Влияние радиоактивного загрязнения на сельское хозяйство

Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте

концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений

на земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы

становится основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При

аварийных ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на

второй год после выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в

пищевые цепи - поступление радионуклидов из почвы в растения.

Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично

вымываться и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно уде-

рживает попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов

обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в

почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную

продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющее

влияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и

пищевые цепи.

Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по

профилю почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят

их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.

Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением

основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Определённое

сходство наблюдается в поглощении растениями и передвижения по ним

стронция – 90 и цезия – 137 и их химических аналогов – кальция и калия

поэтому содержание данных радионуклидов в биологических объектах иногда

выражают по отношению к их химическим аналогам, в так называемых

стронциевых и цезиевых единицах.

Радионуклиды Ru – 106, Ce – 144, Co – 60 концентрируются

преимущественно в корневой системе и в незначительных количествах

передвигаются в назёмные органы растений. В отличие от них стронций – 90 и

цезий – 137 в относительно больших количествах накапливаются в наземной

части растений.

Радионуклиды, поступившие в подземную часть растений, в основном

концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мягкие (колосья,

метёлки без зерна. Некоторые исключения из этой из этой закономерности

составляет цезий, относительное содержание которого в семенах может

достигать 10 % и выше общего количества его в надземной части. Цезий

интенсивно передвигается по растению и относительно в больших количествах

накапливается в молодых органах, чем очевидно вызвана повышенная

концентрация его в зерне.

В общем накопление радионуклидов и их содержание на единицу массы

сухого вещества в процессе роста растений наблюдается такая же

закономерность, как и для биологически важных элементов: с возрастом

растений в их надземных органах увеличивается абсолютное количество

радионуклидов и снижается содержание на единицу массы сухого вещества. По

мере увеличения урожая, как правило, уменьшается содержание радионуклидов

на единицу массы.

Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно

больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных и слабо щелочных.

В кислых почвах повышается подвижность стронция – 90 и цезия – 137

снижается прочность их растениями. Внесение карбонатов кальция и калия или

натрия в кислую дерново-подзолистую почву в количествах, эквивалентных

гидролической кислотности, снижает размеры накопления долгоживущих

радионуклидов стронция и цезия в урожае.

Существует тесная обратная зависимость накопления стронция – 90 в

растениях от содержания в почве обменного кальция (поступление стронция

уменьшается с увеличением содержания обменного кальция в почве).

Следовательно, зависимость поступления стронция – 90 и цезия –137 из

почвы в растения довольно сложная, и не всегда её можно установить по

какому-либо одному из свойств, в разных почвах необходимо учитывать

комплекс показателей.

Пути миграции радионуклидов в организм человека различны.

Значительная их доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва –

растения – сельскохозяйственные животные – продукция животноводства –

человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через

органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период

радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то

поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через

пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в

условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на

максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм

сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.

Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут

накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд

человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление

радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления

радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСИВА

2.1. Почвенно-климатические, погодные условия и экологическая

ситуация в хозяйстве

СПК им. Кирова расположено в юго-восточной части Михайловского

района, объединяет 20 хозяйств, расположенных в 4-х населенных пунктах

Административным и хозяйственным центром является населённый пункт Красное,

расположенное в 19 км от районного центра города Михайлова.

Общая площадь колхоза 3598 га. Основную территорию этих земель 3318

га занимают сельскохозяйственные угодья, которые составляют 92,2 % от общей

площади хозяйства.

В составе сельскохозяйственных угодий пашня занимает 2699 га или

81,3%, пастбища619 га или 18,7 %. Природно – климатические данные района

расположения СПК им. Кирова характеризуются следующими данными: теплым

летом, умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо

выраженными переходными сезонами.

Средняя годовая температура воздуха +4 0С. Продолжительность периода

с температурой выше +10 0С – 140-114 дня.

Средние суммы осадков за год 450-565 мм за вегетационный период 140-

150 дней.

