов 3.4 Структурно-метаболическая теория радиационного поражения А.М.Кузина 3.5 Развитие радиобиологических эффектов во времени 3.6 Репарация повреждений 3.7 Мутации соматические и наследуемые Вопросы Список литературы Приложение Радиология,медицинская научная дисциплина, предмет изучения которой - теория и практика использования источников ионизирующих излучений для диагностики и лечения заболеваний, а также биологическое действие ионизирующих излучений.

Радиоэкология,раздел экологии,изучающий концентрацию и миграцию радиоактивных нуклидов в биосфере и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - биоценозы.

Радиобиология(от радио... и биология), наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы, их сообщества и биосферу в целом. Р. граничит с научными дисциплинами, исследующими биологическое действие электромагнитных волн инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов (см.

Фотобиология) и радиоволн миллиметрового и сантиметрового диапазонов. Специфика Р. обусловлена большой энергией квантов и частиц (a-частиц, электронов, позитронов, протонов, нейтронов и др.), значительно превосходящей энергию ионизации атомов, и способностью частиц проникать в глубь облучаемого объекта, воздействуя на все его структуры, составляющие их молекулы и атомы.

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ ----------------------------------------------------------------------------------------- Кафедра безопасности жизнедеятельности и управления природными и техногенными рисками В.Г. Плющиков., О.Г. Семенов УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЭКОЛОГИИ Часть II СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО В УСЛОВИЯХ РАДИОНУКЛИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Москва - УДК 631.: 614.76 + 621.039.8 Утверждено РИС Ученого Совета Российского университета дружбы народов Плющиков В.Г., Семенов О.Г. Учебно-методическое пособие по курсу «Сельскохозяйственная радиоэкология», ч.II «Сельскохозяйственное производство в условиях радионуклидного загрязнения». М.: Изд-во РУДН.- 2006.- 64с.

Учебно-методическое пособие по сельскохозяйственной радиоэкологии предназначено для студентов агрономических, зооинженерных и ветеринарных специальностей. Пособие содержит разделы, в которых рассматриваются системы ведения растениеводства и животноводства на территориях с повышенным содержанием радиоактивных веществ.

Пособие подготовлено с целью совершенствования учебного процесса на кафедре Безопасности жизнедеятельности и управления природными и техногенными рисками Аграрного факультета РУДН.

Рецензент:

Кандидат химических наук, доцент, заведующий лабораторией, Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им.

Д.Н.Прянишникова, академик МАЭН А.В.Кузнецов.

© Коллектив авторов, © Издательство РУДН, ПРЕДИСЛОВИЕ Сельскохозяйственная радиоэкология - сравнительно молодая и развивающаяся область знаний. Она ориентирована на решение такой актуальной задачи как обеспечение полноценной и безопасной среды обитания человека в условиях воздействия на него радиации и радиоактивного загрязнения через почву, удобрения, воздух, воду и пищевые продукты.

Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий в Российской Федерации обусловлено преимущественно аварией на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС). Именно сельскохозяйственные экосистемы являются наиболее уязвимыми и критическими вследствие того, что производимая на них продукция обеспечивает основной вклад в дозу внутреннего облучения населения, проживающего на загрязненных территориях.

В Российской Федерации радиоактивное загрязнение зафиксировано на территории 21 региона, а общая площадь, подвергшаяся загрязнению, составила 150 тыс км2. Проблема реабилитации загрязненных территорий крайне сложна и зависит не только от радиологической обстановки, но и от экономической ситуации в стране. Под термином реабилитация загрязненных территорий понимают систему мер, направленных на обеспечение безопасного проживания сельского населения, получение экологически безопасных продуктов питания, бесперебойное функционирование АПК. Понимание закономерностей поведения долгоживущих радионуклидов в агроценозах, оценка размера их переноса по сельскохозяйственной цепочке в организм человека и возможности регулирования потока 137Cs в сельскохозяйственной продукции остается актуальной и в отдаленный период после аварии на ЧАЭС.

Данное учебно-методическое пособие (часть вторая) включает разделы об источниках радиации и типичных ситуациях радиоактивного загрязнения внешней среды, рассматривает системы ведения растениеводства и животноводства на территориях с повышенным содержанием радиоактивных веществ.

1. ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИИ На человека постоянно воздействует радиационный фон, под которым понимают ионизирующее излучение земного и космического происхождения. Различают естественный, технологически измененный естественный и искусственный радиационный фоны.

Естественный радиационный фон обусловлен излучением природных радионуклидов Земли и космическим излучением.

Технологически измененный естественный радиационный фон формируется из природных источников ионизирующего излучения, например излучения рассеянных в окружающей среде естественных радионуклидов, извлеченных из недр Земли вместе с полезными ископаемыми или содержащихся в строительных материалах жилищ.

Искусственный радиационный фон — глобальное загрязнение окружающей среды искусственными радионуклидами, образующимися при расщеплении ядер урана и плутония. Этот фон обусловлен испытаниями ядерного оружия, частично выбросами атомными электростанциями благородных газов, углерода и трития. Искусственный радиационный фон в масштабах земного шара в среднем составляет 1— 3% естественного радиационного фона.

1.1. Естественные источники радиации Основную часть воздействия ионизирующего излучения население земного шара получает от естественных источников радиации. При этом избежать облучения от большинства из них невозможно. На протяжении всей истории существования Земли различные виды излучения попадают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Более 80% годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от естественных источников, приходится на внутреннее облучение от земной радиации — радионуклидов, попадающих в организм с пищей, водой и воздухом. Основные радиационные факторы, обусловливающие радиоэкологическую обстановку в Москве приведены на рис. 1.

Остальную часть этой дозы вносят космические лучи, (главным образом путем внешнего облучения), которые облучают всю поверхность Земли.

Космическое излучение частично поглощается атмосферой, поэтому мощность эффективной дозы, которую получает человек от космического излучения, возрастает с высотой. Человек, летящий на самолете, получает большую дозу, чем за тот же самый промежуток времени человек, находящийся на поверхности земли Продукты Деятельность предприятий и питания 1% НИИ - 0,06% Медицинские исследования - 33,5% Естественная радиация - 66,3% Рис.1. Основные радиационные факторы, влияющие на радиоэкологическую обстановку в Москве (по данным ГУП МосНПО «Радон») В биосфере Земли содержится более 60 естественных радионуклидов, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами. Главные из них— это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало от урана-238 и тория-232 — долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Наиболее весомым естественным источником радиации является тяжелый газ радон (в 7,5 раза тяжелее воздуха) в форме радона-220, образующегося в цепочке продуктов распада урана-238, промежуточными элементами которой являются торий-232 и радон-222. Радон относится к благородным газам, удаляемым из легких с такой же скоростью, с какой он и поступает, поэтому облучение от самого радона незначительно.

