Загрязнение и здоровье окружающей среды (стр. 7 из 11)

Как и в большинстве других сложных ситуаций в нашей современной жизни, здесь трудно дать какие-либо четкие рекомендации. Звуки неразрывно связаны с жизнью людей; многие звуки, как природные (пение -птиц), так и производимые человеком (музыка), приятны и нужны. Опять-таки, как и во всех прочих аспектах загрязнения, проблема возникает, когда какое-то благо оказывается в избытке. При этом обычно двумя величайшими преградами на пути к разрешению проблемы являются: 1) неосведомленность общественности относительно существующей опасности и 2) .медлительность или бездействие, в основе которых лежит «сиюминутная» экономическая выгода. Для того чтобы действительно справиться с такой проблемой, как шум от аэропорта, нужно одновременно и притом постоянно делать две вещи: I) снижать, насколько это технически возможно, шум у самого его источника и 2) установить вокруг аэропорта 15-километровую зону, в пределах которой категорически запрещено строительство жилых домов или предприятий.

Обширный «зеленый пояс» ферм и лесов вокруг аэропортов для реактивных самолетов служил бы не только для поглощения шума, но также для очистки воздуха, производства пищи и волокна и как зона отдыха! Подобное двойное наступление на проблему соответствует тому, что экологи называют «экосистемным мышлением».

Борьба с шумом — хорошее занятие для молодого поколения не только потому, что оно само невольно способствует повышению уровня шума (например, пропущенная через усилители рок-музыка), но, что более важно, потому, что окружающая среда, свободная от ненужного шума, вероятно, была бы лучше и в других отношениях.

Другие виды загрязнения

РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Радиационная экология занимается радиоактивными веществами и радиоактивным излучением в связи с окружающей средой. Существуют два разных аспекта радиационной экологии, требующие различных подходов: I) воздействие излучения на особей, популяции, сообщества и экосистемы; 2) судьба радиоактгданых веществ, лопавших в 'окружающую среду, и механизмы, посредством которых экологические сообщества и популяции регулируют распространение радиоактивности. Испытания атомного оружия добавили в глобальном масштабе искусственную радиоактивность к естественной, которая существует в природе. Хотя начиная с 1962 г. испытания ядерного оружия были значительно сокращены, опасность атомной войны сохранилась. Непрерывное развитие ядерной энергетики в мирных целях, которое должно ускоряться по мере исчерпания запасов горючих ископаемых, будет сопровождаться увеличением количества радиоактивных отходов, за которыми нужно непрерывно наблюдать и с которыми нужно бороться, как и с другими опасными загрязнителями. Вместе с тем нельзя забывать, что радиоактивные индикаторы представляют собой очень ценный метод исследования. Подобно тому (как все типы микроскопов расширили наши возможности исследовать структуру, все виды меток расширили наши возможности в смысле исследования функций. О пользе меток много говорилось в первой части.

КРАТКИЙ ОЧЕРК ВАЖНЫХ ДЛЯ ЭКОЛОГИИ КОНЦЕПЦИЙ И ТЕРМИНОВ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

Типы ионизирующего излучения

Излучение с очень высокой энергией, которое способно отнимать электроны от атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим излучением в отличие от света и большей части солнечной радиации, которые не обладают способностью к ионизации. Полагают, что ионизация является основной причиной радиационного повреждения цитоплазмы и что степень повреждения пропорциональна числу пар ионов, образовавшихся в поглощающем веществе. Источником ионизирующего излучения служат радиоактивные вещества, содержащиеся в горных породах; кроме того, оно поступает из космоса. Те изотопы

элементов, которые испускают ионизирующее излучение, называются радиоактивными изотопами.

Из трех видов ионизирующего излучения, имеющих важное экологическое значение, два представляют собой корпускулярное излучение (альфа- и бета-частицы), а третье — электромагнитное (гамма-излучение и близкое ему рентгеновское излучение). Корпускулярное излучение состоит из потока атомных и субатомных частиц, .которые передают свою энергию всему, с чем они сталкиваются. Альфа-частицы, или ядра атома гелия, имеют огромные по сравнению с другими частицами размеры. Правда, длина их пробега в воздухе составляет всего несколько •сантиметров, их можно остановить листком бумаги или слоем омертвевшей кожи человека. Однако, будучи остановленными, они вызывают сильную локальную ионизацию. Бета-частицы — это быстрые электроны. Их размеры гораздо меньше, длина их пробега в воздухе равна нескольким метрам, а в ткани — нескольким сантиметрам. Свою энергию они отдают на протяжении более длинного следа. Что касается ионизирующего электромагнитного излучения, то оно сходно со световым, только длина волны у него короче (фиг. 48). Оно проходит в воздухе большие расстояния и легко проникает в вещество, высвобождая энергию на протяжении длинного следа (рассеяние излучения). Гамма-лучи, например, легко проникают в живые ткани; они могут .пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, или же могут вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути. Действие гамма-лучей зависит от их числа и энергии, а также от расстояния между организмом и источником излучения. Важные свойства альфа-, бета- и гамма-излучения схематически показаны на фиг. 222. Таким образом, в последовательности: альфа-, бета- и гамма-излучение, проницаемость возрастает, а плотность ионизации и локальное повреждение уменьшаются. Поэтому биологи нередко называют радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бета-частицы, «внутренними излучателями», так как они обладают наибольшим эффектом, будучи поглощены, заглочены или оказавшись

