Влияние радионуклидов на рыб

Влияние радионуклидов на рыб

4

Тюменская Государственная Сельскохозяйственная Академия

Отделение «Водные биоресурсы и аквакультура »
Кафедра гидроэкологии и реабилитации водоёмов

Зооинженерный факультет

РЕФЕРАТ

Влияние радионуклидов на рыб

Руководитель: Михайлова Людмила Владимировна

Исполнитель: Кутафин Владимир Петрович гр.931а

Тюмень 2004

ВВЕДЕНИЕ

Развитие атомной энергетики, с одной стороны, и растущая опасность расширяющегося воздействия человека на биосферу, которое приняло в настоящее время глобальные размеры, с другой -- обусловливают необходимость научного анализа последствий перевода топливно-энергетической базы на ядерную основу. Среди комплекса проблем -- экономических, социально-политических, психологических, экологических, -- которые выдвигает начавшийся переход энергетики с ископаемого топлива на ядерное, наиболее важной является проблема влияния ядерной энергетики на внешнюю среду.

Увеличение естественного радиационного фона, которое сопровождает освоение человеком энергии атомного ядра, привело к формированию ряда научных дисциплин: радиоэкологии, радиационной гигиены, ядерной метеорологии и др., всесторонне исследующих закономерности поведения во внешней среде радионуклидов и действия ионизирующих излучений на объекты окружающей среды и человека. В результате радиологических исследований к настоящему времени достаточно полно изучены основные особенности миграции наиболее важных в радиологическом отношении нуклидов в природных биогеоценозах, включая водные сообщества, а также влияние облучения на живые организмы, в том числе водные растения и животных. Это позволило оценить радиационную обстановку в различных регионах земного шара, а также собрать научную информацию для прогнозирования возможных радиологических последствий попадания радиоактивных веществ в окружающую среду.

Подробными радиоэкологическими исследованиями в последние 15--20 лет была охвачена и гидросфера Земли. Интерес к проблемам водной радиоэкологии предопределяется рядом причин. Во-первых, моря и океаны являются основным резервуаром, куда поступают радионуклиды (выпадения из атмосферы, жидкий и твердый сток с суши). Во-вторых, в водной среде обитают некоторые виды организмов, характеризующихся относительно высокой радиочувствительностью. В-третьих, специфические физико-химические свойства водной среды обеспечивают исключительно высокое накопление некоторых радионуклидов водными растениями и животными (коэффициенты накопления отдельных радионуклидов гидробионтами равны десяткам и сотням тысяч, т. е. концентрация радионуклидов в этих организмах в 104--105 раз выше, чем в воде), и в целом аккумуляция радиоактивных веществ живым веществом в воде относительно среды значительно выше, чем на суше. В-четвертых, в последние годы непрерывно возрастает роль Мирового океана как источника пищевых ресурсов человека, а в недалеком будущем гидросфера может стать основным поставщиком белков и других ценных питательных веществ для человека. С этой точки зрения вопросы накопления радионуклидов в пищевых морепродуктах приобретают первостепенный интерес. И, наконец, в-пятых, успехи водной радиоэкологии предопределяют решение таких важных вопросов, как удаление радиоактивных отходов.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Природные экосистемы загрязнены техногенными радионуклидами из разных источников: во-первых, это глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы - результат испытаний ядерного оружия; во-вторых, значительное количество радионуклидов поступило в окружающую среду в результате деятельности ядерных предприятий и аварий на них.(А.Ааркрог и др. Изучение вклада наиболее крупных ядерных инцидентов в радиоактивное загрязнение Уральского региона, ЭКОЛОГИЯ, Номер 1, 1998 г.)

Две тысячи ядерных взрывов, из них 483 испытания в атмосфере, распыливших две тонны плутония, плюс Чернобыль резко стимулировали интерес населения и государственных органов к контролю заражения воды радиоактивными элементами.

Радиоактивному загрязнению подвержен и мировой океан. Низкорадиоактивные отходы сбрасывали в моря и океаны Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Корея, Нидерланды, Новая Зеландия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония. На морском дне лежат несколько погибших атомных подводных лодок США и России, контейнеры с радиоактивными отходами западных стран, потерянные ядерные бомбы, затопленные атомные реакторы ледоколов, а также кораблей ВМФ. (Г.С.Фомин, ВОДА, 1995 г.)

В связи с намеченной обширной программой строительства атомных электростанций и стремлением по-хозяйски использовать водоёмы охладители изучение закономерностей поведения радионуклидов в них приобретает практический интерес. (Н.И.Буянов и др. Накопление и выведение искусственных радионуклидов организмами пресноводных рыб, ЭКОЛОГИЯ, Номер 4, 1983 г.)