Однако продукты распада радона оседают на пыль и другие мельчайшие частицы, например, на частицы табачного дыма, которые оседают на слизистых дыхательных путей.

Таким образом, когда говорят об облучении человека от радона, на самом деле имеется в виду облучение от продуктов его деления, в первую очередь полония-218 и полония-214.

Согласно оценкам Научного Комитета по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН), радон обусловливает 75% годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно половину этой дозы от всех естественных источников.

Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении, в которое радон поступает, просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из строительных материалов, использованных в конструкции дома. Самые распространенные строительные материалы - дерево, кирпич и бетон – выделяют немного радона. Гораздо большей радиоактивностью обладают гранит и пемза, особенно фосфогипс (применяемый при изготовлении строительных блоков, штукатурки, перегородок и цемента), обладающий высокой удельной радиоактивностью. В результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни радиации, особенно если дом стоит на грунте с повышенным содержанием радионуклидов или в том случае, когда при его постройке использовали материалы с повышенной радиоактивностью. Герметизация помещений с целью утепления лишь усугубляет дело, так как затрудняет выход газа из помещения. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем на открытом воздухе.

Уровни земной радиации различаются для разных мест земного шара, так как они зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Так, в большинстве стран Европы, в США, Японии и России примерно 95% населения живет в местах, где годовая эффективная доза за счет земной радиации составляет от 0,3 до 0,6 мЗв.

В ряде мест, например, в Бразилии (в том числе на морском курорте), уровень радиации в сотни раз превосходит средние величины, составляя более 200 мЗв/год. Известны населенные места с резко повышенным фоном земной радиации в Индии, где ее уровни составляют от 3,8 до 17 мЗв/год.

Одним из источников радиации является уголь, хотя он содержит ничтожные количества первичных радионуклидов.

Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз. При сжигания угля образуется в результате зола и зольная пыль, кроме того, большая часть его минеральных компонентов спекается в шлак. Именно в пыли, золе и шлаке концентрируются радионуклиды. Облака дыма от тепловых электростанций тоже приводят к дополнительному облучению людей, а использование золы в качестве добавки к цементам и бетонам может привести к увеличению радиационного облучения.

Строительные материалы могут внести существенный вклад в радиоактивное облучение населения (табл. 1). Люди, проживающие в домах, где использован фосфогипс, могут получить коллективную эффективную дозу на 30% больше, чем при использовании обычного гипса.

Таблица Удельные радиоактивности некоторых строительных материалов* Строительные материалы Удельные радиоактивности (Бк радия и тория на 1кг) Дерево 1, Зола Портланд-цемент Меньше Красный кирпич Силикатный шлак Гранит Природный гипс Фосфогипс Меньше Песок и гравий *Примечание. Таблица по материалам «Недвижимость», т.1, «Экология Москвы» (1995).

Значительно меньший вклад в дозу облучения вносит добыча фосфатов для производства удобрений. Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий в довольно высокой концентрации. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны, а содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры.

Радиоактивное загрязнение в этом случае бывает обыкновенно незначительным, но возрастает, если удобрения вносят в почву в жидком виде или если содержащие фосфаты вещества скармливают скоту в виде кормовых добавок. Все эти аспекты применения фосфоров дают за год ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу, равную примерно 6000 чел.·Зв, в то время как соответствующая доза из-за применения фосфогипса составляет около 300000 чел.·Зв (по экспериментальным данным 1977г.).

1.2. Искусственные источники облучения Главными источниками загрязнения окружающей среды искусственными изотопами являются: ядерные взрывы в военных или мирных целях;

аварии на ядерных объектах (в первую очередь – на ядерных реакторах);

накапливающиеся отходы атомной промышленности;

использование радиоактивных материалов в различных областях хозяйства, науки и медицины.

Естественные источники, 2 мЗв Источники, использующиеся в медицине, 0,4 мЗв Радиоактивные осадки, 0, 02 мЗв Атомная энергетика, 0,01 мЗв Рис.2. Источники облучения человека ( по С.П.Ярмоненко, А.А.Вайнсон, 2004) Действие всех этих факторов приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом, хотя доза, создаваемая всеми искусственными источниками радиации в масштабе всей Земли, составляет около 20% естественного фона (рис.2).

Интенсивность же локального воздействия за счет техногенных источников радиации сильно варьирует, но, как правило, оказывается во много раз больше, чем за счет естественных. Значимость и актуальность проблем, связанных с вышеуказанными искусственными источниками радиоактивного загрязнения, менялась на протяжении последних десятилетий, особенно после окончания атмосферных и наземных испытаний ядерного оружия к началу 1960-х годов.

1.2.1. Последствия использования ядерной энергии.

Долгие годы гонки вооружений были богаты множеством инцидентов при создании и испытании ядерного оружия, которые привели к масштабным загрязнениям окружающей среды. За эти годы в мире накоплены десятки тонн оружейного плутония и сотни тонн высокообогащенного урана-235. Из них оружейный и реакторный плутоний - высокотоксичные элементы, не подлежащие дальнейшему использованию. Уран-235 (после разбавления природным ураном) можно использовать в качестве топлива на АЭС. С 1993 года прекращен сброс радиоактивных отходов в Мировой океан, однако проблема утилизации и захоронения их сохраняет свою актуальность.

Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи, переработки урановой руды и ее изотопного обогащения (содержание урана-235 в продукте доводят до 2-4%). Следующие этапы:

производство топлива, «выгорание» топлива в реакторе, вторичная обработка отработанного топлива (для извлечения урана и плутония), захоронение радиоактивных отходов.

На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния.

Чем дальше человек живет от атомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с различными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается быстро и поэтому имеет лишь местное значение. Однако некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определенная часть изотопов останется в окружающей среде практически навечно.