Природно-климатические условия зоны расположения хозяйства

благоприятна для возделывания основных сельскохозяйственных культур;

зерновых, сахарной свеклы, картофеля, кукурузы на силос. Территория

хозяйства входит в лесостепную зону. Расположена на водоразделе реки Прони

и Нердь, поэтому вся территория рассечена многочисленными оврагами и

балками с уклоном во всех направлениях. Большая часть территории

характеризуется преобладанием широких платообразных массивов с пологими

склонами к долинам рек, оврагам и балкам.

Почвенный покров хозяйства отличается пестротой, довольно большим

разнообразием разновидностей. В основном распространены чернозёмы

выщелочнные, оподзоленные и отдельными участками темносерые, серые лесные

разной степени смытости.

По механическому составу все почвы относятся к тяжёлосуглинистым.

В результате аварии на ЧАЭС, площадь поверхностного

загрязнения почвы цезием –137 Михайловского района составляет 807 км2 44 %

территории. Средняя плотность поверхностного загрязнения – 1,4 /км2 .

Территория СПК им. Кирова подверглась загрязнению Сs – 137 51 % - пашни, 12

% лугов, с плотностью 1,07 Ки/км2 и дозой 13 мР/ ч т.е на территории

хозяйства удовлетворительная ситуация СПК им. Кирова находится в зоне

проживания с льготным социально – экономическим статусом (плотность

загрязнения Сs – 137 от1 до 5 Ки/км2).

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Постановка цели и задачи исследований

Земля – это национальное богатство России, от эффективности

использования и охраны которой во многом зависит экономическая, социальная

и экологическая ситуация в стране, благополучие каждого человека.

В последние годы антропогенная нагрузка на природные комплексы в мире

значительно возросла. В России давление на окружающую среду ниже

среднемирового. Однако в последние годы вызывает беспокойство загрязнение

земель, водных ресурсов и атмосферного воздуха радионуклидами. Система

“человек – окружающая среда” стала на столько сложной, что внутреннее и

внешнее влияние на эту систему может привести к самым неожиданным

последствиям.

Радиоактивное загрязнение представляет собой опасность для человека и

среды его обитания. Отрицательное воздействие ионизирующей радиации на

живые организмы стало известно с момента открытия радиоактивности.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС были загрязнены пятнадцать

административных территорий Российской Федерации, в том числе и часть

районов Рязанской области. Почва и растения являются одним из важнейших

звеньев, определяющих исходные масштабы включения радионуклидов в пищевые

цепи.

Поэтому изучение данной проблемы, выработка рекомендации по устранению

негативного воздействия радионуклидов на почву и растения является весьма

актуальной задачей.

Целью наших исследований являются: оценка сложившейся радиационной

обстановки на территории СПК им. Кирова, и производство экологически чистой

продукции. Для изучения методов ведения сельского хозяйства на загрязнённых

радионуклидами территориях, необходимо решить следующие задачи:

1) Определить степень загрязнения почвы на территории СПК им. Кирова

2) Определить степень поступления радионуклидов в продукцию выращенную

на этих почвах

3) Провести оценку загрязнения почвы и продукции

4) Составить рекомендации по ведению сельского хозяйства на загрязнённых

территориях СПК им. Кирова.

2. Методы проведения и результаты исследований

Для проведения исследований, нами совместно с запольной

агрохимической Станцией Подвязья были проведены анализы в 2000 году по

изучению радиационной обстановки в СПК им. Кирова.

Определяли стронции – 90 радиохимическим методом по дочернему

продукту иттрий – 90. Содержание цезия – 137 сурьмянонодидным методом.

Измерения активности конечных продуктов химического анализа проводим на

молофоновой устанофке УМФ – 1500 со счётчиком СБТ – 13.

Для сравнения были взяты данные по хозяйству за 1985 год, до аварии на

ЧАЭС, и за 1992год через шесть лет после аварии.

