Бондаренко А.П. Основы радиационной экологии. Часть 2 - файл n1.doc

Бондаренко А.П. Основы радиационной экологии. Часть 2
скачать (1453 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1453kb.24.11.2012 02:30скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8


Как видно из таблицы, диапазон устойчивости к радиации в живой природе достаточно широк. Наиболее устойчивы к действию ионизирующих излучений микроорганизмы - дозы, способные вызвать их гибель, составляют сотни и тысячи грей. Для беспозвоночных животных диапазон летальных доз обычно на порядок ниже этих величин, а для позвоночных они составляют десятки грей, здесь наиболее чувствительны к радиационным воздействиям млекопитающие. Исходя из данных таблицы 2 можно сделать вывод, что по мере усложнения биологической организации объектов их устойчивость к радиации резко снижается.

Обычно животные, облученные в дозе 5 - 10 Гр, живут в среднем (за некоторым исключением) от нескольких дней до нескольких недель. Лучевой синдром в этом диапазоне доз облучения назван «костномозговой» или «кроветворный», ибо решающее значение в его исходе имеет поражение кроветворной системы организма, в первую очередь костного мозга. В результате глубокого торможения процессов клеточного деления происходит опустошение костного мозга. На исход лучевой болезни существенно влияет способность кроветворных органов к восстановлению, которое зависит от количества сохранившихся стволовых клеток.

В интервале доз от 10 до 100 Гр средняя продолжительность жизни млекопитающих практически не зависит от величины поглощенной дозы и составляет в среднем 3,5 сут. Эффект независимости средней продолжительности жизни от величины дозы облучения получил название «3,5-дневный эффект», а возникающий лучевой синдром — «желудочно-кишечный». Летальный исход этого синдрома связан с поражением слизистой кишечника и желудка, высокой чувствительностью к радиации быстро делящихся эпителиальных клеток, оголением ворсинок.

Облучение в дозах, превышающих 100 Гр, приводит к гибели млекопитающих, наступающей в первые несколько дней или даже несколько часов. У гибнущих животных наблюдают явные признаки поражения центральной нервной системы, поэтому этот лучевой синдром называют «церебральный». Происходит резкое подавление жизнедеятельности нервных клеток, реакция которых на облучение принципиально отличается от реакции костного мозга и кишечника отсутствием клеточных потерь.

Если поглощенная доза достигает 1000 Гр и более, животные гибнут сразу же «под лучом». Механизм такого поражения может быть связан с тем, что возникают массовые структурные поражения макромолекул. Иногда лучевой синдром, вызванный облучением в таких высоких дозах ионизирующей радиации, называют молекулярной смертью.

В ответных реакциях организма на действие ионизирующей радиации условно можно выделить три последовательно развивающиеся во времени стадии; физические реакции, биофизические процессы и общебиологические изменения. Физическая стадия - поглощение энергии, ионизация и возбуждение атомов и молекул, образование радикалов - происходит в течение микро- и миллисекунд. Биофизические процессы - внутри- и межмолекулярный перенос энергии, взаимодействие радикалов друг с другом и с неповрежденными молекулами, внутримолекулярные изменения - происходят в течение секунд - миллисекунд. Общебиологические изменения в клетке и организме - образование стабильных измененных молекул, нарушение генетического кода, транскрипции и трансляции, биохимические, физиологические и морфологические изменения в клетках и тканях, иногда заканчивающиеся гибелью организма, могут протекать в течение минут - суток или растягиваться на годы.

Установлено, что разные органы и ткани сильно различаются по своей чувствительности к ионизирующей радиации, а также по роли в лучевой патологии и конечном исходе болезни. По морфологическим изменениям их радиочувствительность располагается (по степени убывания чувствительности) в такой последовательности:

- органы кроветворения;

- половые железы;

- слизистые оболочки, слюнные, потовые и сальные железы, волосяные сосочки, эпидермис;

- желудочно-кишечный тракт;

- печень;

- органы дыхания;

- железы внутренней секреции (надпочечники, гипофиз, щитовидная железа, островки поджелудочной железы, паращитовидная железа);

- органы выделения;

- мышечная и соединительная ткани;

- соматические костная и хрящевая ткани;

- нервная ткань.

Органы кроветворения наиболее радиочувствительны, поражение костного мозга, тимуса, селезенки, лимфатических узлов - одно из важнейших проявлений острой лучевой болезни. Значительные морфологические и функциональные нарушения наблюдаются во всех кроветворных органах, причем изменения в системе крови представляется возможным обнаружить вскоре после действия радиации и даже при относительно небольших дозах облучения.

Обычно процесс клеточного опустошения подразделяют на три стадии. Первая, длящаяся около 3 ч, характеризуется относительным постоянством содержания клеток в кроветворных тканях. Вторая стадия охватывает интервал времени от 3 до 7 ч после облучения, для нее характерно резкое и глубокое опустошение костного мозга и лимфоидных тканей (количество клеток в костномозговой ткани может снижаться более чем наполовину). В третьей стадии скорость клеточного опустошения замедляется и дальнейшее уменьшение количества клеток происходит в костном мозге в результате репродуктивной гибели, а также продолжающейся дифференцировки части клеток и миграции их в кровь. Длительность течения третьей стадии пропорциональна дозе облучения.

Лимфоидная ткань обедняется клеточными элементами раньше, чем ткань костного мозга. Число нейтрофилов при одной и той же дозе облучения снижается медленнее, чем число лимфоцитов. При лучевой патологии наблюдаются морфологические изменения белой крови, гиперсегментирование, фрагментация ядер. Лейкоциты набухают, увеличиваются их размеры и зернистость, накапливаются пигменты, структура ядра разрыхляется и т. д. Вслед за снижением числа нейтрофилов уменьшается число тромбоцитов, что приводит к увеличению времени свертывания крови. Клетки крови и ее плазма обладают сравнительно высокой устойчивостью к действию ионизирующей радиации. Биохимические сдвиги в крови облученных животных отчетливо выражены лишь в разгар лучевого поражения, оставаясь на начальных этапах поражения малозаметными. Кровь постепенно теряет способность снабжать ткани достаточным количеством кислорода, и в результате гипоксии организм погибает.

Наиболее существенное в лучевых изменениях желудочно-кишечного тракта - быстрое и глубокое опустошение тканей. Так, клеточное опустошение в кишечнике крипт уже завершается на первые-вторые сутки, а ворсинок - на третьи-четвертые сутки после облучения мышей. Если облучение производится в небольших дозах, то уже на пятые сутки можно наблюдать восстановление клеточного эпителия. Для желудочно-кишечного синдрома характерен следующий комплекс нарушений, определяющих гибель организма: поражение эпителия, деструкция крипт и ворсинок, инфекционные процессы за счет кишечной флоры, закупорка и поражение кровеносных сосудов, нарушение баланса жидкостей и электролитов, изменение активного транспорта, возрастание активности ферментов автолиза, изменение других ферментативных процессов, снижение проницаемости кишечника для питательных веществ. Нарушения в желудочно-кишечном тракте развиваются в соответствии с тяжестью лучевого поражения, являясь в отдельных случаях даже причиной гибели организма при костномозговом синдроме.

Центральная нервная система (ЦНС) - наиболее радиоустойчивая из всех критических систем. Ее решающая роль в летальном исходе лучевого поражения проявляется при действии массированных доз ионизирующей радиации. В ответ на облучение ткань мозга реагирует как единая система: прямые поражения нейронных структур и расстройства циркуляции, связанные с поражением стенок кровеносных сосудов, обычно сопутствуют друг другу. Повреждения капиллярных сосудов проявляются в виде набухания эндотелиальных клеток. В отличие от зрелой нервной ткани мозг молодых животных более радиочувствителен, чем другие ткани организма.

Облучение плода в утробе матери в сравнительно невысоких дозах приводит к полному разрушению целых его отделов. Высокая радиочувствительность нервной ткани эмбриона объясняется общей закономерностью, заключающейся в том, что в зависимости от времени формирования и дифференцировки органов и тканей в онтогенезе любые из них становятся крайне чувствительными к радиации независимо от их радиочувствительности во взрослом состоянии.

Оценивая биохимические и морфологические изменения ЦНС, следует отметить необычайно большую разницу в радиочувствительности для различных участков, в том числе и для соседних структур однотипных тканей мозга. Это объясняется тем, что наиболее радиочувствительны те микроструктуры, которые в момент облучения находятся в активном функциональном состоянии. Наиболее значительные изменения претерпевают сосудистые и секреторные условно-рефлекторные реакции, в меньшей степени - двигательные.

Нарушенная деятельность эндокринной системы приводит к глубоким изменениям регуляторных биохимических процессов, иммунобиологических и нейровегетативных реакций, к расстройству гемодинамики, терморегуляции, извращению регуляции и деятельности многих органов и систем.

К наиболее радиочувствительным органам эндокринной системы относятся половые железы. Другие железы внутренней секреции менее чувствительны, располагаясь по мере возрастания радиоустойчивости (по морфологическим признакам) в такой последовательности: надпочечники, гипофиз, щитовидная железа, островки поджелудочной железы и, наконец, паращитовидная железа. Радиоустойчивость этих желез связана с тем, что, их ткани состоят из высокодифференцированных функциональных клеток, практически не способных к физиологической регенерации.

