Радиоизотопы и биосфера

6.1. Поведение радионуклидов в почве

Попадая в почву радионуклиды мигрируют в ней. Под миграцией радионуклидов в почве понимается совокупность процессов, приводящих к перемещению радионуклидов в почве и перераспределению их по глубине и в горизонтальном направлении.

К движущим силам, приводящим к миграции радионуклидов в почвах, относятся:

• конвективный перенос (фильтрация атмосферных осадков в глубь почвы, капиллярный подток влаги к поверхности в результате испарения, термоперенос влаги под действием градиента температуры);

• диффузия свободных и адсорбированных ионов;

• перенос по корневым системам растений;

• перенос на мигрирующих коллоидных частицах (лессиваж);

• роющая деятельность почвенных животных;

• хозяйственная деятельность человека;

• ветровая эрозия почвы.

Различные почвы обладают разной емкостью поглощения радионуклидов. Высокой емкостью поглощения обладают черноземы, глинистые почвы, сорбционная способность которых обусловлена наличием гумуса. Поглотительная способность дерново-подзолистых, песчаных почв значительно меньшая.

Миграция радионуклидов вглубь почвы протекает крайне медленно. Основная масса радионуклидов до сих пор распределена в 10 сантиметровом слое почвы, а на пашне – в пахотном горизонте. В ближайшие 20-25 лет самоочищения почв в результате миграции радионуклидов в нижележащие горизонты не произойдет.

6.2. Нуклиды и растительный мир

Относительное накопление растениями различных изотопов из почв следующее: стронций > йод > барий > цезий > рубидий > церий > цирконий > плутоний.

Такие изотопы, как стронций и цезий легко проникают через корневую систему во все органы растений. Другие же радионуклиды – церий, цирконий, плутоний – накапливаются в основном в корневой системе растений.

Многолетние луговые травы могут накапливать большое количество радиоактивных веществ, что превышает накопление однолетними сельскохозяйственными культурами. В лесной зоне наибольшей способностью задерживать радиоактивные вещества обладают хвойные породы деревьев, что связано с медленной сменой игл. Имеются там называемые растения – концентраторы, которые способны жадно захватывать радиоактивные вещества, усваивая их с большой площади. Это лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки.

Из дикорастущих ягод сильнее всего концентрируют радионуклиды клюква, малина, черника, земляника (самая «чистая»). По накоплению цезия-137 ягоды располагаются в убывающем порядке: черника, голубика, брусника, клюква, земляника. Содержание радионуклидов на приусадебном участке в ягодах меньше, чем в лесу. Красная и черная смородина накапливает радионуклиды, крыжовник является наиболее «чистым».

Повышенное содержание стронция и цезия характерно для ароматической столовой зелени: в укропе, петрушке, шпинате, и особенно в щавеле. Лук, капуста, свекла накапливают радионуклидов меньше, чем огурцы, томаты, морковь.

6.4. Поступление радионуклидов в организм гидробионтов

Накопление радионуклидов гидробионтами происходит в результате адсорбции и диффузии; поступления радионуклидов через органы дыхания и пищеварения. Среди обитателей водоемов существуют организмы-концентраторы, которые активно поглощают радионуклиды. Некоторые гидробионты концентрируют их в десятки тысяч раз больше в сравнении с содержанием радионуклидов в воде. Это водоросли, планктон, моллюски, ракообразные и другие донные организмы.

У рыб основным путем поступления радионуклидов является поступление через органы пищеварения. Поэтому в данном случае существенное значение имеют уровни загрязнения низших организмов, являющихся кормом для рыб. Радиоактивные изотопы проникают в организм рыб также через жабры. Время предельного накопления радиоизотопов в теле рыб колеблется от 10 до 120 дней. У хищных рыб накапливается радионуклидов меньше, чем у планктонофагах. В порядке убывания содержания радионуклидов в тканях рыб их можно распределить следующим образом: судак > щука > окунь > плотва > лещ > карп.