Таблица 1

Загрязнение почвы цезием – 137 в СПК им. Кирова

|Методы взятия пробы |Сs – 137 Бк/кг|

|№ участка, год | |

| |слой, см |

| |0 - 20 |20 - 40 |

|1 поле |1 |3,2 |2,4 |

|3 севооборота 1985г| | | |

| |2 |3,4 |2,2 |

| |3 |3,9 |2,9 |

| |ср |3,7 |2,7 |

|1 поле |1 |208,3 |107,2 |

|3 севооборота 1992г| | | |

| |2 |204,4 |116,8 |

| |3 |210,3 |112,4 |

| |ср |207,2 |109,2 |

|1 поле |1 |138,5 |93,5 |

|3 севооборота 2000г| | | |

| |2 |140,2 |98,7 |

| |3 |144,3 |96,8 |

| |ср |141,6 |95,2 |

Анализируя таблицу 1 видно что анализы 1985 года показывают следующею

степень загрязнения и распределение радиоактивного цезия – 137 в почве,

естественного содержания в слое 0 –20 см загрязнение составляет 3,7 Бк/кг,

а слой 20 – 40 см - 2.7 Бк/кг. С глубиной концентрация цезия – 137

уменьшается в 1,4 раза. Значительное повышение содержания радиоактивного

цезия в почве оказали последствия аварии на ЧАЭС увеличив содержание его в

70 раз.

Увеличение концентрации цезия – 137 в подпаханном горизонте в 50 раз,

это показывает на хорошую его миграцию в почве, которая произошла в течении

6 лет после выбросов радионуклидов и осаждения их на данной территории.

В последующие 8 лет концентрация радиоактивного цезия в слое 0 – 20 см

уменьшился в1,5 раза, что можно взять с миграцией его в более глубокие

горизонты и вынос его с продукцией, а также почвы хозяйства подвержены

эрозии и не исключён вынос радиоактивного цезия в водные источники с

поверхностными водами. Уменьшение соединения цезия – 137 произошли и в

подпаханном горизонте и составило 15 %.

Таблица 2

Загрязнение почвы Sr – 90 в СПК им. Кирова

|Методы взятия пробы |Sr – 90 Бк/кг |

|№ участка, год | |

| |слой, см |

| |0 - 20 |20 – 40 |

|1 поле |1 |2.5 |2.1 |

|3 севооборота 1985г| | | |

| |2 |2.7 |2.3 |

| |3 |2.8 |2.0 |

| |ср |2.6 |2.2 |

|1 поле |1 |5.3 |3.0 |

|3 севооборота 1992г| | | |

| |2 |5.7 |3.1 |

| |3 |5.9 |3.5 |

| |ср |5.5 |3.3 |

|1 поле |1 |4.6 |3.1 |

|3 севооборота 2000г| | | |

| |2 |4.9 |2.9 |

| |3 |5.1 |2.5 |

| |ср |4.5 |2.8 |

Анализируя таблицу 2 видно что анализы 1985 года показывают загрязнение и

распределение радиоактивного стронция – 90 в почве незначительное и

составляет в слое 0 – 20 см 2,6 Бк/кг, а в слое 20 – 40 см 2,2 Бк/кг. С

глубиной концентрация стронция – 90 незначительно уменьшилась. После аварии

на

ЧАЭС содержание Sr – 90 увеличилась в слое 0 – 20 см в 2 раза, а в слое 20

– 40 см в 1,5 раза. В последующие 8 лет концентрация радиоактивного

стронция в слое 0 – 20 см и слое 20 – 40 см снизилась в 1,2 раза. Это

связано с миграцией его в более глубокие горизонты и вынос с продукцией. Не

исключён вынос радиоактивного стронция с поверхностными водами.

