4.2. Радиоактивные загрязнения и их влияние на окружающую среду

Радиоактивные загрязнения природной среды является самым опасным для жизни всех организмов, в том числе и для человека. Единственная практическая возможность уничтожить радиоактивное загрязнение - это предоставить радиоактивному веществу возможность самопроизвольно распадаться; следовательно, борьба с радиоактивными загрязнениями может носить лишь предупредительный характер. Не существует никаких способов биологического разложения и нет никакого другого механизма, который позволил бы исключить этот вид заражения окружающей среды. Современные способы дезактивации радиоактивного загрязнения связаны в основном со сбором радиоактивного вещества высоких концентраций, рассеянного в атмосферном воздухе в форме пыли, на поверхности почвы и в воде, что является весьма сложной задачей и не приводит к полной очистке от загрязнения.

Основную опасность при радиоактивном загрязнении представляет ионизирующее излучение, возникающее при радиоактивном распаде. Ионизирующее излучение разрушает химические связи (молекулы) и вызывает в клетках организма многообразные биохимические реакции. Так, например, одна -частица может разрушить тысячи химических связей в тканях организма. Если излучение попадает на молекулы в клеточной цитоплазме, то это может приводить к образованию многочисленных клеточных ядов, влияющих на клеточные функции или ведущих даже к гибели клетки. При очень высоких дозах облучения гибель клетки наступает вследствие разрушения клеточной мембраны. Если после облучения погибает множество клеток, то следует ожидать острых радиационных повреждений или гибели организма. Смертельной дозой считается такая, которая вызывает гибель 50% особей рассматриваемой популяции через определенный промежуток времени. Для бактерий эта доза имеет порядок миллиона рад, для зеленых растений - несколько сотен тысяч рад, для членистоногих - около 50 000 рад, для млекопитающих - несколько сотен рад. Рад - это поглощенная доза излучения, при которой 1 грамм живого вещества поглощает энергию, равную 10 ^-5 Дж.

С изменением биохимических структур под воздействием облучения меняются обмен веществ, жизнеспособность, приспособляемость, поведение, численность организмов, возникают перестройки в биоценозах. Все виды энергии, кроме ионизирующей, так или иначе воспринимаются живыми организмами с помощью специальных рецепторов. В организме животных не существует специальных рецепторов для восприятия ионизирующего излучения. Эта особенность представляет значительную опасность для живых организмов, так как даже смертельные дозы не сопровождаются никакими ощущениями и не вызывают защитных реакций организма.

Наибольшей биологической активностью обладают лучи рентгена и гама-лучи. Альфа- и бета-частицы характеризуются малой проникающей способностью и могут привести к развитию лучевой болезни только при попадании веществ, излучающих эти частицы, внутрь организма. Радиоактивные вещества проникают внутрь человеческого организма через рот и дыхательные пути, газообразные - через неповрежденную кожу. Внутрь человеческого организма они могут попасть также из почвы, воды и растений по прямым или косвенным пищевым цепям.

Большую опасность для здоровья человека и животных представляет Sr-90 (стронций), который накапливается в костной ткани, зубах, образует радиоактивные очаги вблизи кроветворного органа - костного мозга, в результате чего развивается рак и белокровие. Детский организм поглощает стронций в 10-15 раз интенсивнее, чем организм взрослого человека. Таким образом, вредное действие этого изотопа сказывается главным образом на молодом поколении.

Особую роль в переносе радиоактивных загрязнений играет почва. Осаждающиеся на землю радиоактивные вещества, первоначально рассеянные в атмосфере, попадают в почву и воду, а затем оказываются включенными в биомассу. Результаты многих исследований показали, что существуют условия, благоприятные для накопления в почве двух радиоактивных элементов - Sr-90 и Cs-137 (цезий). Из бедных почв в культурные растения попадает значительно больше стронция, чем из почв, богатых гумусом. Так, на почвах, содержащих 2,1% органического вещества, наблюдалось заражение корней свеклы этим элементом в 6 раз больше, чем на почвах, содержащих 10,9% органического вещества. Кроме усвоения растениями радиоактивных веществ через корни, происходит их поглощение листьями и другими надземными частями, где и образуются поверхностные отложения изотопов. Затем они вовлекаются в процессы обмена и передвижения из одних органов в другие. Заражение растений при поверхностном (воздушном) облучении происходит быстрее, чем при корневом.

Из всех пищевых продуктов, наиболее сильно загрязняются продукты животноводства, поскольку стронций и I-131 (иод) содержатся в молоке, а цезий в молочных продуктах и мясе. Радиоактивные загрязнения быстро передаются по пищевой цепи: почва - травы - рогатый скот - молоко (мясо) - человек.

Результаты исследований по распределению и миграции радиоактивных веществ в лесной экосистемах показывают, что лес очищает биосферу от радиоактивных веществ.

Таким образом, борьба за защиту биосферы от радиоактивности, это прежде всего борьба за уничтожение ядерного оружия и его испытания, за обеспечение безопасности атомных электростанций и недопущение ядерной войны.