Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ - 5 с.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Радиоэкологическая ситуация в РФ - 10 с.
Поступление изотопов урана и америция в биосферу - 13 с.
1.3 Общие закономерности поведения и формы нахождения
радионуклидов в почве - 16 с.
Закономерности поведения и формы нахождения изотопов урана в почве -19 с.
Закономерности поведения и формы нахождения америция в почве - 20 с.
Миграция и пути поступления радионуклидов в растения - 21 с.
Накопление и распределение изотопов урана в растениях,
в экспериментальных и природных условиях - 22 с.
Накопление и распределение америция в растениях, в экспериментальных и природных условиях - 23 с.
Поступление и поведение изотопов урана в организме животных - 24 с.
Поступление и поведение америция в организме животных - 37 с.
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.1. Характеристика объектов исследования - 43 с.
2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.2.1 Полупроводниковая альфа-спектрометрия - 45 с.
2.2.2. Методика выполнения измерений - 46 с.
Схема эксперимента - 47 с.
Отбор проб для исследования - 51 с.
2.2.5. Подготовка почвенных образцов для лабораторных
исследований - 52 с.
2.2.7. Расчет количественных показателей перехода
радионуклидов в системе почва - растение - организм
животного - 52 с.
2.2.8. Математическая обработка полученных данных - 54 с.
2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Формы нахождения изотопов урана и америция в исследуемых почвах - 56 с.
Накопление изотопов урана различными видами растений - 60 с.
Накопление америция-241 различными видами растений - 63 с.
Переход изотопов урана и америция-241 в зависимости от кальциевого состава почвы - 65 с.
Переход изотопов урана и америция-241 в зависимости от количества гумуса почвы - 66 с.
Определение перехода изотопов урана и америция-241 в зависимости от рН почвы - 67 с.
Миграция изотопов урана в организме цыплят при однократном введении метки - 68 с.
Переход изотопов урана в органы лабораторных мышей
при однократном поступлении - 71 с.
2.3.9 Переход америция-241 в органы лабораторных мышей
при однократном поступлении. ~~ '* С-
2.3.10 Переход изотопов урана и америция-241 в органы
животных при хроническом поступлении.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. ВЫВОДЫ
СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ
ВЫВОДОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение к работе
Среди многочисленных источников опасности, окружающих человека в биосфере, особое место занимают радиоактивные вещества. Необходимость изучения поведения альфа-излучающих нуклидов в окружающей среде обусловлена их высочайшей радиотоксичностью. Большинство из них относится к группе «А» радиационной опасности (особо высокорадиотоксичные) и отличаются максимально жесткими величинами предельно допустимых активностей в воде и пищевых продуктах [71]. Использование радиоактивных веществ и источников ионизирующего излучения в производственной деятельности человека привело к радиоактивному загрязнению окружающей среды как в локальных, так и в глобальных масштабах. Вследствие этого, помимо облучения от естественного радиоактивного фона все живые организмы, в т.ч. человек, стали объектами воздействия искусственных радионуклидов.
Актуальность проблемы
Исследования миграции природных радионуклидов являются актуальными в самых разных аспектах. На первом месте по практической значимости стоят экологические аспекты, интерес к которым в последнее время снова стал возрастать в связи с ухудшающейся экологической ситуацией в стране. Это связано с работой предприятий ядерного цикла, деятельностью предприятий по переработке и хранению радиоактивных отходов и горнодобывающей промышленности (разработка рудных месторождений). На всех вышеперечисленных этапах ядерного топливного цикла происходит высвобождение искусственных радионуклидов в окружающую среду, а также ускорение темпов миграции тяжелых естественных радионуклидов в биотическом круговороте. На этапе добычи уранового сырья и его первичной переработки в биосферу поступают
биологически подвижные и способные включаться в биологические цепочки изотопы Ро-210, Pb-210, Ra-226, U-238 и некоторые другие тяжелые естественные радионуклиды. При работе радиохимических заводов и захоронении высокоактивных отходов, кроме названных в окружающую среду поступают долгоживущие трансурановые радионуклиды (Np-237, Pu-239, Am-241 и др.), не обладающие высокой мобильностью в пищевых цепочках, однако относящиеся к высокотоксичным веществам [38, 50].
Изотопы урана и америция являются долгоживущими альфа-излучающими нуклидами, представляющими опасность за счет внутреннего облучения. Сравнительная оценка биологической эффективности изотопов урана и америция и других нуклидов показала, что они в 20-100 раз токсичнее Sr-90 [83]. Включаясь в биологические миграционные цепочки, они попадают в организм животных и человека, что определяет необходимость исследования их миграции в биосфере, а также форм нахождения в почвах, поступления в растения, животных и человека.
Антропогенное загрязнение биосферы ураном происходит как за счет аварий АЭС, утечек на обогатительных предприятиях, так и вследствие повседневной хозяйственной деятельности; внесение в почву фосфатных удобрений [45], сжигание угля и др.