Лучевое поражение семенников сопровождается биохимическими изменениями - снижается содержание нуклеиновых кислот, АТФ, креатина, холестерина, аскорбиновой кислоты, полисахаридов, угнетается сперматогенез. Облучение женских половых желез приводит к нарушениям менструального цикла, изменениям течения беременности, преждевременным родам, мертворождению, патологическому развитию эмбрионов, различным генетическим аномалиям потомства. Отмечено, что если семенники обладают значительной восстановительной способностью, то яичники у взрослой самки полностью лишены этой способности. Поэтому у самок в отличие от самцов стерильность обычно необратима.

Учитывая значение печени как «центральной биохимической лаборатории», ее барьерные функции, местонахождение на пути оттока крови из кишечника и т. д., можно понять причину того большого внимания, которое уделяют радиобиологи этому органу. Исследования показали, что печень высоко радиоустойчива, что связано с ее большой регенераторной активностью. Несмотря на многочисленные и глубокие биохимические изменения в печени облученных животных, все же не они причина непосредственной гибели организма.

Сложность оценки радиочувствительности органов дыхания состоит в том, что они содержат клеточные структуры, значительно различающиеся по устойчивости к радиации. Так, хрящевая ткань воздухоносных путей и плевра радиоустойчивы; лимфатическая ткань и сосудистая система легких, а также бронхиолярцый эпителий и клетки, выстилающие альвеолы, радиочувствительны. В результате общего облучения организма в органах дыхания возникают изменения, находящиеся в полном соответствии с развитием клинических и анатомических признаков лучевой патологии.

Ряд органов и тканей условно называют стабильными в связи с их высокой устойчивостью: морфологические, функциональные и биохимические изменения в них после облучения даже в высоких дозах незначительны. Их способность к физиологической регенерации выражена слабо или практически отсутствует. Однако постлучевые изменения стабильных органов и тканей все же вносят известный вклад в общую картину лучевой патологии. Типично стабильный орган - почки. Обычно поражение почек наблюдается при общем облучении животных в несколько десятков грей. Их высокая устойчивость, вероятно, связана с тем, что обновление почечных клеток либо отсутствует, либо выражено слабо.

Еще более устойчивы к действию ионизирующей радиации мышечная и соединительная ткани. Структурные элементы кожи характеризуются относительно большими различиями в радиочувствительности. Сравнительно высокой радиоустойчивостью обладают костная и хрящевая ткани. Однако в период роста они чувствительны к ионизирующей радиации.

В процессе развития лучевого поражения, особенно в фазе выраженных клинических изменений, резко снижается устойчивость организма к инфекциям: подавляется естественная устойчивость организма к возбудителям инфекционных заболеваний, угнетается приобретенный иммунитет, нарушаются все его формы. Снижение иммунитета при лучевой болезни, угнетение защитных механизмов обусловливаются развивающимися в организме аутоиммунными процессами. Подавление иммунитета в облученном организме представляет собой сложный многоступенчатый процесс, в основе которого лежит опосредованное действие ионизирующей радиации.

Помимо генетически обусловленных различий, наблюдаемых у объектов из разных филогенетических групп, возможны значительные вариации радиочувствительности у особей одного вида, находящихся в неодинаковых условиях, питания, аэрации, температуры и т.д. Кроме того, степень лучевого поражения организмов связана с возрастом, полом, физиологическим состоянием, интенсивностью различных процессов, активностью метаболических систем и другими факторами.
3 Действие ионизирующих излучений в зависимости от дозы и мощности дозы
Как уже отмечалось, действие ионизирующих излучений зависит от дозы облучения и мощности дозы, а также от вида частиц, обеспечивающих радиационной действие и времени, в течении которого получена определенная доза. Как уже отмечалось выше, радиационное воздействие происходит в любой среде, изменяет свойства любого объекта. В качестве примера можно привести облучение полиэтилена. Облучение изделий из полиэтилена дозами до 10 КГр снижает их механические свойства, способствует их деструкции. Дозы выше 104 Гр образуют трехмерную структуру вещества, повышают механические свойства изделий, у полиэтилена появляются новые свойства. Облучение дозами порядка 107 Гр вновь изменяют свойства полиэтилена, изделие приобретает свойства эластичности, «каучукоподобности».

В отличие от неживых объектов, биологические системы изменяют свои свойства при сравнительно небольших дозах и мощностях дозы. Общие закономерности величин доз, угнетающих жизненные процессы были приведены выше. Однако важное значение имеет не только величина дозы, но и ее мощность.
3.1 Действие малых доз ионизирующих излучений

Понятие «малая доза» неоднозначно. Исходя из приведенных выше различий в радиочувствительности живых организмов логично сделать вывод о различной величине «малой дозы» для разных организмов или периодов онтогенеза. Часто, в соответствии с антропоцентрическим подходом, малыми дозами считают дозы менее 50-100 мЗв однократно или 5-10 мЗв в год. Однако в научно-практических работах по изучению действия радиации на растения к малым дозам относили величины однократного облучения в 10 и более Гр. Вопрос о биологических эффектах действия малых доз излучения, особенно проблема их количественной оценки (как, впрочем, и любых иных антропогенных факторов малой интенсивности), продолжает оставаться предметом многочисленных дискуссий и полярных мнений по поводу их опасности для человека и среды его обитания.

В зависимости от особенностей биологического действия всю совокупность многообразных факторов физической, химической и биологической природы можно условно разделить на две большие группы: агенты (или факторы), обладающие порогом вредного действия, и агенты, лишенные таких свойств, для которых порога вредного влияния не существует. К числу «пороговых агентов» (т.е. если порог вредного действия не достигнут, биологические эффекты отсутствуют) относят многие ксенобиотики и некоторые виды неионизирующих излучений. К «беспороговым факторам» современная наука относит все виды ионизирующих излучений и некоторые токсиканты химической природы, обладающие канцерогенным и мутационным действием.

По определению, в условиях длительного хронического воздействия на организм «пороговых агентов» в количествах, равных или ниже установленного значения порога (по концентрации, дозе и т.п.), исключаются каких-либо вредные медико-биологические последствия у отдельных лиц, всего населения и его потомков.

Принципиально иной подход используют при прогнозировании и регламентации негативных эффектов в случае воздействия «беспороговых факторов». В мировой науке этот подход впервые был предложен в начале второй половины XX века и относился к ионизирующим излучениям. Только в последние годы этот подход распространен на область химических агентов, для которых получены доказательства их канцерогенного и генотоксического действия.

Концепция (точнее, рабочая гипотеза) беспорогового действия ионизирующих излучений постулирует линейную зависимость биологических эффектов от дозы облучения. Это значит, что отрицательные (но не детерминированные) вредоносные биологические эффекты воздействия ионизирующего излучения - злокачественные опухоли и наследственные нарушения - теоретически возможны при сколь угодно малой дозе облучения вплоть до значений, практически не отличающихся от нуля. При этом вероятность индукции таких эффектов тем меньше, чем ниже доза облучения.

Эффекты, которые порождаются воздействием малых доз, принципиально отличаются от лучевых поражений (лучевая болезнь, лучевые ожоги и т.д.), вызванных дозами порядка 70 - 100 бэр и выше, когда говорят о не стохастических или детерминированных соматических эффектах: увеличивается доза - увеличивается тяжесть поражения.

Детерминированные эффекты с высокой степенью вероятности персонифицированы, и степень тяжести поражения любого облученного индивидуума или группы пострадавших будет тем больше, чем выше доза облучения.

Для стохастических, вероятностных последствий облучения речь идет не о тяжести поражений, а о повышении частоты (вероятности) случаев проявления раковых заболеваний или наследственных дефектов в популяции людей и в том числе у каждого среднестатистического индивидуума. Следовательно, чем больше лучевая нагрузка на популяцию, тем вероятность выхода (частоты) отдаленных последствий будет выше.

Для осуществления соответствующих расчетов и оценок в радиационной защите введено специальное понятие, определяемое термином «коллективная доза облучения» (S). Она представляет собой произведение двух величин:

- средней эффективной индивидуальной дозы в облученной когорте;

- численности людей, которые подверглись облучению.

Обозначается S в человеко - зивертах или человеко - греях (чел-Зв; чел-Гр). Например, когорта населения численностью 1000 человек подверглась облучению средней индивидуальной дозой 0,01 Гр внешнего ?-облучения. Тогда S составляет 1000Ч0,01 = 10 чел-Гр. Если различные когорты людей получили одинаковую коллективную дозу, то теоретически ожидаемый абсолютный выход опухолей или наследственных дефектов будет равным независимо от численности облучаемых групп. Сказанное можно пояснить следующим примером.

Допустим, одна популяция численностью 1 млн. человек облучена средней эффективной индивидуальной дозой 0,001 Зв, а другая, численностью 10 000 человек, - дозой 0,1 Зв. Тогда коллективные дозы облучения в обоих когортах будут равны, и ожидаемый выход злокачественных опухолей также будет в принципе одинаковым. Для отдельного человека из первой группы, облученного дозой 0,001 Зв, вероятность рака будет в 100 раз меньше, чем во второй когорте, облученных дозой 0,1 Зв.

Линейная беспороговая концепция действия ионизирующих излучений была принята в качестве рабочей гипотезы международными научными организациями (НКДАР и  МКРЗ) в основном для обоснования принципов и методов регламентации малых доз облучения. При ее обосновании исходили из теоретически корректных представлений о механизмах взаимодействия излучений с биосубстратами на молекулярном уровне, экспериментальных исследований на биологических моделях in vitro и на микроорганизмах. Из-за отсутствия сколько-нибудь надежных данных при действии малых доз данные о канцерогенных эффектах у человека при воздействии больших доз и больших мощностей доз были экстраполированы в область малых доз и низких мощностей доз (с введением некоторых поправочных коэффициентов, учитывающих меньшую биологическую эффективность малых доз).

