План
Розділ І. Антропогенна радіонуклідна аномалія — визначення та причини
І.1. Радіонукліди штучного походження
І.2 Природні радіонукліди
Розділ ІІ. Радіобіологічні ефекти у рослин
ІІ.1. Нагромадження радіонуклідів у компонентах фітоценозу
Розділ ІІІ. Тератогенез в зоні антропогенної радіонуклідної аномалії
ІІІ.1. Частотний аналіз морфогенетичних змін у рослин, що виростають у зоні підвищених рівнів хронічного опромінення
ІІІ.2. Відбудовні процеси у багаторічних рослин, які виростають у зоні радіонуклідної аномалії
ІІІ.3. Мутагенна дія
ІІІ. 4. Дія на рослини інкорпорованих радіонуклідів
Розвиток атомної промисловості, випробування ядерної зброї, аварії на атомних реакторах різного походження призводять до локальних підвищень рівня діючих радіаційних доз і до глобального збільшення фону іонізуючих випромінювань. Істотне підвищення радіаційного фону на значних територіях викликала аварія на Чорнобильській атомній електростанції – найбільша в історії ядерної енергетики. Вона стала причиною забруднення радіонуклідами більше 100 тис. км2 на території СНД, де мешкає близько 4 млн. чоловік.
Після аварії на ЧАЕС особливої актуальності набула проблема про тривалі й віддалені ефекти опромінення в низьких дозах. Існуючі експериментальні дані не дозволяють дати достатньо науково обґрунтований прогноз генетичної небезпеки підвищеного фону радіації в забруднених радіонуклідами районах. Ризик впливу на здоров’я людини малої кількості радіоактивних речовин, які містяться в повітрі, воді, грунті, їжі, недооцінюється приблизно в 100-1000 разів.
Актуальність теми. Серед численних антропогенних та природних чинників, які шкідливо впливають на біоценози та на людину, важливим залишається радіоактивне забруднення. Результати багатьох радіологічних досліджень свідчать, що значну небезпеку для людини створюють малі дози іонізуючого випромінювання.
Одним з головних наслідків Чорнобильської аварії є значні рівні та величезні масштаби забруднення довгоживучими радіонуклідами агроценозів з різноманітними екологічними характеристиками. Для сучасної, відновлювальної стадії поставарійного періоду основним механізмом забруднення сільськогосподарської продукції є надходження радіонуклідів в рослинну ланку з ґрунту.
Внаслідок надходження радіонуклідів у навколишнє середовище в процесі виробництва ядерної енергії дослідження міграції радіонуклідів у рослинах і ґрунтах залишаються надзвичайно актуальними. На особливу увагу заслуговують дослідження з вивчення поведінки рослин в умовах антропогенної радіонуклідної аномалії.
Розкриття системи взаємодій "ґрунт-рослина", що обумовлюють радіонуклідне забруднення продуктів харчування, є одним з основних в сучасній системі заходів, направлених на зменшення дозових навантажень людини.
Виявлена значна несталість нагромадження радіонуклідів рослиною та залежність від комплексу фізико-хімічних, кліматичних, геохімічних, та біологічних. Разом з тим залишаються маловідомими біологічні механізми, що визначають видоспецифічність нагромадження та його високу пластичність в залежності від факторів довкілля. Недостатньо визначеними є й радіаційні наслідки ґрунтового надходження радіонуклідів у трофічні ланцюжки за умов розмаїття природних характеристик та рівнів забруднення агроценозів. Кількісний аналіз внеску ґрунтового шляху у формування потоку радіонуклідів “ґрунт-людина” проведено у ряді сучасних екологічних дозових моделей. Вони застосовувалися для відповідних оцінок у гострому періоді радіоактивних випадінь та менш пристосовані до умов тривалої відновлювальної стадії, коли значну роль в формуванні та розвитку радіаційної ситуації починає відігравати різноякісність природних характеристик забрудненого середовища — клімат, тип ґрунту, рівень зволоження. Такі оцінки стають можливими при врахуванні комплексу факторів, що визначають інтенсивність включення радіонуклідів в рослину, як початкову ланку переважної більшості трофічних ланцюжків.
Унікальність радіоекологічної ситуації в Україні та значимість ланки "рослина" у визначенні радіаційних наслідків забруднення агроценозів обумовило напрямки досліджень при виконанні курсової роботи.
Відомо, що радіонукліди, після надходження у ґрунт, поглинаються його компонентами, в результаті чого їхні концентрації у ґрунті значно знижуються, в той же час вміст радіонуклідів у рослинності, може зрости у тисячі і десятки тисяч разів. Через це, знаючи основні параметри динаміки формування радіаційної ситуації і розподілу радіонуклідів в компонентах цих екосистем, можна з достатньою ймовірністю визначити розмір і скласти прогноз радіоактивного забруднення рослинності і, у разі необхідності, задіяти комплекс контрзаходів зі зниження існуючого рівня забруднення рослинних об¢єктів, що, відповідно, сприятиме зменшенню дозового навантаження на людину через шлях ґрунт-рослина-продукти харчування.