При этом различные радионуклиды также ведут себя по-разному:

одни распространяются в окружающей среде быстро, другие чрезвычайно медленно.

Таблица Шкала МАГАТЭ* оценки тяжести и опасности аварий на АЭС** Уровень аварии Наименование Критерий 7 Глобальная авария Большой выброс;

значительный ущерб здоровью людей и окружающей среде 6 Тяжелая авария Значительный выброс;

полная реализация планов мероприятий по защите персонала и населения на ограниченной территории 5 Авария с риском Ограниченный выброс;

частичная для окружающей реализация планов мероприятий по среды защите персонала и населения на ограниченной территории 4 Авария в пределах Небольшой выброс;

облучение АЭС населения в установленных пределах дозы;

частичное повреждение активной зоны;

существенное воздействие на здоровье персонала 3 Серьезное Небольшой выброс;

облучение происшествие населения ниже установленных пределов дозы;

большое загрязнение;

переоблучение персонала 2 Происшествие События с потенциальными средней тяжести последствиями для безопасности 1 Незначительное Отклонение от разрешенных границ происшествие функционирования реактора 0 Ниже шкалы Не влияет на безопасность *Международное агентство по атомной энергии ** «Руководство Использованы материалы издания: по организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях», приказ №20 от 24 января 2000г. Министерства здравоохранения РФ.

Поэтому особое внимание придается максимальному обеспечению радиационной безопасности на действующих реакторах, при их проектировании и строительстве. В 1990г.

МАГАТЭ была разработана и рекомендована универсальная шкала оценки тяжести и опасности аварий на АЭС (табл.2).

1.2.2. Проблема захоронения радиоактивных отходов Ядерные отходы являются проблемой номер один. Одним из наиболее опасных видов радиоактивных отходов считается отработанное топливо атомных электростанций. Во многих странах по объему оно составляет менее I % радиоактивных отходов, а по активности -95 %. В среднем атомный реактор производит в год 30 тонн отработанного топлива, 1 тонна которого содержит около 180 миллионов кюри.

Основная масса отходов — отработанное ядерное топливо (ОЯТ) и другие радиоактивные отходы (РАО) — накапливается на площадках самих АЭС и в хранилищах, ожидая последующей переработки или захоронения. Российские АЭС образуют ежегодно около 10 000т отходов;

суммарная активность всех накопленных к настоящему времени радиоактивных отходов атомной промышленности достигла 4000 МКи.

В целях снижения затрат на захоронение объемы отходов, особенно низко- и среднеактивных, сокращают применением различных методов их компактирования: выпариванием жидких, сжиганием твердых горючих или прессованием твердых негорючих отходов. Высокоактивные жидкие отходы (с активностью выше 1 Ки/л или 0,1 Ки/кг) перед захоронением отверждают (кондиционируют) посредством цементирования, битумирования, остекловывания, включения в керамические или другие матрицы, связывания с полимерными смолами. Такие технологии вместе с серьезным инженерным оборудованием мест захоронения рассчитаны на безопасное хранение радиоактивных веществ в течение сотен и тысяч лет.

Для растворов, образующихся после регенерации ОЯТ, практиковалось также глубинное захоронение путем закачки высокоактивных жидких отходов в геологические формации.

Наиболее перспективно и надежно захоронение РАО в твердом виде в подземных могильниках. Такие хранилища сооружают в скальных породах, солевых и других пластах. Твердые или жидкие отвержденные отходы помешают в секции хранилища в коррозиестойких металлических контейнерах, а после заполнения каждой отдельной секции весь остаточный объем закладывают сорбционно-емким материалом и бетонируют. Изоляцию содержимого хранилища дополняют инженерными и геологическими барьерами. Участок под захоронение предварительно изучают по водопроницаемости пород, гидрогеологическому и гидрогеохимическому режимам;

учитывают его тектоническую активность и сейсмоустойчивость, прогнозируемые изменения рельефа на миллионы лет вперед. а также возможность глобальных изменений климата. Такие могильники уже построены или активно строятся во многих странах.

1.2.3. Аварии на ядерных объектах.

Менее чем за полувековую историю развития ядерной энергетики произошло три крупных аварии на АЭС, вызвавшие тяжелые последствия. Первая – в 1957г., вторая – в 1979г. и третья – в 1986г. А всего в 14 странах мира произошло более инцидентов и аварий различной степени сложности и опасности.

8 октября 1957г. в Уиндскейле (Англия) во время профилактических работ на одном из реакторов АЭС произошла авария, вызванная пожаром на реакторе. На дне реактора и по сей день лежит около 1700т ядерного топлива. В атмосферу было выброшено значительное количество радиоизотопов: йода-131, рутения-103, площадь загрязнения составила 500км2, образовалось облако, часть которого достигло Норвегии, а другая часть двигалась до Вены. Это была первая авария в атомной энергетике, которая коснулась населения. Последствия аварии тщательно скрывались. Никаких мер по оповещению людей и их эвакуации из зоны загрязнения не производилось. Только по истечении 30 лет стали известны некоторые подробности.

28 марта 1979г. на втором блоке атомной электростанции «Три Майл Айленд» штат Пенсильвания (США) произошла авария. Из-за резкого перегрева реакторной зоны в помещение реакторного зала было выброшено большое количество радионуклидов. Площадь загрязнения составила 15км2. Почти 10т радиоактивного материала вышли за пределы активной зоны.

Произошел выброс в атмосферу. Все это привело к облучению многих тысяч людей.

Таблица Крупнейшие аварии на ядерных объектах* Дата Краткая характеристика аварии 29.09.1957г Взрыв специальной емкости на комбинате “Маяк”;

в атмосферу на высоту до 1 км выброшено около 2 млн. Кu (1 Кu=3,7·1010 Бк) 08.10.1957г В Уиндскейле (Англия) во время профилактических работ на одном из реакторов АЭС произошла авария: сгоpание гpафита во вpемя отжига и повpеждение твэлов;

выброшено 0,03 МКи.

03.01.1961г Авария на экспериментальном реакторе в шт. Айдахо (США). Трое рабочих погибли 05.10.1966г Авария на реакторе Энрико Ферми в Детройте (США).

