- •Реферат
- •2012 Р.
- •Закономерности перемещения радиоактивных веществ в биосфере
- •Состояние радионуклидов в воде, почве и кормах
- •Некорневое поступление радионуклидов в кормовые культуры и загрязнение ими продукции животноводства
- •Миграция радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам
- •Поступление радионуклидов в молоко животных
- •Поступление радионуклидов в яйца кур-несушек
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.