Таблица 3

Загрязнение Сs – 137 растениеводческой продукции в СПК им. Кирова

|Культура, № участка, год|Сs – 137 |

| |Бк/кг |

| |основная |побочная |

|Подсолнечник на |1 |1,3 | |

|силос 1985г | | | |

| |2 |1,2 | |

| |3 |1,5 | |

| |ср |1,3 | |

|Озимая пшеница | | |

|1992г | |солома |

| |1 |19,4 |27,8 |

| |2 |19,7 |26,9 |

| |3 |19,2 |27,3 |

| |ср |19,5 |27,5 |

|Озимая пшеница | | |

|2000г | |солома |

| |1 |18,6 |26,4 |

| |2 |18,3 |26,1 |

| |3 |18,1 |25,9 |

| |ср |18,4 |26,2 |

Таблица 4

Загрязнение Sr – 90 растениеводческой продукции в СПК им. Кирова

|Культура, № участка, год|Sr – 137 |

| |Бк/кг |

| |основная |побочная |

|Подсолнечник на |1 |0,3 | |

|силос 1985г | | | |

| |2 |0,2 | |

| |3 |0,5 | |

| |ср |0,3 | |

|Озимая пшеница | | |

|1992г | |солома |

| |1 |0,7 |1,3 |

| |2 |0,6 |1,2 |

| |3 |0,9 |1,1 |

| |ср |0,8 |1,2 |

|зимая пшеница 2000г| | |

| | |солома |

| |1 |0,5 |0,7 |

| |2 |0,4 |0,9 |

| |3 |0,6 |0,8 |

| |ср |0,4 |0,7 |

Анализируя таблицы 3, 4 видно что естественный фон цезия – 137 и стронция -

90 в растениеводческой продукции был незначительный, загрязнение цезием –

137 составило 1,3 Бк/кг, а радиоактивного стронция 0,3 Бк/кг.

В результате аварии на ЧАЭС концентрация радиоактивного цезия

увеличилась в 20 раз и составляла в основном продукции19,5 Бк/кг, а в

соломе 27,5 Бк/кг. Концентрация Sr – 90 увеличилась в 2,5 раза в основной

продукции, и составляли 0,8 Бк/кг, а в соломе 1,2 Бк/кг.

В последующие 8 лет концентрация цезия – 137 снизилась в 1,1 раза, а

концентрация стронция – 90 снизилась в два раза. Накопление радиоизотопов

растениями во многом зависит от почвы и биологической особенности растений.

Для снижения накопления радионуклидов в урожае, наибольший эффект

достигается внесением минеральных и органических удобрений.

4. МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ

ТЕРРИТОРИЯХ

4.1. Общие принципы организации агропромышленного производства в условиях

радиоактивного загрязнения

При загрязнении сельскохозяйственных угодий радиоактивными эле-

ментами нельзя не учитывать одной важной особенности — долговременного

характера радиоактивного загрязнения. Это обусловлено, с одной стороны,

длительным физическим распадом Sr-90 и Cs-137, с другой стороны невысо- кой

скоростью горизонтальной и вертикальной миграции радионуклидов. Поэтому при

организации сельскохозяйственного производства на загрязнённой территории

необходимо планировать и осуществлять долго действующие мероприятия.

При этом решающее внимание должно быть уделено не только производству

с/х продукции, но и целесообразному её использованию. Разумеется,

требования органов здравоохранения о соблюдении норм предельно допустимого

содержания радиоактивных веществ в с/х продукции и сырье должны быть

решающим элементом в организации работы всех отраслей сельского хозяйства.

Для разработки планов ведения сельского хозяйства на загрязнённой

территории необходима информация о радиационной обстановки в соседних

хозяйствах (для руководителей хозяйств), в районе, области, крае — для

руководителей агропромышленного производства этих административных единиц.

Такая информация позволяет правильно решать вопросы наиболее рационального

использования территорий с различными уровнями радиоактивного загрязнения.

Получив всю необходимую исходную информацию, можно приступить к составлению

планов проведения мероприятий. На первом этапе целесообразно разделить

территорию на отдельные зоны в зависимости от плотности загрязнения, таких

зон можно выделить три (разумеется, такое деление условно).

К первой зоне можно отнести ту часть сельхоз. угодий, которая наименее

загрязнена и на которой можно получить продукцию с допустимым уровнем

содержания радионуклидов без проведения каких-либо дополни- тельных

мероприятий и без изменения технологий. Минеральные и органи- ческие

удобрения вносят в дозах, обеспечивающих получение оптимальных стабильных

урожаев. Известкование кислых почв проводится в соответствии с планом, с

учётом требований и отношения с/х культур к изменению ки- слотности

почвенного раствора. В этой зоне все виды работ в сельском хо- зяйстве

ведутся без ограничений по обычным технологиям, получаемая про-

дукция используется по прямому назначению без каких-либо ограничений.

Ко второй зоне можно отнести сельскохозяйственные угодья, располо- женные

на территории со средними уровнями радиоактивного загрязнения

(ориентировочно плотность загрязнения радионуклидами в 3-4 раза выше, чем в

первой зоне). Во второй зоне необходимо проводить мероприятия по снижению

содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции (весь комплекс

агрохимических, агротехнических мероприятий). Для сниже- ния содержания

радионуклидов в продуктах питания рекомендуется широко использовать

различные способы обработки и переработки сельскохозяйст-

венной продукции.

