Файл: Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 134

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

этому убыль его в организме обычно сопряжена не только с радиоактивным превращением в инертный радиоактивный газ — торон, но и с элиминированием через выводящие системы.

2 1 0 Р о накапливается в биосубстратах за счет долгоживущего предшественника — слабого (3-излучателя 2 1 0 РЬ. Эти два изотопа попадают в животный организм в основном с пищей. Но они

также всегда содержатся в приземном воздухе и

поэтому

в

ткани растений

могут попадать,

оседая с аэрозолями

на листья,

а в организм

животных — с вдыхаемым

воздухом. С течением

времени концентрация 2 1 0 Ро, поступившего

тем или иным путем

в организм извне

(экзогенный 2 1 0 Р о ) , постепенно

убывает, в

то

время как содержание 2 1 0 Ро, образующегося в тканях

из распа­

дающегося 2 1 0 РЬ

(эндогенный 2 1 0 Р о ) , постепенно

увеличивается.

Таким образом, суммарная

активность 2 1 0 Ро,

находящегося

в тканях, обусловлена экзогенным и эндогенным 2 1 0 Ро . В теле

аэробионтов чаще превалирует эндогенный 2 1 0 Ро, в то

время

как в тканях многолетних гидробионтов — экзогенный

2 1 0 Ро .

По-видимому, это обусловлено тем, что из водной среды элими­ нация радона весьма ограничена, и в ней происходит более интенсивное накопление дочерних продуктов распада, чем в почве.

Общее представление о характере метаболизма некоторых радиоизотопов и в их числе дочерних продуктов распада радона в теле человека можно составить по данным, приведенным в табл. 26. Показатели, характеризующие долю активности, вса­ сывающуюся из пищеварительного тракта в кровь (fi), свиде­ тельствуют о том, что радиоизотопы тория и урана алиментар­ ным путем попадают в организм в ничтожно малых количе­ ствах.

§2. РАДИОАКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ

Впроцессе своего развития растения осуществляют сложный цикл синтеза соединений, необходимых для существования всего

живого как на суше, так и в водной среде. При этом вместе с органическим веществом в растениях накапливаются и все известные природные радионуклиды.

Растения выполняют функцию первичного звена, многочис­ ленных трофических цепочек, обусловливающих включение ра­ дионуклидов в живую материю биосферы. Так, обитающие в при­ брежных водах морские водоросли накапливают в своих тканях 2 1 0 Р о , 2 1 0 Р Ь и другие радионуклиды. В свою очередь, некоторые водоросли служат пищей для мидий и других моллюсков. Та­ ким образом, радионуклиды поступают в следующее звено тро­ фической цепи. Моллюски поедаются рыбами и в больших ко­ личествах вылавливаются человеком. Исследование интенсив­

ности

поступления

2 1 0 Р о в организм

прибрежных

жителей Но­

вой Зеландии позволило установить, что они

в

сутки погло­

щают

с морскими

продуктами около

150 пкюри

2 1 0 Р о [5] .


В связи с тем, что содержание естественных радионуклидов в растениях зависит не только от их концентрации в окружаю­ щей среде, но и от функционального состояния, вклад отдельных радионуклидов в суммарную активность растений является ве­

личиной непостоянной и существенно изменяется

от одного

вида

к другому и от одной геохимической провинции

к другой.

 

Водные растения. Простейшие

водные растения — водорос­

ли — в своем большинстве через

посредство питающихся

ими

мелких беспозвоночных животных служат источником пищи для рыб. Некоторые морские водоросли употребляются в пищу чело­ веком или служат ему сырьем для получения иода, калийных солей, агар-агара и т. д. Ориентировочное представление о кон­ центрации различных радионуклидов в водорослях окраинных

морей

Советского Союза

можно

получить из табл.

