Актуальні завдання і проблеми сучасної радіоекології

tiz_009_zemlia.gifВнаслідок аварії на Чорнобильській АЕС в Україні основним радіоактивнім забруднювачем - штучним довгоживучим радіонуклідом 137Cs за рівнів вище 1 Кі/км2, або 37 кБк/м2, була забруднена територія у 53,5 тис. км2, або 5,35 млн. га, – 9% території країни. З них 4 млн. га під лісом і 1,13 млн. га – під сільськогосподарськими угіддями.
Решта – під населеними пунктами, дорогами, водоймами.
       Основна господарча спрямованість регіону аварії – зона Полісся, північна частина Лісостепу – аграрне виробництво. Відповідно, до 70% населення, що проживає у ньому, складають сільські жителі. Сільськогосподарська продукція, яка виробляється на забруднених радіонуклідами територіях, і продукти харчування, є одним з основних, а часом домінуючим джерелом дії іонізуючої радіації на людину. Дози опромінення сільського населення значно вищі, ніж міського, що визначається специфічним “сільським типом харчування”. Нарешті, мінімізація наслідків аварії у сільськогосподарській сфері, до котрих відноситься виконання радіозахисних заходів, або так званих контрзаходів, є одним з основних елементів системи радіаційної безпеки усього населення країни.
       Саме тому радіоактивне забруднення сільськогосподарських угідь стало одним з найбільш тяжких наслідків аварії і вона з усіма підставами була названа сільськогосподарською катастрофою [1]. І завдання і проблеми, що стали перед радіоекологією, це у значній мірі завдання і проблеми окремого її напряму - сільськогосподарської радіоекології. Втім, відокремлювати ці завдання не слід, так як аварія, не перекресливши класичних фундаментальних завдань загальної радіоекології, пов’язаних з оцінкою кількості, визначенням концентрації та вивченням шляхів міграції природних і штучних радіонуклідів в об’єктах навколишнього середовища та впливом їх іонізуючих випромінювань на живі організми, висунула нові завдання і поставила нові проблеми, зумовлені надзвичайно великими масштабами і особливостями радіоактивного забруднення довкілля.
       У теперішній час через 23 роки після аварії головними завданнями як загальної радіоекології так і окремих її напрямів, слід вважати такі:
1. Широкий систематичний моніторинг території країни з метою виявлення лісних, сільськогосподарських, водогосподарських угідь та інших об’єктів, забруднених довгоживучими штучними радіонуклідами, в першу чергу 137Cs, 90Sr і 239Pu.
2. Вивчення особливостей міграції цих радіонуклідів в об’єктах навколишнього середовища, закономірностей їх надходження, транспортування, розподілу і перерозподілу в екосистемах з подальшою оцінкою їх накопичення в окремих ланках, у першу чергу в продукції рослинництва, тваринництва, лісівництва, харчових продуктах, як основних джерел формування дози опромінення людини.
3. Розробка основ раціонального використання забруднених радіонуклідами територій, головним чином сільськогосподарських і лісних угідь, для різних напрямів господарювання з урахуванням специфіки забруднення, географічних, ландшафтних, грунтово-кліматичних та інших умов регіонів.
4. Вивчення особливостей біологічної дії іонізуючих випромінювань інкорпорованих радіонуклідів на живі організми і в першу чергу людину.
5. Дослідження впливу інших антропогенних чинників, що привносяться у довкілля (важкі метали, кислотні дощі, добрива, пестициди та інші), на перехід радіонуклідів в рослини і організм тварин і людини, в тому числі з метою розробки заходів з мінімізації накопичення радіонуклідів в продукції рослинництва і тваринництва, продуктах харчування.
6. Довгострокове прогнозування поведінки радіонуклідів в біоценозах, в т.ч. на основі моделювання різних ситуацій, і розробка системи підтримки прийняття рішень щодо ведення окремих галузей господарювання в умовах радіоактивного забруднення.
7. Розробка науково-обґрунтованих систем ведення сільського, лісного, водного господарства, харчової і фармацевтичної промисловості, транспорту та деяких інших сфер діяльності, які забезпечують постійне зменшення рівня опромінення населення.