К третьей зоне относятся сельскохозяйственные угодья с относительно

высокими уровнями радиоактивного загрязнения (ориентировочно плот- ность

загрязнения радионуклидами в 8-10 раз выше, чем в первой зоне). На такой

территории ведение сельского хозяйства разрешается только при стро- гом

контроле. В третьей зоне совершенно необходимо применение всего комплекса

агрохимических, агротехнических мероприятий. Однако даже при осуществлении

не всегда можно гарантировать снижение содержания радио- нуклидов в

продукции до предельно допустимых уровней. Поэтому в третьей

5. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В СПК ИМ.

КИРОВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО РАЗВИТИЯ

В структуре товарной продукции молочно-мясное скотоводство занимает

39,5 %, мясо свиньи – 3,0 %, зерно – 29,3 %, картофеля – 27,9 %. На

перспективу производственное направление хозяйства сохранится. В структуре

товарной продукции на 1990 год продукция животноводства составит – 700

тыс.руб. или 54.6 %, в том числе молоко и мясо крупного рогатого скота –

556,7 тыс.руб. или 43,4 %.

Продукция растениеводства составит – 591,6 тыс.руб. или 45,4 %.

Существующая организационно-производственная структура управления построена

по отраслевому (цеховому) принципу. Основные отрасли в хозяйстве –

растениеводство и животноводство.

Организационно-производственная структура управления колхоза на

расчётный срок сохранится.

В настоящее время в колхозе недостаточно высокая урожайность

сельскохозяйственных культур и естественных кормовых угодий. За прошедшие

четыре года одиннадцатой пятилетки урожайность зерновых культур составила –

10,7 ц/га, картофеля – 62,0 ц/га, кукурузы на силос – 16,5 ц/га, сена

многолетних трав – 14,6 ц/га, однолетних трав – 13,3 ц/га, а в десятой

пятилетке урожайность зерновых составила 10,0 , картофеля – 56,0 , кукурузы

на силос – 43,4 , однолетние травы на сено – 1,6 ц/га.

В структуре посевных площадей содержится значительная доля зерновых –

61 % к площади пашни, что при значительных посевах зернобобовых (35 га)

затрудняет нормальное размещение культур по предшественникам. В результате

хозяйство вынуждено из года в год размещать зерновые по зерновым, что ведет

к сильному поражению корневыми гнилями, снижению урожая.

На недостаточно высоком уровне находится продуктивность общественного

скота. Надой молока на одну фуражную корову в среднем за последние четыре

года составил 1381 кг, среднесуточный привоз молодняка крупного рогатого

скота – 330 г, настриг шерсти – 2,3 кг, в 10 – пятилетке соответственно

1452 кг, 348 г 2,3 кг.

Низкая продуктивность скота является следствием недостаточной кормовой

базы и несбалансированным кормлением животных.

Разработанная система земледелия позволит повысить урожайность

сельскохозяйственных культур и пастбищ. К 1990 году урожайность зерновых

планируется довести до 20 ц/га, картофеля – 130,0 ц/га, кукурузы на силос –

250,0 ц/га, многолетних трав – 30 ц/га. Перспективная урожайность

сельскохозяйственных культур определялась с учетом результатов оценки

земель и влияния агротехнических, организационных и других факторов

освоения севооборотов, увеличения площади многолетних трав, применение

органических и минеральных удобрений, повышение качества семян, выполнения

полного комплекса противоэрозионных мероприятий, совершенствования способов

защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Предусмотренная

урожайность сельскохозяйственных культур и естественных кормовых угодий

позволит укрепить кормовую базу животноводства, обеспечить поголовье скота

полноценными корнями в достаточном количестве, что положительно скажется на

увеличении поголовья скота и его продуктивности.

Поголовье крупного рогатого скота по сравнению с 1984 г. увеличится на

117 голов и составит 905 голов, в том числе поголовье коров увеличится на

120 голов и составит 450 голов, поголовье свиней увеличится на 163 головы и

составит 490 голов, поголовье овец составит 750 голов или увеличится на 49

голов.