27.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

27

Содержание некоторых природных радионуклидов

в морских водорослях

 

 

Растение

4 0 К,

 

" eRa,

2 1 0 p O j

 

 

пкюри/кг

 

пкюри/кг

пкюри/кг

 

 

 

 

 

Десморестия

4,2 +

0,8

3 2 , 9 ± 7 , 1

40,7 +

4,3

Ламинария

3 , 2 ± 1 , 0

17,3 + 6,2

6 3 , 4 ± 8 , 7

Фукус

зубчатый

4 , 1 ± 0 , 9

2 6 , 4 ± 9 , 3

3 9 , 7 ± 1 2 , 1

Фукус

пузырчатый

2,7 +

0,7

2 6 , 3 ± 4 , 7

5 3 , 2 ± 1 4 , 1

Кладофора

1,2 +

0,4

9,7 + 1,2

2 1 , 3 ± 9 , 2

Монострема

0,9 +

0,2

7 , 4 ± 0 , 9

19,1 ± 7 , 4

Энтероморфа

0 , 7 ± 0 , 4

5 , 2 ± 0 , 4

2 1 , 7 ± 5 , 2

Цистозира

1,1 ± 0 , 6

1 1 , 0 ± 3 , 5

18,7+7,2

Родимения

2 , 0 ± 0 , 7

1 4 , 3 ± 2 , 7

22,3+6,9

Красная водоросль моря Дей­

3,0

 

8,0

40,0

 

виса

 

 

 

 

 

 

Обращает внимание сравнительно высокое содержание в во­

дорослях 2 1 0 Р о . Во всех

случаях

его концентрация

заметно

пре­

вышает таковую 2 2 6 Ra. Исследование растений, собранных в при­ брежных водах Индостана, показало, что общая удельная ак­

тивность

зеленых водорослей

несколько

меньше (примерно

20 пкюри/кг),

а бурых — больше

(150 пкюри/кг);

концентрация

1 0 К 0,3

и 3,7

нкюри/кг соответственно

[6]. Но

если концент­

рация природных радионуклидов в тканях морских водорослей колеблется в сравнительно узких границах, что, по-видимому, во многом обусловлено относительно равномерным распределе­ нием в Мировом океане этих радиоизотопов, то в замкнутых водоемах уровни накопления радиоизотопов растениями варьи­ руют в весьма широких пределах в зависимости от степени ми­ нерализации и радиоактивности воды. Так, воды озера ИссыкКуль, Каспийского и Аральского морей характеризуются повы­ шенным содержанием урана, В связи с этим и растения, обл-


тающие в указанных водоемах, отличаются сравнительно вы­

соким его

накоплением.

 

 

 

В воде

озера Иссык-Куль содержание

урана достигает

30

пкюри/л,

а в тканях некоторых водорослей

20 нкюри/кг

[7].

Водоросли

пресных водоемов накапливают уран до уровня 1—

10

пкюри/кг.

 

 

Удельная активность высших пресноводных растений пример­ но соответствует активности морской флоры. Так, при исследо­

вании концентрации 4 0 К

в растениях реки Псел обнаружено, что

у рдеста гребенчатого и курчавого она достигает

3,0 нкюри/кг

свежей

ткани,

у рдеста

пронзеннолистого — 2,5,

у

роголистни­

к а — 2,5

[8].

Прибрежная и полупогруженная

растительность

этой реки характеризуется более высокими показателями удель­

ной

активности.

Например, концентрация 4 0 К в

глицелии соот­

ветствует

5, в

тканях аира — 10, у

стрелолиста — 9 нкюри/кг.

 

Эти же

исследования

показали, что 4 0 К распределяется меж­

ду

отдельными

частями

и органами

растения

неравномерно:

больше в цветах и листьях, меньше — в стеблях и еще меньше в корнях. Такие же результаты получены в ходе изучения радио­

активности

высших водных растений

Днепропетровской

обла­

сти [9].

 

 

 

Растения суши. В связи. с тем, что приземный слой воздуха

содержит

космогенные радиоизотопы

(3 Н, 1 4 С и др.), а

также

продукты распада радона, торона и актинона, радиоактивность наземных растений формируется двумя составляющими: аэральной и корневой. Первая представляет собой усвоение радиоак­ тивных аэрозолей надземными органами растений, главным об­ разом 2 1 0 Р Ь и 2 1 0 Р о . Значение других радиоизотопов в формиро­ вании лучевой нагрузки флоры этим путем пренебрежимо мало.

