Основы радиоэкологии

ФГБОУ ВПО

«Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»

 

 

 

Кафедра «Ботаника и экология»

 

 

 

РЕФЕРАТ

по  экологии

на  тему: «Основы радиоэкологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студентка 1-го курса

гр. Б-М-101

Иванова Светлана Сергеевна

 

 

 

 

Проверил:

старший преподаватель

каф. ботаники и экологии

Даулетов М.А.

 

 

 

Саратов-2013

 

 

Содержание

 

 

1.Предмет и задачи  радиоэкологии …………………………………………….       3

 

2.Виды излучений ……………………………………………………………….        6

 

3.Характеристика стронция  …………………………………………………….       12 

 

4.Техника радиационной безопасности при работе с

радиоактивными  веществами и загрязнениями 

внешней среды радионуклидами ……………………………………………       19

 

Список  литературы ………………………………………………………….        21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Предмет и задачи радиоэкологии

 

Радиационная безопасность населения - это состояние защищенности 
настоящего и будущего поколений от вредного для их здоровья воздействия 
ионизирующего излучения.

Проблема радиационной безопасности отражена в нормативной  базе 
законодательных актов. Это федеральные законы:

- от 9 января 1996года «О  радиационной безопасности населения»;

- от 21 ноября 1995 года «Об  использовании атомной энергии»; «Закон о 
государственной политике в области обращения с радиоактивными 
отходами»;

Федеральная целевая  программа «Отходы» на 1996-2000 годы от 13 
сентября 1996года;

Федеральная целевая  программа «Обращение с радиоактивными 
отходами».

Радиационная обстановка в Российской Федерации определяется 
следующими факторами:

- глобальным радиоактивным  фоном;

- загрязнением территорий  вследствие аварий на Чернобыльской АЭС 
(1986г.) и ПО «Маяк» (1957 и 1967гг.);

эксплуатацией предприятий  с ядерным топливом, ядерно- 
энергетических установок на судах, хранилищ радиоактивных отходов.

Радионуклиды - это радиоактивные атомы с данным массовым числом 
и атомным номером, а для изолярных атомов - с данным определенным 
энергетическим состоянием атомного ядра.

Ядра радионуклидов  нестабильны и способны к самопроизвольному 
превращению (распаду), приводящему к изменению их атомного номера и 
массового числа. Эта их способность получила название радиоактивности.

Распад   радиоактивных   ядер   сопровождается   ионизирующим излучением.

Ионизирующие излучения, проходя через различные вещества, вызывают ионизацию их молекул и  атомов. Так,  ионизация (превращение  нейтральных атомов и молекул в ионы) живой ткани человека и животных приводит к разрушению молекул и клеток ее составляющих.

 В настоящее время,  с точки зрения радиоэкологии,  большую опасность 
представляет повышенное содержание в биосфере биологически активных 
радиоизотопов (¹³⁷ Cs и    ⁹⁰ Sr. и др.), обладающих высокой радиотоксичностью, 
особенно при внутреннем поражении организма человека или животного,

Пути миграции радионуклидов  в организм человека различны. 
Подавляющая их часть поступает по пищевым цепям.

Основным   каналом,   через   который   происходит  вовлечение 
радионуклидов в пищевые цепи, является сельское хозяйство.

Растения могут загрязняться в процессе выпадения радионуклидов  из      воздуха (аэральный  путь загрязнения). В то же время  выпавшие 
радионуклиды попадают в почву, из почвы - в растения, и через растения в организм животного или человека. Основной источник поступления 
радионуклидов в организм человека - молоко и молочные продукты. В 
некоторых случаях с растительной пищей (овощи, злаки) может поступать в 
организм человека до 40-60%  ¹³⁷ Cs и    ⁹⁰ Sr.

