Іонізуюче випромінювання як екологічний чинник у сфері сільськогосподарського виробництва

Лекція 11. РАДІОНУКЛІДИ ТА ВАЖКІ МЕТАЛИ ЯК ЕКОЛОГІЧНИЙ ЧИННИК В АГРОЕКОСИСТЕМАХ

План

1. Іонізуюче випромінювання як екологічний чинник при сільськогосподарському виробництві.

1.2. Міграція радіонуклідів сільськогосподарськими ланцюгами.

1.3. Дія іонізаційного опромінення на рослини.

1.4. Відновні процеси у рослинних організмах.

1.5. Надходження радіонуклідів у тваринницьку продукцію

1.6. Дія іонізаційного випромінювання на тварин.

1.7. Заходи, спрямовані на зменшення вмісту радіонуклідів у продукції рослинництва

1.8. Технологічні заходи заходи, спрямовані на зменшення вмісту радіонуклідів у продукції тваринництва

2. Фітотоксичність важких металів, шляхи їх надходження у ґрунт.

Вивченням закономірностей міграції радіонуклідів біологічними ланцюгами в агропромисловій сфері та дії іонізуючих випромінювань як одного з провідних екологічних чинників у сучасній біосфері на сільськогосподарські рослини, тварини й на агроекосистему загалом займається сільськогосподарська радіоекологія, яка є одиним із розділів радіоекології. Вона обґрунтовує принципи функціонування агропромислового комплексу на територіях з підвищеним вмістом радіоактивних речовин і комплекс заходів, які забезпечують виробництво агропромислової продукції, що відповідає радіологічним стандартам.

Важливе значення сільськогосподарської радіоекології пов'язане з тим, що штучні радіонукліди належать до числа найнебезпечніших забруднювальних речовин навколишнього середовища, а глобальні масштаби радіоактивного забруднення і підвищення природного радіаційного фону визнано одними з головних негативних змін у сучасній біосфері.

Під радіацією розуміють іонізуюче випромінювання, яке виникає в процесі самочинного розпаду ядер атомів нестабільних хімічних елементів. Атоми, що мають ядра з однаковим числом протонів і різним числом нейтронів, називають ізотопами. Більшість нуклідів нестабільна, вони весь час розпадаються і перетворюються на інші радіонукліди. Час розпаду радіонуклідів різних елементів неодна­ковий. Період, за який розпадається половина атомів конкретного радіонукліда називають періодом піврозпаду. Він може тривати від декількох хвилин до мільярдів років.

Будь-який вид іонізаційного випромінювання спричинює біологічні зміни в організмі як за зовнішнього (джерело знаходиться зовні організму), так і за внутрішнього (джерело всередині організму) опромінення. Біологічний ефект іонізаційного опромінювання залежить від сумарної дози і тривалості його дії, виду випромінювання, розміру поверхні, що опромінюється, індивідуальних особливос­тей організму. Для оцінки радіаційної небезпеки хронічного опромінення людини введено еквівалентну (біологічну) дозу іонізаційного випромінювання, що дає змогу врахувати різний біологічний ефект від дії різних видів іонізаційного випромінювання за однієї й тієї ж дози. Еквівалентну дозу Н визначають як суму добутків по­глинених доз D на коефіцієнт якості k в елементарному об'ємі біоло­гічної тканини стандартного складу:

Н = åD*k.

За одиницю еквівалентної дози в системі СІ взято зіверт - енергію будь-якого виду іонізаційного випромінювання, поглиненого 1 кг біологічної тканини, за якого біологічний ефект тотожний поглиненій дозі 1 Гр контрольного рентгенівського чи гамма-випромі­нювання.

Важливим дозиметричним параметром є потужність дози (поглиненої, еквівалентної, експозиційної), яка характеризує нарощування дози за одиницю часу. За одиницю потужності дози беруть Гр/с (Рад/с, Зв/с, бер/с, Р/с).

Флора і фауна, всі живі організми на Землі піддаються постійному впливу різних джерел радіоактивного випромінювання. Ці джерела поділяють на природні і штучні (створені людиною). Нині відомо понад 70 природних радіонуклідів, які визначають радіоактивність біосфери. За походженням їх поділяють на: космогенні, що створюються в результаті взаємодії космічних випромінювань з атомами азоту, водню, берилію, натрію, вуглецю та інших елементів, та природні, що знаходяться в надрах Землі й об'єктах навколишнього середовища. З великої кількості космогенних радіонуклідів помітний внесок у дозу опромінення роблять ³Н, ⁷Ве, ¹⁴С і ²³Nа.

Головне джерело надходження природних радіоактивних речовин - гірські породи, що містять уран, торій, період піврозпаду яких дорівнює мільйонам років. В міру їх розпаду джерелами випромінювання стають не тільки вони самі, а й їх численні проміжні продукти з коротшими періодами піврозпаду.

Внаслідок розпаду урану-238 утворюється 13 радіоактивних ізотопів. Найнебезпечнішими радіонуклідами торію-232 є радій-226 і радон-222, які разом зі своїми проміжними продуктами розпаду дають близько 75 % річної дози опромінювання, що отримує населення з усіх земних природних джерел радіації.

Природну радіоактивність рослин, фуражу і харчових продуктів зумовлює в основному калій-40. Природний калій має три ізотопи, два з яких (калій-39 і калій-41) стабільні, а один (калій-40) - радіоактивний. Живий організм, засвоюючи калій як необхідний для нормальної життєдіяльності організму елемент, накопичує і радіоактивний калій-40, останній разом з нерадіоактивним мігрує ланцюгом ґрунт - рослина - тварина - людина. Тому весь природний калій, якого в земній корі міститься 2,6 % є радіоактивним.

Зростання хімізації сільського господарства призводить до збільшення застосування добрив і меліорантів з підвищеним вмістом природних радіонуклідів. Це пов'язано з тим, що деякі види гірничої сировини, з якої отримують мінеральні добрива (насамперед фосфорні), збагачені ураном-238, торієм-232 та проміжними продуктами їх розпаду.

Основними штучними (техногенними) джерелами радіонуклідів у сфері агропромислового комплексу є залишкові кількості довгоіснуючих радіонуклідів, які потрапляють у довкілля з підприємств уранової промисловості, рідкі відходи гідрометалургійних заводів, аварійні викиди підприємств атомної енергетики.

Дата добавления: 2014-01-06