Мета і завдання дослідження.Мета роботи – визначення характерних рис антропогенної радіонуклідної аномалії, радіоекологічного стану та параметрів розподілу і накопичення радіонуклідів рослинами України
Для досягнення поставленої мети передбачалося вирішити такі завдання:
визначити характерні риси формування радіаційного стану та антропогенної радіонуклідної аномалії в рослинності України;
визначити параметри поглинання і перерозподілу 90Sr, 137Сs, 3Н рослинами та їх наслідки;
визначити особливості міграції радіонуклідів в агроценозах України;
Об’єкт дослідження. Шляхи та фактори формування радіаційного стану та аномальної радіонуклідної аномалії в рослинних екосистемах України; міграція штучних радіонуклідів в рослинах.
Предмет дослідження. Рослинність України та вплив на неї антропогенної радіонуклідної аномалії.
Методи дослідження. Загальнотеоретичні методи наукового пізнання, дослідження в галузі радіоекології та АПК, економіки природокористування та охорони навколишнього середовища. Для вирішення поставлених завдань використовувалися такі основні методи: монографічний (вивчення існуючих підходів до оцінки земель), абстрактно-логічний (теоретичні узагальнення та формування висновків) та метод узагальнення.
Практичне значення. Результати роботи допомагають зрозуміти спадкові зміни в рослинах при радіонуклідному забрудненні оточуючого середовища, поглиблюють знання про наслідки впливу низьких доз опромінення факторів у віддалені строки. Результати курсового дослідження можуть бути використані при розробці екологічних програм рослинності, а також, при подальшому дослідженні даної проблематики.
Структура курсового дослідження. Курсова робота складається зі вступу, трьох розділів, які в свою чергу містять підрозділи, висновків і списку використаних джерел та літератури.
Розділ 1. Антропогенна радіонуклідна аномалія — визначення та причини
Інтенсифікація промислового виробництва в другій половині XX ст. привела до появи на планеті великої групи антропогенних радіонуклідів. Їхня сумарна активність у середньому порівнянна з активністю природного радіоактивного фону, але на деяких ділянках техногенного радіоактивного фону може істотно перевищувати його. Антропогенні радіонукліди утворюють дві основні групи: штучні радіонукліди, одержувані в результаті ядерних реакцій, і природні, або природні радіонукліди (уран, торій і продукти їхнього розпаду), концентрація яких на земній поверхні різко зросла за рахунок екологічних процесів, пов'язаних з переміщенням їх з більш глибоких зон земної кори (наприклад видобуток урану). Цей розподіл умовний, оскільки легкі радіонукліди, які утворюються в природних умовах, можуть бути отримані й штучними шляхом наприклад, тритій утворюється в навколишньому середовищі (у результаті ядерних реакцій хімічних елементів з космічним випромінюванням) і в реакціях, штучно викликаних розподілом або синтезом ядер. Стронцій-90 також виникає в навколишньому середовищі при спонтанному розподілі урану-238 і може бути отриманий штучно. [3, 14-15]
1.1. Радіонукліди штучного походження
Штучні радіонукліди не властиві біосфері, вони з'явилися лише із середини XX ст. у результаті розвитку ядерних технологій військового й цивільного застосування.
Радіоактивні речовини, які утворюються в результаті ядерного вибуху, представлені в основному продуктами розподілу урану-238 і плутонію-239, що не вигоріли ядерним паливом і матеріалами з наведеною активністю.
Залежно від часу, що пройшов з моменту вибуху до осідання часток на земну поверхню, радіоактивні випадання діляться на три види.
1. Ближні, або локальні випадання представлені відносно великими (більше 100 мкм.) частками, що осідають на землю переважно під дією сили ваги. Локальні випадання починаються відразу після вибуху й тривають протягом наступних 12 діб, охоплюючи в міру переносу радіоактивної хмари вітром усе більш велику територію. У результаті локальних випадань на земній поверхні утворюється радіоактивний слід шириною в кілька десятків і довжиною в кілька сотень кілометрів. Великі частки, що осідають під дією сили ваги, попадають безпосередньо на земну поверхню, у т.ч. на рослинність і тварин, обумовлюючи їхнє поверхневе забруднення. Вважається, що при наземних ядерних вибухах мегатонної потужності на ближні випадання доводиться до 80 %, а при атмосферних близько 10 %.
2. Проміжні, або тропосферні випадання представлені дрібними частками (кілька мікрометрів і менш). Ці частки формуються в тропосфері, нижче тропопаузи, на висоті 1116 км. Період напіввиведення цих часток із тропосфери становить 2030 доби. На тропосферні випадання при наземних вибухах мегатонної потужності доводиться 5%.