Радиоэкология природных комплексов

Требования СП АС-03 к организационно-техническим мерам безопасности

Организационно-технические меры должны исключать аварии или сводить их к минимуму. Если авария все же произойдет, то ее последствия для населения не должны быть опасными. Это значит, что при аварии доза на щитовидную железу ребенка на границе СЗЗ за счет поступления РН J не должна превышать 30 бэр, а доза при внешнем облучении всего тела человека - 10 бэр/год. По оценкам специалистов эти значения доз не вызовут, при разовом облучении, каких-либо отрицательных последствий, в организмах облученных.

С целью не превышения указанных дозовых пределов аварийного облучения лиц из населения, на АЭС сооружаются специальные системы локализации радиационных последствий аварий. Работоспособность этих систем обосновывается в специальном разделе проекта АЭС.

Отдельный раздел СП АС-03 посвящен требованиям к предотвращению радиационных аварий на АЭС и к ликвидации их последствий.

Далее СП АС-03 излагают требования к зданиям и помещениям АЭС (размещение зданий на промплощадке, размещение помещений внутри зданий и т.д.). Излагаются требования к отделке помещений, организации технологических и ремонтных операций, удалению радиоактивных отходов.

Излагаются требования к водоснабжению. Указывается, что системы хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения должны быть раздельными. При этом производственное водоснабжение, по возможности, должно быть оборотным с наливными (искусственными) водоемами.

Эти мероприятия необходимы для того, чтобы ограничить поступление РВ в окружающую среду и полностью исключить неконтролируемое поступление РН с жидкими отходами.

Рассматривая внешнее и внутреннее облучение живых организмов мы, по существу, рассмотрели радиоэкологию особей. Теперь рассмотрим эти проблемы на популяционном и уровне сообществ.

4.1. Накопление радионуклидов популяцией животных в зависимости от местных условий

РВ неравномерно загрязняют поверхность местности даже на ограниченных участках. Рельеф, наличие лесов, изрезанность опушек и т.д. существенно влияют на количество РН, переносимых ветром в виде аэрозолей.

При радиационных авариях наибольшие уровни загрязнения наблюдаются в понижениях рельефа, с наветренной стороны построек и леса.

Если при прохождении радиоактивного облака над местностью принять за единицу загрязненность ровного задернованного участка, то на наветренной стороне леса степень загрязнения составит 2,8, в лесу 1,4, на пашне 0,3, а на асфальтовом шоссе - 0,05.

РН из глобальных выпадений больше всего осаждаются в местах с повышенным количеством осадков и на возвышенностях.

В случаях выпадения со снегом высокие уровни радиоактивности почвы наблюдаются в местах снежных насосов.

Накопление РН популяциями при загрязнении относительно небольших участков, определяется размерами индивидуальных кормовых участков животных. Например, в местах захоронений РВ в США мелкие животные (мыши, крысы) концентрировали значительно большее количество РН, чем калифорнийские зайцы, у которых индивидуальные кормовые участки значительно бóльших размеров.

4.2. Влияние возрастной и половой структуры популяции на накопление РН

В силу физиологических различий особей разного пола и возраста (различия солевого и водного обмена, различий интенсивности обмена веществ) обнаруживаются отличия и в накоплении РН.

В естественных популяциях мелких млекопитающих и птиц, обитающих на загрязненных ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs участках, найдены различия в концентрациях РН в разных возрастных группах этих животных.

Половые различия в накоплении РН в популяциях животных обнаружены только в период размножения, когда у самок значительно изменяется интенсивность и характер обмена веществ во время беременности и лактации.

4.3. Сезонные изменения концентрации РН

Эти изменения были обнаружены при изучении оленей в тундрах Аляски. Оказалось, что в мышцах оленей больше всего РН содержится зимой, когда они питаются лишайником, хорошо собирающим изотопы из воздуха. Летом, когда они переходят на питание травой и ветками кустарников, концентрация РН падает.

4.4. Действие излучений на популяцию

Внутреннее и внешнее облучение особей популяции, проживающей на зараженной РН территории, сказывается на средней продолжительности жизни, плодовитости и других показателях популяции.

