- •Предмет, задачи, история развития и актуальность радиоэкологии.
- •Естественные радионуклиды. Классификация и характеристика основных радионуклидов. Источники загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами.
- •Естественная радиоактивность почв, почвенных фракций и почвенных горизонтов. Содержание и формы нахождения естественных радионуклидов в почве.
- •Естественная радиоактивность гидросферы и атмосферного воздуха. Факторы, влияющие на радиоактивность.
- •Искусственные радионуклиды. Классификация, характеристика и источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами.
- •Загрязнение окружающей среды при испытании ядерного оружия. Локальное и глобальное загрязнение.
- •Загрязнение территории Республики Беларусь искусственными радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской аэс. Характеристика радиоактивного выброса.
- •Зоны радиоактивного загрязнения территории Республики Беларусь. Принципы зонирования территории.
- •Загрязнение атмосферы искусственными радионуклидами. Факторы, влияющие на загрязнение. Радиоактивность атмосферных аэрозолей и естественных выпадений.
- •Радиационный фон. Компоненты, формирующие радиационный фон Земли.
- •Закономерности осаждения радионуклидов из атмосферы на земную поверхность.
- •Первичное удержание радиоактивности растительностью. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •Аэральное (некорневое) поступление радионуклидов в растения. Факторы, влияющие на поступление. Пути и механизм поступления.
- •Полевые потери радиоактивности растительностью. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •Процессы поведения искусственных радионуклидов в почве. Факторы, влияющие на поведение.
- •Закономерности обменного поглощения радионуклидов почвой.
- •Необменное поглощение радионуклидов почвой. Фиксация цезия-137 в кристаллических решетках почвенных минералов.
- •Влияние агрохимических характеристик почвы (состава обменных катионов, обменных оснований, кислотности и органического вещества на сорбцию радионуклидов.
- •Влияние гранулометрического и минералогического состава почвы на сорбцию радионуклидов в почве.
- •Формы нахождения в почве цезия-137, стронция-90 и плутония- 239.
- •Вертикальная миграция радионуклидов в почве. Факторы, влияющие на миграцию.
- •Горизонтальная (ветровая и водная) миграция радионуклидов. Факторы, влияющие на миграцию.
- •Механизм усвоения радионуклидов корнями растений. Количественные показатели поступления радионуклидов из почвы в корни растений.
- •Влияние физико-химических свойств радионуклидов на поступление в растения через корни.
- •Влияние гранулометрического и минералогического состава почвы на корневое поступление радионуклидов.
- •Влияние агрохимических характеристик почвы на поступление радионуклидов из почвы в растения.
- •Влияние биологических особенностей растений на накопление радионуклидов.
- •Влияние агротехники возделывания на поступление радионуклидов в растительность.
- •29. Пути и источники поступления радионуклидов в организм животных. Механизм и коэффициент всасывания радионуклидов в организме животных.
- •30. Факторы, влияющие на всасывание радионуклидов в организме животных.
- •31. Распределение и накопление радионуклидов в организме животных при однократном и хроническом поступлении.
- •32. Выведение радионуклидов из организма животных. Эффективный период полувыведения радионуклидов.
- •33. Переход радионуклидов из рациона в продукцию животноводства.
- •34. Радиоактивное загрязнение лесных экосистем. Коэффициент тяжести и зоны радиоактивного загрязнения.
- •35. Миграция радионуклидов в лесных ценозах. Факторы, влияющие на вертикальную миграцию радионуклидов в лесных ценозах.
- •36. Накопление радионуклидов компонентами лесных фитоценозов. Факторы, влияющие на накопление.
- •37. Накопление радионуклидов в элементах древесной растительности и в древесине. Факторы, влияющие на накопление.
- •38. Радиоактивное загрязнение грибов, ягод и лекарственного сырья. Факторы, влияющие на накопление радионуклидов.
- •39. Радиационный мониторинг диких и промысловых животных. Трансформация зооценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения.
- •40. Поведение радионуклидов в почве луговых фитоценозов.
- •41. Поступление радионуклидов в растительность луговых фитоценозов. Факторы, влияющие на поступление.
- •42. Трансформация луговых фитоценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения. Расчет прогнозного времени использования природных ресурсов.
- •43. Загрязнение и миграция радионуклидов в пресноводных системах.
- •44. Накопление радионуклидов водной растительностью. Факторы, влияющие на накопление.
- •45. Накопление и распределение радионуклидов в водных организмах, рыбе и икре. Факторы, влияющие на накопление.
- •46. Фиксация и миграция радионуклидов в живой и отмершей растительной массе, донных отложениях и грунтах.
Полевые потери радиоактивности растительностью. Факторы, влияющие на этот процесс.
Одновременно с осаждением радиоактивных осадков, происходит снижение уровня загрязнения растений, по следующим причинам:
1.удаление радиоактивных частиц под действием метеофакторов (дождь, ветер);
2. радиоактивный распад радионуклидов;
3. биологические процессы, связанные с ростом и развитием растений (прирост биомассы, опад отмерших загрязненных листьев);
4. размеры частиц (крупные частицы опадают быстрее мелких);
5. влажность биомассы растений (частицы, осевшие на влажные листья, удаляются в 2-4 раза медленнее, чем осевшие на сухие).
Чем больше первичное удержание, тем меньше полевые потери радиоактивности растениями. Скорость удаления радионуклидов с растительного покрова, характеризуется периодом полупотерь – это время, за которое теряется 50 % активности.
