Екологія радіаційно забруднених екосистем

Особливу загрозу для здоров'я людей та існування природних біоценозів становить забруднення біосфери радіоактивними речовинами, які небезпечні своїм йонізуючим випромінюванням. Значного поширення дослідження згубного впливу радіації на біосферу набули з розповсюдженням ядерної зброї, розвитком атомної енергетики і особливо після найбільшої в світі техногенної аварії на Чорнобильській атомній електростанції в 1986 р. Врешті-решт людство усвідомило зростання загрози світової катастрофи в результаті безглуздого використання ядерної зброї та небезпечного «мирного» атома в енергетиці.

Розрізняють йонізуючі випромінювання природного і штучного походження. До недавнього часу, до середини XX ст., основним джерелом йонізуючого випромінювання були природні джерела — Космос, гірські породи та вулканічна діяльність. Радіацію можуть зумовити радіонукліди багатьох елементів, що входять до складу гірських порід, переважно калій-40, карбон-14, стронцій-90, цезій-137, йод-131 та багато інших.

У різних регіонах Землі рівень природної радіації сильно різниться, збільшуючись у десятки й сотні разів у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців, торієвих пісків, кристалічних порід та радонових мінеральних джерел. До зон підвищеної радіоактивності в Україні належать Жовті води, Кіровоградська область, Хмельник, Миронівка, Полісся та ін. Внаслідок міграції радіонуклідів цезію, стронцію та інших з ґрунтів їх вміст у рослинах і тваринах збільшується в 50—100 разів. Середня доза йонізуючого випромінювання в сучасних промислово розвинених країнах становить 2,4 мЗв/рік. Загальний радіаційний фон на території України становить 70—200 мбер/рік. На поверхні Землі до 50 % загального радіаційного фону створює радон-222, який утворюється під час розпаду урану-238, що міститься в гірських породах.

Нині основними джерелами радіоактивного забруднення біосфери є джерела антропогенного походження: випробування ядерної зброї, аварії на атомних електростанціях, підводних човнах та виробництвах радіоактивних матеріалів тощо.

Розрізняють кілька видів йонізуючого випромінювання. Під час радіоактивного розпаду утворюються α (альфа)-, (3 (бета)- і γ (гамма)-частинки. Альфа-випромінювання є потоком позитивно заряджених ядер гелію, бета-випромінювання — потік негативно заряджених швидких електронів і гамма-випромінювання — короткохвильове випромінювання електромагнітної природи. Альфа-випромінювання проникає на відстань кількох сантиметрів у повітрі й кількох міліметрів — у тканинах, гамма-випромінювання — на відстань сотень метрів.

Біологічна дія радіоактивного випромінювання полягає в ушкодженні, йонізації або збудженні молекул (у тому числі ДНК), загибелі клітин, виникненні мутацій тощо.

Кількісною оцінкою йонізації організму є доза опромінення. Кількість поглинутої одиницею маси тіла енергії радіації називають поглинутою дозою. За одиницю цієї дози прийнято грей (1 Гр = 104 ерг/г). Вживають також поняття ефективна еквівалентна доза (ЕЕД), одиницею якої є зіверт. Так, доза опромінення щитоподібної залози 1 Зв (зіверт) відповідає ЕЕД 0,03 Зв (1 Зв = 100 Бер = 104 ерг/г = 1 ГР = 102 рад), тобто рівномірне опромінення всього тіла дозою 0,03 Зв завдає такої самої шкоди організму, як і доза 1 Зв при опроміненні тільки щитоподібної залози.

Чутливість різних організмів, а також органів одного організму до радіоактивного випромінювання неоднакова. Згідно з правилом Бергоньє — Трибондо, більшою чутливістю в межах одного організму характеризуються недиференційовані клітини й тканини, яким властива підвищена ферментативна активність. У людей і тварин — це кровотворні тканини та залози внутрішньої секреції, у рослин — меристема. Особливо чутливі до радіаційного опромінення кістковий мозок, епітелій травного каналу та клітини з високою інтенсивністю процесів відновлення.

Для оцінки токсичності дози вживають поняття середньої смертельної дози (ЛД50 — летальна доза 50 %), коли гине не менш як 50 % організмів, що зазнали радіоактивного опромінення. Так, внаслідок одноразової дії у-випромінювання ЛД5о для вірусів і бактерій становить 4500—7000 Гр, рослин — 10—1500, голубів — 25—30, собак — 2,5—10, людини — З— 5 Гр. Радіоактивне опромінення людей дозами до 1 Гр підвищує ризик виникнення онкологічних захворювань та прояву генетичних дефектів. Дія великих доз може спричинити променеву хворобу.

Як вже зазначалося, джерела радіоактивного опромінення можуть бути природного й антропогенного походження, тому потрібно завжди враховувати дію всіх видів випромінювання. Люди і всі живі організми біосфери опромінюються переважно природними джерелами — галактичним і сонячним опроміненням. Для кожного мешканця Землі середня річна еквівалентна доза становить 2 мЗв (мілізіверти). Мешканці України, за даними Міністерства охорони здоров'я, отримують дозу опромінення 4,46 мЗв. Ця доза залежить від розташування житла над рівнем моря, наявності поблизу радіоактивних джерел та планувально-архітектурних особливостей міст.

Цікаві статті з розділу

Екологічне значення сукцесій
Якщо біогеоценоз не перебуває в стані швидкої або середньої сукцесії, то продукція, біомаса й видове багатство в ньому коливаються навколо певного середнього значення в результаті процесів с ...

Акумулювання радіонуклідів грибами в зонах радіоактивного забруднення
В даний час і в перспективі особливо гостро постає проблема екологічної безпеки навколишнього середовища, екологічно безпечного природокористування при зростаючих антропогенних навантаженнях ...

Екологічна оцінка стану атмосферного повітря в зоні впливу викидів стаціонарного техногенного джерела
Метою даної роботи є обґрунтування теоретико-методологічних засад та набуття практичних навичок екологічної оцінки стану атмосферного повітря в зоні впливу викидів стаціонарного техногенного джерела. ...