6.4 Искусственные радионуклиды в морских экосистемах

В океан радионуклиды поступают из атмосферы, с континентальным стоком (включая и непосредственный сброс отходов) и за счет реакторов на атомных судах. Так, тритий, находящийся в атмосфере в составе водяных паров в форме 1Н3НО, легко вступает в реакцию изотопного обмена с поверхностным слоем океанической воды.

Изотопы Sr, Cs, Ce, Ru, Zr, Nb и других нелетучих элементов поступают в атмосферу в форме аэрозолей, среди которых наибольшей растворимостью обладают изотопы Sr.

Один из основных источников загрязнения океана — сброс радиоактивных отходов. Химический состав таких сбросов и формы нахождения в них радионуклидов сильно зависят от принятой на том или ином предприятии технологии. Они могут представлять собой кислые или щелочные растворы, концентрированные растворы солей, содержать в своем составе органические соединения, использовавшиеся в экстракционных процессах. В связи с этим радионуклиды могут находиться в форме комплексных соединений с органическими и неорганическими лигандами. Например, цирконий может присутствовать в виде устойчивых комплексов с фторид- и оксалатионами. В то же время при низкой кислотности микроконцентрации Zr4+ будут образовывать коллоиды. Nb5+ также легко гидролизуется с образованием коллоидов. Технеций, обладающий несколькими степенями окисления, легко окисляется до валентности +7, образуя анион пертехнетата (ТсО-4), характерный для водных сред. Рутений в морской воде, как правило, образует очень устойчивые комплексы. В кислых растворах он находится в виде катионов Ru3+ и Ru4+. В щелочной среде для рутения более характерны анионные формы, где он может иметь валентность +5, +6 и +7. Стронций и цезий в жидких сбросах обычно представлены простыми ионами Sr2+ и Cs+. Йод активно взаимодействует с органическими экстрагентами, образуя очень устойчивые соединения. Редкоземельные элементы обычно присутствуют в форме гидроксидов (щелочная среда) либо простых или комплексных катионов (кислая среда). Уран, плутоний и торий также находятся в составе очень различных простых или комплексных ионов. Таким образом, с жидкими отходами радионуклиды поступают в океан преимущественно в виде растворимых соединений и сразу же вовлекаются во все физико-химические и биохимические процессы, протекающие в морской среде. При этом одни и те же радионуклиды могут находиться в морской воде в виде различных по составу и растворимости соединений. Они будут сильно отличаться от соединений тех же самых природных элементов (изотопных носителей), растворенных в морской воде.

Выделяют три основные группы радионуклидов, поведение которых в морской воде резко различается:

- легко растворимые в воде (3Н, Тс, 90Sr, 89Sr;);

- эффективно сорбирующиеся на взвеси (редкоземельные элементы, 91Y, 95Zr, 95Nb, 106Ru);

- биологически активные радионуклиды (54Mn, 60Co, 55Fe, 63Ni, 51Cr, 65Zn, а также плутоний).

Миграция 1-й группы контролируется циркуляцией водных масс и их перемешиванием, 2-й группы — преимущественно седиментационными процессами, 3-й — поведением биомассы.

Большая часть 90Sr содержится в хорошо перемешиваемом слое морской воды над термоклиной и лишь около 1% в настоящее время уже перешло в донные осадки. В прибрежных районах и эстуариях концентрации 90Sr по крайней мере в 5 раз выше за счет смыва с суши. Коэффициент накопления 90Sr морскими организмами составляет для водорослей 100, для крабов и омаров — 10, для рыб — 1. Основная часть 137Cs также сосредоточена в поверхностных водах и уменьшается к глубинным зонам примерно в 30 раз. Период полувыведения 137Cs из поверхностного слоя около 17 лет. Коэффициент накопления морскими организмами около 50.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К МОДУЛЮ 6

1. Назовите виды ионизирующих излучений и их основные физические характеристики.

2. Назовите основные единицы измерения ионизирующих излучений.

3. Что такое поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы излучения?

4. Охарактеризуйте биологическое действие ионизирующих излучений на организм человека.

5. Естественные и техногенные радионуклиды?

6. Общие представления о взаимодействии ионизирующего излучения с веществом.

7. Взаимодействие ионизирующего излучения с живыми организмами?

8. Воздействие радиации на человека

9. Воздействие электромагнитного поля на человека.?

10. Каковы индивидуальные средства защиты от ионизирующих излучений?

11. Какими приборами измеряют ионизирующие излучения?

12. Что такое индивидуальные дозиметры?

13. Из каких материалов изготавливают экраны для защиты от ионизирующих излучений?

14. Взаимодействие электростатических и магнитных полей с биологическими объектами. Биологические эффекты электромагнитных полей.

15. Взаимодействие электростатических и магнитных полей с биологическими объектами. Биологические эффекты электромагнитных полей.

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Трифоноф К.И. Физико-химические процессы в техносфере: учебник/ К.И. Трифонов, В.А. Девисилов. – М.: Форум: Инфра – М, 2010-248 с

2. Трифонов К.И. Физико-химические процессы в техносфере / К.И.Трифонов, В.Л. Девясилов – М.: Форум-Инфра, 2007. -239 с .

3. Н.В. Гусакова. Химия окружающей среды: Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. – 185 с.

4. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: учебное пособие/ Д.А. Кривошеин – 2-е издание, стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 344с.

5. Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: учебное пособие/ Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская. – 4-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 334с.

6. Физико-химические процессы в техносфере: учебное пособие/ А.А. Махнин; рец. Н.И. Володин, Н.И. Зубрев; Рос. гос. откр. техн. ун-т путей сообщения. – М.: РГОТУПС, 2007. – 169с.

7. Зубрев Н.И. Инженерная защита биосферы от загрязнения тяжелыми металлами на транспорте. М: РГОТУПС, 2007.

8. Ершов, Попков, Берлянд Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов, М.:- Книжник, 2009.

Дополнительная литература

1. А.А. Махнин, М.Ю..Втулкин, Н.В.Хлесткова Физико-химические процессы в техносфере. Руководство к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курсаспециальности280101 Безопасность жизнедеятельности в техносфере - М: РГОТУПС, 2005.

2. Воробьёва Л.Б., Степанова С.А. Физико-химические процессы в техносфере: Учебное пособие. – Сибирская государственаая геодезическая акадамия. – 2006. – 176 с.

3. Чернобаев И.П. Химия окружающей среды: Учебное пособие. – К. Высшая школа, 1990. – 192 с.

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебное пособие. – Минск: Высшая школа, 2002. – 602 с.

151