На 1990 год надой молока на одну фуражную корову планируется довести

до 2520 кг, настриг шерсти – 3,0 кг, среднесуточный принес молодняка

крупного рогатого скота 500 г, свиней – 2,5 г.

Предусмотренные схемы севооборотов, структура посевных площадей,

урожайность сельхозкультур, а также поголовье скота и его продуктивность

позволяет к 1990 году значительно увеличить производство и реализацию

сельс-

кохозяйственной продукции.

Валовое производство зерна составит 3180 т, картофеля – 3900 т,

молока – 1134 т, мяса – 164 т.

В связи с увеличением валового производства увеличится и объём

товарной продукции. Реализация зерна составит – 1550 т, картофеля – 2565 т,

молока – 1019 т, мяса – 164 т.

6. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЖИВЫЕ

ОРГАНИЗМЫ

Характер облучения растений и животных может быть различным –

внешним, внутренним и смешенным. При внешнем облучении источник излучения

находится вне организма. Наиболее важными внешними источниками излучения

являются космические, рентгеновские лучи и [pic] - излучения.

Излучаемые [pic]- частицы при высоких дозах могут воздействовать на

кожу крупных сельскохозяйственных животных, однако наиболее весомо этот

вид излучения проявляется при внешнем облучении растений, так как пробег

этих частиц может превышать толщину листьев и стеблей. Если источник

излучения находится внутри организма, то имеет место внутреннее облучение.

В растения радиоактивные вещества вовлекаются через корм и листья, а в

организм животных основное количество радиоактивных веществ поступает с

кормами. Одновременное наличие источников внешнего и внутреннего облучения

даёт смешанное облучение. Биологические эффекты ионизирующего излучения

связаны с поглощением живой материей энергии, которая высвобождается в

результате радиоактивного распада нуклидов. Исключительно высокий

повреждающий эффект ионизирующих излучений на живую клетку связан с тем,

что в результате удаления или присоединения электрических зарядов и

нейтральным атомам и молекулам, они становятся отрицательно или

положительно заряженными. Молекулы, получившие электрический заряд, в

дальнейшем распадаются на радикалы и ионы. Затем радикалы вступают во

взаимодействие с нейтральными молекулами или между собой. При этом

происходят химические реакции, не характерные для необлучённых организмов,

в результате чего нормальный процесс обмена веществ нарушается и в

зависимости от дозы ионизирующего излучения он либо замедляется, либо

прекращается вовсе. В результате взаимодействия ионизирующих излучений с

молекулами воды происходит радиолиз, то есть расщепление воды на два иона:

Н3О+ и ОН-. Эти радикалы вступают в

реакцию со свободным кислородом биологических тканей, образуя перекись

водорода (Н2О2) и гидропероксид (Н2О4), которые также вступают в реакцию с

белками и другими молекулами облучённых организмов вызывая радиационные

поражения.

Особенно чувствительны к воздействию ионизирующих излучений

дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты, играющие

важнейшую роль в передачи наследственной информации живой клетки при её

делении. Воздействие радиации на клеточное деление – сложный процесс, его

последствия во многом определяются в стадии митоза. Наибольшую

чувствительность к ионизирующему излучению имеет клетка в стадии профазы.

Под действием излучения наблюдается своеобразная ритмичность в изменениях

митоза.

При облучении малыми дозами в начале отмечается замедление митоза,

затем усиление его выше нормы, за которым следует снижение до нормы или

ниже. Механизм тормозящего действия радиации на митоз клеток довольно

сложен, и объяснить его какой-то одной или двумя причинами нельзя, однако

существует ряд гипотез, которые в различных позициях объясняют причины

нарушения деления клеток при их облучении.

Основными из них являются: разрушение веществ, стимулирующих митоз;

нарушение проницаемости клеточных мембран с изменением формы клетки;

накоплении веществ тормозящих деление клетки, например, избыточное

содержание в клетке аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), в результате

нарушения фермента – аденозинтрифосфатаза; нарушение синтеза нуклеиновых

кислот; повреждения хромосом в виде хромосомных перестроек или хромосомных

аберраций.