Упомянутая рабочая гипотеза (а не доказанный на человеческих популяциях факт), будучи по сути своей консервативной, явно завышает реальный риск облучения в малых дозах и, следовательно, практически исключает возможную недооценку подобного рода последствий.

В то же время возникает много проблем, касающихся доказательства существования таких эффектов у человека. Согласно теории и соответствующим расчетам риск, точнее вероятность, проявления у людей в обсуждаемом диапазоне малых доз, особенно хронического облучения, - весьма редкое событие. Для выявления таких стохастических эффектов на фоне высоких уровней спонтанной патологии (рак и наследственные дефекты естественного происхождения) требуются популяции, исчисляемые многими сотнями тысяч и даже миллионами людей (без учета так называемых контрольных, т.е. без облучения, групп обследуемого населения). Эти эффекты нельзя наблюдать на единичных случаях - каждый конкретный исход случаен (человек, получивший и малую дозу, может заболеть, а получивший в 100 раз больше - остаться здоровым).

При воздействии на людей различных факторов малой интенсивности, будь то радиация или иные агенты антропогенной природы, возникает необходимость учета и количественного анализа множества дополнительных моментов и обстоятельств, которые затрудняют, маскируют либо искажают оценку истинной картины воздействия данного фактора на здоровье обследуемой популяции людей.

Пока не найдено никакого теста, позволяющего отличить радиогенный рак от других видов опухолей тех же гистологических типов. Поэтому радиогенный рак можно связать с облучением только путем тщательного статистического сравнения с количеством ожидаемых случаев в популяциях, идентичных по всем показателям, кроме воздействия дополнительной дозы облучения. Например, небольшое превышение числа случаев злокачественных опухолей, которое предположительно связывают с излучением, может считаться достоверно установленным только если оно примерно вдвое превышает стандартное отклонение, характерное для неизбежного варьирования ожидаемого числа случаев (спонтанных опухолей) в обследуемой группе населения.

В таблице 3 приведены размеры выборок, необходимых для статистически значимого определения зависимости доза-эффект в канцерогенезе.
Таблица 3 - Размеры выборок, необходимых для статистически значимого определения зависимости доза-эффект

Уровень доз, Зв

Размер выборки, чел

1

0,1

0,01

1 000

100 000

10 000 000


По мнению большинства ученых, не существует совокупности доказанных данных, устанавливающих рост канцерогенного риска при дозах ниже 0,5-0,2 Гр. Известные данные более чем пятидесятилетнего медицинского наблюдения за облученными людьми. Это 90 тысяч человек, переживших атомную бомбардировку в Японии, столько же получивших облучение на ядерных производствах, 500 тысяч облучившихся во время ядерных испытаний, почти миллион ежегодно составляют пациенты, получающие лучевую терапию. Однако мировая практика не знает ни одного случая проявления детерминистских последствий от воздействия доз, меньше 0,5 Гр; канцерогенный и тератогенный эффекты относятся к отдаленным последствиям, реализующимся через годы и даже десятки лет после облучения.

Японские ученые располагают данными, прослеживающими влияние малых доз на протяжении нескольких десятилетий. Согласно статистике, даже после ядерной бомбардировки не было зарегистрировано учащение случаев рака у лиц, облученных дозами менее 0,5 Гр, по сравнению с контрольной группой. Исследовалось также тератогенное влияние облучения, причем оценивались и неблагоприятные исходы беременности (мертворождение, серьезные врожденные дефекты, смерть в первую неделю после рождения). Частота этих нарушений у облученных оказалась не выше, чем в контрольной необлученной группе.

Применительно к некоторым лейкозам человека, радиогенное происхождение которых четко доказано, ряд ученых предполагают наличие практического порога для их индукции в пределах доз 0,3-0,4 Гр.

В последние годы в литературе появились публикации, посвященные так называемому гормезису - положительному эффекту хронического облучения в малых дозах. Так, японский исследователь С. Кондо, проанализировав данные 40-летних наблюдений за лицами, пережившими атомную бомбардировку, обнаружил, что кривая «доза - эффект» для большинства видов раковых опухолей имеет «впадину» в диапазоне малых доз от 1 до 0,5 Гр. Иными словами, малые дозы, по-видимому, способствуют снижению заболеваемости раком.

В.Е. Балакин с соавторами, исследуя эффект возрастной стабилизации генома при действии малых доз ионизирующего излучения установили, что малые дозы ионизирующей радиации подавляют рост уровня цитогенетических нарушений, обусловленный старением, до уровня ниже спонтанного, т.е. переводят организм в новое устойчивое состояние, отличающееся повышенной стабильностью генома. Это явление открывает новое направление в биологии - исследование обнаруженного эффекта стабилизации генома и возможности в дальнейшем его использования в медицине.

Член-корреспондент РАН А. М. Кузин, много лет, изучающий стимулирующее действие малых доз радиации, связывает этот процесс с активизацией иммунной системы организма. Напомним, что по данным НКДАР ООН достоверное снижение иммунитета выявлено в дозах более 100 Гр. При значительно меньшем облучении наблюдаются противоположные явления: усиливается фагоцитоз и образование антител, растет уровень лизоцима и отчетливо прослеживается стимуляция общеиммунологического статуса организма.

Отмечают, что у рентгенологов, в условиях удовлетворительной защиты и малых доз радиации, обнаружена стимуляция бактерицидной активности сыворотки крови, причем ее степень возрастает с увеличением стажа их работы. Стимуляцией иммунитета можно, по-видимому, объяснить и известный оздоравливающий эффект радоновых ванн.

Этот феномен пытались использовать для стимуляции роста и развития животных и растений в сельском хозяйстве. В большом количестве работ было показано ускоренное развитие птиц и различных растений, увеличение их живой массы и урожайности. Однако результаты исследований не были стабильными, а кривая доза-эффект для малых (стимулирующих) доз непостоянной, в отличие от высоких доз, при которых эффект угнетения жизнедеятельности наблюдался со 100% постоянством. Высказывалось мнение, что эффект стимуляции малыми дозами ионизирующего действия семян растений характерен для определенной выборки, не обладающей высокими посевными качествами. При использовании семян с высокими посевными кондициями эффект стимуляции не наблюдается или незначителен, что делает неэкономичным применение данного явления.
3.2 Действие больших доз ионизирующих излучений

Понятие «большая доза» также условна, как и понятие «малая доза». В отношении живых организмов ее конкретная величина зависит от чувствительности конкретного организма или популяции. Исходя из приоритетного рассмотрения радиационного влияния на человека, отметим, что с этой точки зрения большими дозами можно считать дозы, сравнимые по величине, с предельно допустимыми. На практике, в различных областях деятельности применяются дозы значительно превосходящие этот параметр.

В Российском онкологическом журнале в 2001 было приведено прижизненное наблюдение за динамикой роста облученных в больших дозах радиации клеточных культур (культура клеток HeLa и фибpобласты линии ДЭФ 4/21). Данные опытов свидетельствами о том, что под влиянием ?-облучения в больших дозах в клеточной популяции реализуется сложная защитная реакция, приводящая к появлению в облученной популяции жизнеспособных клоногенных клеток, восстанавливающих затем ее численность. Обнаружено, что потомки опухолевых клеток, выжившие после больших доз ионизирующего излучения, были в 2-3 pаза pадиоpезистентнее, чем исходные клетки. Особый интерес представляют данные о высокой способности этих потомков к pепопуляции: спустя всего 1-2 сут после облучения в дозах 12,5 и 15 Гp начинался быстрый pост клеточной массы. Стабильно сохраняющиеся различия между потомками опухолевых клеток, выживших после больших доз облучения, и исходными клетками, отмеченные авторами, свидетельствовали, по их мнению, о качественных изменениях в биологии потомков, закрепленных генетически.
3.3 Действие ионизирующих излучений в зависимости от мощности дозы

Мощность дозы играет существенную роль при радиационном воздействии на любой объект, в том числе и на живой организм. На вопрос о действии той или иной дозы невозможно дать однозначный ответ, если не знать, за какой отрезок времени эта доза получена. Поясним на примере: с высоты 10 м падает тюк массой 100 кг на стоящего внизу. Опасно это или нет? Ответ как будто однозначен – да опасно. Но если это развязанный тюк пуха. Те же сто килограмм не произведут какого-либо опасного действия.

По аналогии с этим примером, даже смертельная доза 5-6 Гр, полученная равными порциями в течении 30 - 50 лет не окажет смертельного действия, хотя и может вызвать нежелательные изменения в организме.
4 Защита от ионизирующего воздействия
Защита общего населения и обслуживающего персонала, а также защита в случае чрезвычайных ситуаций регламентируется нормами радиационной безопасности (НРБ) и основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП). Нормы радиационной безопасности устанавливают систему дозовых пределов и принципы их применения. Основные принципы радиационной безопасности, предусмотренные в НРБ:

- не превышение установленного основного дозового предела;

- исключение всякого необоснованного облучения;

- снижение дозы излучения до возможно низкого уровня.

Дозовые пределы, установленные НРБ, распространяются на любые виды ионизирующего излучения, за исключением:

- доз, получаемых пациентами при медицинском обследовании и лечении;

- доз, обусловленных естественным фоном излучения.