По состоянию на март 1995года средняя плотность загрязненности почв 
Саратовской области ¹³⁷ Cs  составила 0,4 Кл/км², а плотность загрязненности 
отдельных участков достигала 1-2 Кл/км². Для оценки воздействия радиационного фактора на население России проводится работа по      радиационно-гигиенической паспортизации организаций и территорий страны.  Так, из 89 субъектов Российской Федерации паспорта территорий представили 79 субъектов (2000г). Анализ паспортов свидетельствует, что наибольший вклад в облучение населения вносят природные источники излучения до 69% суммарной дозы и медицинские источники - 30%. Техногенные источники - глобальные выпадения, аварийные ситуации составляют лишь 1%. Доля техногенных источников в субъектах Российской Федерации, затронутых аварией на ЧАЭС заметно выше, например, в Брянской области до 12%, а в Калужской до 10%.

        Космическое излучение и излучения  природных радионуклидов, 
содержащихся в почве, воде и воздухе - это основные компоненты фонового 
излучения, т.е. такого уровня радиации, к которому адаптирована 
совершенная биота (растительные и живые организмы).

Уровень природной радиоактивности  обусловлен присутствием в 
биосфере радионуклидов и зависит от региональных особенностей 
породообразования. В различных областях биосферы естественный фон 
изменяется в 3-4 раза. Наименьшая его интенсивность наблюдается у 
поверхности моря, а наибольшая - на больших высотах в горах.

При попадании в окружающую среду радионуклиды рассеиваются, но 
могут и концентрироваться живыми организмами при движении по пищевым 
цепям.

Химические свойства радиоактивных изотопов сходны с  химическими 
свойствами нерадиоактивных изотопов того же элемента и поэтому 
накопление радионуклида в организме не связано с его радиоактивностью.

Некоторые радионуклиды накапливаются в организме благодаря  своему 
химическому сродству с биогенными элементами, необходимыми организму. 
Так, например, изотоп ⁹⁰Sr включается в круговорот подобно кальцию, а 
радиоактивный изотоп ¹³⁷Cs - подобно калию.

В настоящее время  радиационный фон на Земле быстро меняется в 
значительной степени из-за хозяйственной деятельности человека.

В биосферный цикл во все  более возрастающих количествах  поступают 
различные искусственные радионуклиды, образующиеся при эксплуатации 
атомных электростанций и в результате испытаний ядерного оружия. В 
количественном отношении образующиеся при этом радионуклиды в ряде 
случаев уже значительно превышают фоновый уровень своих естественных 
аналогов.

 

2. Виды излучений

 

Радиоактивное вещество, попадающее в атмосферу, в конечном счете, концентрируется в почве. Через несколько лет после  радиоактивных 
выпадений на земную поверхность поступление радионуклидов в растения 
из почвы (корневое загрязнение растений) становится основным путем 
попадания их в пищу человека и корм животных.

При аварийных ситуациях, как показала авария на ЧАЭС, уже  на второй 
год после выпадения, основным путем попадания радиоактивных веществ в 
пищевые цепи было поступление радионуклидов из почвы в растения через 
их корневую систему.

Величины перехода ¹³⁷ Cs и    ⁹⁰ Sr из почвы в растения прежде всего зависят от типа почв.

Наиболее высокие уровни загрязнения наблюдаются на дерново- 
подзолистых почвах, особенно легкого гранулометрического состава, 
меньше на серых лесных почвах и сероземах и самые низкие - на 
черноземах.

Однако на почвах одного и того же типа, в зависимости  от их свойств, 
накопление радионуклидов растениями также может сильно изменяться.

Например, содержание   ⁹⁰ Sr на единицу массы урожая яровой пшеницы, 
выращенной на дерново-подзолистых почвах, варьирует в 5 раз, на серых 
лесных почвах - в 2 раза, на каштановых - в 3 раза, на сероземах - в 1,5 раза

и на черноземах - в 3 раза.

Для ¹³⁷ Cs  эти различия еще более резко выражены, чем для    ⁹⁰ Sr. 
Размеры, в которых радионуклиды могут переходить через звено почва- растения в другие биологические объекты, зависят от тех свойств почвы, 
которые обуславливают поглощение радионуклидов почвами и закрепление 
их в поглощенном состоянии.

Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно 
больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных или 
слабощелочных. В кислых почвах повышается подвижность ¹³⁷ Cs и    ⁹⁰ Sr, 
снижается прочность их закрепления в почве и поэтому увеличивается 
доступность их растениям. Внесение карбонатов кальция, калия или натрия в

кислую дерново-подзолистую  почву в количествах эквивалентных 
гидролитической кислотности снижают размеры накопления долгоживущих

радионуклидов ¹³⁷ Cs и    ⁹⁰ Sr в урожае.

Существует тесная обратная зависимость накопления ⁹⁰ Sr в растениях от  содержания в почве обменного кальция, т.е. поступление ⁹⁰ Sr уменьшается с 
увеличением содержания обменного кальция в почве.

На почвах с высоким  содержанием обменного кальция (20-25 мг-экв на 
100г почвы) поступление ⁹⁰ Sr в растения мало зависит от изменения содержания кальция в почве. При одном и том же количестве обменного кальция в почве, но неодинаковом содержании калия и гумуса, накопление   ⁹⁰ Sr может быть различным.

На величину перехода ¹³⁷ Cs  из почвы в растение прежде всего влияет 
сумма обменных катионов. На почвах с низкой суммой поглощенных 
оснований, как правило, радионуклиды поступают в растения более 
интенсивно, чем на почвах, имеющих более высокую сумму обменных 
катионов. Например, на почве с высокой суммой поглощенных оснований 
(14,5мг-экв на 100г почвы) в растениях накапливалось примерно в 25 раз 
меньше ¹³⁷ Cs , чем на почве с низкой суммой поглощенных оснований (2,1мг- 
экв на 100г почвы).

Из состава обменных катионов на поступление ¹³⁷ Cs  из почвы в растение

сильнее всего влияет обменный калий. С увеличением содержания подвижных форм калия в почве  в большинстве случаев

уменьшается накопление  ¹³⁷Cs в растениях. Однако для ряда почв 
зависимости между этими параметрами не наблюдается.

Кислотность почв также в известной  мере влияет на поступление ¹³⁷Cs в 
растения. Из кислых почв радиоактивные изотопы цезия поступают в 
растения более интенсивно, чем из почв, слабокислых, поэтому 
нейтрализация кислотности почв внесением углекислых солей резко снижает 
содержание ¹³⁷Cs в урожае.

Как уже отмечалось, на почвах тяжелого гранулометрического состава с 
высоким содержанием физической глины и ила радионуклиды в значительно 
меньших количествах накапливаются в растениях, чем на почвах легкого 
состава.

Например, из дерново-подзолистой  тяжело суглинистой почвы, при прочих равных условиях, в растения поступает  в 2-3 раза меньше ⁹⁰ Sr, чем из дерново- 
подзолистой среднесуглинистой почвы, и примерно на порядок меньше, чем из 
супесчаной почвы. Это обусловлено тем, что мелкие фракции почв (физическая 
глина, ил) характеризуются высокой емкостью поглощения вследствие большой 
удельной поверхности, повышенным содержанием гумуса и кальция, магния и 
с увеличением размера фракций содержание в почвах гумуса, кальция- 
и       падает.

Гранулометрический состав почв сильнее влияет на поступление  в растения 
¹³⁷Cs, чем на накопление⁹⁰ Sr . Это обусловлено спецификой сорбции ¹³⁷Cs в почвах и, в частности, необменной сорбцией (поглощением) его в некоторых 
глинистых минералах. Уменьшение содержание этого радионуклида в урожае 
находится в прямой пропорциональной зависимости от размера механических 
фракций. Самое низкое количество ¹³⁷Cs в урожае овса наблюдается при внесении в песок глинистой фракции. Содержание ¹³⁷Cs на единицу сухой 
массы, как и по отношению к калию в урожае овса, выращенного  на кварцевом 
песке без добавления и с добавлением глинистых фракций,  в 9 раз.

Поступление   радионуклидов   в   растения   зависит   также   от 
почвообразующих минералов и глин.

Минералы  монториллонитовой  группы (асконит, гумбрит), а также  слюды и гидрослюды (финогопит, вермикулит), обладая способностью к необменному  поглощению радионуклидов, снижают  их поступление в растения.

Минералогический состав, как и гранулометрический, сильнее влияет на 
поступление в растения ¹³⁷ Cs и    ⁹⁰Sr.