9.4. БИОГЕОЦЕНОЗЫ НА УРАНОВЫХ И РАДИЕВЫХ
ТЕХНОГЕННЫХ АНОМАЛИЯХ

В пределах старых хвостохранилищ или на участках, загрязненных радиоактивными промышленными отходами и радийсодержащими природными рассолами, площадь которых нередко измеряется гектарами, формируются со временем своеобразные

221

техногенные биогеоценозы. Растительность, заселяющая хвостохранилища, в первый период существования не подвергается действию радиации в результате экранирования дезактивирующим слоем. После того как корневые системы растений проникают до слоя отходов, начинается неуклонный, хотя и медленный вынос радионуклидов на земную поверхность с растительным спадом. КН радионуклидов у растений в этот период понижены по сравнению с фоновыми, так как наиболее подвижные формы радионуклидов извлечены при переработке руд или стабилизированы в отходах.

Табл. 9.2 иллюстрирует изменение доступности радионуклидов при внесении загрязнения в почвы. Так, загрязнение почв радийсодержащими хлоридно-кальциевыми рассолами привело к прочной фиксации Ra в органоминеральных почвенных коллоидах. Это отразилось на доступности радия, поступившего с рассолами, и КН снизился в несколько раз, но не отразилось на доступности изотопов U и 232Th, которые сохранились в природной матрице почв. 230Th, так же как и 226Ra, попал на почвы в составе рассолов и оказался связан весьма прочно. Это хорошо видно по величине изотопного отношения 230Th/ 232Th: в загрязненных почвах оно равно в среднем 37, в растениях - 7, а в фоновых почвах близко к 1,0. Возможно, все поступившие с рассолами изотопы Th и Ra связаны в почвенном гумусе в форме гуматов Са. 224Ra, который накопился в уже загрязненных почвах в виде атомов отдачи, оказался гораздо более доступным для растений.

Таблица 9.2

Средние значения КН для растений на техногенных аномалиях
(по Титаевой, Таскаеву, Овненкову, 1978)

Характер аномалий 238U 234U 232Th 230Th 226Ra 224Ra Rn/Ra
Ra-рассолы на почвах 0,37 0,30 0,37 0,08 1,65 6,0 0,6 - 10
U-хвостохранилище 0,12 0,09 0,39 0,005 2,75 5,0 1,5 - 12
U-отходы на почвах 0,04 0,06 0,42 0,001 3,50 26,0 1,7 - 29
Фон 0,17 0,14 0,30 0,53 8,3 - -

Из урановых отходов при обработке были извлечены все подвижные радионуклиды, и в первую очередь атомы отдачи. Поэтому для всех радионуклидов, за исключением 232Th, имеющего первичное почвенное происхождение, и 224Ra, накопившегося позже, КН резко понижены. В отличие от прочно связанного 226Ra, 222Rn легко поступает в растения, и это приводит к существенному росту их отношения в растениях. Эффективный период дезактивации хвостохранилища насыпным методом для урана и тория больше, чем для радия, из-за низкого поглощения этих радионуклидов растениями и соответственно слабого выноса на

222

земную поверхность с растительным спадом и отмершими растениями.

Над всеми Ra-содержащими аномалиями существует повышенный фон Rn и его продуктов распада в приземном слое воздуха. На таких аномалиях надземные части растений всегда более чем в 10 раз обогащены 210Ро и 210Рb. Степень загрязнения различных растений зависит от их омываемости воздушными массами приземного слоя. Корневой канал вносит ничтожный вклад в загрязнение однолетних растений этими радионуклидами. В старых органах многолетних растений они накапливаются из находящегося там Ra.

В миграции радионуклидов на загрязненных территориях большую роль играют роющие животные, и в первую очередь мышевидные грызуны, популяции которых обладают большой численностью. Так, на площади в 1 га популяции двух видов полевок в процессе роющей деятельности перемещают 5 - 6 т грунта (Маслов, Маслова, 1972). В связи с этим, а также под действием растительных ассоциаций эффективный период насыпного метода дезактивации при естественном формировании биогеоценоза составляет всего 7 - 8 лет. Кроме того, радионуклиды, собранные грызунами в составе кормов, выносятся за пределы участка, преимущественно с выделениями организма, на расстояния, превышающие 1 км. Концентрация Ra в организмах грызунов может в 100 раз превышать фоновые значения.