Основные санитарные правила распространяются на все предприятия и учреждения, независимо от ведомственной принадлежности, где возможны производство, обработка, применение, хранение, переработка, обезвреживание и транспортирование радиоактивных веществ и других источников ионизирующих излучений.

Физически защита от ионизирующих излучений может осуществляться расстоянием – то есть удалением от радиационного или иного источника на безопасное расстояние, или организацией поглощающего экрана. Такой экран может быть стационарным или передвижным, его основное назначение – поглощение энергии ионизирующего излучения. При использовании источников с малой проникающей способностью он может изготавливаться из органического стекла, обслуживающий персонал может быть защищен специальными защитными элементами из резины, с добавлением свинца, предохраняющими наиболее уязвимые органы. Установки с высокой активностью источников ионизирующего излучения экранируются свинцом или специальными бетонами. Кроме того, в практике применяется защита временем. Она заключается в том, что при получении дозы, соответствующей пределу дозы, работник может быть переведен на работу, на которой исключено получение дополнительной дозы.

В тех же случаях, когда произошло радиационное облучение вследствие аварии или иных причин, необходимо принять меры снижающие негативное действие излучателей на человека или животных. К ним относятся:

- дезактивация;

- йодная профилактика;

Дезактивация - это удаление радиоактивных веществ с отдельных участков местности, сооружений, транспорта, одежды, продовольствия, воды, человеческого тела и иных предметов до допустимых нор м загрязнения. Проводится она механическим и физико-химическим методами.

Механический метод - удаление радиоактивных веществ с поверхности (сметание с зараженных объектов щетками и другими подручными средствами, вытряхивание, выколачивание одежды, отмывание струей воды и т.д.). Этот метод наиболее доступен и может быть использован сразу после выхода с зараженной территории.

Однако дезактивация только механическим способом будет малоэффективна при тесном контакте радиоактивных веществ с поверхностью многих материалов, когда силы сцепления достаточно сильны. Физико-химический способ дезактивации - это использование растворов специальных препаратов, повышающих эффективность смывания радиоактивных веществ.

Дезактивация одежды и обуви. Частичная дезактивация организуется самим населением после выхода с загрязненной территории и проводится самыми простейшими механическими способами – вытряхивая или выколачивая с использованием щеток, веников и палок. Однако подобную дезактивацию можно проводить только в условиях, когда пыль не попадает в органы дыхания, на кожу или чистую одежду. В результате двукратной обработки загрязненность снижается на 90 - 95%. Однако если одежда и обувь мокрая, то степень зараженности уменьшается только на 30%.

После дезактивации каждую вещь подвергают повторному дозиметрическому контролю, и если уровень загрязненности окажется выше допустимых норм, то работа проводится вторично. Дезактивация одежды и обуви должна проводиться в надежных средствах защиты (противогазах, респираторах, ватно-марлевых повязках, защитных костюмах). Полная дезактивация одежды и обуви проводится на стационарных обмывочных пунктах, оснащенных соответствующими установками и приборами.

Механической стиркой дезактивируется одежда и другие предметы из хлопчатобумажной, льняной и шерстяной тканей в особом режиме с добавлением 0,5 %-ного раствора поверхностно-активных веществ и стиральных порошков. Одежду или обувь, которую дезактивировать полностью не удается, хранят в выделенных для этого местах с целью уменьшения степени загрязненности до установленных пределов.

При авариях на радиационно-опасных объектах в облаке радиоактивных продуктов содержится значительное количество радиоактивного йода-131, который сорбируется щитовидной железой человека и вызывает ее поражение. Наиболее эффективным методом защиты от действия радиоактивного йода-131 является йодная профилактика. С этой целью осуществляется прием внутрь лекарственных препаратов стабильного йода.

Доза принимаемого йодистого калия различна для взрослых и детей: взрослые и дети старше 5 лет - 0,25 г, дети от 2 до 5 лет - 0,125 г, дети до 2 лет - 0,04 г. Однако нужно помнить, что йодистый калий следует принимать только по рекомендации специалистов ЧС в случае аварии на радиационно-опасном объекте или иной радиационно-опасной ситуации.

При действии на местности, загрязненной радиоактивными веществами, чтобы исключить радиационные поражения людей, устанавливаются определенные допустимые дозы облучения на определенный промежуток времени. Степень радиационных поражений зависит от полученной дозы и времени, в течение которого человек подвергался облучению.
5 Радиоактивное излучение в природе
Источники радиационного излучения по происхождению можно разделить на две группы:

- естественные источники радиации;

- источники, созданные человеком.

К естественным источникам радиации относятся:

Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время вспышек. Они взаимодействуют с атмосферой Земли, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов.

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, - это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232 – долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения. Средняя эффективная эквивалентная доза, которую человек получает за год от земных источников радиации, составляет примерно 350 микрозиверт.

В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ (калий-40, свинец-210, полоний-210 и пр.), попавших в организм с пищей, водой и воздухом.

Важным источником радиационного воздействия является радон - невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый (в 7,5 раза тяжелее воздуха) газ. Радон вместе со своими дочерними продуктами распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы. Встречается в двух основных формах: радон-222 и радон-220. Он высвобождается из земной коры повсеместно, но основную часть дозы облучения человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Жители подвалов и нижних этажей получают большую дозу от радона, чем жители верхних этажей высотных домов.

К источникам техногенного происхождения относят источники, использующиеся в медицине, среди которых рентген; компьютерная томография; радиотерапевтические установки для лечения рака; радиоизотопы, использующиеся для исследования различных процессов в организме. Средняя индивидуальная доза за счет источников медицинского назначения во всем мире составляет ~ 400 мкЗв на человека в год.

Ядерные взрывы внесли наибольший вклад в антропогенную радиационную составляющую. Наиболее опасны воздушные взрывы. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу – следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км., где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.

АЭС вносят незначительный вклад в суммарное облучение населения. При безаварийной работе ядерных установок, выбросы радиоактивных материалов невелики.
5.1 Естественный радиационный фон

Радиоактивный фон - это естественный радиационный фон, ионизирующие излучения, источниками которых являются космические лучи и естественно распределённые в природе радионуклиды. Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из мирового пространства. Естественные радионуклиды принадлежат к сильно рассеянным элементам и повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. На диаграмме (рисунок 7) показано соотношение активностей основных первичных радиационных источников литосферы.

К числу важнейших радиационных источников, рассеянных в элементах биосферы относят радионуклиды, период полураспада которых достаточно велик – они сохранились со времени образования планеты – это калий-40 (К40), уран-238 (U238) и торий 232 (Th232), а также продукты распада тория и урана, в первую очередь радон и радий.

Фоновому облучению подвергаются все живые организмы Земли, в том числе человек (средние значения годовых доз облучения человека представлены в таблице 4). В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах.

В отдельных районах с высоким содержанием природных радионуклидов он может достигать 1000 мрад/год и больше. Жизнь на Земле возникла и развивалась в условиях воздействия ионизирующих излучений. Биологическое значение фоновой радиации, однако, окончательно ещё не выяснено. Считают, что часть наследственных изменений – мутаций у животных и растений связана с естественным фоновым излучением.
Таблица 4 - Средние значения годовых доз облучения человека от природных источников

Источники ионизирующего действия

Суммарная эквивалентная доза

% от общей годовой дозы

мЗв

мбэр


Земные
Космические



18,43
3,0


1843
300


86
14


Ядерные взрывы и поступление радиоактивных отходов с предприятий атомной промышленности, атомных электростанций и др. привели к некоторому повышению радиационного фона Земли. Дозы облучения от глобальных радиоактивных выпадений составляли единицы – десятки мрад/год. В основном они определялись поступлением в организм людей искусственных радионуклидов 90Sr и 137Cs. В районах локальных выпадений дозы внешнего и внутреннего облучения выше. В формировании их основное значение имели короткоживущие изотопы продуктов ядерного деления (131J, 89Sr, 140Ba). Повышение радиационного фона Земли может привести к накоплению в популяциях организмов, в том числе и людей, вредных мутаций.

В некоторых районах земного шара содержание природных радионуклидов в подстилающих породах и, соответственно, в почвах, водах и других объектах природной среды повышено по сравнению с "нормальными" районами или средними уровнями радиоактивности этих объектов в 20-100 и даже 1000 раз. В результате этого ЕРФ в этих районах оказывается резко повышен. Такие районы обнаружены на Памире и Тибете, побережье Бразилии и Франции, в Индии, Иране, Нигерии, на Мадагаскаре, Шри Ланке, Египте и т.д. Например, в Индии (штат Керала) 70000 человек живут вдоль прибрежной полосы (55 км) в местах выхода на поверхность монацитовых песков, содержащих до 8,0-10,5% по массе тория-232 и продуктов его распада. Средняя ежегодная доза облучения жителей этих мест составляет 3,8 мЗв (380 мбэр). Около 2,5 тыс. человек получают дозы свыше 5 мЗв, 6% - свыше 10 мЗв и около 0,7% - свыше 20 мЗв (0,5; 1,0; 2,0 бэра соответственно).

В Бразилии неподалеку от г.Посус-ди-Калдас на одной небольшой необитаемой возвышенности зарегистрирован уровень радиации порядка 250 мЗв или 25 бэр в год. Чуть меньшие уровни были обнаружены на морском курорте, расположенном в 600 км от этой возвышенности. В курортном городке Гуарапари (Бразилия) на отдельных участках пляжа отмечены уровни радиации порядка 175 мЗв/год, хотя на улицах города этот показатель оказался намного ниже - 8-15 мЗв, что однако тоже значительно превышает радиационный фон "нормальных" районов и сравним с уровнями профессионального облучения. В Иране в районе г. Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, зарегистрирована мощность дозы до 400 мЗв/год (40 бэр/год).

В бывшем СССР (Боржоми, Хмельнике, Мироновке) в местах выхода на поверхность радиоактивных (радоно-радиевых) вод ЕРФ оказывается существенно выше. Мощность поглощенной дозы достигает 10-30 мГр/год (1000-3000 мрад/год), местами – до 40-80 мГр/год (4-8 рад/год), т.е. превышает средний в десятки и более раз. В этих районах обитает и произрастает богатая и разнообразная фауна и флора, издавна проживают люди. Многолетние тщательные исследования не выявили у местного населения отклонений в состоянии здоровья, сокращения продолжительности жизни, повышенной онкогенной и иной заболеваемости по сравнению с соседними районами, где более низкий ЕРФ. То же можно сказать и о высокогорных регионах, где население подвергается существенно большему облучению вследствие высокой интенсивности космического излучения, а также из-за более высокого содержания терригенных нуклидов в изверженных горных породах (гранит, базальт).

В районах Крайнего Севера нашей страны, США, Канады и в Скандинавских странах имеет место повышенное поступление в организм человека свинца-210 и полония-210 по пищевой цепочке "лишайники – олень - человек". Лишайники, имеющие высокую сорбционную способность и большую продолжительность жизни (почти 300 лет), концентрируют эти радионуклиды из воздуха, поскольку не имеют корневой системы. При этом содержание свинца-210 в 1 кг сухого вещества лишайника достигает 215-340 (5,8-9,2), а полония-210 - 215-370 Бк (5,8-7,3 нКи). Олень поедает до 4 кг лишайников в сутки, в результате чего в его мясе накапливается до 14 Бк/кг (360 пКи/кг) свинца-210 и до 1,4 Бк/кг (38 пКи/кг) полония-210. В организм местного населения, питающегося мясом оленей, в среднем поступает 3,7 Бк/сут (100 пКи/сут) полония-210, что в 10 раз превышает уровень поступления этого радионуклида в "нормальных" районах. Повышенное поступление РВ сопровождается усиленным накоплением их в органах и тканях. В костях коренных жителей Крайнего Севера концентрация полония-210 в среднем составляет 710 пКи/кг (21 Бк/кг), что обуславливает годовую поглощенную дозу 1 мГр (100 мрад), которая примерно в 23 раза выше, чем у жителей "нормальных" районов земного шара. Повышенное содержание полония-210, а следовательно, и более высокие лучевые нагрузки отмечены и для других органов: гонад, легких, красного костного мозга.

 

5.1.1 Естественные источники ионизирующего излучения

При изучении содержания естественных радионуклидов отмечено, что их активность может различаться в сотни раз, при этом содержание естественных радионуклидов снижается в почвах с грубой структурой, а отношение U238/Th232/K40 для почвы при природном распределении соответствует 1: 0,45: 26. Вероятно, с этим связана и различная радио чувствительность живых организмов, и, в первую очередь, растений, чей генотип был сформирован в определенных экологических условиях. Суммарная эквивалентная доза от природных источников приведена на рисунке 8.

Как видно из рисунка, более половины естественной эквивалентной дозы дают уран-238 и радий-226. второе место занимает торий-232 и его продукты его распада, среди других элементов значительную роль играет радиоактивный калий.

Нужно отметить и антропогенное изменение концентраций естественных радионуклидов. Поступление урана и тория в растительный покров связывается главным образом с функционированием предприятий по добыче и переработке некоторых видов минерального сырья и ископаемого топлива и применением фосфорных удобрений.

Считается, что применение минеральных удобрений с повышенным содержанием тяжелых естественных радионуклидов сопровождается их введением во внешнюю среду, что может привести к увеличению природного радиационного фона. Если для U238 и Th232 основная часть их потоков в биосфере контролируема, то многочисленные продукты распада этих радионуклидов зачастую не учитываются. В то же время известен тот факт, что в случае выщелачивания из пород и продуктов их разрушения в раствор переходят преимущественно дочерние изотопы урана и тория. При этом различие в формах нахождения изотопов одного и того же элемента может привести к .нарушению изотопного равновесия в пользу дочерних изотопов при миграции урана и тория в звене “почва - растение”.
Рисунок 8 - Суммарная эквивалентная доза от природных источников
В связи с этим возникает необходимость учета комплекса изотопов тяжелых радионуклидов и продуктов их распада Подтверждением вышесказанному служит вариабельность содержания радона - 222 в почве и грунтовых водах, при этом отмечается, что наряду с местными изменениями активности, средняя величина в геологическом регионе постоянна и зависит от концентрации предшественников. В некоторых случаях, возможно накопление активного газообразного продукта в концентрациях, достигающих предельно допустимых уровней и превышающих их при антропогенном загрязнении окружающей среды урана, эта опасность возрастает, особенно при выделении радона в пресноводные экосистемы и накоплении радиоактивного продукта в трофических цепях.
5.2 Антропогенные источники ионизирующего излучения

Значимость радионуклида техногенного происхождения для окружающей среды зависит, в первую очередь, от периода полураспада, его качества и активности. По скорости распада радионуклиды можно разбить на три группы: с коротким периодом полураспада - от долей секунды, до нескольких лет; со средним периодом полураспада - до нескольких десятков лет, и, наконец, долгоживущие - тысяча и более лет. Качество определяется типом распада и энергетической характеристикой продуктов распада, при этом необходимо учитывать как конечные, так и промежуточные продукты. Активность нуклида определяется количеством распадов в единицу времени, снижаясь с течением времени.

Во время аварии или ядерного взрыва наибольшую опасность представляют короткоживущие нуклиды с высокой скоростью распада и высокой активностью, затем возрастает роль элементов с большим периодом полураспада, и, наконец, долгоживущих радионуклидов. Антропогенные радионуклиды поступают во внешнюю среду не только во время ядерных взрывов и аварий, но и благодаря добыче и переработке полезных ископаемых, сжиганию угля и использованию удобрений.

При учете действия радионуклидов техногенного происхождения, недостаточно учитывают различие в частотных характеристиках продуктов распада, что приводит к различному способу радиационного воздействия на живой организм. В связи с этим недостаточен учет только лишь изменения дозовой нагрузки в результате воздействия техногенных нуклидов, но необходим учет различия в физических характеристиках воздействующих частиц. При этом если активность естественных радионуклидов величина практически постоянная во времени для данного региона, то активность антропогенных нуклидов непостоянна во времени и пространстве и в значительной степени изменяется в течение жизни одного - двух поколений большинства животных и растений, что не позволяет выработать адекватную эволюционную защиту от воздействия этих факторов.

Как правило, искусственные радионуклиды попадают в природную среду через атмосферу, выпадая в виде различных соединений, различающихся по своей растворимости и первичному взаимодействию с почвой. В почве радионуклиды находятся в водно-растворимой, обменной, подвижной и аморфной формах, а также в катионной, анионной и нейтральной форме и в водно-растворимом состоянии в грунтовых водах. Главная роль в миграции нуклидов в наземных экосистемах принадлежит гумусовым и низкомолекулярным кислотам и их соединениям с химическими элементами, а также гидр оксидам железа и алюминия.
6 Радиационное действие на экосистемы
Радиоэкология изучает распределение и миграцию радиоактивных нуклидов в биосфере и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - биоценозы.   Радиоэкология обычно имеет дело с весьма малыми мощностями хронического внешнего и внутреннего облучения организма. В природных условиях организмы подвергаются облучению за счёт естественного радиоактивного фона, а также за счёт радиоактивного загрязнения биосферы искусственными радионуклидами. Однако многие растения и животные способны накапливать в жизненно важных органах и тканях радионуклиды, что влияет на их миграцию в биосфере и приводит к значительному усилению внутреннего облучения организма.

Повышенные дозы облучения, воздействуя на генетический аппарат клеток, приводят к возрастанию темпов наследственной изменчивости. Более высокие дозы облучения понижают жизнеспособность организмов (вплоть до вымирания наиболее чувствительных к ионизирующим излучениям популяций) и тем самым вызывают изменение структуры биоценозов и обеднение межвидовых взаимоотношений в них. Выявление закономерностей, лежащих в основе этих процессов, имеет большое значение для ряда отраслей народного хозяйства.

Особый практический интерес представляют проблемы: миграция радионуклидов в пищевых цепях организмов (в т. ч. с.-х. животных и человека); обрыв или ослабление экологических связей; дезактивация с.-х. земель, водоёмов и т.п., загрязнённых радионуклидами; поиск поверхностно залегающих месторождений радиоактивных руд (по радиоактивности растений-индикаторов); выявление территорий суши и акваторий, загрязнённых искусственными радионуклидами.

Вследствие ядерных взрывов, аварий на АЭС, добывающих и перерабатывающих предприятий и других аналогичных выбросах расщепляющихся веществ, основная часть загрязнения попадает через атмосферу в почву, воду и другие элементы биогеоценозов. Изменение активности определенного нуклида происходит за счет его распада или миграции по различным звеньям экосистем. Если радионуклиды, попадающие с частицами достаточно большой массы в атмосферу, распространяются на относительно небольшие площади земной поверхности с радиусами до сотен километров, то аэрозоли и мелкодисперсные частицы, выбрасываемые в тропосферу под действием воздушных потоков вносят основной вклад в глобальное загрязнение окружающей среды. Время пребывания радионуклидов в тропосфере достигает тридцати часов, третья группа частиц, несущих радионуклиды, попадает в стратосферу, где распределяется достаточно гомогенно, частично препятствуя осаждению частиц из тропосферы. При перемешивании воздушных потоков в стратосфере радионуклиды переносятся из одного полушария в другое. Время пребывания частиц в стратосфере достигает почти двух лет.