Часть оболочки реактора была расплавлена, но утечку радиации удалось предотвратить 28.03.1979г Человеческая ошибка привела к самой серьезной аварии в США на АЭС “Три-Майл-Айленд-2”. Частичное расплавление активной зоны 25.04.1981г 10 0 рабочих получили значительную дозу радиации во время ремонтных работ на японской АЭС в “Цуруга” 26.04.1986г Крупнейшая катастрофа в истории атомной энергетики в Чернобыле. 135 тыс. человек были эвакуированы, радиоактивному загрязнению подверглась большая часть территории Европы.

30.09.1999 Крупнейшая за всю историю Японии утечка радиации на заводе по производству ядерного топлива в Токай-Мура.

По некоторым данным, радиационный фон в районе предприятия в 20 тыс. раз превышал естественный.

* По материалам: «Эксперт», № 38, 11 октября 1999г.

Происходили аварии и на атомных подводных лодках. В 19б4 году случилась авария на американском спутнике с ядерной энергетической установкой, 70% всех радионуклидов выпало в Южном полушарии.

Наиболее крупные события и аварии на объектах атомной промышленности СССР и РФ, вызвавшие масштабные загрязнения окружающей среды:

Комбинат «Маяк», (Челябинская область, 1949-1956 гг.). За указанные годы в реку Теча было сброшено 76 млн м3 жидких РАО с активностью до 3 Мки. Загрязнено озеро Карачай и др. водоемы, 400 км2 пойменных земель, опасные дозы получили около 28 тыс.

человек местного населения.

Кыштымская авария, 1957 г. Мощный взрыв на комбинате «Маяк» с выбросом радиоактивного материала на высоту 1-2 км, смещение облака ветром привело к образованию Восточно-Уральского радиоактивного следа протяженностью 300-35- км и шириной 30-50 км, облучению подверглись 272 тыс. человек, около 000 человек получили дозу свыше 1 Зв.

Озеро Карачай, 1967г. Вторичный ветровой разнос высохшего радиоактивного ила на расстояние 50-75 км.

Чернобыльская АЭС, 1986г. Сильный разогрев и химический взрыв реактора из-за неконтролируемого разгона цепной реакции деления урана. Реактор, по основной версии, был разрушен двумя взрывами: сначала из-за превышения давления водяного пара в контуре охлаждения, а затем взрывом водорода, образовавшегося при контакте воды с элементами повреждённой первым взрывом активной зоны.

Первичный выброс составил ориентировочно 6-8 т ядерного горючего с продуктами деления и побочными продуктами работы реактора. Основная масса радиоактивного материала поднялась на высоту 1,5-2км, некоторая часть - на 5км, частая смена направления ветров привела к обширному загрязнению территории трех смежных республик бывшего СССР — Украины.

Белоруссии и России на общей площади около 145тыс. км2 (с общей численностью населения 7,2 млн чел.). Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики из-за числа погибших и пострадавших от её последствий людей и из-за вреда хозяйству.

Точное число жертв Чернобыльской аварии не поддаётся чёткому определению. К ним, по-видимому, следует отнести погибших работников АЭС и пожарных, а также военнослужащих и гражданских лиц, привлекавшихся к ликвидации последствий аварии, население районов, подвергшихся радиоактивному загрязнению (если существуют доказательства, что именно авария стала причиной ухудшения их здоровья).

ВОПРОСЫ 1. Что такое естественная и искусственная радиоактивность?

Причины их возникновения.

2. Как и откуда появились на земле радиоактивные элементы?

3. Перечислите основные компоненты естественного радиационного фона на Земле. Какие из них главные, а какие второстепенные?

4. В каких условиях и по каким причинам естественный радиоактивный фон может быть повышенным?

5. Под влиянием каких факторов формируются естественные и искусственные источники ионизирующих излучений?

6. Каким образом происходит радионуклидное загрязнение окружающей среды?

7. Назовите главные источники естественной радиации Земли.

8. Проблемы радона и пути снижения облучения продуктами его деления?

9. Назовите главные источники искусственного облучения человека в современном мире.

10. Каково соотношение основных радиационных факторов, влияющих на радиоэкологическую обстановку в Москве?

11. Перечислите строительные материалы, которые могут внести существенный вклад в радиоактивное облучение населения?

12. Какие технологии применяют при решении проблемы захоронения радиоактивных отходов?

2. ТИПИЧНЫЕ СИТУАЦИИ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ Среди возможных случаев радиоактивного загрязнения территории, используемой в сельскохозяйственных целях, целесообразно выделить три наиболее типичные ситуации, характеризующиеся специфическими условиями воздействия на сельскохозяйственное производство.

• Первая ситуация. Разовое образование локальных очагов радиоактивного загрязнения местности при ядерном взрыве, сопровождающееся радиоактивным загрязнением, крупные аварии на предприятиях атомной промышленности и энергетики, сопровождающиеся выбросом во внешнюю среду больших количеств радиоактивных веществ. При этом состав и количество загрязняющих радионуклидов от аварий могут существенно отличаться от состава и количества смеси продуктов деления, образующихся при ядерном взрыве.

• Вторая ситуация. Непрерывное, медленно убывающее во времени радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий из атмосферного источника. Эта ситуация возможна при воздействии региональных или повсеместных интенсивных радиоактивных выпадений, обусловленных выбросами в атмосферу продуктов ядерных взрывов или значительными выбросами промышленных радиоактивных продуктов в атмосферу.

• Третья ситуация. Остаточное радиоактивное загрязнение территории, приводящее к загрязнению сельскохозяйственной продукции в результате почвенного поступления радионуклидов, развивающееся как следствие первой или второй ситуации. Обстановка, типичная для третьей ситуации, может сложиться на территории, подвергшейся локальному загрязнению при ядерном взрыве, при любых видах радиационных аварий, когда выпадение радиоактивного вещества на местность происходит в течение короткого промежутка времени или после значительного снижения интенсивности непрерывных выпадений.

Такое деление несколько условно, т. к. часто все три ситуации могут быть связаны последовательно во времени.

Продолжительность существования первой ситуации может быть оценена интервалом времени в несколько дней или недель, второй ситуации - в несколько лет, в течение которых должно произойти практически полное выведение радиоактивных веществ из атмосферы. Продолжительность третьей ситуации исчисляется десятилетиями и обусловливается главным образом скоростью уменьшения содержания в почве наиболее долгоживущих радионуклидов, которые могут присутствовать в смеси радиоактивных веществ.