       Вже в перше після аварійне десятиліття у рамках цілої низки наукових програм і проектів роботи з вивчення наслідків аварії та їх мінімізації у різних сферах виробництва і діяльності людини були розгорнуті у широкій мережі науково-дослідних інститутів і вищих навчальних закладів різних відомств. На превеликий жаль, у другому десятилітті з-за багатьох об’єктивних причин вони абсолютно невиправдано були скорочені. Проте, перші три завдання вирішувалися і вирішуються досить успішно, хоча постійно зустрічають фінансові утруднення. Обстежується ступінь забруднення території країни окремими радіонуклідами, створені і опубліковані карти радіоактивного забруднення за 137Cs, 90Sr и 239Pu [2,11,12], обласні і районні організації різних спрямувань озброєні картами-планами радіоактивного забруднення підлеглих територій, в усякому разі за 137Cs, а в окремих випадках і за 90Sr. При вивченні особливостей міграції радіонуклідів виокремлено трофічні ланцюги, котрі характеризуються особливо високою швидкістю їх пересування, наприклад, торфоболотні грунти–рослини, грунти–лучні рослини. Оцінені коефіцієнти накопичення і переходу окремих радіонуклідів для різних типів грунтів і видів рослин. Була розроблена система комплексу радіозахисних заходів (контрзаходів), які охопили всі напрями господарювання на забруднених територіях, зокрема сформульовано організаційні основи ведення агропромислового і лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення. Все це знайшло відображення у серії рекомендацій з ведення окремих напрямів виробництва в таких умовах [4]. 
       Важлива проблема – радіаційне ураження живих організмів на забруднених радіонуклідами територіях. Вважається, що на теперішній час радіаційна небезпека як для людини, так і для інших видів тварин і рослин за межами зон відчуження і відселення не існує. Проте, певні питання виникають при вивченні можливих ефектів низьких (так званих „малих” і навіть „надмалих” доз) хронічного опромінення інкорпорованих радіонуклідів, яке формується місяцями, роками. Якщо говорити про можливість прояву у цих умовах радіаційного гормезису і розглядати ці дози як потенційний фактор прискорення росту й розвитку, то слід допускати, що в умовах агроценозів стимуляційні явища можуть торкатися не тільки культурних рослин, але й бур’янів і між рослинами, які відрізняються за радіочутливістю, можуть складатися досить незвичайні взаємовідносини. Зокрема, не впливаючи на культурні рослини і навіть пригнічуючи їх, малі дози іонізуючих випромінювань можуть стимулювати розвиток бур’янів, котрі, як правило, мають більш високу радіостійкість.
       Крім того, у рослин, що ростуть на забруднених радіонуклідами землях, у тварин, що утримуються на них, нерідко спостерігається невідповідність порівняно низьких доз, які формуються у тих умовах, тим радіобіологічним ефектам, які реєструються [5, 6]. Це є наслідком нерівномірного розподілу радіонуклідів в рослинному чи тваринному організмі, за рахунок чого утворюються місця їх високої концентрації і формуються часом дуже високі дози локального опромінення у зонах критичних органів. Більш того, є рослини, які здатні накопичувати радіонукліди у десятки разів більших кількостях, ніж інші. Це призводить до їх сильних радіаційних уражень. Саме це, можливо, є причиною випадіння деяких видів на забруднених радіонуклідами територіях [7].
       Велика кількість радіонуклідів, зокрема 137Cs може накопичуватися у квіткових бруньках і квітках. Безперечно, під час запліднення радіочутливі статеві клітини отримують значні дози опромінення. Це може негативно сказатися не тільки на продуктивності рослин, але й приводити до уражень у наступних поколіннях, виникненню мутацій.
       Традиційно вважається, що 90Sr, накопичуючись разом з кальцієм у скелеті, створює загрозу тільки для клітин червоно кісткового мозку – депо всіх клітин крові. Але добре відомо, що кальцій є основним мінеральним компонентом оболонок рослинних клітин і у підвищених кількостях накопичується у ядерних оболонках усіх типів клітин. Є всі підстави вважати, що разом з ним накопичується і 90Sr, піддаючи опроміненню ядра як соматичних, так і статевих клітин. Тому слід переглянути деякі загальні і дещо спрощені погляди відносно розподілу певних радіонуклідів в рослинах і в організмі тварин і людини. Особливо це стосується радіоцезію, про який слалася тверда упереджена думка, що він, накопичуючись у м’язах тварин, рівномірно розподіляється по організму визначаючи опромінення, аналогічне зовнішньому. Аналогічна думка існує і по відношенню розподілу цезію в рослинах. 