На подобных радиоактивных аномалиях происходит внешнее и внутреннее воздействие на биогеоценозы не только ионизирующей радиации, но и других компонентов загрязнения (например, тяжелых металлов), так называемое сочетанное действие. Физиологические изменения в организмах растений разнообразны и зависят от уровня загрязнения и состава загрязняющего вещества. В целом наблюдается повышение темпов мутагенной активности у растений, а затем стабилизация повышенного уровня мутогенеза и наследственное закрепление новых признаков. Происходит адаптивная перестройка популяции в ответ на воздействие хронического облучения и токсических веществ. Различные виды отличаются разной устойчивостью к мутагенным изменениям. Находясь на уровне стресса, многие виды не выживают в конкурентной борьбе, и биогеоценоз изменяется.

Воздействие радиации на организмы животных, обитающих в подобных техногенных биогеоценозах, зависит как от уровня радиации, так и от особенностей их образа жизни. По экологическим условиям обитания выделяют 3 группы животных.

1. Наибольшее влияние аномальные концентрации радионуклидов оказывают на животных группы тесного контакта с радиоактивными грунтами: почвенную фауну, роющих млекопитающих

223

(мыши, крысы и др.), земноводных (жабы, лягушки и т.д.), пресмыкающихся (ящерицы, змеи). Аномальное воздействие происходит как в результате внешнего облучения и вдыхания радона, так и за счет поступления радионуклидов внутрь организма с кормами и т.д. Наблюдения за мышевидными грызунами показали (Маслов, Маслова 1972, Тяжелые естественные радионуклиды..., 1990), что на техногенных аномалиях активностью больше 40 мкЗв/ч у животных были отмечены четко выраженные морфологические и физиологические изменения. Обнаружены деструктивные изменения в репродуктивных органах, ткани селезенки, костном мозге, тормозилось развитие кожно-волосяного покрова. Снижалась упитанность и плодовитость, возрастала зараженность паразитами. Сокращалась средняя продолжительность жизни животных, уменьшалась численность и увеличивалась разреженность популяции. Однако мыши не уходили с аномальных участков и популяция стабильно существовала в борьбе за выживание. На участках среднего уровня радиации (10 - 40 мкЗв/ч) биологические эффекты воздействия наблюдались лишь у отдельных особей. В целом для популяций процессы восстановления преобладали над процессами деструкции. На участках, где доза радиации не превышала 5 мкЗв/ч, радиобиологические эффекты не наблюдались.

Особенно тесный контакт с загрязненными почвами имеет так называемая мезофауна (почвенные животные): черви, личинки жуков, пауки, моллюски и др. Для малоподвижных почвенных обитателей с относительно длительным периодом индивидуального развития изменения особенно заметны. Так, на участке с мощностью дозы даже в 1 мкЗв/ч численность дождевых червей была в 7 раз ниже, чем на фоновом (контрольном) участке, и отмечалось резкое замедление их созревания (Прилуцкий, Семяшкина, см.: Радиоэкологические исследования в природных биогеценозах Севера, 1983).

2. У животных группы умеренного контакта, не обитающих постоянно на загрязненной территории (зайцы, белки, птицы и др.), поступление радионуклидов в организм связано лишь с потреблением кормов. Для тетеревиных птиц дополнительным источником радионуклидов могут служить также заглатываемые камешки. Благодаря непостоянному пребыванию в пределах аномалии средний рацион животных этой группы характеризуется меньшей концентрацией радионуклидов, а средняя доза внешнего облучения также существенно снижена. Поэтому биологическое воздействие радиации на такие виды минимально.

3. К группе слабого контакта относятся прежде всего крупные млекопитающие, пребывание которых на загрязненных территориях носит эпизодический характер. Содержание радионуклидов в их организмах обычно не превышает фоновых значений.

224



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved