Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
закономерности перемещения ра.docx
Скачиваний:
29
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
30.08 Кб
Скачать

Дніпропетровський державний аграрний університет

Міністерство освіти та науки України

Реферат

На тему: «Закономірність переміщення радіоактивних речовин в біосфері»

Виконала: студентка групи

ВМ-1Б-10

Пальчук Оксана

Перевірила: Сапронова В.А.

Дніпропетровськ

2012 Р.

План

1. Закономерности перемещения радиоактивных веществ в биосфере…….3

2. Состояние радионуклидов в почве и кормах………………………………3

3. Некорневое поступление радионуклидов в кормовые культуры и загрязненные ими продукции животноводства……………………………….5

4. Миграция радионуклидов……………………………………………………6

5. Поступление радионуклидов в молоко животных…………………………8

6.Поступление радионуклидов в яйца кур-несушек…………………………..8

7. Список литературы……………………………………………………………10

Закономерности перемещения радиоактивных веществ в биосфере

Радиоактивные продукты ядерного деления, выпадая либо сами по себе («сухие» осадки) или чаще с атмосферными осадками («мок­рые» осадки), а также радиоактивные отходы включаются в компо­ненты биосферы – абиотические (почва, вода) и биотические (фло­ра, фауна) и принимают участие в биологическом цикле круговоро­та веществ. Наиболее короткий путь поступления радиоактивных продуктов в организм человека кроме непосредственного попадания из атмосферы – через сельскохозяйственные растения и животных.

Из радиоактивных продуктов деления в первый период наиболь­шую опасность представляют изотопы йода вследствие высокого содержания и значительной биологи­ческой токсичности. Далее изотопы Sr и Cs из-за их относительно высокой энергии излучения, большого периода полураспада и способности активно включаться в биологи­ческий круговорот веществ (почва – растения – животные – чело­век). Эти изотопы способны надолго задерживаться в организме че­ловека и животных. Первый ведет себя сходно с кальцием, второй – с калием. Это об­стоятельство имеет практическое значение для радиохими­ческой экспертизы. Например, установлено, что при равных усло­виях в объектах биосферы, загрязненных радионуклидами, макси­мальная концентрация Sr всегда обнаруживается в органах (про­дуктах), физиологически богатых кальцием (кости, яичная скорлу­па), а максимальная концентрация Cs – в объектах, богатых ка­лием (например, мышцы).

Содержание Sr по отношению к кальцию в почвах, растениях, молоке и тканях животных выражают в стронци­евых единицах (СЕ). Под стронциевой единицей понимают отношение активности (Ки) Sr, содержащегося в 1 кг исследуемого образца, к концент­рации в нем кальция (г/кг).

Состояние радионуклидов в воде, почве и кормах

Среди многообразия форм состояния радионуклидов в почве выделяют водорастворимую, обменную, необменную и прочносвязанную необменную. Среди этих форм наибольшую роль играют первые две, посколь­ку они способны усваиваться растениями и мигри­ровать по биологической цепочке. Биологическая подвижность радионуклидов зависит от их физико-химических свойств, от свойств самой почвы (ее тип, минераль­ный состав, кислотность, содержание органических веществ, увлаж­ненность, и т.д.).

Наибольшей доступностью для растений обладает стронций, Cs, Се. Большое влияние на доступность радионуклидов для растений оказывает наличие в почве обменных катионов и кислотность. Чем больше в ней катионов, тем меньше биологическая подвижность радионуклидов, и наоборот. Закисление почв приводит к увеличению доступности радионуклидов для растений. С течением времени обменно-связанные радионуклиды могут превращаться в слаборастворимые соединения – фосфаты и карбо­наты, в результате чего их миграционная способность может сни­зиться.

В почве Sr связывается в основном за счет ионного обмена и сильно зависит от присутствия катионов Al, Fe, Ba, Ca, Mg. При увеличении в почве концентрации анионов фосфорной, сер­ной и угольной кислот сорбция стронция возрастает в результате образования труднорастворимых соединений с этими анионами. Глинистыми минералами почв может быть сорбировано до 99 % Sr. Органические вещества также оказывают существенное влия­ние на поведение этого нуклида, в частности он хорошо связывает­ся с сульфокислотами почв, что также снижает его способность к биологической миграции.

