Накопление радионуклидов в биоте

Дисциплина “Радиоэкология”
НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В
БИОТЕ
ВОРОНИНА АННА ВЛАДИМИРОВНА
Доцент кафедры радиохимии ФтФ
Содержание лекции
Концентрирование радионуклидов в живом
веществе, коэффициент накопления. Наземные
и водные пищевые цепи. Поглощение и
распределение радионуклидов в растениях.
Перенос радионуклидов в тело животных и
включение их в метаболизм. Радиоэкологически
значимые радионуклиды в пищевых цепях.
Накопление по пищевым цепям
• Пищевые цепи – это последовательный перенос
вещества и энергии. В последовательности переноса
веществ и энергии от одной группы организмов к другой
различают трофические уровни.
Человек
Животные
Растения
Пищевая пирамида
• Согласно правилу биологического усиления, чем к
более высокому трофическому уровню принадлежит живое
вещество, тем большее количество радионуклида или
любого другого вредного вещества (синтетического яда), не
участвующего в нормальном обмене веществ, в нем
накопится.
Пути загрязнения растений
• корневое усвоение;
• прямое отложение радиоактивных веществ на
поверхности растений;
• абсорбция листвой растворенных радионуклидов.
Накопление радионуклидов (кумуляцию) в живом
веществе планеты (биоте) оценивают коэффициентом
накопления:
Концентрация в.живом организме
Кн 
Концентрация в окружающей среде
Корневое усвоение
• Является основным
радионуклидами.
путем
загрязнения
растений
• Растения не способны различать элементы, сходные в
химическом отношении. Нет преимущественного усвоения
растениями одного элемента относительно другого,
являющегося его химическим аналогом.
• Степень, с которой радионуклид усваивается растениями,
зависит от его химической формы, физиологических
потребностей растений и физико-химических свойств почвы
• Относительное накопление растениями различных
радиоэлементов из почв выглядит следующим образом:
Sr >> I > Ba > Cs, Ru > Ce > Y, Pm, Zr, Nb > Pu.
Прямое отложение
• В случае аварии наиболее важным становится прямое
загрязнение растительности радиоактивными аэрозолями.
• Опасность от прямого загрязнения сельскохозяйственных
растений наиболее велика в период перед уборкой урожая и в
период активного выпаса скота.
• При прямом загрязнении поверхности растений следует
учитывать относительно короткоживущие радиоактивные
изотопы.
• Поверхностное отложение радиоактивных веществ
возможно не только вследствие выпадения радиоактивных
аэрозолей после аварии, но за счёт сухого и мокрого
выпадения. Чем более шероховата поверхность, тем активнее
идет выведение из атмосферы радионуклидов.
Абсорбция листвой
• Нет полной ясности относительно механизмов усвоения
разных радионуклидов, предположительно абсорбция
листвой может происходить через устьица или кутикулу.
• Проникновение в устьица водных растворов зависит от
поверхностного натяжения раствора, смачиваемости и
морфологического строения пор.
• Чем дольше загрязняющие вещества находятся на
поверхности растения, тем выше вероятность их всасывания.
• Определенную роль в абсорбции листвой растворенных
радионуклидов играют организмы, которые могут
утилизировать находящиеся на поверхности загрязняющие
вещества, переводя их в формы, в большей или меньшей
степени поглощающиеся листвой.
Накопление радионуклидов в
организме животного
Динамика накопления радионуклидов в
животного будет определяться:
• режимом поступления радионуклидов;
• периодом полураспада радионуклидов;
• биологическим периодом полувыведения.
организме
Традиционно перенос с пастбища в организм животного
анализируют с использованием коэффициента переноса
«растение – животное», который определяют как отношение
концентрации радионуклида в мясе или молоке (Бк/кг или
Бк/л) к суточному потреблению [концентрация в корме
(Бк/кг) х суточное потребление корма (кг/день)].
Факторы, влияющие на
коэффициент переноса «растениеживотное»
• концентрация радионуклида в корме;
• суточная норма потребления;
• способ питания (косвенно или прямо заглатывается
растение животными);
• видовой состав растений;
• химическая форма радионуклида;
• содержание стабильных элементов в корме;
• состояние обмена веществ у животных в период
наблюдения;
• присутствие радионуклида в почве, его химическая
форма в почве;
• способы земледелия.
Концентрация естественных
радионуклидов в теле
сельскохозяйственных животных, Бк/кг
Нуклид
В мышцах
В печени
В костях
Крупный рогатый скот
40K
111
100
17
210Po
0,074
3,2
4,03
226Ra
0,044
0,21
5,5
228Тh
0,044
0,048
2,63
Свиньи
40K
62,9
60
15
210Po
0,044
1,11
0,63
226Ra
0,044
0,21
0,41
228Тh
0,041
0,15
0,59
Северные олени
40K
159
150
20
210Po
2,59
3,07
185
226Ra
0,18
0,17
26
Выводы
1. В окружающей среде, загрязненной радиоактивными
изотопами, последние принимают участие в процессах
обмена наряду со стабильными, поэтому все живые
вещества (растения, животные, человек) способны
накапливать в себе радионуклиды.
2. Среди путей загрязнения растений радионуклидами можно
выделить три: корневое усвоение, прямое отложение
радиоактивных веществ на поверхности растений,
абсорбция листвой растворенных радионуклидов.
3. Основными путями поступления радионуклидов в организм
животных, как и в организм человека,
являются
поступление через дыхательные пути с загрязнённым
воздухом, через желудочно-кишечный тракт с пищей и
водой, через кожные покровы. В последующем
радионуклиды принимают участие в естественных
процессах метаболизма.
Библиографический список
1. Эйзенбад М. Радиоактивность внешней
Эйзенбад. М. : Атомиздат, 1967. 332 с.
среды /М.
2. Пути миграции искусственных радионуклидов в
окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля /Под
ред. Ф.Уорнера и Р. Харрисона, пер. с англ. М. : Мир, 1999.
512 с.
3. Сахаров В.К. Радиоэкология: учебное пособие /В.К.
Сахаров. СПб. : Издательство «Лань», 2006. 320 с.