Эти выпадения радиоактивных веществ не вызывают прямого поражения растений и животных, но представляют опасность из-за длительного радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции и хронического облучения животных. Среди искусственных радионуклидов важную роль играют достаточно долго живущие изотопы стронций-90 и цезий-137 и плутоний-239,240. Стронций-90 выпадает на поверхность земли преимущественно в водорастворимой форме, а затем, в результате процессов обменной сорбции и других реакций часть элементов захватывается анионами кристаллической решетки глинистых минералов и из ионной формы переходит в обменную форму. Обменный стронций находится в адсорбированном состоянии, легко десорбируется нейтральными солями и практически не вымывается атмосферными осадками, но легко выщелачивается нейтральными солями и кислотами, однако часть стронция может находиться в необменной форме и не выщелачиваться водой или растворами нейтральных солей.

В отличие от стронция-90, цезий-137 прочно сорбируется почвами и, несмотря на участие в реакциях ионообменного поглощения в значительной мере переходит в необменную форму, труднее десорбируется из поглощенного состояния катионами нейтральных солей и поэтому сравнительно слабо поступает из почвы в растения. В большинстве почв и глинистых материалов прочно сорбированного цезия оказывается больше, чем катионнообменного.

Малорастворимые гуминовые кислоты, гуматы кальция, железа и алюминия и гидроксиды увеличивают прочность поглощения радионуклидов почвами. С другой стороны, органические вещества увеличивают подвижность нуклидов благодаря образованию отрицательно заряженных комплексных соединений, в первую очередь, железа и алюминия с фульво- и низкомолекулярными кислотами. Вследствие крайне низких концентраций радионуклиды не способны образовывать собственных соединений и входят в соединение не только изотопных, но и неизотопных носителей и приобретают закономерности поведения неизотопных носителей. В лесной и лесостепной зонах к таким элементам относятся железо, кальций и алюминий.

Поступающие во внешнюю среду искусственные радионуклиды являются новыми ингредиентами, интенсивность их вовлечения в циклы миграции со временем снижается в результате комплекса реакций, которые в радиоэкологии принято называть “старением” радионуклидов, т.е. процессов, связанных с переходом радионуклидов в почвах в необменные и труднодоступные для растения формы. Для количественного прогноза загрязнения объектов внешней среды часто оценивают изменение интенсивности поступления радионуклидов из почвы в растения. Длительное пребывание стронция-90 в почве не снижает его доступность для растений и интенсивность дальнейшего включения в биологические цепи миграции, тогда как цезий-137 заметно стареет и становится труднодоступным для усвоения.

Несмотря на активные исследования процессов поступления и миграции радионуклидов в почвах многие задачи еще не решены, и эти вопросы остаются одними из важнейших в радиоэкологии, поскольку недостаточная их изученность не позволяет в достаточной мере прогнозировать характер и уровень загрязнения радионуклидами. Также возможен выброс в окружающую среду таких радиоактивных изотопов, для которых неизвестно поведение в сложной многофазной почвенной системе, не установлены ПДК и не изучено действие на живой организм.

В ряде работ отмечается, что накопление радионуклидов стронция и цезия зависит от агрохимических свойств почвы, наличия обменного кальция, карбонатов калия, органических веществ, показателя рН, обменных катионов, гранулометрического состава и т.п. Стронций как химический элемент подобен кальцию и распределяется более равномерно, чем цезий. Цезий близок по своим химическим свойствам к калию и потому остается преимущественно в верхних слоях, задерживаясь на глинах и органических мицеллах. Однако цезий также может интенсивно диффундировать в почве при воздействии некоторых кислот и их солей (HCl, HN4Cl) в зависимости от содержания в ней ряда минеральных веществ.

Исследование действия ионизирующего излучения на уровне биогеоценозов ставит перед учеными новые вопросы и задачи по сравнению с действием облучения на индивидуальном организме. Если механизм поражающего действия больших доз и уровней загрязнения во многом понятен и изучен, то действие малых доз, особенно при хроническом их влиянии слабо изучено, и требует новых подходов, связанных с анализом популяционных изменений, при котором хроническое облучение малыми и сверхмалыми дозами, особенно искусственными радионуклидами, выступает не только как фактор повышающий скорость накопления мутаций, но и в качестве фактора отбора.

На юго-востоке Франции комиссией по атомной энергии после аварии в Чернобыле было проанализировано более 2800 видов сельхозпродукции, как французского, так и иностранного производства, потребляемых жителями этого региона. Установлено, что наиболее загрязнены надземные части растений (лиственные овощи, фураж, пряности и лекарственные растения). Обнаружены вариации активности в 10 - 100 раз, даже для одних и тех же растений в ограниченном районе. За первый год после аварии основной вклад в дозу, полученную людьми дают 131I, 137Cs, 134Cs и 103Rn. Вклад в дозу от салата, загрязненного этими изотопами составляет 0,9 мкЗв/год, в то время как от поступающего в пищу 40К - 7 мкЗв/год. Аналогичный результат получен для яблок и тимьяна.

Важным фактором является кислотность почв, так поступление в растения радионуклидов марганца-54, кобальта-60, цинка-65 и кадмия -115 из основных почв Нечерноземной зоны в зависимости от свойств почв изменялась от 3 до 24 раз. Накопление радионуклидов сельскохозяйственными культурами также варьировало от их видовых особенностей и степени окультуренности почвы. На первом этапе длительных непрерывных выпадений из атмосферы углерода-14, иода-129, цезия-137, доминирующий путь их поступления в продукцию растениеводства - непосредственное осаждение на поверхность растительного покрова. Почвенный путь для цезия-137 и иода-129 значим лишь при продолжительности их выпадений в течение десятков и сотен лет.

При достижении равновесия концентраций радионуклидов в системе атмосфера - почва, вклады обоих путей примерно равнозначны. В отличие от этого поступление углерода-14 из почвы в надземную фитомассу незначительно и составляет менее 1 % воздушного пути поступления даже при достижении равновесия его концентраций в системе атмосфера - почва. Поступление иода-129 и цезия-137 из почвы в урожай становится ведущим после прекращения выпадений их из атмосферы. В этом случае при разработке мер, направленных на снижение загрязнения рациона человека, следует руководствоваться количественными показателями перехода радионуклидов из почвы в растения, зависящими от типа почвы, вида растений и условия ведения сельскохозяйственного производства. Значения коэффициента накопления для цезия-137 в генеративных органах растений на разных почвах близки к этому показателю для иода-129, в то время как для вегетативных частей растений они в 30 - 40 раз выше, чем для иода-129.

При изучении накопления марганца-54, кобальта-57, никеля-63, цинка-65 и стронция-90 в яровой пшенице на двух разных почвах с различным содержанием извести и минеральных удобрений, показано, что коэффициент накопления в зерне пшеницы уменьшался в ряду: цинк/марганец/стронций/никель/кобальт. Коэффициент накопления цинка и марганца в зерне колебались от 1 до 13. Для других радионуклидов коэффициент накопления был ниже более чем в 10 раз. Внесение извести уменьшало коэффициент накопления марганца, цинка и стронция, но мало снижало поглощение растениями никеля. Во всех случаях отношение стронций/кальций было максимальным при внесении NPK и снижалось при внесении извести.

Во многих работах, отмечена способность грибов накапливать радионуклиды в значительных количествах, причем коэффициент накопления может достигать 192. В съедобных грибах концентрация радионуклидов цезия колебалась от 0,46 до 11,3 кБк/кг сухой массы в шляпках и от 0,27 до 76,3 в ножках, причем их концентрация в кожице шляпки была в два раза выше, чем в базальной части ножки. Концентрация радионуклидов на единицу сухой массы была в 10 раз выше, чем на единицу сырой массы.

Особое значение среди -излучателей имеет плутоний - один из самых токсичных долгоживущих радионуклидов. 1 мг плутония дает 138Ч106 -распадов в минуту, при этом 69% всех частиц обладает энергией 5238 Мэв. В химическом отношении плутоний отличается стабильностью четырехвалентных соединений. Он образует соли хорошо растворимые в воде, которые могут подвергаться гидролизу и проявлять радиоколлоидные свойства. Как и остальные тяжелые элементы плутоний легко адсорбируется и осаждается, а также дает с белками прочные трудно диссоциирующие соединения. Через короткое время после попадания плутония в организм главным местом отложения являлись скелет и печень, но со временем концентрация плутония в печени снижается, а в костях продолжает накапливаться. В других органах плутоний содержится в сравнительно небольших количествах и распределяется относительно равномерно.

После аварии в Чернобыле в Германии проводилось изучение накопления радионуклидов цезия в мышечных тканях косуль, с целью биоиндикации загрязнения окружающей среды в ненарушенной экосистеме животных. Для исследования у животных, забитых в 1986 - 1988 годах, отобрали 300 образцов гладкой мускулатуры из области бедра. Концентрация цезия-137 в 1988 году в образцах была в 5 раз ниже, чем в 1986, и в 1,5 ниже, чем в 1987 году. Максимальные концентрации в 1987 году составляли 700, а в 1988 году - 400 Бк/кг. В 1987 и 1988 годах наблюдались большие сезонные флуктуации в содержании цезия-137 в мышечных тканях косуль с сильным повышением в осенние месяцы, в период увядания однолетнего травостоя, за счет увеличения в рационе животных многолетников, накапливающих больше цезия.

