Природный и техногенный фон. Радиоэкологические последствия техногенных аварий и ядерных взрывов. Поведение радионуклидов в экосистемах и воздействие излучений на человека.

Природный радиационный фон - естественная радиоактивность, свойственная биосфере Земли. Он является необходимым условием существования биосферы, которая возникла и развивалась в условиях этого фона. Источники радиационного фона разделяются на внешние, находящиеся за пределами живых организмов, и внутренние, поступившие в организмы тем или иным путем.

1.Радиактивность горных пород. Закономерности:

- радиактивность горных пород уменьшается с глубиной залегания

- естественная радиактивность по разному распределяется в различных горных породах (г.п.): наибольшее содержание естественных радиоизотопов в кислых, магматических породах (гранит, базальт), в осадочных породах – глинистые почвы; наименьшая радиоактивность – каменная соль, гипс, известняк, кварц.

2. Радиоактивность почв. Закономерности:

- радиоактивность почв зависит от природы почвообразующих пород: кислые и глинистые почвы богаче изотопами, чем щелочные и песчаные.

3. Радиоактивность природных вод.

Морские (океанические) воды значительно обеднены радиоизотопами. Основная радиоактивность создаётся за счёт изотопов Tx (технеция). Радиоактивность рек и озёр зависит от источника их питания. Дождевые, снеговые и ледниковые воды практически стерильны по отношению к естественным радиоизотопам. В пресных водах понижена содержание радиоизотопов U, Ra и К относительно морских вод..

4. Радиоактивность атмосферы.

Газообразные радиоактивные изотопы атмосферы – радон и торий. Радиоактивность этих изотопов – в атмосферу они попадают в результате выветривания г.п., за тем газы претерпевают радиоактивный распад и переходят в твёрдые изотопы, которые выпадают на поверхность Земли в виде радиоактивных осадков. Основной радиоактивный газ атмосферы – радон (90-95%).

Техногенная радиоактивность возникает вследствие человеческой деятельности. Осознанная хозяйственная деятельность, в процессе которой происходит перераспределение и концентрирование естественных радионуклидов, приводит к заметным изменениям естественного радиационного фона. Сюда относится добыча и сжигание каменного угля, нефти, газа, других горючих ископаемых, использование фосфатных удобрений, добыча и переработка руд. Так, например, исследования нефтепромыслов на территории России показывают значительное превышение допустимых норм радиоактивности, повышение уровней радиации в районе скважин, вызванное отложением на оборудовании и прилегающем грунте солей радия-226, тория-232 и калия-40.

Радиоэкологические последствия техногенных аварий и ядерных взрывов.

В основе ядерного оружия лежит неуправляемая цепная ядерная реакция с выделением большого количества энергии. Радиоактивная опасность ядерного оружия: продукты деления ядер и все типы излучения при взрыве.

Термоядерное оружие – опасность представляют нейтроны.

Источником искусственной радиации является – ядерный полигон. Это Канада – США; Новая Земля и др. Всего за 50 лет на их было произведено 2077 взрывов.

Радиоактивная опасность:   

Перенос радиоактивного материала в атмосфере на большие расстояния и выпадения радиоактивных осадков. Попадание радиоактивного материала в реки, озёра, подземные воды и в океанические воды. Локальное загрязнение почв радиоактивными изотопами.

Характер радиоактивного загрязнения зависит от типа ядерного взрыва: воздушный, надземный, наземный и подземный. Тип и степень загрязнения в этом ряду снижается.

Мирные атомные взрывы – применение подземных хранилищ, каналов, туннелей. Для этого используется ядерное оружие меньшей мощности и меньшего радиоактивного излучения.

Источник искусственной радиации – реакторы атомных кораблей и подводных лодок.

Опасность – отработанная вода, её сливают в море.

Действие радиационного облучения на человека.

Лучевая болезнь развивается при облучении у человека. При облучении острыми дозами

(до 600 Бэр биологический эквивалент рентгена) – острая форма болезни. При длительном облучении низкими дозами – хроническая форма. Степень острой лучевой болезни зависит от дозы. Лёгкая степень 100-200 Бэр, от 200-400 средняя, 400-600 тяжёлая, более 600 крайне тяжёлая. Степень тяжести болезни проявляется в росте симптоматики – рвота. Появляются и увеличивается головная боль, потеря сознания, рост гипертонии, покраснение кожи, покраснение глаз, угнетение кроветворения (лейкоз).

 Поведение радионуклидов в экосистемах.

Почва- почвенный раствор- растение- животные(человек).

Изотопы (радиоактивные) в почве находятся либо, в адсорбированном на частицах почвы в виде, либо в водном растворе. Поглощение почвенной радиации изотопов зависит

– химической природы изотопов, лучше связываются с почвой изотопы урана, железы и цезия;

- от состава и свойства почв

Закономерности накопления изотопов в зависимости от состава почв: чем больше в почве органики (гумус), тем больше она фиксирует радионуклиды.

Влажность почв, увеличение влажности способствует переходу изотопов в почвенный раствор Повышение увлажненности почвы способствует усвоению нуклеидов растениями. Содержание радионуклидов в растении зависит от их видов, способности аккумулировать изотопы. Наибольшей способностью в этом обладают мхи и лишайники (т.к не имеют развитой корневой системы).

Пути предотвращения перехода изотопов в системе почвенный раствор- растение:

- внесение удобрений (калий, кальций и фосфатные).

- глубокая вспашка

- сборка отмерших частей растений – в подстилке накапливается наибольшее число изотопов.

Лесная зона (лес, лесостепь, тайга). Особенность: Большая ярусность; 90 % всех радиоактивных осадков, пыли до года находится в древесном ярусе, время нахождения в ярусах зависит от типа леса. Часть изотопов в это время перемещается по упрощенной схеме: с вегетативных частей растений в организм животного и человека

Степная зона: основная характеристика – открытое пространство и строение почв. Высокая вертикальная миграция, высокая вероятность попадание изотопов в грунтовые воды и сокращение цепи до: почва - почвенный раствор – человек.

Радиационная система экологии пресноводных экосистем.

Пути попадания радионуклеидов в пресноводные водоёмы: грунтовые паводковые воды, промышленное загрязнение

Особенности накопления радионуклеидов пресноводными растениями:

- избирательное накопление отдельными элементами (фосфор, железо).

- защелачивание воды.

- усвоение радиоизотопов способствует освещение (свет) и увеличение температуры.

Отмирающая вегетативная часть растений, содержащие изотопы формирует донные отложения.

Накопление пресноводными животными: пути попадания: Прямой – через жабры и кожные покровы; косвенные – через пищу.