- •1.Предмет, задачи, история развития и актуальность радиоэкологии
- •2.Естественные радионуклиды. Классификация и характеристика основных радионуклидов.
- •3. Источники загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами
- •4.Естественная радиоактивность почв, почвенных фракций и почвенных горизонтов. Содержание и формы нахождения естественных радионуклидов в почве.
- •5. Естественная радиоактивность гидросферы (наземных пресноводных источников и подземных вод). Факторы, влияющие на радиоактивность.
- •6. Естественная радиоактивность атмосферного воздуха.
- •7. Естественная радиоактивность флоры и фауны. Факторы, влияющие на радиоактивность. Распределение естественных радионуклидов в органах флоры и фауны.
- •8. Искусственные радионуклиды. Классификация, характеристика и источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами.
- •9. Загрязнение окружающей среды при испытании ядерного оружия.
- •10. Загрязнение окружающей среды при работе ядерных реакторов,
- •11. Загрязнение Республики Беларусь искусственными радионуклидами после катастрофы на чаэс. Характеристика радиоактивного выброса
- •12. Зонирование территории рб по плотности загрязнения радионуклидами
- •13. Загрязнение атмосферы искусственными радионуклидами.
- •14. Методы оценки радиоактивности атмосферы.
- •15. Радиационный фон. Компоненты, формирующие радиационный фон Земли
- •16. Миграция радионуклидов в биосфере. Схема миграции.
- •17.Миграция радионуклидов в сфере агропромышленного производства. Экологические и пищевые цепи миграции радионуклидов.
- •18.Закономерности осаждения радионуклидов из атмосферы на земную поверхность.
- •19. Первичное удержание радионуклидов растительностью. Факторы, влияющие на удержание радиоактивности
- •20.Аэральное (некорневое) поступление радионуклидов в растения. Факторы, влияющие на поступление.
- •21.Пути и механизм поступления и распределения радионуклидов при аэральном загрязнении растений.
- •22.Полевые потери радиоактивности растительностью. Период полупотерь. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •23. Вторичное загрязнение растительности радионуклидами. Коэффициент ветрового подъема. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •24. Загрязнение почвы агроценозов искусственными радионуклидами
- •25. Процессы поведения искусственных радионуклидов в почве.
- •26. Виды поглотительной способности почвы и
- •27. Закономерности обменного поглощения радионуклидов почвой.
- •28.Необменное поглощение (сорбция) радионуклидов (на примере фиксации цезия-137 в кристаллических решетках почвенных минералов)
- •29. Влияние агрохимических характеристик почвы (состава обменных катионов, обменных оснований, кислотности и органического вещества на сорбцию радионуклидов).
- •30. Влияние гранулометрического состава почвы на сорбцию радионуклидов.
- •31. Влияние минералогического состава почвы на сорбцию радионуклидов.
- •32. Формы нахождения в почве цезия-137, стронция-90 и плутония-239.
- •33. Вертикальная миграция радионуклидов в почве, механизмы миграции и факторы, влияющие на миграцию.
- •34. Ветровая горизонтальная миграция радионуклидов. Факторы, влияющие на миграцию.
- •35. Водная горизонтальная миграция радионуклидов. Факторы, влияющие на миграцию.
- •36. Механизм усвоения радионуклидов корнями растений.
- •37. Количественные показатели поступления радионуклидов из почвы в корни растений.
- •38. Влияние физико-химических свойств радионуклидов на поступление в растения через корни.
- •39. Влияние гранулометрического и минералогического состава почвы на корневое поступление радионуклидов.
- •40. Влияние агрохимических характеристик почвы на поступление радионуклидов из почвы в растения.
- •41. Влияние режима увлажнения почвы и погодно-климатических условий на поступление радионуклидов в растения.
- •42. Влияние биологических особенностей растений на накопление радионуклидов.
- •43. Влияние агротехники возделывания на поступление радионуклидов в растительность.
- •45. Пути и источники поступления радионуклидов в организм животного
- •46. Механизм и коэффициент всасывание радионуклидов в организме животных при однократном и хроническом облучении.
- •47. Факторы, влияющие на всасывание радионуклидов в организме животных.
- •48. Распределение и накопление радионуклидов в организме животных при однократном поступлении.
- •49. Распределение и накопление радионуклидов в организме животных при хроническом поступлении.
- •50. Выведение радионуклидов из организма животных. Эффективный период полувыведения радионуклидов.