Мероприятия, проводимые с целью обеспечения производства сельскохозяйственной продукции на территории, загрязненной радиоактивными веществами, должны учитывать особенности каждой ситуации.

2.1 Виды ядерных взрывов В зависимости от положения центра ядерного взрыва относительно поверхности земли (или воды) различают воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный и высотный ядерные взрывы.

Воздушным ядерным взрывом называется взрыв в атмосфере на высоте, при которой светящаяся область не касается поверхности земли (воды), но не выше 10км. Воздушные ядерные взрывы подразделяются на низкие и высокие. Радиоактивное заражение местности, оказывающее влияние на боевые действия войск, образуется только от низких ядерных взрывов. Кроме того, в районах применения нейтронных боеприпасов образуется наведенная активность в грунте, технике и сооружениях, которая может явиться причиной облучения.

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли (контактный) или на такой высоте, когда светящаяся область касается поверхности земли, в этом случае возникает угроза проникающей радиации и радиоактивного заражения местности.

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный ниже поверхности земли. При подземном взрыве наблюдается радиоактивное заражение местности и атмосферы.

Надводным ядерным взрывом называется взрыв, осуществляемый на поверхности воды (контактный) или на такой высоте от нее, когда светящаяся область взрыва касается поверхности воды.

Следствием взрыва является проникающая радиация, радиоактивное заражение акватории и береговой зоны.

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный в воде на определенной глубине. Одним из его поражающих факторов является радиоактивное заражение акватории, участков побережья и береговых объектов.

Высотным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный выше тропосферы Земли (выше 10км). Высотные ядерные взрывы подразделяются на стратосферные - взрывы на высотах от 10 до 80км и космические - взрывы на высотах более 80км.

При стратосферных взрывах возникает проникающая радиация и радиоактивное заражение воздуха.

Космическим ядерным взрывам свойственна проникающая радиация, ионизация атмосферы, вследствие которой возникает люминесцентное свечение воздуха, длящееся часами, слабое радиоактивное заражение воздуха.

2.2. Первая ситуация: локальные радиоактивные выпадения Локальные очаги радиоактивного загрязнения могут быть отнесены к двум различным группам, характеризующимся определенными факторами радиационной опасности: первая группа включает локальные очаги загрязнения, образующиеся при взрывах атомных и термоядерных устройств (радиоактивный след ядерного взрыва);

ко второй группе относятся очаги загрязнения, являющиеся следствием различного рода радиационных аварий (след от радиационной аварии).

2.2.1. Радиационная обстановка на следе наземного ядерного взрыва. Радиоактивный след ядерного взрыва - полоса местности (рис 3), на которой образовалось радиоактивное заражение в результате выпадения радиоактивных веществ (пыли) из радиоактивного облака ядерного взрыва. Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости среднего ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении ветра радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса. Распределение радиоактивного вещества на территории следа ядерного взрыва неравномерно: максимальные уровни загрязнения наблюдаются вблизи центра взрыва и на оси следа.

Степень радиоактивного заражения и размеры зараженной территории (радиоактивного следа) при ядерном взрыве зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, характера местности и типа грунта и времени после взрыва.

Размеры радиоактивного следа условно делят на зоны, они образуются в районе ядерного взрыва и на следе облака (рис.3):

Рис.3. След облака ядерного взрыва Зона чрезвычайно опасного заражения (Г). На внешней границе зоны доза излучения с момента выпадения радиоактивных веществ из облака до полного их распада 4000Р, в середине зоны – 10 000Р, мощность излучения через 1 час после взрыва – 800Р/ч;

Зона опасного заражения (В). На внешней границе зоны излучения – 1200Р, мощность дозы излучения через 1 час – 240Р/ч;

Зона сильного заражения (Б). На внешней границе зоны излучения – 400Р, мощность дозы излучения через 1 час – 80Р/ч;

Зона умеренного заражения (А). На внешней границе зоны излучения – 40Р, мощность дозы излучения через 1 час – 8Р/ч Плотность радиоактивного загрязнения уменьшается к периферии следа, причем более резко - в перпендикулярном направлении по отношению оси следа. Плотность радиоактивного загрязнения территории связана с мощностью дозы –излучения.

Радиационная обстановка на следе наземного ядерного взрыва характеризуется величиной радиоактивного заражения местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов, обусловленного выпадением радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.

Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него.

Характерной особенностью радиационной обстановки, складывающейся в локальном очаге радиоактивного загрязнения при наземном ядерном взрыве, является существование высоких уровней излучения в первое время после образования радиоактивного следа, которые затем снижаются вследствие распада короткоживущих нуклидов. Ведущим радиационным фактором во время образования следа является внешнее гамма излучение, действие которого особенно велико в первые часы и сутки после загрязнения.

Большинство выпадающих из радиоактивного облака продуктов ядерного деления (ПЯД) имеют малые периоды полураспада, поэтому их общая активность с момента взрыва быстро падает. Значительную часть активности «молодых»

продуктов составляют короткоживущие изотопы йода-132, -133, -135, периоды полураспада которых равны соответственно 2,3;

20,8 и 6,5 ч. Чем «моложе» продукты ядерного взрыва, тем большая часть активности приходится на йод. Так, при возрасте ПЯД 1;

10 и 100 ч на долю йода приходится соответственно 95;

и 38% активности.

Среди радиоизотопов йода ведущая роль как дозообразующего фактора принадлежит йоду-131, который обладает сравнительно коротким периодом полураспада (8,04сут), но большим периодом биологического полувыведения (138сут).

Поэтому при попадании в организм даже небольшого количества йода-131 происходит его накопление в щитовидной железе.

повреждение.

С течением времени количество короткоживущих изотопов постепенно сокращается, уровень загрязнения снижается, и в качестве поражающего фактора начинают выходить долгоживущие изотопы, в частности, через три года - цезий- (табл.4) и стронций-90 (табл.5).

Таблица Относительное содержание 137Cs в ПЯД в зависимости от их возраста (И.Я.Василенко, О.И.Василенко, 2001) Возраст ПЯД 1 5 1. 2 5 10 30 5 1 5 лет час час. сут сут. сут. сут. сут. мес. год лет 4,1 2,9 2· 4· 0,01 0,02 0,07 0,44 1,98 18,2 31, 10-5 10-4 10-3 10- Цезий-137 (Т1/2=30лет), стронций-89 (Т1/2=50,5сут) и стронций-90 (Т1/2=29,1лет) – основные дозообразующие продукты деления, характеризующиеся большим выходом при распаде урана и плутония.