Реакции животных на проникающее излучение определяются параметрами

излучения и особенностями организма: возрастом, полом, унитанностью и

прочее. Для выражения радиационной чувствительности животных существуют

величины ЛД 50/30 и ЛД 100/30 – это минимальные дозы облучения, которые

вызывают смерть соответственно 50% и 100% облучённых животных в течение 30

дней.

Степень радио чувствительности тканей характеризую по функционально

- биохимическим признакам, определяющим сорбционный показатель тканей,

выявляемый при их витальным окрашивании, можно распределить по радио

чувствительности в следующей убывающей последовательности: большие

полушария и стволы головного мозга, мозжечок, гипофиз, надпочечники,

семенники, тимус, лимфоузлы, спинной мозг, желудочно-кишечный тракт,

печень, селезёнка, лёгкие, почки, сердце, мышцы, кожа и костная ткань.

По морфологическим признакам развивающихся пост радиационных из-

менений органы разделяют на три группы: 1) органы, чувствительные к

радиации (морфологически регистрируемые изменения в них возникают уже при

облучении дозой 25 Р): лимфоузлы, лимфатические фолликулы желудочно-

кишечного тракта, красный костный мозг, вилочковая железа, селезёнка,

половые железы; 2) органы, умеренно чувствительные к облучению; кожа,

глаза;

3) органы, резистентные к действию ионизирующего излучения (первичные

морфологические изменения в них отмечаются при облучении дозой 100 Р и

более): печень, лёгкие, почки, мозг, сердце, кости, сухожилия, нервные

стволы.

Ионизирующие излучения оказывает на человека как острое, так и

хроническое воздействие. Большой объём информации о действии

радиоактивности на организм был получен в результате экспериментов на

животных, атомных взрывов в Хиросиме и Нагасаки, а также при различных

видах аварийных облучений.

Большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько сильные

повреждения ЦНС у человека, что смерть наступает в течение нескольких

часов. При дозах облучения всего тела 10 – 50 Гр. Человек обычно умирает

через 1 - 2 недели от кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт. Проявление

хронического облучения в больших дозах многообразны: это хроническая

лучевая болезнь, локальные поражения кожи, поражение хрусталика глаза,

кроветворного костного мозга (при антикорпорации в костях стронция – 90),

пневмосклероз (при ингаляции плутония – 239), гипофункция щитовидной железы

(воздействие йода – 131).

Наиболее чувствительны к воздействию радиации дети. Относительно

небольшие дозы при облучении мозга ребёнка может вызвать изменения в его

характере, привести к потери памяти или даже слабоумию. Крайне чувствителен

к ионизирующему излучению мозг плода, особенно если мать подвергается

действию между 8 – 15 неделею беременности.

Рак – наиболее серьёзное из всех последствий облучения человека.

Первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате

облучения стоят лейкозы, которые вызывают гибель людей в среднем через 10

лет после облучения. Широко распространены рак молочной железы и

щитовидной, а также рак лёгких. Менее распространены рак костных тканей,

пищевода, тонкой и прямой кишки, мочевого пузыря, поджелудочной железы и

лимфатических тканей. Другим серьёзным отдалённым последствием облучения

являются генетические эффекты – врождённые уродства и нарушения,

передающиеся по наследству. В основе их лежат генерирующиеся излучением

мутации и другие нарушения в клеточных структурах, ведающих

наследственностью. Согласно оценкам определения непосредственного

генетического эффекта данной дозы облучения, доза 1 Гр, полученная особями

мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к

серьёзным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберрации на каждый

миллион животных новорождённых.

Анализ заболеваемости населения в пораженных радиацией и чистых

районах Рязанской области, выявил у взрослого контингента населения явление

признака болезней кроветворных органов, имеющих, по-видимому, связь с

высокой плотностью загрязнения территории радионуклидами. Аналогичная

картина отмечается и у детей. Болезни крови у людей начинают себя проявлять

наиболее интенсивно от 3 – 5 год и на протяжении десятилетия после

радиационного воздействия на организм. Отмечается рост заболевания органов

дыхания у взрослого и детского населения на территориях с высокой

плотностью загрязнения. Аналогичная тенденция наблюдается в отношении

заболеваний органов пищеварения и мочеполовой системы. Увеличение болезней

нервной системы в 2,17 раза. Почти не изучены вопросы влияния

радиационного загрязне-

ния территории на инфекционную и зооантропозную патологию.