       Важливу проблему утворюють радіонукліди альфа-випромінюючих трансуранових елементів (ТУЕ), особлива небезпека яких добре відома радіобіологам. Якщо абсолютна кількість радіонуклідів у навколишньому середовищі, як це прийнято вважати, з роками зменшується за рахунок фізичного розпаду, то це у даній ситуації відноситься тільки до 90Sr і 137Cs, періоди піврозпаду котрих складають, відповідно, 29 і 30 років, і кількість яких за 23 роки зменшилася лише на третину. Однак, це не відноситься до ТУЕ, таким як плутоній і америцій, у деяких ізотопів котрих періоди піврозпаду вимірюються сотнями і тисячами років і відносна частка котрих з роками буде зростати. Традиційно вважається, що вони в основному являють загрозу лише при інгаляційному надходженні в організм, так як погано пересуваються звичайними транспортними шляхами з грунту, „застряючи на вході” у ланці грунт–рослина і надходять до організму людини лише з бульбо- і коренеплодами. Однак, зараз це положення переглядається. Є дані про те, що ТУЕ можуть транспортуватися за допомогою переносників кальцію, заліза, марганцю і коефіцієнти їх накопичення рослинами можуть на порядок-два перевищувати відомі [13]. Особливу небезпеку являє 241Am, кількість якого за рахунок відносно швидкого розпаду 241Рu (період піврозпаду 14,4 року) до 2059 р. зросте у 40 разів порівняно з кількістю викинутого під час аварії [8], так як внесок 241Рu у сумарну радіоактивність ТУЕ, що була накопичена у реакторі, складає близько 83 % [3].
       Іонізуючі випромінювання є потужнім імунодепресантом – фактором, який пригноблює захисні реакції організму. Чи впливають низькі дози хронічного опромінення на імунітет рослин, тварин, людини? Досвід радіобіології свідчить, що цей ефект не має порогу. І певне зростання захворюваності сільськогосподарських рослин і тварин в зонах радіаційного впливу аварії, а також і населення по країні в цілому у після аварійний період [9,10,11] може бути пов’язане не тільки з наслідками опромінення у рік аварії, але й з дією радіації у теперішній час саме у такому аспекті.
       При вирішенні п’ятого завдання було встановлено, що найбільш ефективними прийомами мінімізації надходження радіонуклідів в рослини на бідних кислих грунтах північно-західної частини України, яка у найбільшій мірі була піддана забрудненню, є вапнування і внесення підвищених рівнів фосфорно-калійних добрив. Завдяки їх здійсненню потоки надходження радіонуклідів в рослини зменшуються в 2-6 разів [4]. Але ці заходи ускладнили серйозну місцеву проблему, так як виявилося, що під впливом вапнування і добрив зменшується надходження в рослини не тільки радіоактивних, але й інших елементів, зокрема багатьох мікроелементів, з якими кальцій вапна і фосфор добрив утворюють важко розчинні комплекси. Це призводить до зниження вмісту в рослинах, а, відповідно, кормах і продуктах харчування, в організмі продуктивних тварин і людини багатьох біологічно важливих мікроелементів, зокрема, йоду, фтору, кобальту, цинку, міді, марганцю.
       Полісся належить до біогеохімічної провінції, де в ґрунтах і рослинах традиційно не вистачає перерахованих мікроелементів, що призводить до специфічних ензоотичним захворюванням тварин і людини – гіпомікроелементозам [14]. Названі радіозахисні заходи, погіршуючи кормові і харчові якості продукції, посилюють цей дефіцит і загостряють ситуацію зі станом здоров’я тварин і населення.
       Проте, у порівнянні з 1991 р. обсяги вапнування ґрунтів у теперішній час зменшилися у 15-20 разів, а внесення мінеральних добрив – у 5-10 разів, що привело нібито до вирішення проблеми загострення дефіциту мікроелементів. Але ще з більшою гостротою встала проблема радіонуклідного забруднення продукції.
       Певні проблеми виникають при довгостроковому прогнозуванні поведінки радіонуклідів у біогеоценозах. Не дивлячись на те, що основні шляхи міграції радіонуклідів трофічними ланцюгами достатньо добре вивчені, залежно від типу грунту, форми радіонуклідного забруднення грунту, щільності забруднення, біологічних особливостей рослин, погодно-кліматичних умов кількість радіонуклідів, що надходить на цій первинній і найбільш відповідальній ланці та швидкість їх руху, може розрізнятися у багато разів. Тому важливим напрямом досліджень стає моделювання можливих радіоекологічних ситуацій в окремих ценотичних угрупованнях. Такі методи моделювання руху радіонуклідів дають можливість прогнозувати рівні їх накопичення у будь-якій ланці трофічного ланцюгу, в т.ч. в продукції рослинництва, кормовиробництва, тваринництва, продуктах харчування людини, що є дуже важливим у плані розробки і реалізації захисних заходів і реабілітації забруднених радіонуклідами територій, а також системи ведення окремих галузей виробництва в умовах радіоактивного забруднення. 