Основная закономерность процесса полевых потерь – непостоянство скорости удаления радионуклидов с растений в разные периоды времени. Максимальные потери после выпадения радиационных осадков происходят в первые 2-3 суток. Они обусловлены метеорологическими факторами. В течение первых 7 суток теряется 70-90% радионуклидов.
Радиоактивные осадки в виде твердых частиц удаляются с растений быстрее, чем растворимые формы. Интенсивность потерь зависит от прочности фиксации радионуклидов. Наиболее быстро теряются радионуклиды находящиеся на поверхности кутикулы в свободном несвязанном состоянии. Процесс потерь фиксированных радионуклидов мало зависит от погодных условий и определяется физико-химическими свойствами радионуклидов и биологическими особенностями растений.
Период полупотерь:
Стронция-90 – у слабозакрепленных фракций – 5 суток,
у прочносвязанных – 70 суток;
Цезия-137- у слабозакрепленных фракций – 14 суток,
у прочносвязанных – 90 суток;
В условиях непрекращающихся хронических выпадений радионуклидов, определить поверхностное загрязнение и полевые полупотериочень сложно.
Процессы поведения искусственных радионуклидов в почве. Факторы, влияющие на поведение.
Искусственные радионуклиды поступают в почву с атмосферными выпадениями и с радиоактивными отходами. Радионуклиды глобальных выпадений и радионуклиды Чернобыльской аварии поступали в почву в составе аэрозолей, частиц в растворенном виде. Они не изменяют физико-химического состава почвы, потому что находятся в ультрамикроконцентрациях и сосредоточены в верхнем 30 сантиметровом слое почвы. При максимальной концентрации в верхних слоях.
Цезий-137 (цезий-134) – степень окисления +1, в почвенном растворе находится в виде катиона. Цезий имеет самый большой радиус среди одновалентных катионов, хорошо растворим в воде. Носителями цезия является калий и стабильный цезий. В почвах в присутствии калия поведение цезия аналогично поведению калия. Без калия цезий ведет себя как радиоколлоид. За счет большого радиуса цезий адсорбируется глинистыми минералами прочнее, чем калий.
Стронций-90 (стронций-89) – степень окисления +2. В почвенном растворе находится в виде иона Sr2+ . Носители стронция – кальций и стабильный стронций. Поведение стронция в присутствии носителей подобно их поведению. Стронций образует бикарбонаты. Растворимость бикарбонатов стронция выше, чем бикарбонатов кальция, поэтому стронций более подвижен, чем кальций.
Церий-144 – степень окисления +3. Не имеет носителей, малоподвижен в почве.
Рутений-106 – степень окисления +4, +3, +6, +8. Не имеет носителей.
Плутоний – поведение подобно урану и торию, т.е. в почве он малоподвижен. Степень окисления +3,+4,+5,+6,+7. В растворе присутствует в виде комплексных катионов и в виде гидроокиси. Плутоний-241 является материнским радионуклидом америция-241, который появляется в результате распада плутония. Америций-241 – это альфа-излучатель, период полураспада – 433 года. Аm(OH)3 более подвижен в почве, чем Рu(OH)4.
В почве радионуклиды включаются во все почвенные процессы. Основной процесс – сорбция, т.е. процесс поглощения радионуклидов почвой. Это сложный процесс, который зависит от многих факторов. Сорбция радионуклидов в почве имеет двоякое значение при их миграции в биосфере:
Закрепление радионуклидов в корнеобитаемом слое способствует длительному поступлению их в растительность, и сильная сорбция радионуклидов почвенными частицами ограничивает их поступление в растения;
Миграция радионуклидов, т. е. перераспределение радионуклидов по профилю или в горизонтальном направлении. Чем прочнее сорбция радионуклидов в верхних слоях почвы, тем медленнее их миграция. Для большинства радионуклидов, поглощение их почвой определяется процессами распределения их между твердой и жидкой фазами.
Поглощение осуществляется за счет следующих основных взаимообратимых процессов:
1.сорбция = десорбция.
Сорбция – поглощение радионуклидов твердыми частицами почвы из почвенного раствора.
Десорбция – выделение или переход радионуклидов из твердых частиц в почвенный раствор.
Адсорбция – поглощение радионуклидов из почвенного раствора поверхностным слоем частиц.
2.осаждение = растворение.
Осаждение – образование труднорастворимых и нерастворимых соединений.
3.коагуляция = пептизация.
Коагуляция – образование крупных коллоидов или частиц. Пептизация – распад крупных и сложных соединений на более мелкие и простые.
На подвижность радионуклидов в почве оказывают влияние 4 группы факторов:
Свойства почвы (тип почвы, минералогический и гранулометрический состав почвы, состав и содержание органического вещества, кислотность и буферность, емкость поглощения и степень насыщения основаниями, концентрация и состав обменных ионов в почвенном растворе, содержание и состав микроорганизмов, растительный покров ценоза);
Характеристика радионуклидов и форма их поступления и нахождения в почве (физико-химические свойства радиоактивных выпадений, равномерность распределения их почве, устойчивость к действию природных факторов и микроорганизмов, степень дисперстности, растворимость, величина заряда иона, способность образовывать комплексы и нерастворимые соединения);
Погодно-климатические условия (сумма положительных температур и продолжительность сезона с положительными температурами, годовое количество осадков и их распределение по сезонам, сезон года, когда происходит радиоактивное загрязнение);
Ландшафтные условия (наличие пониженных или повышенных участков, близость расположения грунтовых вод и т.д.).