- •51. Переход радионуклидов из рациона в продукцию животноводства (молоко и мясо) и факторы, влияющие на переход.
- •52. Методы и приемы, ускоряющие выведение радионуклидов из организма животных.
- •53. Радиоактивное загрязнение лесных экосистем. Зонирование территории.
- •54. Миграция радионуклидов в лесных ценозах (миграция радионуклидов «сверху-вниз» и вертикальная миграция).
- •55. Факторы, влияющие на вертикальную миграцию радионуклидов
- •56. Формы нахождения цезия-137 и стронция-90 в лесной подстилке и почве.
- •57. Накопление радионуклидов компонентами лесных фитоценозов.
- •58. Накопление радионуклидов по элементам древесной растительности
- •59. Радиоактивное загрязнение грибов, ягод, лекарственного сырья и факторы, влияющие на накопление радионуклидов.
- •60. Радиационный мониторинг диких и промысловых животных. Трансформация зооценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения.
- •61. Радиоактивное загрязнение луговых фитоценозов. Формы нахождения радионуклидов в почве
- •62. Поведение радионуклидов в почве луговых фитоценозов (сорбция и миграция)
- •63. Поступление радионуклидов в растительность луговых фитоценозов.
- •64. Трансформация луговых фитоценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения. Расчет прогнозного времени использования природных ресурсов
- •65. Радиоактивное загрязнение пресноводных систем (первичное и вторичное).
- •66.Миграция радионуклидов в пресноводных системах
- •67. Накопление радионуклидов водной растительностью. Факторы, влияющие на накопление
- •68. Накопление радионуклидов водными организмами и рыбой.
- •69. Распределение радионуклидов в организме рыбы, личинок и икры.
- •70. Фиксация и миграция радионуклидов в живой и отмершей растительной массе, донных отложениях и грунтах
7. Естественная радиоактивность флоры и фауны. Факторы, влияющие на радиоактивность. Распределение естественных радионуклидов в органах флоры и фауны.
Основной вклад в естественную радиоактивность флоры вносят естественные биогенные радионуклиды - 14С, 3H, 40K и меньший вклад – 226Ra, 232Th, 238U и другие радионуклиды.
Филогенез и онтогенез растительного мира происходил и происходит в радиоактивной среде. Естественные радионуклиды находятся в почве, воде воздухе и в самой растительности. В растительность они поступают через корни (корневой путь поступления) и вегетативные органы (аэральный путь поступления).
Концентрация естественных радионуклидов в растениях может быть в 10-20 раз выше, чем их концентрация в почвенном растворе и в твердой фазе почвы. Накопление радионуклидов в флоре зависит от следующих факторов: физико-химических свойств радионуклидов и формы нахождения их в почве, типа почвы, биологических особенностей флоры.
Из физико-химических свойств радионуклидов оказывают влияние валентность, величина ионного радиуса, растворимость в почвенном растворе и присутствие в нем в виде ионов. Среди естественных радионуклидов почвы только 40K одновалентен, что обеспечивает ему безбарьерное участие в ионно-обменных реакциях при корневом поступлении в растение. Небольшой ионный радиус обеспечивает высокую проникающую способность ионам калия через мембраны клеток всасывающих корней. Высокая растворимость 40K в почвенном растворе определяет содержание в почве высокой концентрации катионов этого радионуклида. Kалий-40 наряду со стабильными изотопными аналогами относится к основным макроэлементам питания растений. Вклад радиоактивного 40K у культурных растений в общую β-активность составляет от 40 до 80%. По содержанию 40К в зерне зерновых культур установлен убывающий ряд: кукуруза>ячмень>пшеница>овес>рожь, при этом видовое различие составляет 1,3-3 раза. К настоящему времени доказано, что присутствие 40К в почвенном растворе повышает ферментативную активность амилазы и пероксидазы на 10-40 %, особенно первые 7 дней роста. В растениях 40K распределяется неравномерно, при этом в корнях накапливается до 60 %, а в вегетативных органах до 40 % при максимальной концентрации в листьях и стеблях. У мхов и лишайников содержание 40K составляет 4-6%.
Таким образом, чем ниже в эволюционном происхождении находятся виды флоры, тем меньше в их составе содержание 40K и выше содержание 226Ra, 232Th, 238U.