Биосфера находится под неблагоприятным воздействием антропогенных факторов, что нарушает её динамическое равновесие. Аварии и неконтролируемые утечки могут периодически подпитывать атмосферу загрязняющими веществами, и в этом смысле радиоактивным материалам будет принадлежать, к сожалению, не последнее место. Основным их источником в настоящее время является воздушный бассейн, куда в период интенсивного испытания ядерного оружия (1945--1963 гг.) было инжектировано очень большое количество осколочных радионуклидов. На поверхность Мирового океана все еще продолжают выпадать большие количества долгоживущих радиоактивных аэрозолей.

Определенный вклад в загрязнение биосферы может быть обусловлен и подземными ядерными взрывами, сопряженными с аварийным выбросом раскаленных радиоактивных паров и газов через образовавшиеся трещины в грунте.

Потенциальным источником радиоактивного загрязнения природы являются реакторы атомных электростанций и других предприятий атомной индустрии, расположенных не только в прибрежной зоне, но и в глубине континента.

Таким образом, в итоге глобального, хотя и слабого, загрязнения биосферы антропогенными радионуклидами современное радиационное поле зоны биопоэза обусловливается двумя составляющими - природного и искусственного

происхождения. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

НАХОЖДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ

Радиоактивные элементы могут присутствовать в воде как в виде радиоактивных солей (сбросы заводов по производству ядерного топлива), так и в виде механических (вкрапления радионуклидов в минеральные частицы) и биологических загрязнений (рачки, обитающие в радиоактивном иле водоёмов). Как правило, радионуклиды, попавшие в водную среду, неравномерно распределяются как по объёму воды, так и в донных отложениях. В илистом дне содержание радионуклидов во много раз больше, чем в песочном. Со временем радионуклиды, попавшие в воду, концентрируются в донных отложениях.

(Г.С.Фомин, ВОДА, 1995 г.)

При попадании в водные экосистемы радиоизотопы избирательно накапливаются отдельными компонентами водоёма, тем самым, создавая различные радиационные условия для каждой из экологических групп. Накопление радиоизотопов грунтами весьма различно и зависит не только от физико-химических свойств этих элементов, но и от специфических свойств грунтов в различных водоёмах. (Г.Б.Питкянен, Особенности радиационных условий развития икры пресноводных рыб, относящихся к разным экологическим группам, ЭКОЛОГИЯ, Номер 6, 1974 г.)

Радионуклиды, содержащиеся в воде, по своему происхождению могут быть разделены на две группы: к первой относятся те, которые существовали при образовании Земли; ко второй -- радионуклиды, возникающие непрерывно в результате природных ядерных превращений.

Среди первичных радионуклидов выделяется группа относящихся к трём радиоактивным семействам, родоначальниками которых являются U238, U235 и Тh232, и группа расеянных терригенных радионуклидов. Главным представителем последней группы является К40, который имеет наиболее широкое распространение и, как правило, содержится во всех компонентах биосферы в относительно больших концентрациях; поэтому в-активность воды и живого субстрата в основном обусловливается К40. Все первичные радионуклиды, содержащиеся в воде, имеют континентальное происхождение, в то время как радионуклиды, образующиеся под действием космических лучей, а также большинство антропогенных поступают в океан из атмосферы. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

ИСТОЧНИКИ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ

Все существующие и вероятные источники радиоактивного загрязнения моря (ИРЗ) можно подразделить на две основные группы:

1) функционирующие, обусловливающие непрерывное или

периодическое поступление радиоактивных веществ в гидросферу;

2) потенциальные, которые в данный период времени не поставляют во внешнюю среду искусственные радионуклиды, но в аварийных или иных ситуациях, связанных с нарушением технологии, правил безопасности или других ограничений, могут стать причиной образования обширных или локальных, стойких или временных очагов загрязнения моря.

В свою очередь, функционирующие ИРЗ различаются по продолжительности и ритму действия, характеру и количеству радиоактивных веществ, рассеиваемых в биосфере, их нуклидному составу, пути поступления в водную среду и т. п.Одни функционирующие ИРЗ моря отличаются относительно выраженным постоянством влияния на радиационную обстановку. Другие характеризуются периодичностью действия, при этом не всегда ритмичной, когда в водную среду через соответствующие интервалы времени попадают радиоактивные вещества разной концентрации. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

УСВОЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ ГИДРОБИОНТАМИ

Особенно важным является изучение путей поступления радионуклидов в гидробионты, а также исследование динамики выведения ранее накопленных излучателей из организмов, поиск путей, средств и веществ, которые защитили бы организм от чрезмерно высокого накопления радионуклидов или ускоряли бы выведение их из гидробионтов. (Н.И.Буянов и др. Накопление и выведение искусственных радионуклидов организмами пресноводных рыб, ЭКОЛОГИЯ, Номер 4, 1983 г.)

