Радиация и рыбы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «экология»

на тему «Радиация и рыбы»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка I курса

ИВМиИТ

Ахсанова Диляра 921 ист (3)

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 

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.

     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.

     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.

     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.

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.

     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

     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 β-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.

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.

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.

     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.

     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.

     Освобождение организма рыб от радиоизотопов идёт несколькими путями: смыванием с поверхности тела, удалением с продуктами обмена, а также в результате распада радиоизотопов.

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.

Удельная радиоактивность воды, кюри/л	Удельная радиоактивность Рыбы, кюри/л	Кратность накопления
3,3×10-5	3,9×10-5	118
1,55×10-6	2,5×10-6	161
4,1×10-6	1,2×10-6	283