Фиг. 222. Сравнение трех типов ионизирующего излучения, представляющих наибольший экологический интерес.

Показана относительная проникающая способность и специфический ионизационный эффект. Это чисто качественная схема, совершенно не отражающая количественных соотношений. А. Источник излучения снаружи. Б. Источник излучения внутри.

каким-то иным способом внутри или вблизи живой ткани. Радиоактивные вещества, испускающие преимущественно гамма-лучи, относят к «внешним излучателям», так как это проникающее излучение, которое может оказывать действие, когда ее источник находится вне организма. Некоторые другие типы излучения также представляют хотя бы косвенный интерес для эколога. Нейтроны — это крупные незаряженные частицы, которые сами по себе не вызывают ионизации, но, выбивая атомы из их стабильных состояний, создают наведенную радиоактивность в нерадиоактивных материалах или тканях, сквозь которые они проходят. При равном количестве поглощенной энергии «быстрые» нейтроны вызывают в 10, а «медленные» — в 5 раз большие поражения, чем гамма-лучи. С нейтронным излучением можно встретиться вблизи реакторов и в местах ядерных взрывов, но, как указано выше, они играют главную роль при образовании радиоактивных веществ, которые затем широко распространяются в природе. Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитное излучение, очень близкое гамма-лучам, но образующееся на внешних электронных оболочках, а не в ядре атома и не испускаемое радиоактивными веществами, рассеянными в окружающей среде. Так как действие рентгеновских и гамма-лучей одинаково и так как рентгеновские лучи легко получать на специальной установке, их удобно применять при экспериментальном изучении особей, популяций и даже небольших экосистем. Космические лучи — это излучение, приходящее к нам из космического пространства и состоящее из корпускулярной и электромагнитной компонент. Интенсивность космических лучей в биосфере мала, однако они представляют собой основную опасность при космическом путешествии. Космические лучи и ионизирующее излучение, испускаемое природными радиоактивными веществами, содержащимися в воде и почве, образуют так называемое! фоновое излучение, к которому адаптирована ныне существующая биота. Возможно, что поток генов в биоте поддерживается благодаря наличию этого фонового излучения. В разных частях биосферы естественный фон различается в три-четыре раза. В этой главе мы сосредоточим внимание главным образом на искусственной радиоактивности, которая добавляется к фону.

Единицы измерений

Для изучения радиационных явлений необходимы два типа измерений: I) измерение количества радиоактивного вещества по числу происходящих распадов; 2) измерение дозы излучения в терминах поглощенной энергии, которая может вызвать ионизацию и повреждения.

Основной единицей активности служит кюри (Ки), определяемое как такое количество радиоактивного изотопа, в котором каждую секунду распадается 3,7-1010 атомов, т. е. происходит 2,2-1012 актов распада в минуту. Реальный вес вещества, соответствующего одному кюри, очень различен у долгоживущих, т. е. медленно распадающихся, и у коротко-живущих, т. е. быстро распадающихся, изотопов. Например, для радия 1 Ки соответствует 1 г, а для только что образовавшегося радиоактивного натрия — гораздо меньшее количество, около 10~7 г! С биологической точки зрения 1 Ки — активность довольно высокая, и поэтому на практике широко пользуются более мелкими единицами: милликюри (мКи) = 10~3 Ки; микрокюри (мкКи) = 10~6 Ки; нанокюри (нКи) = = 10~9 Ки; пикокюри (пКи) = 1012 Ки. Возможный диапазон активностей так велик, что следует быть очень внимательным к запятым в десятичных дробях. Активность, выраженная в кюри, показывает, сколько альфа- или бета-частиц или гамма-лучей испускает источник радиоактивности, но это ничего не говорит о действии, которое они производят на организмы, попавшие «под обстрел».