В Англии в период с 1977 по 1985 год проведены измерения концентраций цезия-137 и стронция-90 в травостое пастбищ и молоке выпасаемых коров. На основании полученных данных, рассчитывали коэффициент перехода радионуклидов из рациона в молоко по формуле: коэффициент перехода = концентрация в молоке (Бк/л) / суточное поступление с рационом (Бк/сут). Эта величина составила 0,004 для цезия-137 и 0,001 для стронция-90. Соотношение концентраций в молоке и траве было равно 0,05 (БК/л)/(Бк/кг) для цезия-137 и 0,014 (Бк/л)/(Бк/кг) стронция-90.

На севере Швеции в течение первого года после аварии на Чернобыльской АЭС были исследованы образцы мяса более 3000 оленей с пастбищ, где активность почв за счет цезия-137 колебалась в пределах от 2 до 60 кБк/м2 и выявлена положительная корреляция между концентрацией радионуклида в мышцах оленей с содержанием его в почве. Перед аварией на Чернобыльской АЭС содержание цезия-137 в мясе оленей составляло 33 Бк/кг, после аварии средний уровень активности на 1 кг свежего мяса у оленят и половозрелых животных составил 470 и 300 мг/кг соответственно. Среди оленей старше одного года накопление радионуклидов было выше у самок. Сезонные колебания были незначительны с тенденцией уменьшения содержания радионуклидов в зимнее время.

Экспериментально показано, что облучение популяций различных видов и классов на протяжении многих поколений приводит в определенных условиях к увеличению их радиорезистентности, причем возможно возникновение неспецифической адаптации облучавшихся популяций к мутагенам физической и химической природы.

В общественном сознании укрепилось мнение о безусловной вредности радиационных воздействий даже в малых дозах. По-видимому, это не совсем так. Во многих опытах была показана возможность повышения активности живых организмов при облучении дозами менее 1/10 от LD50. С другой стороны такие эксперименты не имели стопроцентной повторяемости, что ставило их под сомнение. В ряде опытов было обнаружено, что снижение радиационного фона в регулируемых условиях также снижает скорость деления клеток, рост и размножение. Кроме того, в литературе неоднократно отмечался факт интенсивного развития живых организмов в зоне антропогенно повышенного фона, при условии, что величины облучения значительно ниже опасных для жизни.
7 Радиоактивное загрязнение биосферы
Радиоактивное загрязнение биосферы - попадание радиоактивных веществ (РВ) в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т.д. Радиоактивное загрязнение вызывается продуктами деления ядер (например, 90Sr, 137Cs, 144Ce), наведёнными радиоактивными нуклидами (3H, 24Na, 59Fe, 60Co, 65Zn и др.), естественно-радиоактивными тяжёлыми металлами (U, Th, Ra и др.) и искусственными трансурановыми элементами (Pu, Am, Cm и др.).

Величину радиоактивного загрязнения определяют методами радиохимии, радиометрии, спектрометрии и авторадиографии и количественно выражают в единицах радиоактивности (распады в секунду в 1 г ткани, nкюрu/т3 воздуха или воды, мкюри/км2 суши или водоёма). Глобальное радиоактивное загрязнение к 1973 составляло более 1,5 Гкюри (гигакюри) в результате ядерных взрывов и более 5 Мкюри (мегакюри) - вследствие поступления в Мировой океан радиоактивных отходов. Наиболее загрязнены районы умеренных широт, особенно в Северном полушарии.

Попадая в реки, озёра, моря и океаны, РВ поглощаются водными растениями и животными как непосредственно из воды, так и из предыдущего звена пищевой цепи: из водорослей РВ переходят в зоопланктон, для которого водоросли служат пищей, а затем в организм моллюсков, ракообразных, рыб.

С поверхности почвы через корни и из атмосферных выпадений через листья РВ поступают в растения и, продвигаясь по пищевым цепям, а также с питьевой водой, - в организм животных, в том числе сельскохозяйственных, а вместе с их мясом и молоком - в организм человека (в частности, 90Sr, попадая в организм человека с овощами или молоком, может накапливаться в костной ткани, особенно у детей).

Выяснением экологической значимости разных уровней ионизирующей радиации и созданием научных основ рекомендаций по защите от негативных последствий поступления радионуклидов, включая составление прогнозов возможного нарушения структуры, продуктивности и самоочищения экосистем, занимается радиоэкология, а медицинскими аспектами проблемы - радиационная гигиена. Координацию деятельности разных стран по предотвращению радиационного загрязнения осуществляет МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии).
7.1 Аккумуляция радиоактивных веществ

Аккумуляция радиоактивных веществ в биосфере, накопление радиоактивных веществ (РВ) всеми составными частями биосферы -живыми (микробы, растения, животные, человек) и неживыми (почва, воды суши и океанов). Особенно энергично аккумуляция радиоактивных веществ происходит в организмах некоторых видов. Некоторые РВ прочно связываются теми или иными тканями (например, стронций и плутоний костями животных и человека), другие, например цезий, легко выделяются. Аккумуляция радиоактивных веществ, временно выходящих из биологического круговорота, осуществляется в основном в донных отложениях, а на суше - в почве.

Из радиоактивных нуклидов, поступающих в почвенный раствор, часть аккумулируется растениями и вместе с растительной пищей попадает в организмы животных и человека, а после их смерти - снова в почву. Таким образом, флора и фауна (особенно виды животных, встречающихся в массовом количестве, - насекомые, черви и др.) служат важным фактором перемещения РВ в почве. Мерой аккумуляция радиоактивных веществ в организме служит коэффициент накопления, т. е. отношение концентрации радионуклидов в организме к концентрации их в окружающей среде и в воде (для водных организмов) или почвенном растворе.

Коэффициент накопления зависит от вида и состояния организма, свойств и концентрации нуклидов, степени их связывания в среде и др. Коэффициент накопления различных радиоактивных изотопов водными организмами сравнительно высоки - порядка 102 - 104; так, он равен: для зелёных водорослей по Sr90 - 1,6Ч103, для моллюсков по Nb95 - 3Ч103 для рыб по Y91 - 5Ч102. Аккумуляция радиоактивных веществ организмами приводит к их облучению, что может вызвать развитие лучевой болезни, злокачественных опухолей, вредные генетические последствия и гибель организмов.

Попадая в реки, озёра, моря и океаны, радионуклиды поглощаются водными растениями и животными как непосредственно из воды, так и из предыдущего звена пищевой цепи: из водорослей РВ переходят в зоопланктон, для которого водоросли служат пищей, а затем - в организм моллюсков, ракообразных, рыб. С поверхности почвы через корни и из атмосферных выпадений через листья РВ поступают в растения и, продвигаясь по пищевым цепям, а также с питьевой водой, - в организм животных, в том числе сельскохозяйственных, а вместе с их мясом и молоком - в организм человека (в частности, Sr90, попадая в организм человека с овощами или молоком, может накапливаться в костной ткани, особенно у детей).

При поглощении радиоактивных элементов растениями или животными обычно происходит значительное повышение их концентрации в биологических объектах по сравнению с содержанием РВ в окружающей среде. Организмы, которые накапливают те или иные радионуклиды в особенно высоких концентрациях, называют «биоиндикаторами радиоактивного загрязнения»; так, водоросль кладофора особенно интенсивно накапливает Y91, а моллюск большой прудовик - Sr90. При переходе от одного организма к другому происходит изменение содержания РВ. Например, концентрация Cs137 возрастает в цепи лишайники - мышцы оленей - мышцы волков (30, 85 и 181 пкюри/г сухой массы соответственно), а концентрация Sr90 в этой же цепи уменьшается (7,2, 0,1 и 0,04 пкюри/г сухой массы). На радиоактивное загрязнение различных элементов биосферы влияют химическая форма и физическое состояние РВ, температура и химический состав окружающей среды, а также др. факторы.
8 Радиационный мониторинг
Мониторинг окружающей природной среды - система регулярных длительных наблюдений в пространстве и времени за состоянием окружающей природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях, вредных и опасных для здоровья людей и других живых организмов. Различают базовый, глобальный, региональный и импактный мониторинги.

Радиационный мониторинг является составной частью экологического мониторинга и обеспечивает оценку экологического состояния окружающей среды и изменения биоты при ионизирующем воздействии естественной и антропогенной компоненты радиационного.

Мониторинг принято делить на: базовый (или фоновый), глобальный, региональный, локальный, импактный. Базовый мониторинг (фоновый) - слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний. Биосферный мониторинг наблюдения за глобально-фоновыми изменениями в природе: степенью радиации; наличием в атмосфере СО2, О3; ее запыленностью; циркуляцией тепла; газовым обменом между океаном и воздушной оболочкой земли; мировой миграцией птиц, животных, растений и насекомых; погодно-климатическими изменениями на планете.

Фоновое глобальное состояние биосферы изучают на фоновых станциях, которые организованны в ряде стран на базе биосферных заповедников. Фоновое состояние среды в прошлом можно реконструировать с помощью анализа колец деревьев, газовых слоев ледников и донных отложений.

Глобальный мониторинг - слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях. Региональный мониторинг - слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.

Региональный мониторинг дает оценку антропогенного влияния на природную среду в ходе обычной хозяйственной деятельности человека, которая обязательно предполагает тот или иной вид взаимодействия с природой, (градостроительство, сельское хозяйство, энергетика, и т.д.). При региональном мониторинге оценивают взаимодействие человека и природы в различных отраслях народного хозяйства, дают характеристику общего нарушения природной среды, привноса и выноса из природных систем веществ и энергии.

Региональный мониторинг проводят агрослужба, гидроклиматическая, лесоустроительная, сейсмологическая и другие службы. Локальный мониторинг осуществляет контроль за содержанием токсичных для человека химических веществ и других загрязнителей в атмосфере, природных водах, растительности, почве, подверженных воздействию конкретных источников загрязнения. При локальном мониторинге состояние окружающей среды оценивается с точки зрения здоровья человека, что служит самым важным, емким и комплексным показателем состояния окружающей среды. Проводят локальный мониторинг природоохранные службы предприятий.

Импактный мониторинг (мониторинг источников антропогенного воздействия) - мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах. Под источником антропогенного воздействия следует понимать источники эмиссии (выделения) веществ, энергии и излучений в природные среды, а также изъятие природных ресурсов, нарушение естественной структуры и их составляющих.

По методам ведения и объектам наблюдения выделяются например: авиационный, космический, окружающей человека среды, агроценозов, леса. Авиационный мониторинг - мониторинг, осуществляемый с самолетов, вертолетов и др. летательных аппаратов (воздушные шары, дирижабли и т.п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном в пределах тропосферы.

Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдения (часто авиационный и космический мониторинги объединяют в дистанционный, добавляя получение данных от приборов расположенных в труднодоступных местах без постоянного присутствия человека).

Мониторинг окружающей (человека) среды - слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.

Естественная составляющая радиационного фона характеризуется плавностью, замедленностью изменений, возникающие колебания незначительны, хотя в некоторых случаях могут быть заметны, - например выбросы радона при изменениях в коре при землетрясениях, потоки излучения при вспышках на солнце или взрывах сверхновых и т.д.

Антропогенная составляющая ионизирующего излучения в окружающей среде характеризуется достаточно быстрыми изменениями, как в некоторых случаях в глобальном масштабе, так и в отдельных регионах, причем для таких изменений характерно появление в биосфере новых, ранее не существовавших нуклидов, или значительное увеличение концентраций радионуклидов имеющихся в ландшафте. В зависимости от необходимости естественную и антропогенную составляющие радиационного фона можно учитывать отдельно.

Мониторинг состояния окружающей среды включает:

- наблюдения за загрязнением атмосферы, поверхностных вод, почв и радиоактивности на Государственной сети наблюдений;

- оценку и анализ данных наблюдений;

-прогноз состояния и загрязнения природных сред (в том числе и радиоактивности) на базе анализа данных наблюдений.

Радиационный экологический мониторинг - это информационная система, созданная с целью наблюдения, прогнозов изменений радиационной составляющей в окружающей среде на всех уровнях общего экологического мониторинга, она способна выделить антропогенную составляющую радиационного воздействия на окружающую среду на фоне остальных природных процессов. Система радиационного экологического мониторинга обеспечивает наблюдение радиационной составляющей во всех средах, оценку полученных данных с учетом экологического нормирования – рисунок 9 - на основании этих оценок принимаются решения с целью снижения возможного негативного влияния. Мониторинг должен быть непрерывным – это обеспечивает управление качеством окружающей среды. Оценка получаемой радиационной составляющей производится непрерывно, что позволяет анализировать эффективность принимаемых решений и воздействий и производить их корректировку.

Экологическое нормирование - система правил (норм) и содержащихся в них количественных и качественных показателей (нормативов) оценки состояния окружающей среды и степени воздействия на нее, определяющая и обеспечивающая благоприятную среду для существования человека и сохранения биологического разнообразия. Документом, определяющим допустимые уровни радиационного воздействия на человека являются нормы радиационной безопасности (НРБ), которые периодически пересматриваются, учитывая новые научные знания, и обеспечивают сохранность здоровья человека при воздействии источников ионизирующего излучения, в случаях не превышения допустимых уровней облучения.

На основе этой системы действует государственная система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды, в том числе и ее радиационной составляющей.

Задачи системы состоят из следующих элементов:

- наблюдение за радиационными параметрами (характеристиками) во всех средах;

- обеспечение организации оперативной информации.

Нормативы, используемые для оценки полученной информации - ПДЭН (предельно допустимая экологическая нагрузка). ПДЭН - воздействие (совокупность воздействий), которые или не влияют на качество окружающей среды или изменяют его (качество) в допустимых пределах (т.е. не разрушая экосистему и не вызывая отрицательных последствий у живых существ, в первую очередь у человека).

Для Казахстана вопрос радиационного мониторинга имеет существенное значение. Как отмечено в статье 3.3.2. радиоактивное загрязнение Указа президента РК от 03.12.2003 N 1241 "О концепции экологической безопасности РК 2004—2015 годы", серьезную реальную угрозу экологической безопасности Казахстана представляет радиоактивное загрязнение, источники которого подразделяются на четыре основные группы:

- отходы неработающих предприятий уранодобывающей и перерабатывающей промышленности (отвалы урановых рудников, самоизливающиеся скважины, хвостохранилища, демонтированное оборудование технологических линий);

- территории, загрязненные в результате испытаний ядерного оружия;

- отходы нефтедобывающей промышленности и нефтяного оборудования;

- отходы, образовавшиеся в результате работы ядерных реакторов, и радиоизотопная продукция (отработанные источники ионизирующего излучения).

В Казахстане имеются шесть крупных ураноносных геологических провинций, множество мелких месторождений и рудопроявлений урана, которые обусловливают повышенный уровень естественной радиоактивности, отходы, накопленные на уранодобывающих предприятиях и в местах проведения ядерных взрывов.

На 30 % территории Казахстана существует потенциальная возможность повышенного выделения природного радиоактивного газа - радона, который представляет реальную угрозу для здоровья человека. Опасным является использование для питьевых и хозяйственных нужд воды, зараженной радионуклидами.

На предприятиях Казахстана находится более 50 тысяч отработанных источников ионизирующих излучений, и при радиационном обследовании было обнаружено и ликвидировано более 700 неконтролируемых источников, из которых 16 - смертельно опасные для человека.

Для предотвращения угрозы радиоактивного заражения населения и загрязнения окружающей среды необходимо: завершить работы по инвентаризации радиоактивных источников загрязнения и разработать программу, включающую изучение отрицательного воздействия естественной радиоактивности на здоровье населения, а также принять ограничительные меры при выборе площадок под строительство и использовании естественных строительных материалов; проводить контроль радиоактивного загрязнения природных источников питьевой воды и в рамках утвержденной Программы ликвидации и консервации нефтяных и самоизливающихся гидрогеологических скважин ликвидировать гидрогеологические скважины с высоким содержанием радионуклидов; разработать меры по своевременному информированию населения об опасности повышенного радиационного облучения; завершить к 2005 году работу по инвентаризации и оценке воздействия на окружающую среду и здоровье населения отвалов уранодобывающей промышленности в рамках Программы по ликвидации радиоактивных отвалов уранодобывающей промышленности.

Комплексное решение проблемы должно включать создание специализированной организации по переработке и захоронению радиоактивных отходов. Результатом проведения данных мероприятий будет снижение облучения населения и радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Определенную опасность представляет возможность неконтролируемого переноса материалов опасных в радиационном отношении под действием ветра, например породы хвостохранилищ, и воды, например вынос радионуклидов на дневную поверхность из разрушенных штолен, в которых проводились ядерный взрывы на Семипалатинском ядерном полигоне. К сожалению, практические системы радиационного мониторинга трудоемки и дороги, поэтому, как правило, непрерывность получения информации о радиационном состоянии на больших площадях, где возможно изменение радиационной обстановки проводятся эпизодически и не дают полной картины протекающих процессов.

Часто, говоря о радиационном мониторинге, подразумевают под этим систему радиационного контроля на предприятии, при грузоперевозках и т.д. системы такого рода обычно автоматизированы, их действие может быть автоматическим и непрерывным. На рисунке 10 – показана схема подобной автоматизированной системы. Эти системы не только информационные. Таким системам может быть представлена оценка и, даже, принятие решений.

Данные измерений, полученные по проводной или беспроводной системе поступают в базу данных ПК,

Автоматизированная система радиационного мониторинга - это универсальное решение задач радиационного контроля на контрольно-пропускных пунктах объектов и в зонах досмотра, а также обеспечение радиационного мониторинга технологических процессов предприятий.

Система является эффективным средством борьбы с угрозой намеренного загрязнения территории объекта радиоактивными веществами и облучения персонала. Система интегрируется в комплексные системы безопасности

Область применения таких систем достаточно широка, это:

- радиационный мониторинг важных государственных объектов и режимных производств;

- радиационный контроль в аэропортах, ж/д вокзалах, метрополитене и других местах большого скопления людей наиболее привлекательных для проведения террористических актов;

- радиационный мониторинг на важных государственных объектах (таможенных, военного назначения и других);

- радиационный контроль продукции металло-перерабатывающих комбинатов, промышленных предприятий и других производств;

- учет и контроль ядерных материалов на предприятиях ядерно-топливного цикла, а также при решении других подобных задач.

1   2   3   4   5   6   7   8


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации