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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

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

Массовый коэффициент ослабления у льда (для у-квантов энергией порядка 2,6 Мэв) приближается к 0,05 см2[8] . Это соответствует слою льда <~16 см, вызывающему двукратное ослабление потока квантов. у-Излучение самого льда крайне мало, так как содержание радионуклидов в его толще незна­ чительно.

Интенсивность

у-излучения

на ледниках островов

Новая

Земля колеблется в пределах 2—3 мкр/ч

(исключая

космиче­

ский фон).

 

 

 

 

 

Аналогичные данные

были

получены Е. В. Сениным в де­

кабре 1966 г. в

районе

научной станции

Мирный (Антаркти­

да) [10]. Его измерения показали, что при толщине снежного

покрова

100

см и больше мощность

дозы

у-излучения

3—

5 мкр/ч.

В то же время на участках грунта, свободных

от

снеж­

ного покрова, мощность излучения колебалась

в пределе

12—

35 мкр/ч

[11]. Все это свидетельствует о

том,

что для ледни­

кового радиационного климата характерна

слабая

мощность

дозы у-излучения, обычно в два-три раза

меньшая нормального

уровня.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Но большинство ледников образуется на сравнительно боль­

ших высотах, поэтому слабая мощность

дозы у-излучения над

их поверхностью как бы компенсируется

повышенной

интен­

сивностью космического излучения. В то

же

время

вследствие

того, что в ледниковых отложениях родоначальники

 

радиоак­

тивных

семейств, как и

другие

предшественники

эманации,

практически

отсутствуют,

воздух

над

ледниковыми

полями,

как правило,

беден радоном, тороном

и короткоживущими

про­

дуктами их распада. Содержание же долгоживущих дочерних

продуктов

(2 1 0 РЬ, 2 1 0 Ро)

в воздухе Антарктиды,

по

данным

Е. В. Сенина, в среднем

соответствует (0,1—0,5)-Ю- 6

пкюри/л.

Кинетика составляющих поля ионизирующего излучения в

ледниковых провинциях

обусловливает

то,

что

формирование

фона ионизирующего излучения в них

имеет

ряд

своеобразных

и только

для

них типичных особенностей,

к числу

которых

прежде всего

относятся:

 

 

 

 

 

а) слабая мощность дозы у-излучения; б) малая концентрация в воздухе эманации и их коротко-

живущих продуктов распада; в) практически полное отсутствие сезонных колебаний в

интенсивности лучевой нагрузки; г) относительно высокая мощность дозы космического излу­

чения.

В этой связи лучевая нагрузка обитателей ледниковых ландшафтов главным образом возникает за счет космического излучения и воздействия радионуклидов, инкорпорированных в их тканях. Вклад в суммарную тканевую дозу внешнего у-облу- чения и вдыхаемых с воздухом эманации в этих условиях рез­ ко снижается.


Фон районов вечной мерзлоты. Из-за влияния многолетней мерзлоты радиационный фон достаточно обширных прост­ ранств суши характеризуется некоторым понижением концен-

Рис. 23.

Схема распространения

мерзлотных

районов

на территории Со­

ветского

Союза:

 

 

 

1 — зона

вечной мерзлоты; 2 — зона

систематического

промерзания.

трации

в воздухе короткоживущей фракции

дочерних продук­

тов распада эманации и вследствие этого меньшей лучевой нагрузкой на органы дыхания аэробионтов. Эта радиационная особенность тундровых и в некоторых случаях приполярных лесных ландшафтов заложена в самом механизме образования мерзлотных горных пород, зону распространения которых неред­

ко называют зоной вечной мерзлоты. Под мерзлыми

породами

в геокриологии подразумевают такие почвы, грунты

и

горные

породы, которые имеют отрицательную температуру

и

непре­

менно сцементированы крепко льдом. Поэтому даже при вы­ сокой концентрации в грунте родоначальников радиоактивных семейств выделение эманации в приземной воздух незначи­ тельно.

По ориентировочным данным, зона вечной мерзлоты охва­ тывает примерно около 10% всей суши. В Советском Союзе ею занята исключительно большая площадь, достигающая прибли­

зительно 50%

всей территории

(рис. 23).

Высокая

эффектив­

ность ингибиторного действия вечной мерзлоты

на

эксхаля-

цию эманации

объясняется еще

и тем, что

толща

мерзлотных

грунтов измеряется десятками и сотнями метров. Например, на Таймырском полуострове глубина ее достигает 600 м.