Туберкулёзная инфекция сохраняет тенденцию роста. А туляремия в

радиационных районах за 5 лет себя не проявляет в тоже время в чистых

районах выделяется возбудитель и отмечались случаи заболеваний.

Таким образом, влияние радиации как на молекулярном, клеточном

уровне, так и на уровне целого организма. Обследование населения

проживающего на загрязнённых территориях, выявила рост заболеваемость детей

и взрослых, увеличение заболевания кровеносной системы раковых больных,

врождённых уродств.

Клетки и ткани организма человека по степени возрастания

чувствительности можно расположить в следующем порядке: нервная ткань –

хрящевая и костная ткань – мышечная ткань – соединительная ткань -

щитовидная железа – пищеварительные железы – лёгкие – кожа – слизистые

оболочки – половые железы – лимфоидная ткань – костный мозг.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При изучении данной проблемы и решении поставленных задач из

вышеизложенного материала можно сделать следующие выводы:

- обзор литературного материала показал, что в изменении естественного

радиационного фона окружающей среды большой вклад вносят АЭС, ядерные

взрывы и радиоактивные отходы. Наиболее неблагоприятная радиационная

обстановка в различных регионах нашей страны складывалась за счёт

искусственных радионуклидов (цезия-137 и стронция-90). Причём катастрофа

ЧАЭС обусловила загрязнение природной среды главным образом цезия-137, а

стронцием-90 в незначительной степени. При этом зоны повышенной

радиоактивности распределены на территории России неравномерно. Они

известны как в европейской части, так и в Зауралье, на полярном Урале, в

Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-

Востоке. Влияние радиоактивных элементов проявляется как на молекулярном,

клеточном уровне, так и на уровне целого организма.

- Основными радионуклидами , определяющими характер загрязнения, в нашей

области являются цезий-137 и стронций-90. Рязанская область оказалась

одной из наиболее загрязнённых областей России выпадениями цезия-137 в

результате аварии на Чернобыльской АЭС. По площади с уровнями плотности

цезиевого загрязнения более 1 Ки/км2 – 5210 км2 – область занимает

четвёртое место в России (13% от территории области загрязнено). Средние

концентрации суммарной [pic]- активности в г.Рязани несколько превышают

среднее значение по стране.

Миграция радионуклидов в почве во многом зависит от типа самой почвы,

её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств. Так на

сорбцию радиоизотопов влияют многие факторы, и одним из основным является

механический и минералогический состав почвы. Тяжёлыми по механическому

составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий-137, закрепляются

сильнее, чем лёгкими. Кроме того, эффект миграции радионук-

лидов зависит от метеорологических условий (количество осадков).

Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями

зависит от свойства почвы и биологической особенности растений.

При излучении влияния радиоактивных изотопов на качество

растениеводческой продукции видно, что они не вызывают заметных повреждений

растительных организмов, однако в урожае сельскохозяйственных культур они

накапливаются в значительных количествах, что может нанести значительный

вред здоровью человека. Поэтому необходимо разработать мероприятия

снижающие накопления радиоактивных веществ в сельскохозяйственных

растениях. Вопрос об изменении ведения сельского хозяйства должен решаться

в каждом конкретном случае с учётом всех обстоятельств на основе полной

достоверной информации.

Все мероприятия, проводимые в настоящее время для проведения

плодородия почв, будут способствовать снижению размеров перехода

радионуклидов в растение при загрязнении сельскохозяйственных угодий

радиоактивными выпадениями. Наиболее простой и дешёвый приём снижения

содержания радионуклидов в растениеводческой продукции – подбор культур и

сортов, отличающихся способностью накапливать выражая минимальное

количество стронция-90 и цезия-137. Как правило, это сорта с низким

содержанием калия и кальция.

Также эффективными приёмами являются запашка загрязнённого пахотного

слоя, известкование кислых почв и внесение минеральных и органических

удобрений. Правильный выбор глубины обработки почвы и способов её

проведения позволяет существенно снизить поступление радионуклидов в

растения в несколько раз.

Страницы: 1, 2