Таблица Содержание 89Sr и 90Sr в продуктах деления в зависимости от их возраста (в % -активности) (И.Я.Василенко, О.И.Василенко, 2002) Возраст ПЯД Радио 1 1 10 1 5 1 5 нукл. час сут. сут. мес. мес. год лет лет Sr 0,006 0,228 274 6,7 8,37 1,97 - Sr 3,1-5 0,001 0,02 0,106 0,68 3,0 27,4 47, Биологическая доступность радионуклидов, выпавших в составе продуктов ядерного взрыва, в большинстве случаев низка, т. к. радиоактивное вещество, образующее след ядерного взрыва, представлено в основном оплавленными частицами силикатной природы. Основным фактором, определяющим загрязнение сельскохозяйственной продукции в момент образования следа и в первый период его существования, является разовое или кратковременное наружное загрязнение.

Радиационная обстановка, складывающаяся на следе ядерного взрыва, в значительной мере зависит от времени года, например, летом при наличии атмосферных осадков в момент образования следа можно ожидать увеличение плотности загрязнения радионуклидами.

При планировании и проведении защитных мероприятий на следе ядерного взрыва необходимо прежде всего оценить опасность от внешнего -излучения и от потребления загрязненных сельскохозяйственных продуктов.

2.2.2. Радиационная обстановка на следе от радиационной аварии. Различные типы аварий, приводящие к выбросу во внешнюю среду значительных количеств радиоактивных веществ, могут привести к образованию локальных очагов радиоактивного загрязнения.

Состав аварийного выброса продуктов деления (на АЭС) существенно отличается от состава продукта ядерного взрыва. При ядерном взрыве при загрязнении наблюдается преобладание радионуклидов с коротким периодом полураспада, а при авариях на АЭС характерно загрязнение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (йод, цезий, стронций), кроме того и цезий, и стронций обладают длительным периодом полураспада. Поэтому такого резкого уменьшения дозы с течением времени, (как это имеет место на следе при ядерном взрыве) при авариях не наблюдается. Кроме того при ядерном взрыве и образовании следа главную опасность для людей представляет внешнее облако (до 90% от дозы). При авариях на АЭС с выбросами активного материала картина другая:

значительная часть продуктов деления находится в парообразном и аэрозольном состоянии (доза внешнего облучения ~ 15%, внутреннего ~ 85%). Наибольшую опасность представляют аэрозольные частицы, они, распространяясь на огромные расстояния, попадают в легкие при дыхании.

Вследствие большого разнообразия причин, которые могут обусловить возникновение локальных очагов загрязнения, формируются различные типы следов от радиационных аварий.

Особую опасность представляет взрыв ядерного реактора, дающий выброс смеси биологически доступных радионуклидов со значительным вкладом короткоживущих нуклидов. Следует ожидать, что из-за отсутствия в выпавшем веществе оплавленных частиц, характерных для наземного ядерного взрыва, в большинстве случаев биологическая доступность радиоактивных веществ будет высокой.

К наиболее характерным особенностям радиационной обстановки в локальном очаге загрязнения следует отнести:

возможность образования высоких уровней загрязнения;

наличие вокруг очага территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению;

быстрое снижение уровней радиации в первое время после загрязнения короткоживущими радионуклидами или смесью продуктов ядерного взрыва (при выбросе из работающего реактора);

медленное убывание уровней радиации при загрязнении территории долгоживущими радионуклидами или их смесями.

Распределение выпавшего вещества на территории следа от радиационной аварии может быть аналогичным распределению, характерному для ядерного взрыва, т. е. плотность радиоактивного загрязнения будет убывать к периферии следа. Поэтому наличие в радиоактивном веществе - и - излучателей может привести к созданию высоких уровней внешнего излучения на участках следа, расположенных вблизи источника загрязнения.

2.3. Вторая ситуация: загрязнение территории глобальными радиоактивными выпадениями Вторая ситуация определяется непрерывным выпадением в течение длительного времени радиоактивных веществ из атмосферы, что вызовет интенсивное и равномерное загрязнение территории. Осевшие на поверхность земли долгоживущие продукты ядерного деления будут способствовать внешнему облучению биологических объектов и приведут на длительное время к радиоактивному загрязнению сельскохозяйственной продукции.

В отличие от локальных выпадений, наблюдающихся сразу же после взрыва, тропосферные выпадения начинаются по истечении 3-10 суток в зависимости от географической широты района, сезона года, метеорологических условий, мощности и высоты взрывов. Тропосферные выпадения (тропосфера - нижняя часть атмосферы, приблизительно 15км) достигают максимума через 20-30 суток после первых взрывов независимо от сезона года. В районах влажного климата вследствие преобладания выпадений с атмосферными осадками можно ожидать повышенного уровня загрязнения внешней среды по сравнению с районами сухого климата, расположенными на этой же широте.

Поведение радионуклидов в аэрозольной форме зависит от степени дисперсности частиц, в которых они содержатся, высоты выбросов, метеорологических условий и других факторов.

Крупные частицы оседают в районе их образования или выброса, вызывая локальные загрязнения;

более мелкие частицы могут проникать в верхние слои тропосферы и даже в стратосферу, широко рассеиваться воздушными потоками и, оседая, приводить к региональным и глобальным загрязнениям территории.

В стратосферу (слой атмосферы, лежащий над тропосферой) инжектируются мелкодисперсные (1 мкм и менее) частицы в основном при мощных термоядерных взрывах. С воздушными течениями они переносятся преимущественно в широтном направлении, многократно опоясывая земной шар и вызывая глобальные радиоактивные выпадения. Гравитационное оседание этих частиц крайне замедлено, и поэтому период полуочищения стратосферы от радионуклидов велик и колеблется от 7 месяцев до 1 года и более. В верхние слои тропосферы радионуклиды попадают также в основном при атомных взрывах.

Здесь они рассеиваются ветрами и вертикальными смещениями воздушных масс и постепенно выпадают на поверхность земли с атмосферными осадками, в результате гравитационного оседания, электростатического осаждения на частицах нерадиоактивной пыли, соприкосновения с почвой, водой, наземными объектами и других процессов, образуя тропосферные радиоактивные выпадения и приводя к региональным загрязнениям.