Важное значение в снижений концентрации дочерних про­ дуктов распада в бореальном воздухе имеет еще и то, что в се­ верном полушарнии мерзлотой охвачен без разрывов сплош­ ной массив, распространяющийся к северу от Полярного круга. Вокруг Северного Ледовитого океана, как видно из рис. 23, вечная мерзлота залегает широкой полосой, которая вклини­ вается далеко на юг, захватывая Центральную Сибирь. В Аме­ рике вечная мерзлота достигают некоторых районов Канады. Зоны вечной мерзлоты встречаются также на вершинах горных

хребтов в Альпах, Скалистых горах, Андах

и т. д.

 

 

 

 

Тормозящее влияние вечной мерзлоты на эксхаляцию эмапа-

ций не смягчается

и тем, что над грунтом, скованным

льдом,

располагается

так

называемый деятельный слой, который ле­

том оттаивает,

а

зимой замерзает.

Несмотря на

то, что

грунт

в некоторых

местах

оттаивает до

глубины

нескольких метров,

заполненные

влагой

капилляры не обеспечивают полного выхо­

да эманации.

Кроме того,

тонкозернистые

рыхлые,

перенасы­

щенные водой породы, лежащие на слое вечной

мерзлоты, в

летний

период

становятся

пластичными

и могут

течь,

как

вязкие

жидкости,

устраняя

любую возможность

выхода

эма­

нации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Все

это

в

итоге

делает грунт

зоны вечной мерзлоты

 

даже

в летнее время непроницаемым или плохо проницаемым для

радиоактивных газов. От этого активность

приземного

воздуха

тундры, как правило, существенно меньше

активности

других

районов при прочих равных условиях. Обеднение

приземного

воздуха тундры эманациями по сравнению

с ландшафтами

умеренного климата

представлено в табл. 46.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 46

Концентрация радона и торона в приземном воздухе тундры и

 

 

ландшафтов умеренного климата (10"~15

кюри/л)

 

 

 

Населенный пункт

Вид ландшафта

Радон

 

Тор он

Амдерма

Заболоченная

тундра

0,5

 

0,015

Архангельск

 

»

5,0

 

Нарьян-Мар

 

1,5

 

0,09

Хабарово

Лесостепь

»

0,8

 

0,017

Грязовец

 

42,0

 

8,0

Бахтияровка

Степь

 

370,0

 

74

Фунтово

»

 

280

 

13

Пятигорск

Предгорье

 

290

180

В отличие от довольно типичной для мерзлотного

ландшаф­

та пониженной продукции эманации интенсивность у- и косми­ ческого излучения в этих районах подчиняется всем тем зако­ нам, которые проявляют свое действие и в других климатогеографических зонах. Для механизма формирования радиа-


ционного климата мерзлотных зон наиболее характерна повы­ шенная концентрация некоторых радионуклидов (природных и осколочных) в тканях животных (оленей и карибу), питаю­ щихся многолетними травами, лишайниками и мхами. Увели­ ченное содержание радиоактивных веществ отмечается и в тка­ нях человека, употребляющего в пищу этих животных. Повы­ шенное накопление радиоактивных веществ в теле млекопитаю­ щих мерзлотных зон связано еще и с тем, что для удовлетворе­ ния потребностей в воде они используют снег или талую воду, которая, как известно, содержит больше природных или искус­ ственных радионуклидов, чем дождевая вода. Так, обнаружено,

что иногда в Большеземельной тундре суммарная

В-активность

вытопленной из снега воды достигала 2—5 нкюри/л

что больше

удельной В-активности дождевой

воды, отобранной в

Моск­

ве или Ленинграде, в несколько сотен раз. Весьма

существен­

ные различия в способности захватывать

радиоактивные ча­

стицы из атмосферы между снегом и водой

были

установлены

А. В. Першиным [13]. Измеряя активность

осадков в Павлов­

ске, он обнаружил, что в среднем

удельная

активность

снега

выше, чем дождя, примерно в три раза. Очевидно, что хрони­ ческое употребление талой воды или снега будет способство­ вать накоплению радиоактивных веществ в теле бионта. Этому способствует и то, что во время снеготаяния стекающая вода омывает растения и почву, что сопровождается сорбцией ра­ диоактивных веществ на их поверхности, а следовательно, их задержкой и последующим включением в метаболические про­ цессы по звеньям биотических цепочек. Особенно большие ко­ личества долгоживущих радионуклидов накапливаются в тка­

нях многолетних растений в районах

с

обильными осадками.

