Рукотворные катастрофы

 Накопленные  за первые после аварии годы  опыт и знания способствовали  формированию в обществе более  реального представления о катастрофе  как крупнейшей планетарной трагедии. В апреле 1990 года на заседании Верховного Совета СССР было отмечено, что она «является самой крупной катастрофой современности, общенародным бедствием, которое затронуло судьбы миллионов людей, проживающих на огромных территориях. Экологическое воздействие чернобыльской катастрофы поставило страну перед необходимостью решения новых, исключительно сложных, крупномасштабных проблем, которые затрагивают практически все сферы общественной жизни: многие аспекты науки и производства, культуры, морали».

Такой взгляд на чернобыльскую беду обусловил необходимость создания комплексной Государственной программы по преодолению последствий чернобыльской катастрофы.

 Первая комплексная  Госпрограмма, рассчитанная на 1990–1992 гг., была направлена на обеспечение  безопасного проживания населения на пострадавших территориях (при необходимости – отселение с них), медицинского обслуживания и оздоровления людей, решение вопросов охраны материнства и детства, социальной защиты, строительства транспортной и социальной инфраструктуры, научное решение проблем нормальной жизнедеятельности населения и ведения хозяйства в районах радиоактивного загрязнения, обеспечение правопорядка, пожарной безопасности в зонах, находящихся под контролем и т.д.

Масштабы последствий  чернобыльской катастрофы оказались такими, что решение всех вышеперечисленных задач остается актуальным и сегодня, спустя 20 лет. Однако нынешняя ситуация отличается тем, что наработан немалый опыт по минимизации последствий катастрофы, появились научные разработки, новые технологии ведения сельского хозяйства, отстраивается производство, возвращаются специалисты, налаживается нормальная жизнь в пострадавшем регионе.

 Это позволяет  говорить о новом этапе в  решении чернобыльских проблем  – переходе от реабилитации  к развитию пострадавших территорий, при сохранении всех необходимых мер по радиационной защите.

2.2 Радиоактивные  загрязнения  

Радиоактивное загрязнение воздушной среды.

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно  опасно, так как радионуклиды с  воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления многочисленных мутаций. Не существует такой малой дозы ионизирующего излучения, которая была бы абсолютно безопасна для человека, растений и животных. Даже в районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами.

Наибольшее  загрязнение атмосферы радиоактивными веществами происходит в результате взрывов атомных и водородных бомб. Каждый такой взрыв сопровождается образованием грандиозного облака радиоактивной пыли. Взрывная волна огромной силы распространяет ее частицы во всех направлениях, поднимая их более чем на 30 км. В первые часы после взрыва осаждаются наиболее крупные частицы, несколько меньшего размера — влечение 5 суток, а мелкодисперсная пыль потоками воздуха переносится на тысячи километров и оседает на поверхности земного шара в течение многих лет.

Радиоактивное загрязнение водной среды.

Основными источниками  радиоактивного загрязнения Мирового океана являются:

загрязнения от испытаний ядерного оружия (в атмосфере  до 1963 г.);

загрязнения радиоактивными отходами, которые непосредственно сбрасываются в море;

крупномасштабные аварии (ЧАОС, аварии судов с атомными реакторами);

захоронение радиоактивных  отходов на дне и др. (Израиль  и др., 1994).

Во время  испытания ядерного оружия, особенно до 1963 г., когда проводились массовые ядерные взрывы, в атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов. Так, только на арктическом архипелаге Новая Земля было проведено более 130 ядерных взрывов (только в 1958 г. -46взрывов), из них 87- в атмосфере.

Воды Мирового океана загрязнены наиболее опасными радионуклидами цезия-137, стронция-90, церия-144, иттрия-91, ниобия-95, которые, обладая  высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепям, и концентрируются в морских организмах высших трофических уровней, создавая опасность, как для гидробионтов, так и для человека. С 1962 г. сброс радиоактивных отходов в океан резко сократился. Мораторий на выдачу новых лицензий на сброс радиоактивных отходов в океан был введен в действие Комиссией по атомной энергии еще в 1960 г. В 1970 г. только четыре организации имели право сбрасывать радиоактивные отходы в океан. Согласно отчетам, в 1961 г. в океан было сброшено 4087 контейнеров с радиоактивными отходами, в 1962 г. – 6120, в 1969 г. – 26, и в 1970 г. – только 2 контейнера. Сейчас радиоактивные отходы предпочитают захоронить на суше.

Радиоактивное загрязнение почвы.

В связи с  широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ  появилась опасность загрязнения  почв радионуклидами. Источники радиации — ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками, радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также в США, Англии).

В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, использующего в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чему, других северных народов.

Основными радионуклидами, определяющими характер загрязнения, в нашей области является цезий  – 137 и стронция – 90, которые по-разному  сортируются почвой. Основной механизм закрепления стронция в почве – ионный обмен, цезия – 137 обменной формой либо по типу ионообменной сорбции на внутренней поверхности частиц почвы.

Поглощение  почвой стронция – 90 меньше цезия – 137, а следовательно, он является более  подвижным радионуклидом.

Механизм закрепления  радиоактивных изотопов в почве, их сорбция имеет большое значение, так как сорбция определяет миграционные качества радиоизотопов, интенсивность  поглощения их почвами, а, следовательно, и способность проникать их в корни растений. Сорбция радиоизотопов зависит от многих факторов и одним из основных является механический и

минералогический состав почвы тяжёлыми по гранулометрическому  составу почвами поглощённые  радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими и с уменьшением размера механических фракций почвы прочность закрепления ими стронция – 90 и цезия – 137 повышается. Наиболее прочно закрепляются радионуклиды илистой фракцией почвы. 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 удерживает 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.