К началу выпадений тропосферных осадков основная часть короткоживущих радионуклидов, содержавшихся в радиоактивном облаке, распадается, поэтому эти выпадения представлены в основном такими нуклидами, как йод-134, барий-140, стронций-89 с периодом полураспада от одной до нескольких недель. По мере распада этих нуклидов увеличивается содержание долгоживущих продуктов ядерного деления с преобладанием стронция-90 и цезия-137. Вследствие распада короткоживущих нуклидов к началу тропосферных выпадений формирование доз внешнего и внутреннего облучений идет медленнее, чем в первой ситуации, причем и здесь основная часть дозы накапливается в начальный период (первые месяцы). Степень опасности для человека и животных в этот период будет обусловливаться сезоном года, в который начинаются выпадения (самый неблагоприятный - весенне-летний период). Кроме того, большое значение имеет подготовленность хозяйства и эффективность системы проводимых защитных мероприятий.

Для начального периода (от 10 до 15 суток) второй ситуации характерно преобладание среди продуктов ядерного деления короткоживущих радионуклидов, в том числе, наиболее опасных в биологическом отношении нуклидов йода (так называемый период йодной опасности). В последующий период продолжительностью до нескольких лет наиболее опасными являются радионуклиды стронций-90 и цезий-137 (период стронциево-цезиевой опасности).

2.4. Третья ситуация: загрязнение территории долгоживущими радиоактивными веществами Обстановка, характерная для третьей ситуации, может возникнуть в результате развития любой из рассмотренных ситуаций в сравнительно отдаленные сроки с момента образования смеси продуктов ядерного деления. К этому времени основным источником загрязнения сельскохозяйственной продукции становится почва, а в составе смеси радионуклидов преобладают долгоживущие Sr90 и Сs137. В это время значительно уменьшаются запасы радиоактивных веществ в атмосфере, однако их запас в почве увеличивается. Эта ситуация характеризуется некоторыми специфическими особенностями, имеющими существенное значение с точки зрения сельскохозяйственного производства, в частности сохранением сравнительно постоянных уровней загрязнения территории в течение длительного периода времени, соизмеримого с продолжительностью жизни одного поколения людей. Это вызывает необходимость разработки долго действующих мероприятий по уменьшению уровня загрязнения почвы и сельскохозяйственной продукции.

Для человека и животных наиболее опасно в этой ситуации внутреннее облучение в результате проникновения Sr90 и Сs137 в биологические цепочки и накопления их в организме человека при почвенном пути поступления в продукты сельскохозяйственного производства.

2.5. Поведение радионуклидов при их поступлении на снежный покров и поверхности открытых водоемов В случае выпадения радионуклидов на снежный покров или в составе зимних осадков их дальнейшее поведение зависит от характера снеготаяния и миграции образующейся при этом влаги.

В весенний период наблюдается вынос радионуклидов с водами поверхностного стока в речной сток и последующее их частичным осаждением в донных отложениях рек. Обычно с талым стоком выносится много других природных компонентов, как-то почвенный материал, органические и органоминеральные соединения из состава лесных подстилок и др. Эти вещества могут активно поглощать многие радионуклиды и служить их природными носителями. Попадая в водоем, эти твердые частицы могут переходить в донные отложения, особенно на участках рек с медленным течением.

Часто взвешенные загрязненные частицы оседают при весенних разливах на пойменных участках, которые впоследствии после схода воды используются в качестве сельскохозяйственных угодий. Это может явиться причиной повышенного загрязнения пойменных земель радионуклидами.

Часть радионуклидов может перемешаться с речными водами вплоть до Мирового океана и переходить в состав океанических донных отложений, как непосредственно в результате осаждения, так и с отмирающим планктоном.

Естественно, что на всем пути миграции радионуклидов в составе талого и речного стоков всей гидробиоты как пресноводных, так и морских водоемов.

Следует отметить, что на значительной части территории России большая часть талых вод уносится с поверхностным и речным стоками, поэтому этот путь миграции радионуклидов, поступивших на поверхность суши в составе зимних осадков, является основным.

Часть радионуклидов из состава талых вод может поглощаться непосредственно живыми растениями. Прежде всего это различные виды «вечнозеленых» мхов и лишайников, включая лишайники на скальных выходах, стволах и ветвях живых и отмерших деревьев. В какой-то мере вещества из тающего снега могут поглощаться живой хвоей древесных пород. Таким образом, наибольшие масштабы поглощения радионуклидов из талых вод можно ожидать в условиях болотных или равнинных тундровых экосистем.

Если загрязненный радионуклидами снежный покров расположен на пахотных землях или на природных угодьях с ослабленным поверхностным стоком, то часть радионуклидов из состава талых вод будет взаимодействовать с поверхностным почвенным материалом.

В моря, океаны, пресноводные водоемы радионуклиды могут поступать непосредственно (например, с удаляемыми отходами), в результате выпадения из атмосферы, с жидкими и твердыми стоками с берегов и т.п. Отмечена более высокая плотность радиоактивных выпадений на океаническую поверхность, чем на поверхность континентов. Водные растительные и животные организмы играют важную роль в миграции радионуклидов в водной среде и являются основным звеном пищевой цепи, по которой радиоактивные вещества могут попадать из гидросферы в организм человека. Гидробионты (организмы, постоянный обитающие в водной среде) усваивают радионуклиды из воды, донных отложений и других организмов по пищевым цепям.

Степень накопления радионуклидов растительными и животными организмами широко колеблется даже у одних и тех же видов в зависимости от минерализации воды, стадии развития гидробионта, химических свойств радионуклида и других экологических условий. Так, содержание стронция-90 и цезия- в морских организмах значительно ниже, чем в пресноводных, а травоядные животные по сравнению с хищниками в большей степени усваивают радионуклиды.

При поступлении радионуклидов на поверхность открытых водоемов (как пресноводных, так и морских) будет происходить растворение их подвижных форм в воде, сорбированное взаимодействие со взвешенными в воде частицами, поглощение части радионуклидов планктоном. При этом радионуклиды относительно быстро переходят в состав донных отложений, и очищение водных экосистем происходит на порядок, а то и два быстрее, чем наземных экосистем (естественная очистка донных отложений может происходить только в реках и целиком зависит от их режима, т.е. скорости течения, паводков т. п.). В реках с регулируемым водным режимом, при наличии плотин и водохранилищ самоочищение донных отложений заметно ослаблено.

