6.3. Особливості надходження радіонуклідів у водні екосистеми

Водна оболонка біосфери є найважливішим депо надходження і

захоронення природних і штучних радіонуклідів. При осіданні радіонуклідів з атмосфери за інших однакових умов значна частина радіонуклідів

потрапляє на дзеркало води. Цей ефект пов'язаний із тим, що аерозолі, які їх

переносять, мають позитивний електричний заряд, а поверхня Землі має негативний електричний заряд. При цьому негативний заряд дзеркала води дещо більший, ніж суші, внаслідок чого сили електростатичної взаємодії зумовлюють осідання з атмосфери значної частки радіонуклідів на поверхні води. Відомо, що щільність випадань радіонуклідів на океанічну поверхню вища, ніж на наземну, зокрема для ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb, ¹⁰³Ru, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴¹Се і ¹⁴⁴Се, у 2-7 разів.

Річна поверхнева активність радіонуклідів у стоці, за даними експериментів із глобальними випаданнями і викидами Чорнобильської аварії, становить 0,2-4% концентрації ⁹⁰Sr на водозбірній площі і 0,01-0,4% вмісту ¹³⁷Cs, що випали на водозбірну площу.

Стік радіонуклідів із поверхні ґрунтів річкового басейну залежить від часу. В міру збільшення періоду контакту радіонуклідів із ґрунтом коефіцієнт стоку ⁹⁰Sr знижується за експонентою з періодом півзменшення приблизно 2,4 року. Коефіцієнт поверхневого стоку (К_ПС) ¹³⁷Cs приблизно в

10 разів менший, ніж ⁹⁰Sr.

У природі радіонукліди, що випали на дзеркало водоймища з атмосфери і принесені з поверхневим рідким та твердим стоком, швидко перерозподіляються і значною мірою переходять із водної фази в донні відкладення, що відбувається протягом кількох днів після надходження у водоймище.

У лісостеповій зоні в непроточних озерах (глибина 5-7 м, площа 5 км²) вміст ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce у донних відкладах після разового надходження становить відповідно 84,4; 98,8; 92; 99,3%, а у воді - 9,9; 1,2; 8,0; 0,4%. Інша

частина радіонуклідів накопичується на суспензіях і в гідробіонтах.

Розподіл радіонуклідів серед елементів екосистеми прісноводного водоймища описують коефіцієнтами накопичення - відношенням питомої активності радіонуклідів у системах: вода - донні відкладення; вода - гідробіонти; донні відкладення - гідробіонти тощо.

Морське та океанічне середовище є важливим резервуаром депонування радіонуклідів. У відкритому океані (глибини понад 1 км) активність радіонуклідів досить рівномірно розподіляється до глибини 300 м, а потім зменшується за експонентою до глибини 700-800 м.

У воді закритих морів, як правило, активність радіонуклідів ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs у

6-10 разів вища, ніж в океані, в якому діє ефект розведення. У прибережній зоні радіонукліди потрапляють у донні відкладення моря, що мають високу

сорбційну ємність, яка призводить до накопичення в них радіонуклідів. За міцністю зв'язування і сорбцією радіонукліди у донних відкладеннях можна розмістити в такій послідовності: ⁴⁵Са < ⁹⁰Sr < ²³⁸U < ¹³⁷Cs < ⁸⁶Rb < ⁶⁵Zn < ⁵⁹Fe,

⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb, ¹⁴⁴Се, ⁵⁴Mn < ¹⁰⁶Ru < ¹⁴⁷Pm.

Високий рівень мінералізації води в морі зменшує накопичення радіонуклідів у морській біоті, і тому коефіцієнти накопичення для прісноводних організмів, як правило, вищі, ніж для морської, (таблиця 28).

28. Коефіцієнти накопичення радіонуклідів в основних компонентах морської екосистеми

Компонент	144 137 Коефіцієнт накопичення радіонуклідів 65 95
	Ce	Cs	95Nb	239Pu	106Ru	90Sr	132Te	Zn	Zr
Донні відкладення	5000	1000	10000	10000	10000	30	-	2000	10000
Водорості	5000	100	2000	20000	2000	100	1000	2000	2000
Ракоподібні	1500	50	500	1000	500	50	100	4000	500
Молюски	1500	50	1000	1000	2000	20	100	80000	1000
Риби	100	50	50	100	10	5	10	5000	30

Накопичувальна здатність морської і прісноводної біоти залежить також від концентрації біомаси в одиниці об'єму води. Чим вищий вміст біомаси в 1 м³ води, тим більша частка активності радіонуклідів може бути зосереджена в біотичній складовій водоймища (таблиця 29).

29. Розподіл радіонуклідів між гідробіонтами і водою, %, залежно від Кн і кількості біомаси в одиниці об'єму

Біомаса, г/м3	Розподіл радіонуклідів за різних значень Кн, %
	1	10	100	1000	10000	100000	1000000
0.01	0	0	0	0	0	0	1
0.1	0	0	0	0	0	1	10
1	0	0	0	0	1	10	50
10	0	0	0	1	10	50	90
100	0	0	1	10	50	90	99
1000	0	1	10	50	90	99	100
10000	1	10	50	90	99	100	100
100000	10	50	90	99	100	100	100

При високих концентраціях біомаси - від 10 г/м³ і більше - і Кн радіонуклідів >1000, властивих гідробіонтам, можна очікувати

концентрування від 10 до 99% запасу радіонуклідів в біомасі. Щодо прісноводних водоймищ, то така ситуація властива прибережним нагінним зонам.

Основними ж особливостями надходження радіонуклідів у прісноводну екосистему є їх швидкий перерозподіл у водному середовищі з одночасним інтенсивним залученням радіонуклідів до біотичного колообігу, та осадження значної частини радіонуклідів, що випали, у донних відкладеннях.