Корневая составляющая характеризуется тем, что деревья,

кустарники и травы вместе

с

восходящими

токами воды вы­

носят из почвы растворимые

 

формы радиоактивных

элемен­

тов и в их числе уран, радий

и калий

[10]. Поэтому

степень

активности тканей растений

определяется

не

только их

видовы­

ми особенностями и концентрацией радиоактивных элементов в питающих горизонтах почвы, но и соотношением в этих гори­ зонтах растворимых, обменных фракций радионуклидов с фрак­ циями, находящимися в прочных соединениях с другими мине­ ральными компонентами почвы, препятствующими растворению и усвоению радионуклидов растением. Кроме того, на корневое усвоение радионуклидов существенное влияние оказывает уро­ вень содержания в почве поглощенных оснований [11]. Чем

больше

в

почве таких оснований,

тем в большей степени вы­

ражено

ее

свойство препятствовать

корневому усвоению

радия

и других радионуклидов. Исследованиями установлена

обрат­

ная зависимость между содержанием обменной фракции

радия

И суммы кальция и магния в почвах. Оказалось, что чем

больше



в почве подвижной формы кальция и магния, тем в меньшей

степени усваивается

радий. С увеличением содержания в поч­

ве кальция усвоение

радия растениями ухудшается [12].

Присутствие хлоридов в почве снижает уровень накопления калия в тканях растений. Повышение влажности почвы способ­ ствует лучшему усвоению растениями калия. Присутствие в поч­ вах бора и марганца также повышает эффективность погло­ щения растениями из почвы калия [13]. Большое влияние на поступление в растения электролитов и вместе с ними радиону­ клидов оказывает реакция среды. Установлено, что в щелочной

почве

катионы поглощаются более интенсивно, чем в кислой

[14].

 

На

поглощение и усвоение растением радиоактивных ве­

ществ большое влияние оказывают возрастные изменения. В на­ стоящее время выяснено, что каждому периоду развития расте­ ния отвечает определенный тип функциональной деятельности соответствующего органа, а каждому типу физиологических про­ цессов соответствует свой тип питания. Этим обстоятельство .л, по-видимому, объясняются и существенные различия в степени

радиоактивности за счет 4 0 К и отдельных органов

растений.

Так,

при сравнении удельной р-активности разных частей

ячменя

ока­

залось, что в пыльце она соответствует 310 пкюри/кг

золы, в зер­

н а х — 185, в листьях—153,

а в стебле — 235

пкюри/кг

золы

[15].

 

 

 

 

Накопление урана также

находится в прямой

зависимости

от возраста растения. Было установлено, что в золе трех-четы- рехлетних побегов содержание урана в среднем в 7 раз больше, чем в однолетних [16]. В отличие от 4 0 К уран, торий и радий находятся в большем количестве в старых органах и корнях, поэтому они отнесены к элементам, характеризующимся акропетальным градиентом. Содержатся эти элементы в растениях в виде малоподвижных соединений, и даже наиболее мобильный из них — радий — неспособен к реутилизации и поэтому оста­ ется постоянно в том участке растения, куда первоначально он попал вместе с током воды [10].

Неравномерность распределения основных а-излучателей, по­ ступающих в растение через корневую систему, иллюстрируется данными табл. 28.

Как видно из табл. 28, накопление природных а-излучателей в листьях выражено в меньшей степени, чем в других частях растений.

Изучение характера распределения радия по органам и тка­ ням древесных и кустарниковых растений Сибири позволило

установить следующий

порядок:

сердцевина>кора>древесина

ветви>листья (хвоя)

[17]. Однако в молодых побегах и цве­

тах содержание радия

примерно

такое же, что и в листьях.

У некоторых шпинатов во всей надземной массе радия

всегда

больше, чем в корнях

[18]. Обычное среднее содержание

радия