Радий-226 – аналог бария и кальция, относится к двухвалентным элементам, поэтому поступление через корни не имеет биологического барьера, но коэффициент перехода радия из почвы в растения значительно ниже, чем калия. Максимальное содержание 226Ra в корнях растений. Содержание материнского 226Ra в флоре в 10 раз меньше, чем его дочерних продуктов распада – 210Pb и 210Po. Благодаря наличию в почвенном растворе в подвижных формах 210Pb легко поступает через корневые системы в растение. 210Pb и 210Po могут поступать в аэрозольной форме через вегетативные органы растений. Максимальная концентрация 226Ra, 210Pb, 210Po наблюдается у мхов и лишайников. Уран-238 и торий-232 – относятся к тяжелым химическим элементам, имеют большие ионные радиусы и высокую валентность, поэтому существует корневой барьер при поступлении их в растения по механизму ионно-обменных реакций. При высокой концентрации этих радионуклидов в почве они поступают в корни растений преимущественно в результате диффузии. В растениях 232Th накапливается больше, чем 238U. Максимальная концентрация 238U наблюдается у мхов, 232Th – у лишайников. У древесных пород 238U и 232Th накапливаются преимущественно в старых органах, у травянистых растений – в стеблях.
Углерод-14 и тритий поступают в растение через наземные органы в газообразном состоянии в процессе дыхания, через устьица и распределяются преимущественно в наземных вегетативных органах.
Более ранние в эволюционном происхождении виды флоры и примитивные формы растений характеризуются повышенной β- и α-активностью или высоким накоплением естественных β- и α-излучающих радионуклидов. Среди лишайников максимальная естественная радиоактивность у тех видов, которые поселяются на деревьях. Среди мхов – максимальная активность у сфагнума, среди папоротников – у многоножки обыкновенной, среди голосеменных – у видов сосны и можжевельника, среди покрытосеменных – у растений семейств вересковые, розоцветные, первоцветные, сложноцветные.
Таким образом, основной вклад в естественную радиоактивность покрытосеменных, куда относятся практически все сельскохозяйственные культуры, вносит 40К.
В организме человека и животных присутствуют почти все естественные радионуклиды, которые поступают в организм с пищей (кормом), водой и воздухом. Содержание в организме того или иного радионуклида зависит от интенсивности его участия в процессах обмена веществ в организме. Все естественные радионуклиды, находящиеся в организме человека и животных условно разделяются на две группы:
первая группа – активно участвующие в процессах обмена веществ в организме вместе со стабильными изотопными аналогами – 40К, 14С, 3H, поведение которых в организме неплохо изучены;
вторая группа – пассивно участвующие в процессах обмена веществ в организме – 226Ra,232Th, 238U, 210Pb и 210Po, поведение которых в организме мало изучены.
Радионуклиды первой группы 40К, 14С, 3H – это основные естественные радионуклиды организма, которые всегда входят в состав всех живых структур организма. Без стабильных аналогов этих радионуклидов невозможно существование организма.
40K в организме распределен неравномерно. Максимальная средняя концентрация 40K наблюдается в мышцах (107 Бк/кг), головном мозге (89 Бк/кг), печени (63 Бк/кг), при этом в других органах концентрация ниже, которая в легких составляет – 44 Бк/кг, а в жировой и костной тканях – по 18 Бк/кг.
Углерод-14 равномерно распределен по организму, при этом его много содержится в жировой ткани, где среднее содержание составляет до 52 Бк/кг. За год в организм человека поступает 20000 Бк 14С.
Тритий концентрируется в мышцах (0,55 Бк/кг) и костных тканях (0,34 Бк/кг). За год в организм человека поступает 250 Бк трития.
Радий-226 – аналог кальция, который, подобно кальцию, концентрируется в костной ткани, замещая кальций. Среднее содержание 226Ra в костной ткани – 25 Бк/кг; в печени – до 10 Бк/кг; в легких – до 7 Бк/кг. За год в организм человека поступает 13500 Бк 226Ra.
Уран-238 и торий-232 содержатся в организме в незначительных концентрациях, при этом в мягких тканях в 100 раз меньше, чем в костях. Максимальная концентрация наблюдается в костях головы, в бедренной и крестцовой кости.
При поступлении свинца в организм через желудочно-кишечный тракт и через легкие до 70 % 210Pb концентрируется в скелете. При этом содержание в костях составляет –15 Бк/кг, в мягких тканях – 6 Бк/кг. 222Rn в организм поступает через легкие с воздухом и оседает преимущественно в легочной ткани.
Таким образом, основным естественным радионуклидом, содержащимся в организме является 40К, который неравномерно распределяется в органах и тканях организма.