ВОПРОСЫ 1. Дайте краткую характеристику возможных типов радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий.

2. От каких факторов зависит специфика радиоактивного загрязнения при различных типах ядерных взрывов?

3. Как меняется уровень радиоактивного загрязнения с течением времени?

4. Дайте краткую характеристику зонам радиоактивного следа ядерного взрыва.

5. Какому из короткоживущих радиоизотопов принадлежит ведущая роль дозообразующего фактора и почему?

6. В чем отличия состава аварийного выброса продуктов деления (на АЭС) от состава продуктов ядерного взрыва?

7. От каких факторов зависит степень радиоактивной опасности в условиях глобального загрязнения?

8. Каковы особенности радиационной опасности в условиях загрязнения долгоживущими радионуклидами?

9. Каковы особенности миграции радионуклидов в водных экосистемах?

3. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО В УСЛОВИЯХ РАДИОНУКЛИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ 3.1. Радионуклидное загрязнение территорий В 1997 году завершился многолетний проект Европейского сообщества по созданию атласа загрязнения Европы цезием после чернобыльской аварии. По оценкам, выполненным в рамках этого проекта, территории 17 стран Европы общей площадью 207,5 тыс.

кв. км оказались загрязненными цезием с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км2 (таблица 2. Приложения).

В Российской Федерации существуют рекомендации по так называемому «зональному делению земель» в зависимости от уровня загрязнения двумя основными долгоживущими 137 осколочными нуклидами — Сs и Sr, но вне зависимости от типа почвы (табл.6).

Таблица Зональное деление земель по уровню загрязнения радионуклидами* Плотн. Среднегодовая поверхн доза облучения Радионук загрязн. от радиоактивн.

Зона лид Ки/км2 выпадения проживания Сs* 1-5 1мЗв Проживание с льготным соц. – экономическим статусом Сs 5-15 1,0-5,0мЗв Проживание с правом отселения Сs 15 Отселение с правом 3 Более 5,0мЗв получения компенсаций и или 90Sr 0,1 льгот или 239,240Pu 30-ти километровая зона вокруг Чернобыльской АЭС и территории Зона отчуждения загрязненные в результате аварий (отселения) *Примечание: «Закон о социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (редакция на 26.04.2004 г.) Согласно этому делению, на территории с уровнем загрязнения 137Сs - менее 1Ки/км2 допускается ведение сельскохозяйственного производства без каких-либо ограничений и среднегодовая доза облучения от всех выпавших радионуклидов не должна превышать 1мЗв. Все остальные территории с уровнями загрязнения по 137Сs 1Ки/км2 (но не более 5Ки/км2) требуют особого подхода при ведении сельскохозяйственного производства. В основном это территории, пострадавшие после Чернобыльской катастрофы. Зонирование территорий России, подвергшихся загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС приведены в табл.3. Приложения.

Таблица Радиоактивное загрязнение по 137Сs (более 1Ки/км2) некоторых районов России* Общая Площадь Общая площадь с уровнем загрязнения, Ки/км Области и площ. с/х регионы загрязн. угодий тыс.га тыс.га 1-5 5-15 15-40 Белгородская 162 111 162 -- -- - Брянская 1182 701 675 263 213 Воронежская 764 334 764 -- -- - Калужская 494 146 350 142 2 - Курская 122 118 122 -- -- - Ленинградская 85 29 85 -- -- - Липецкая 162 134 162 -- -- - Мордовская 190 91 190 -- -- - Орловская 1016 419 884 132 -- - Пензенская 134 48 134 -- -- - Рязанская 532 388 532 -- -- - Смоленская 25 8,2 25 -- -- - Тамбовская 57 51 57 -- -- - Тульская 1159 779 1032 127 -- - Ульяновская 110 16 110 -- -- - ИТОГО 6194 3373 5284 664 215 *Сведения по данным Роскомгидромета, 1994;

ГлавЧернобыль МСХП РФ, 1996.

В большинстве случаев загрязнения ареал распространения Sr значительно меньше, чем 137Сs. Таким образом, территории, загрязненные 137Сs, включают и площади, загрязненные 90Sr.

Согласно данным, представленным в таблице 7, общая площадь загрязненных земель на Европейской территории России составляет около 6 млн га, из которых более половины приходится на сельскохозяйственные угодья (включая сенокосы и пастбища) где спустя 10 лет после аварии проживало около 2,5 млн сельских жителей. Наиболее загрязненные области в России — Брянская, Тульская, Калужская и Орловская.

Помимо чернобыльских загрязнений на территории России следует отметить последствия нескольких аварий на Южном Урале, наибольшая из которых произошла в 1957 г. на ПО «Маяк».

Общая площадь следа - 2,3 млн га. Основной радионуклид загрязнитель - 90Sr. Общая площадь загрязненных земель с уровнем выше 0,15 Ки/км2 — около 1 млн га, приблизительно 60% загрязненной территории — сельскохозяйственные угодья.

Загрязнение коснулось отдельных районов Челябинской, Екатеринбургской и Тюменской областей с населением около четверти миллиона человек. Наконец, в разряд загрязненных сельскохозяйственных угодий необходимо включить оленьи пастбища северных территорий Европейской и Азиатской частей России. Значительная часть этих территорий загрязнена ниже «критических» уровней, принятых для земледельческих регионов России. Особенность проблемы состоит в практически полном поглощении радионуклидов лишайниковым покровом тундры.

Поскольку лишайники служат основной пищей северных оленей, то складывается очень короткая трофическая цепочка: ягель олень человек с очень высокой долей перехода радионуклида в каждом звене цепочки. Проблема загрязненных оленьих пастбищ угрожает здоровью населения северных регионов, для которого оленье мясо составляет значительную долю в рационе питания.

Таким образом, в настоящее время площадь сельскохозяйственных угодий (без оленьих пастбищ), загрязненных радионуклидами, составляет около 4 млн га;

это приблизительно 2% от общей площади сельскохозяйственных угодий России. На данной территории проживает около 2,5—3 млн сельских жителей, на плечи которых легла основная тяжесть последствий радионуклидных загрязнений.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.