Сравнение уровней накопления 2 1 0 Р о

в

траве,

лишайниках

и

мхах Англии, канадской Арктики и Лапландии

показало,

что

эти растения довольно интенсивно сорбируют радионуклиды и поэтому являются важными поставщиками последних в орга­

низм травоядных

животных. Если концентрация 2 1 0 Р о

в корне-

плодовых и злаковых растениях Англии не превышает

несколь­

ких

пикокюри на

1 кг, то в сухом лапландском мхе она дости­

гает

8000 пкюри/кг,

а в сухом канадском мхе 3500

пкюри/кг.

В прямом соответствии с обнаруженным находится и концент­ рация этого радионуклида в тканях травоядных. Так, в мыш­

цах

коров

или

свиней

его содержание не

превышает

2 пкюри/кг,

а в мышцах северных оленей оно нередко дости­

гает

100 пкюри/кг

и более [14].

 

 

 

 

 

Употребление оленины в пищу приводит к интенсивному на­

коплению 2 ,

0 Р о в тканях

аборигенов.

Выявлено,

что

жители

Аляски и Лапландии, так же как и население

Большеземель­

ной тундры, в течение суток поглощают с пищей

и водой

около

100 пкюри

2 1 0 Р о [15, 16]. В результате

этого концентрация

2 1 0 Р о

в их скелете достигает нескольких сотен пикокюри

на

1 кг, в


to

время как у

жителей средних широт — нескольких

десятков.

У

жителей

поселка Иклулик (Северо-Западная

Канада) кон­

центрация

2 , 0 Р о

в костях иногда превышает

700

пкюри/кг,

тогда как у жителей Англии и США она варьирует в пределах

15—27 пкюри/кг

[17]. Содержание

2 1 0 Р о в

плаценте жителей

Северной

Канады

достигает 278

пкюри/кг,

что

примерно

в

80 раз выше показателей, полученных в Англии.

Общее

же

содержание 2 1 0 Р о

в теле жителей

Аляски

равно

примерно

3—5 нкюри

[18].

 

 

 

 

 

Таким образом, у аборигенов тундровых ландшафтов доза внутреннего облучения, формируемая инкорпорированными ра­ дионуклидами, может быть так велика, что будет преобладать

над

парциальным вкладом

других

составляющих

радиацион­

ного фона и поэтому быть

определяющей величиной суммар­

ной

лучевой нагрузки. Эта

типичная

особенность

мерзлотного

ландшафта схематично может быть описана следующим вы­ ражением: DB-+Dr.

§ 5. ИОНИЗИРУЮЩИЙ Ф О Н ПРИМОРСКИХ РАЙОНОВ

Приморский природный радиационный фон с его типичными особенностями можно наблюдать только в узкой прибрежной равнинной полосе шириной до нескольких десятков километ­ ров. Но так как в этой зоне располагаются многие крупнейшие города мира и, как правило, здесь имеет место обильное раз­ витие фауны и флоры, то рассмотрение его некоторых сторон, безусловно, представляет определенный интерес для радиоэко­

логии. Наиболее характерной чертой

этого типа

ионизирую­

щего фона являются резкие перепады

активности

атмосферного

воздуха, регулярно наблюдающиеся в теплую солнечную пого­

ду. Однако в тех случаях, когда берега

моря образованы гор­

ной складчатостью, их радиационный

климат в основном

определяется спецификой этого ландшафта.

Интенсивность космического излучения в приморских рав­

нинных

районах практически постоянна

и является самой ма­

лой для

территорий, расположенных на

одной широте. Ничем

не отличается и степень внутренней лучевой нагрузки обитате­ лей этих районов от таковой для жителей других ландшафтов. Первопричиной ежесуточных и глубоких колебаний концентра­ ции эманации, придающих типичную индивидуальность при­ морскому радиационному климату, являются бризы. Бризом называется ветер у береговой линии моря или большого озера,

имеющий резкую суточную

смену направления.

Днем

ветер

дует в направлении с моря

на

берег, а

ночью с

берега

на мо­

ре, и так как радиоактивность

воздуха

над сушей, как

прави­

ло, намного выше активности воздуха над водой [19], естествен­ но, что изменения в направлении берегового ветра сопровож­ даются и соответствующим изменением активности воздуха по-