Даже сравнительно небольшие концентрации ⁹⁰Sr увеличивают смертность животных в популяции. Например, содержание в воде 10^-5 Ки/л ⁹⁰Sr вызывают быструю гибель пресноводных рачков - дафний. Другой пример. Из населения рыб озера Уайт-Ок в США, загрязненном ПД быстро исчез ушастый окунь. Кроме того, продолжительность жизни всех видов рыб уменьшилась по сравнению с длительностью жизни этих видов в незагрязненных водоемах.

Известны случаи, когда при облучении леса g-излучением с мощностью поглощенной дозы 50 рад/сутки отмечалась гибель птиц. Аналогично, на участках, загрязненных ⁹⁰Sr (1,8 - 3,4)*10^-3 Ки/км² обнаружена повышенная смертность в популяциях грызунов.

Косвенным показателем вредного воздействия излучений на популяцию может служить увеличение ее смертности при неблагоприятных условиях жизни. Например, для грызунов на территории России такие условия бывают в зимний период. Оказалось, что на загрязненной территории в этот период гибнет значительно больше полевок, чем на контрольной чистой территории.

Высокие уровни загрязнения территории неблагоприятно действуют на растения, вызывая угнетение роста, быстрое старение, морфологические нарушения, иногда исчезновение некоторых видов из биоценоза.

Даже не высокие дозы 3,5 бэр за вегетационный период неблагоприятно сказывается на развитии бобов.

4.4.1. Мутации, вызванные ионизирующим излучением

Эти мутации снижают эволюционную ценность генотипа. Появляется большое количество леталей, полулеталей {полулеталь, полулетальная (сублетальная) мутация (semi-lethal mutation, sub-lethal mutation) [лат. letalis — смертельный] — мутация, обусловливающая гибель более половины (но не всех) несущих ее особей} и других мутаций, снижающих жизнеспособность.

Однако через несколько поколений, даже в условиях хронического облучения, популяция приспосабливается к действию радиации, а после прекращения ее действия очищается от вредных мутаций. Конечно, приспособление возможно к не катастрофически высокому фону.

В одном из опытов дрозофил облучили рентгеном дозой 12 - 16 тыс. бэр, после чего их выживаемость составила примерно 30% и только через 2 - 3 года повысилась до контрольного уровня.

Дрозофилы были объектом исследования и при термоядерных испытаниях над атомом Бикини в 1954-56 гг. Отмечено значительное поражение наследственных структур во всех пострадавших популяциях, причем жизнеспособность одной из них восстановилась только через 26 поколений.

4.5. Влияние ионизирующих излучений на поведение животных

В лабораторных экспериментах удалось установить, что млекопитающие могут определить местоположение источника.

Величина мощности поглощенной дозы, которую начинают избегать животные, различна для разных видов. В лабораторных условиях было найдено, что морские свинки избегают дозу, равную 0,0017 бэр/с, крысы - 0,0127 бэр/с, а обезьяны - 0,008 бэр/с.

Облучение, лесного биоценоза g-излучением со средней поглощенной дозой 4300 рад за 21 день, вызвало у грызунов следующие изменения в поведении: снижение агрессивности и осторожности, повреждение двигательных рефлексов и равновесия, потерю ориентации и общее сокращение подвижности.

Изменяется поведение и домашних животных, а стада облученного скота могут стать неуправляемыми.

4.6. Радиоэкология сообществ

РВ, попавшие в биосферу, включаются в биологический круговорот веществ. Если их активность и период полураспада достаточно велики, то при определенном содержании в биоценозе они могут вызвать его изменение.

РН неравномерно распределяются по компонентам ландшафта и избирательно накапливаются отдельными видами, поэтому действие радиации на биоценоз может привести к неоднозначной реакции на него отдельных видов.

Большое значение имеют видовые различия в аккумуляции РН. Так насекомые монофаги (питающиеся только одним видом растений) концентрируют ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в количествах, пропорциональных их содержанию в пищевых растениях.

РВ в биоценозах мигрируют по пищевым цепям. В пищевую цепь обычно входят: растения®животные-фитофаги®хищники, в цепь включаются паразиты, а также животные и микроорганизмы, потребляющие мертвые органические остатки растений и животных.

Дата добавления: 2013-12-12