Радиоактивные загрязнение растительного и  животного мира

2.2.1 Генетические последствия облучения

Наследственные  признаки всех живых организмов не являются неизменными во времени. Выработанный на протяжении миллионов лет эволюции совершенный механизм деления и  созревания половых клеток не застрахован  от ошибок. Этот механизм ошибается, что приводит к возникновению разнообразных изменений в наследственных особенностях потомков – мутаций. При этом у потомков может изменяться число или строение хромосом, равно как и тонкая структура генов.

Воздействие разнообразных  факторов окружающей среды, включая радиацию и ряд химических соединений, приводит к увеличению частоты мутаций. В 1927 году американский генетик, впоследствии – лауреат Нобелевской премии Генрих Миллер впервые показал, что облучение рентгеновскими лучами приводит к существенному увеличению частоты мутаций у мухи дрозофилы. Эта работа положила начало новому направлению в биологии – радиационной генетике. Благодаря многочисленным работам, проведенным за последние десятилетия, мы теперь знаем, что при попадании элементарных частиц (γ-кванты, электроны, протоны и нейтроны) в ядро происходит ионизация молекул воды, которые, в свою очередь, нарушают химическую структуру ДНК. В этих местах происходят разрывы ДНК, что и приводит к возникновению дополнительных, индуцированных радиацией мутаций.

Но генетические мутации будут наблюдаться только в том случае, если поврежденный ген соединится с геном, имеющим  такое же повреждение. Поэтому вероятность  появления генетических эффектов, обусловленных  радиацией, зависит не только от дозы облучения, но и от количества лиц, которые подверглись облучению.

Чем больше общая  численность всей популяции и  чем меньше число человек, подвергшихся радиоактивному воздействию, тем меньше вероятность браков между лицами, подвергшимися облучению и, следовательно, меньше вероятность проявления генетических последствий облучения.

Но, как это  ни печально, но использование атомной  энергии в военных и мирных целях привело к массовому  облучению людей. Всем известны трагедии Хиросимы, Нагасаки и Чернобыля, когда десятки тысяч людей подверглись воздействию ионизирующей радиации. Возникает естественный вопрос – каковы генетические последствия воздействия радиации на человека?

Первое и  до настоящего времени единственное широкомасштабное изучение генетических последствий воздействия радиации на человека было проведено американскими и японскими исследователями в Хиросиме и Нагасаки. Эти работы начались в 1946 году, то есть практически сразу после капитуляции Японии. Взрывы атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки привели к одномоментной гибели десятков тысяч людей и массовому облучению выживших. В то время эффекты радиации были практически неизвестны, поэтому американское правительство приняло решение о проведении всестороннего изучения последствий взрывов для населения двух городов. Тогда в американской армии служил лейтенант медицинской службы Джеймс Нил, который до войны активно занимался генетическими исследованиями на мухе дрозофиле. Ему было поручено научное руководство этими работами, которые сразу же приобрели ярко выраженную генетическую направленность.

Следует отметить, что в то время генетика человека как наука практически не существовала. Ученые даже не знали, сколько хромосом в ядре клетки человека. Поэтому с самого начала было принято решение исследовать частоту мертворождений, смертность, пороки развития и заболеваемость среди потомков, облученных родителей. Позже, по мере развития генетики человека, у детей начали изучать изменчивость хромосом и некоторых генов. В конечном итоге была проведена колоссальная работа по анализу десятков тысяч потомков облученных родителей. Основной результат этих работ – полное отсутствие влияния эффектов радиации на изученные признаки. При этом многие родители получили достаточно высокие дозы облучения при взрывах бомб. При таких дозах генетические последствия радиации выявляются у мышей ― наиболее близкого к человеку организма в радиационной биологии. Почему так получилось?

Ответ на этот вопрос лежит в самой природе признаков, изученных у японских детей. Причина  смерти ребенка или его подверженности заболеваниям определяется, грубо говоря, либо воздействием неблагоприятных факторов среды (например, инфекция), либо наличием определенных генетических признаков, отрицательно сказывающихся на ребенке. Если говорить о наследственных факторах, то ребенок может заболеть (умереть) или благодаря неблагоприятным генетическим признакам, унаследованным от родителей, или потому, что он является носителем новой вредной мутации. Согласно современным данным, не более 5 процентов случаев всей детской смертности связаны с мутациями. Предположим для простоты, что в Японии до взрывов детская смертность составляла 1 процент, а частота мутаций после взрывов возросла в 2 раза. При этом даже двукратное увеличение частоты мутаций привело к очень незначительному увеличению общей детской смертности, обнаружить которое практически невозможно. Следовательно, изучение детской смертности не позволяет обнаружить генетических последствий воздействия радиации у человека.

Помимо смертности и заболеваемости, у японских детей были изучены некоторые аномалии хромосом и мутации в ряде генов. Многие хромосомные мутации очень вредны для человека, в своем большинстве приводят к гибели плода, и их частота очень низка среди новорожденных. Теоретически, радиация должна приводить к существенному увеличению частоты хромосомных аномалий у человека, но понятно, что изучать этот процесс надо среди плодов, а не среди новорожденных. Подобные работы в Японии не проводились. Что касается большинства генов, кодирующих белки, то частота мутаций среди них очень низка. Надо исследовать, по меньшей мере, 100 тысяч детей, чтобы найти одну мутацию по определенному гену. Ясно, что если после взрывов эта частота даже сильно изменилась, то обнаружить это можно, изучив не десятки (как это было сделано на самом деле), а сотни тысяч детей.