Радионуклиды

Высокой токсичностью для живых организмов обладают радионуклиды, особенно долгоживущие, в связи с их радиоактивными свойствами, обусловленными ионизирующим излучением.

75

которого относятся производство и испытание ядерного оружия, радиоактивные отходы атомных электростанций (АЭС), ядерных научно-исследовательских учреждений, сжигание угля.

Практика обезвреживания радиоактивных отходов заключается в их разбавлении, рассеянии и длительном хранении путем остекловывания, цементирования, захоронения в слабопроницаемые участки литосферы. Отходы, разбавленные и рассеянные человеком, накапливаются в элементах биосферы, передаются по пищевым цепям и в конечных звеньях цепей достигают величин, намного превышающих установленные нормативы. Радиоактивные выбросы и отходы становятся безопасными для окружающей среды в течение промежутка времени, равного 20 периодам полураспада входящих в их состав радиоактивных элементов, основу которых составляют 137Сз, 908г, 239Ри. Период полураспада стронция - 90 равен 28,5 лет, цезия 137 - 30,2, и для их естественной дезактивации потребуется соответственно 570 и 604 года, что сопоставимо с продолжительностью исторических эпох. Техногенный пресс за счет 908г на порядок, а 137Сз в тысячу и более раз превышает их естественное содержание. Зона максимальной аккумуляции этих радионуклидов за счет их глобальных выпадений сформировалась в северном полушарии между 20е и 60е с.ш. с наибольшей активностью в лесных заболоченных ландшафтах.

Среди растений наиболее высокой радиационной устойчивостью обладают водоросли, лишайники, мхи. Их жизнедеятельность наблюдается при уровнях радиации 10- 100 кр. Среди семенных растений наиболее радиочувствительны хвойные породы. Уровень радиации, вызывающий гибель половины растений (ЛД50), составляет для хвойных пород деревьев 380-1200 р, а для лиственных - 2000-100000 р. Травы примерно в 10 раз устойчивее деревьев. Сравнительно высокие показатели радиоустойчивости характерны для почвенных простейших, бактерий. ЛД50/30 (доза, после получения которой половина организмов гибнет за 30 дней) составляет у них 100-500 кр. Радиоустойчивость многоклеточных животных в среднем тем ниже, чем выше уровень их организации. В частности, ЛД50/30 составляет у круглых червей 10-400, кольчатых червей 50-160, паукообразных 8-150, ракообразных (мокрицы) 8-100, многоножек 15-180, имаго насекомых 80-200, личинок младших возрастов и куколок насекомых 2-25, млекопитающих 0,2-1,3, человека 0,5 кр (Кривопуцкий, 1983). У всех организмов особенно чувствительны к воздействию излучений клетки, находящиеся в состоянии быстрого роста и размножения. Повышенные уровни излучения легче переносят партеногенетические формы и гермафродиты, чем обоеполые. Среди культурных растений люпин, эспарцет, люцерна, клевер испытывают радиостимуляцию при малых и более высоких дозах. Пшеница, ячмень, просо, лен, горох проявляют радиостимуляцию при малых и угнетение развития при более высоких концентрациях радионуклидов в почве.

Через 2,5 месяца после аварии в Чернобыле в 3 км от АЭС почвенная мезофауна в верхнем 3-сантиметровом слое почвы в сосняках на песчаных почвах была представлена лишь небольшим количеством личинок двукрылых. В результате аварийного выброса радиоактивных элементов она была практически уничтожена. Численность панцирных клещей снизилась в 30-40 раз, ногохвосток в 9-10 раз. В пахотных почвах влияние радиации было менее губительным, где численность почвенных насекомых снизилась в 2 раза.

В полевых экспериментах при внесении в черноземную почву плутония-239 через три года численность дождевых червей и личинок насекомых сократилась в 2 раза, клещей - в 5-6 раз, ногохвосток - в 7-8 раз, количество видов панцирных клещей уменьшилось почти вдвое. Восстановление общей численности и видового разнообразия почвенной фауны

76

произошло лишь через 18 лет (Биоиндикаторы, 1991).

В целях биоиндикации радиоактивного загрязнения почв наиболее удобны малоподвижные почвенные обитатели с длительным периодом развития (дождевые черви, многоножки, личинки жуков).

Большое значение в индикации даже сравнительно невысоких уровней загрязнения почв радионуклидами имеет исследование изменений характерных морфологических признаков у видов почвенных членистоногих. Подобные нарушения чаще обусловлены генными мутациями, вызванными радиоактивным облучением. В незагрязненных частях ареала вида эти признаки меняются незначительно. К наиболее хорошо заметным отклонениям в загрязненных условиях относятся изменения в распределении щетинок на теле ногохвос- ток, бессяжковых, двухвосток, щетинохвосток, многоножек.

Хорошими индикаторами загрязнений водоемов радионуклидами являются моллюски Limnaea stagnalis и рачки-дафнии, которые могут быть рекомендованы в качестве тест- объектов этого вида загрязнений (Минеева, 1991 ). Реакция моллюсков на повышенное содержание радионуклидов в водоеме выразилась в изменении окраски тела и раковины, морфометрических показателей, угнетении генеративного и пластического обменов, нарушении реакции эмбрионов на климатические условия сезона. У дафний в загрязненных водоемах наблюдались гибель части особей в популяции, увеличение плодовитости, размеров тела.

В водных экосистемах надежными биоиндикаторами радиационной обстановки являются также водные растения. В частности, элодея канадская (Elodea canadensis), хорошо развивающаяся в пресных и солоноватых водах, интенсивно накапливает радионуклиды ^Sr, 134Cs, 137Cs, 60Со, которые не выявляются при стандартном радиационном контроле вод. Этот вид можно широко использовать в отстойниках для очистки сточных вод от радионуклидов (Минеева, 1991)

В наземных экосистемах к хорошим индикаторам, накапливающим радионуклиды, в частности, 137Cs, ^Sr, относятся сфагновые мхи, хвоя сосны и ели, крапива двудомная (Urtica dioica), мать-и-мачеха (Tussilago farfara), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris), клевер розовый (Trifolium hybridum), клевер ползучий (Т. repens), тимофеевка луговая (Phleum pratense), подмаренник (Galium verum), мышиный горошек (Vicia сгасса), звездчатка жестколистная (Stellaria holostea), ландыш майский (Convallaria majalis), гравилат речной (Geum rivale), ежа сборная (Dactylus glomerata), пырей гребенчатый (Agropyron cristatum) и др. При этом по мере накопления названными растениями радионуклидов содержание марганца в их золе снижается в 3-10 раз.