Попав в почву, радионуклиды способны мигрировать в горизон­тальном и вертикальном направлениях. При загрязнении цезием дер­ново-подзолистых песчаных почв около 40% его находилось в вер­хнем 4-сантиметровом слое. Остальные 60% равномер­но распределялись глубже по профилю. Большая подвижность радиоактивного цезия определяется тем, что это изотоп щелочного элемента – химического аналога важнейшего биоген­ного элемента калия, который в природных системах служит носи­телем изотопов цезия. В почвах, обогащенных органическими веществами (почвы ес­тественных низинных болотных экосистем), цезий способен про­никать на большую глубину (70-90 см). Микроорганизмы почвы снижают подвижность радионукли­дов в биологическом круговороте. Они могут связывать до 60% Cs и этим препятствовать его дальнейшей миграции по пище­вой цепочке.

Попавшие в растения радионуклиды концентрируются в корнях, в надземной части растений, преимущественно в стеблях, листьях, семенах и т.д. Состояние и обмен радионуклидов в органах и тканях животных зависят от многих причин, в том числе и от их физико-химических свойств, среди которых важная роль принадлежит их способности к комплексообразованию. Такие элементы, как стронций и кальций, не обладают сильно выраженной комплексообразующей способностью. В крови они свя­заны с белками. Кальция, связанного в крови белками, примерно в 2 раза больше, чем стронция. Изотопы редкоземельных элементов Y и Се обладают выраженной способностью к комплексообразованию и связыванию белками. Так 96 % полония, содержащегося в эритроцитах, связано с гемоглобином. Чем выше способность радионуклидов образовывать комплексы с белками, тем меньшая доля элементов переходит из организма ма­тери через плацентарный барьер в организм плода. Изменение температуры не оказывает суще­ственного влияния на связь Ca, Sr, Ba и Ra, а увеличение рН значительно сдвигает равновесное состояние в сторону упрочнения связи. Быстрый выход из крови редкоземельных элементов объяс­няется, по-видимому, тем, что их простые соли в крови находятся в виде коллоидных частиц или белковых комплексов, которые быст­ро захватываются ретикулоэндотелиальными клетками.

Железо относится к наиболее важным микроэлементам, облада­ющим каталитическими функциями. Транспорт железа в животном организме осуществляется путем соединения его со спе­циальным белком – трансферином, являющимся бета-глобулином. Каждая молекула трансферина спо­собна связать два иона Fe, определяя общую железосвязывающую способность сыворотки крови. Способность белков сыворотки крови и тканей связывать радионуклиды образу­ет следующий специфический ряд: Na = Cs = K < Sr < Са < Y = Се. Иттрий и церий в отличие от стронция связыва­ются главным образом органическим матриксом кости, а не мине­ральной фракцией. Введенный в организм Се быстро проникает в костную ткань, и свыше 90% его откладывается в коллагеновых волокнах кости, Y, Ce и Tu свя­зываются в костной ткани в основном минеральной фракцией. Опы­ты по изучению поведения в печени Ru показали, что уже через 3 ч после введения радионуклида он практически полностью связы­вается белком. Через сутки после поступления Ru в организм он образует связи белками всех фракций. Сравнительные исследования взаимодействия плутония (Ри), америция (Am) и кюрия (Cm) с белками сыворотки раз­личных млекопитающих и другими тканевыми структурны­ми компонентами. В клетках печени, семенников, над­почечников все три элемента связываются с лизосомными структу­рами. Ри способен прочно связываться с белками костной ткани вблизи клеток на эндостальной поверхности, что может быть одним из факторов. В первые 6-12 ч после затравки животным Ри очень быстро концентрируется в печени, интенсивно связываясь с ферритином (около 63%). В целом в белки и нуклеиновые кислоты включается 92% общего количества плутония, концентрирующего­ся в печени, образуя с ними довольно устойчивые комплексы.

Цезий в костной ткани локализуется на поверхности кристаллов, не включаясь в кристаллическую решетку, поэтому процесс варки костной ткани в составе мяса рыбы и животных способствует пере­ходу (до 70-80%) радионуклида в бульон. Следовательно, в случае загрязнения мяса животных и рыб Се можно существенно снизить поступление радионуклида в рацион человека, удаляя бульон.

При оценке физико-химического состояния стронция в молоке коров оказалось, что он подобно кальцию на 70-80% связан с казе­ином, и около 20% его представлено в виде фильтрующейся фор­мы. Причем стронций связан с казеином молока прочнее, чем каль­ций. В крови характер связи этих ионов имеет противоположную на­правленность.