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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 165

Скачиваний: 0

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

Коэффициенты накопления радиоизотопов пресноводными животными [10]

Изотоп

Большой

Моллюски

Ракообразные

Личинки

Позвоночные

прудовик

насекомых

32р

2530

9950

85

 

 

боСо

325

890

1100

2765

60

6 6 Z n

155

220

1820

6260

.

9 °Sr

310

595

255

75

185

91 у

2020

2020

125

 

 

 

 

 

9 5 Zn

270

730

120

300

60

9 5 N b

420

350

106RU

130

205

1265

330

795

1311

115

200

765

640

« 4 C e

215

440

230

55

2180

3365

4020

1965

35 400

1 4 7 P m

325

870

545

 

 

 

 

Т а б л и ц а 77

Коэффициенты накопления

некоторых элементов морскими организмами [12]

 

 

 

Животные

 

Элемент

Водоросли

Беспозвоночные

Позвоночные

неизвестко­

 

 

 

 

 

вые

Мягкие

Скелет

Мягкие

Скелет

 

 

ткани

ткани

 

 

 

 

Натрий

1

0,5

0

0,07

1

Калий

25

10

0

5

20

Цезий

1

10

10

 

Кальций

10

10

1 000

1

200

Стронций

20

10

1 000

1

200

Цинк

100

5 000

1 000

1 000

30 000

Железо

20 000

10 000

100 000

1 000

5 000

Молибден

10

100

20

 

Иттрий

1 000

100

200

 

Фосфор

10 000

10 000

10 000

40 000

2 000 000

Сера

10

5

1

2

 

Иод

10 000

100

50

10

 

процесс инкорпорации химических

веществ

не является косным

и колеблется под влиянием многочисленных

биотических и абио­

тических факторов. Установлено, что с повышением

температу­

ры воды от 3 до 20° С коэффициент

накопления

радиоактивного

иода моллюсками соответственно

возрастает.

С

понижением

освещенности акватории одноклеточные морские водоросли снижают накопление радиоактивного стронция. В обширных опытах с промысловыми видами рыб, обитающими в реках Бал­ тийского бассейна, А. Н. Меньшаков и другие наблюдали, что уменьшение содержания кислорода в воде линейно отражается на уровнях инкорпорации радиоизотопов лещами, судаками, уг­ рями и т. д.



Избирательность накопления гидробионтами отдельных ра­ дионуклидов. Наблюдения и эксперименты позволили устано­ вить, что живые организмы обладают выраженной способностью избирательно накапливать в своих тканях отдельные радионук­ лиды, что прежде всего обусловливается их функциональными свойствами.

В о д о р о с л и .

При изучении кинетики и уровней накопле­

ния радионуклидов

водными растениями было найдено, что ко­

эффициент концентрирования 9 0 Sr бурыми водорослями колеб-

.лется от 20 до 40. Красные водоросли слабо воспринимают ра­ диоизотопы стронция, но хорошо поглощают иттрий. Зеленые водоросли стронция практически не накапливают.

Коэффициент накопления иттрия у разных черноморских водорослей колеблется от 2900 до 8000. 3 2 Р быстро и в больших количествах поглощается морским салатом. Так, коэффициент накопления 3 2 Р этим растением уже через двое суток доходит до 2500 [13, 14].

Фитопланктон, являющийся одним из начальных звеньев пи­ щевых цепочек, обладает способностью концентрировать почти все изотопы из морской и пресной воды, но не в одинаковой степени. Наблюдается селективное накопление отдельных эле­ ментов некоторыми микрофитами.

Стронций интенсивно накапливается одноклеточными зеле­ ными водорослями, тогда как диатомовая одноклеточная водо­ росль поглощает его в небольших количествах. В период на­ ступления равновесного состояния коэффициент накопления 9 0 Sr

в тканях одноклеточных зеленых водорослей

достигает 16 000,

а у диатомовых не превышает

17 [15].

 

 

 

 

 

 

Избирательность в усвоении отдельных изотопов

проявляется

даже

у представителей одного

и того же

класса.

 

В

морских

планктонных

водорослях от 90 до 97,7%

их общей

активности

приходится на 9 0 Y и

только 2,3—10%—на 9 0 Sr.

Обнаружено,

что

из смеси

продуктов деления фитопланктон

преимуществен­

но

поглощает

1 4 4 Се, 9 1 Y, 9 0 Y , 8 9 Sr, 9 0 Sr, 9 5 Zr, 9 5 Nb

и

 

некоторые

другие радиоизотопы. Особенно хорошо усваиваются

микрофи­

тами

радиоизотопы

рутения, иттрия и церия.

 

 

 

 

 

Редкоземельнные

элементы

накапливаются

планктонными

водорослями быстро и в больших количествах. Определено, что

через 30 мин после помещения фитопланктона в воду,

содержа­

щую ! 4 4 Се,

коэффициенты

накопления

изотопа в

расчете на

сухую ткань у отдельных видов достигают 3000—4500.

 

Морской

фитопланктон

интенсивно

концентрирует 6 0 Со и

6 5 Zn. Однако 1 3 7 Cs им почти

не воспринимается.

Коэффициент

максимального

накопления

1 3 7 Cs на массу сырых

водорослей

по отношению к удельной плотности воды составляет

1,2—1,5.

Считается,

что фитопланктон подвергается

радиоактивному

загрязнению

в основном в результате поверхностной

адсорбции


радиоизотопов и образования комплексных соединений с анио­ нами тяжелых металлов.

З о о п л а н к т о н н ы е о р г а н и з м ы обладают фильтраци­ онным механизмом и способны активно усваивать радиоактив­ ные вещества при процеживании морской воды. Зоопланктон питается фитопланктоном, и сам служит пищей для рыб. Поэтому он является связующим звеном в передаче радионуклидов от фитопланктона к рыбам и другим обитателям моря. Фильтрую­ щие организмы особенно интенсивно усваивают элементы, на­

ходящиеся в воде в виде нерастворимых соединений

(гидрооки­

си РЗЭ, железа и т. д.). Через

год после ядерных взрывов, про­

изведенных в 1954 г. в Бикини

(США), активность зоопланктона

в среднем в 470 раз превышала

удельную активность воды. При

этом от 80 до 90% всей активности планктона было

обусловлено

изотопами РЗЭ (1 4 4 Се + 1 4 4 Рг),

которые в основном

концентри­

ровались на фильтрующих органах или обнаруживались в пи­ щеварительном тракте. При очищении водной среды от радио­ активных примесей фильтрующие органы зоопланктона быстро освобождались от 1 4 4 Се [16].

Зоопланктонные организмы, имеющие известковые образо­ вания, накапливают из воды, загрязненной смесью долгоживущих продуктов ядерного деления, преимущественно стронций.

Состав такой смеси в

основном

определяется

нуклидами 9 0 Sr,

1 0 6 Ru, 1 3 7 Cs, 1 4 4 Се. При

питании

зоопланктона

фитопланктоном

накопление этих радионуклидов в теле первых существенно уве­ личивается. Установлено, что веслоногие рачки-каляиус, пи­ тающиеся наннопланктоном, способны концентрировать смесь долгоживущих радионуклидов в количествах, примерно в 200 раз превышающих удельную активность морской воды. При этом обнаружено, что зимующий калянус накапливает радио­ изотопы циклично, что связано с ритмом его питания [17].

Динамическое равновесие между накоплением и выведением продуктов ядерного деления у рачков-калянус наступает через 2—3 суток пребывания в морской воде, содержащей радиоак­ тивные изотопы. При этом уровни максимального накопления продуктов деления планктоном находятся в прямой.зависимо­ сти от концентрации радиоактивных веществ в воде. Однако при меньших концентрациях продуктов деления в морской воде коэффициенты накопления активности планктоном несколько выше, чем при больших концентрациях. При длительном обита­

нии

в

радиоактивной

среде

летне-осеннего калянуса коэффи­

циенты

максимального

накопления

продуктов

ядерного

деле­

ния

в

среднем

составляют:

100 при удельной активности

мор­

ской воды около 10"4 кюри/л;

200—300 при

10~5 кюри/л;

300—

400

при Ю-6 кюри/л;

1000—1200 при 10~7

кюри/л;

1000—2000

при

10-8 кюри/л;

2000—10000 при 1-Ю"9

кюри/л

и около

10000

при

удельной активности

морской

воды

около

1

- Ю - 1 0

кюри/л

и меньше.


Отдельные представители отряда копепод накапливают 1 3 7 Cs

весьма

слабо. Максимальный

коэффициент

накопления этого

изотопа

у них составляет 2—4 [18].

 

 

Р ы б ы . Проникновение радиоактивных веществ

в организм

рыб происходит через жабры,

кожу, а также

через

пищевари­

тельный тракт при поедании зараженного корма и заглатыва­ нии воды. На покровных тканях происходит отложение радио­ нуклидов без выраженной их сепарации.

В первое время после ядерных взрывов, произведенных США у атолла Бикини в 1954 г., радионуклиды у рыб определялись в основном в жабрах, плавниках, чешуе и в пищеварительном тракте. Спустя несколько месяцев после взрыва основная мас­ са радионуклидов депонировалась в печени, селезенке, почках,

мышцах и в костях. Загрязнение покровных

тканей

рыб было

обусловлено

в основном радионуклидами

РЗЭ (около 70%),

изотопами циркония и ниобия (около 20%)

и изотопами щелоч­

ноземельных элементов [19].'

 

 

Результаты

радиохимического анализа

тканей

рыб, вылов­

ленных вблизи атолла Эниветок в разные сроки после проведен­

ных ядерных

взрывов,

показывают,

что

во время

испытаний

(июнь 1958 г.) доминирующими изотопами

в тканях тунца были:

5 5 Fe, 6 5 Zn, 9 5 Zr

и 9 5 Nb.

В мышцах,

печени, почках и

селезенке

тунцов обнаружили также 5 7 Со, 5 8 Со, 6 0 Со

и 5 4 Мп. Радиоизото­

пов стронция,

рутения,

цезия и церия в тканях рыб не нашли.

У тунцов, выловленных в открытом море во время этих испыта­

ний, 81—91% активности

костей, кожи, печени и

мышц прихо­

дилось на 6 5 Zn,

5,4—18%—на изотопы железа, около

1,5% —

на радиоизотопы

кобальта

и доли процента — на

5 4 Мп

[16, 18].

У рыб, выловленных из лагуны Ронгелап через два месяца после ядерного взрыва, р-активность (за счет долгоживущих продуктов деления) составляла в среднем (1,8—4,3) - Ю"6 кюри/кг всей массы. Около 10% общей активности обусловливалось 9 0 Sr. 1 4 0 Ва и изотопами РЗЭ [20].

При передаче

радиоактивных веществ по трофической цепи

планктон — рыба

степень усвояемости

различных

радиоизото­

пов и скорость их обращения в организме рыб

неодинаковы.

Например, в планктоне, отобранном в

открытом

море у Мар-

шалловых островов, радиоизотопы рутения и циркония обуслов­ ливали около 11% общей активности, а в тканях рыб, вылов­ ленных в этом же районе, рутений и цирконий не были обнаружены. На 5 7 , 5 а - 6 0 Со приходилось 43% всей активности в планктоне, а в рыбах — только 1,4%. И наоборот, 6 5 Zn создавал только 3% всей активности в планктоне, тогда как его уровень в тканях рыб достигал в среднем 88% [16].

На основании ряда радиохимических анализов тканей рыб, выловленных в районах выпадения продуктов деления ядерных взрывов в Тихом океане, было установлено, что в мягких тка­ нях морских рыб стронций почти не откладывается. Его содер-