       Але слід визнати, що точність прогнозування за допомогою усіх існуючих методів і підходів не можна вважати достатньо високою. Серед об’єктивних причин цього основними є погодні умови року, клімату. Зокрема, в залежності від кількості атмосферних опадів протягом вегетаційного періоду, температури коефіцієнти переходу радіонуклідів з грунту в рослини можуть суттєво мінятися. Саме тому точність прогнозу поведінки радіонуклідів в агроценозах, як і в інших угрупованнях, у значній мірі визначається точністю погодно-кліматичного прогнозу. 
       Останнє завдання об’єднує радіоекологію з радіаційною медициною, точніше, з окремим спеціальним її розділом – радіаційною гігієною, головним завданням якої є забезпечення радіаційної безпеки населення. Оцінка доз внутрішнього опромінення людини, яке у теперішній час на забруднених територіях досягає 90% загальної дози, обов’язково передбачає одержання інформації про перехід радіонуклідів трофічними ланцюгами з продуктами харчування до людини. У кінцевому підсумку захист людини від дії іонізуючої радіації є основним завданням радіоекології і у значній мірі окремого її напряму – сільськогосподарської радіоекології. Саме від реалізації радіозахисних заходів у сільському господарстві залежить виробництво продуктів харчування з мінімальним вмістом радіоактивних речовин. Це означає, що на сільське господарство фактично покладається відповідальність за радіаційну безпеку країни.
       В цілому є всі підстави вважати вирішення завдань, які встали перед сучасною радіоекологією, вважати важливими і актуальними проблемами екології.
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРИ
1. Алексахин Р.М., Булдаков Л.А., Губанов В.А. и др. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры. – М.: ИздАТ, 2001. – 752 с.
2. Атлас. Україна. Радіоактивне забруднення. – К.: МНС України, 2002. – 46 с.
3. Бегичев С.Н., Боровой А.А., Бурлаков Е.В. и др. Топливо реактора IV блока ЧАЭС (краткий справочник). – М.: Препринт ИЯЭ РАН, 1990. – 46 с.
4. Ведення сільськогосподарського виробництва на територіях, забруднених внаслідок Чорнобильської катастрофи, у віддалений період (Рекомендації). - К.: Атіка-Н, 2007. – 196 с.
5. Гродзинський Д.М., Булах А.А., Гудков І.М. Радіобіологічні ефекти у рослин // Чорнобильська катастрофа. – К.: Наук. думка, 1996. - С. 293-311.
6. Гудков І.М., Гродзинський Д.М. Особливості формування поглинених доз та віддалені радіобіологічні ефекти у сільськогосподарських рослин на забруднених радіонуклідами територіях // Вісник ДААУ. – 2001. - № 1. – С. 8-11.
7. Гудков І.М., Гродзинський Д.М. Радіаційне ураження рослин в зоні впливу аварії на Чорнобильській АЕС // Вісник аграрної науки. – 2001. – Спецвипуск. Квітень. – С. 43-47.
8. Иванов Е.А., Рамзина Т.В., Хамьянов Л.П. и др. Радиоактивное загрязнение окружающей среды 241Am вследствие аварии на Чернобыльской АЭС // Атомная энергия. – 1994. – Т. 77. – Вып. 2. - С. 140-145.
9. Кассич В.Ю. Сведения об эпизоотической ситуации по туберкулезу крупного рогатого скота в некоторых регионах, подвергшихся загрязнению радионуклидами после аварии на Чернобыльской АЭС // Матер. Межд. конф. «Общая эпизоотология: иммунологические, экологические и методические проблемы». – Харьков: Изд-во УААН, 1995. – С. 56-59.
10. Мазуркевич А.Й., Наконечна М.Г., Куц Н.В., Терещенко М.П. До питання вивчення перебігу епізоотичного процесу на забруднених радіонуклідами територіях // Науковий вісник НАУ. – 2000. - № 28. – С. 133-136.
11. Національна доповідь України „15 років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання”. – К.: МНС, 2001. – 150 с.
12. Національна доповідь України „20 років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє”. – К.: Атіка, 2006. – 224 с.
13. Павлоцкая Ф.И., Поспелов Ю.Н., Мясоедов Б.Ф. и др. Поведение трансплутониевых элементов в окружающей среде // Радиохимия. - 1991. - № 3. - С. 112-119.
14. Судаков М.О., Береза В.І., Погурський В.Г. та ін. Мікроелементози сільськогосподарських тварин. – К.: Урожай, 1991. – 144 с.

Гудков І.М. (Україна, Київ)
Актуальні завдання і проблеми сучасної радіоекології

Збірник матеріалів ІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю
Скачати в форматі pdf:
http://eco.com.ua/sites/eco.com.ua/files/lib1/konf/2vze/zb_m/0135_zb_m_2VZE.pdf

Оцінка: 
0
No votes yet