Много работ отечественных и зарубежных учёных посвящено изучению загрязнения рыб радиоактивными веществами. По своей направленности эти работы можно разделить на две группы. Одна из них посвящена изучению поступления, накопления и перераспределения радиоактивных веществ в организме рыб, а так же выведения их из органов и тканей рыб, другая - вопросам биологического действия радиации на организм рыб.

Загрязнение рыб происходит путём непосредственной адсорбции радиоактивных веществ поверхностью тела, через пищу и в результате других обменных процессов между организмом и окружающей средой. Во внутренние органы рыб радиоактивные элементы проникают через кожу, жабры и ротовую полость.

Одним из важных источников заражения рыб является передача радиоактивных веществ по пищевым цепям. Молодь большинства рыб и многие взрослые рыбы питаются планктоном, который способен накапливать радионуклиды до концентраций в сотни и тысячи раз больших, чем в окружающей воде. Поэтому при малом содержании радиоактивных веществ в воде поступление их в организм рыб обусловливается в первую очередь загрязнённой пищей. При нахождении в воде, загрязнённой радиоактивными веществами, рыбы получают внешнее облучение. Адсорбированная на поверхности их тела активность создаёт облучение организма. В свою очередь радиоактивные вещества, накапливающиеся в органах и тканях, создают внутренний источник облучения. (Г.В.Фёдорова, О радиоактивном загрязнении рыб, РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО, Номер 3, 1962г.)

Радионуклиды, так же как и все стабильные нуклиды, поступают в тело гидробионтов через пищеварительный тракт, жаберный аппарат и покровные ткани. Интенсивность усвоения организмом радионуклидов во многом определяется степенью физико-химического тождества их со стабильными нуклидами, необходимыми для оптимального функционирования бионта, а также агрегатным состоянием, концентрацией в воде, функциональным состоянием организма и т. п. Живые организмы усваивают нуклиды одного элемента практически в равной степени, так как по химическим свойствам они тождественны.

Интенсивность поступления в организм радионуклида в существенной мере зависит от пути его проникновения. Радиоактивные вещества, содержащиеся в твердых частицах, гидробионтами практически не усваиваются. В отличие от этого радионуклиды, находящиеся в ионном состоянии, поглощаются гидробионтами интенсивно. (Л.А.Перцов, БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ, 1978г.)

Освобождение организма рыб от радиоизотопов идёт несколькими путями: смыванием с поверхности тела, удалением с продуктами обмена, а также в результате распада радиоизотопов. (Д.Д.Ромашов, Радиоактивное заражение рыб, ТРУДЫ СОВЕЩАНИЙ ИХТИОЛОГИЧЕСКОЙ КОМИССИИ АКАДЕМИИ НАУК СССР, ВЫП. 10, 1960 г.)

НАКОПЛЕНИЕ РЫБАМИ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Накопление радиоактивных веществ органами и тканями рыб, а также распределение и выделение их зависит от целого ряда условий, основными из которых являются: химическая природа радиоизотопов и периоды их полураспада, концентрация радиоизотопов в воде, вид, возраст и физиологическое состояние рыб и экологические условия. Опыты на рыбах ставились с радиоизотопами стронция, цезия, иттрия, церия, фосфора, кальция, урана, йода, кобальта, полония. Различные радиоизотопы, попадая в организм рыб, распределяются по органам и тканям неравномерно. Концентрация в тканях определяется в первую очередь их химическими свойствами. Встречаясь с различными химическими соединениями, входящими в состав тканей рыб или являющимися продуктами обмена веществ, радиоизотопы вступают с ними в обменные реакции. Так, радиостронций очень близок в химическом отношении к кальцию и, попадая в животный организм, откладывается в кальцийсодержащих тканях, главным образом в костях. Повышение содержания нерадиоактивного кальция в окружающей воде ведёт к снижению кумуляции радиостронция рыбами. Ход направленности обменных реакций в организме рыб определяются соотношением между процессами накопления и выведения радиоизотопов организмом.

Кумуляция радиоизотопов органами и тканями рыб зависит, прежде всего, от концентрации этих радиоизотопов в воде и времени пребывания в ней рыб. Чем выше степень радиоактивности воды, тем больше степень загрязнённости рыб.

В воде с высокой концентрацией радиоизотопов кумуляция последних происходит в одних тканях, а при низких - в других.

Страницы: 1, 2