Сведения об уровнях загрязнения окружающей среды америцием до последнего времени были крайне немногочисленны и практически отсутствовали. Огромный вклад в радиационную ситуацию в целом внесла и авария на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 г [53]. По имеющимся прогнозам, активность америция в почвах брянской области, подвергшихся загрязнению в результате аварии на ЧАЭС будет возрастать вплоть до 2060 года и превысит начальную активность более, чем в 6 раз за счет распада выпавшего изотопа Ри-241, а суммарную активность изотопов плутония 238, 239, 240 - приблизительно в 2 раза. [53]. Поэтому на современном этапе
ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в России особую актуальность приобретает сбор радиоэкологической информации и ее систематизация. Все большее внимание уделяется действию малых доз ионизирующего излучения на биологические системы, а также совместному действию ионизирующего излучения и обычных биотических и абиотических факторов, постоянно действующих на организм животных и растения в среде их обитания.
Для оценки миграционной способности нуклидов по трофическим цепочкам принципиальное значение имеют формы их нахождения в почве и, как следствие, доступность для растений [3]. Сведения о физико-химических формах нуклидов в почвах способствуют пониманию механизмов, регулирующих их накопление растениями.
Аварийное радиационное загрязнение в ряде мест сделало опасным проживание и хозяйственную деятельность человека. Первейшая задача -предугадать возможные пути и скорости перераспределения радионуклидов, как в результате естественных процессов, так и под влиянием антропогенного фактора, дать свои предложения по организации мониторинга природной среды. В конечном итоге целью радиоэкологических исследований является разработка комплекса мер, направленных на снижение дозовых нагрузок населения, проживающего в условиях радиоактивного загрязнения.
Цель и задачи исследования
Целью исследований является изучение миграции альфа-излучающих радионуклидов урана и америция в системе «почва - растения», а также их накопление и распределение в организме животных. В связи с поставленной целью были поставлены следующие задачи:
Изучить и проанализировать уровни загрязнения изотопов урана в окружающей среде вблизи мест залегания и добычи урановых руд;
Провести исследование миграции изотопов урана и америция из почвы в луговые растения в модельных опытах в зависимости от физико-химических показателей почвы и видовой принадлежности растений.
Провести исследование по накоплению и распределению изотопов U, Am в организме животных в условиях острого поступления.
Определить особенности накопления и распределения изотопов U,
Am в организме животных в условиях хронического поступления.
Теоретическая и практическая значимость работы. Данная работа представляет интерес с точки зрения выявления особенностей поведения альфа-излучающих изотопов урана и америция на загрязненных территориях. Особую практическую значимость данная работа представляет для загрязненных в результате аварии на ЧАЭС территорий Российской Федерации. Полученные данные дают возможность предвидеть негативные последствия загрязнения экосистемы искусственными радионуклидами и принимать соответствующие контрмеры по предотвращению поступления продуктов ядерного деления в организм животных и человека.
Научная новизна. С использованием современных методов исследования (а-спектрометрии, радиохимического анализа) в экспериментальных условиях проведено изучение поведения долгоживущих альфа-излучающих радионуклидов (234U, 238U, и 241Am) в системе «почва -растение». Дана оценка изменения соотношения физико-химических форм радионуклидов в зависимости от типа почв. Установлены уровни загрязнения изотопами урана почв и отвалов Таргинского уранового месторождения (Якутия). Определены количественные параметры перехода радионуклидов из почвы в растения. Установлены основные факторы влияющие на переход 234U, 238U, и241 Am из почвы в растения. Установлены межвидовые различия в накоплении нуклидов растениями. Исследовано распределение и накопление 234U, 238U, и 24,Ат в тканях лабораторных животных и установлены параметры перехода радионуклидов в организм из рациона. Установлены
количественные параметры перехода U, U, и Am в ткани лабораторных животных.
Положения выносимые на защиту:
Уровни загрязнения изотопами урана почв и отвалов Таргинского уранового месторождения;
Параметры миграции изотопов урана и америция из почвы в луговые растения в модельных опытах в зависимости от значений рН, гумуса, Са, видовой принадлежности растений.
Показатели по накоплению и распределению изотопов U, Am в организме животных в условиях острого поступления.
Особенности накопления и распределения изотопов U, Am в организме животных в условиях хронического поступления.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах. Они были представлены на радиобиологическом съезде секции «Российской Сельскохозяйственной академии» (Москва, 2005).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста, включает таблицы, графики, библиографию из 129 наименований, в том числе иностранных. Диссертация состоит из введения, трех глав, обсуждения результатов, выводов, сведений о практическом использовании полученных результатов, рекомендаций по использованию научных выводов, списка литературы и приложений.
Благодарности.
Работа выполнена на кафедре радиобиологии, рентгенологии и ГО МГАВМиБ им. А.Д.Белова, руководителем которой при выполнении изложенных исследований был Лысенко Н.П. Автор благодарен профессору Лысенко Н.П., всему коллективу кафедры за поддержку выбранного автором
научного направления. Отдельная благодарность Гудыменко В.А., поддерживавшего измерительную базу лаборатории в должном состоянии и обеспечивающего химреактивами и лабораторной посудой.
Автор от души благодарит всех сотрудников лаборатории изотопных методов анализа ВИМСа им. Федоровского: Бахура А.Е., Мануйлову Л.И., Стародубова А.В., за консультации и моральную поддержку.
