Экспозиционная доза и нагрузка.
Радиоэкология изучает поведение радиоактивных веществ в биосфере и их влияние на нее. Перенос радио нуклидов исследуется начиная с их появления в абиотической части биосферы. Прослеживается их попадание, распределение и распространение среди индивидуумов и накопление в цепях питания вплоть до конечных консументов (экологический экспозиционный путь).
Нуклиды могут влиять на любую трофическую ступень биоценоза.
На физически экспозиционном пути радионуклиды покидают промышленные установки через дымовые трубы или со сточными водами и непосредственно облучают живые организмы (внешнее облучение, затопление).
Из-за малой глубины проникания β - излучение повреждает только кожу, у - излучение пронизывает все тело. На рабочих местах, где работают с радиоактивными веществами, они могут непосредственно попадать на поверхность тела (внешнее поражение). Физиологически экспозиционным путем радионуклиды попадают в тело при вдыхании (ингаляции) газообразных веществ, аэрозолей и с пищей, распределяются в нем и облучают организм изнутри (внутреннее облучение).
В качестве важнейших путей проникания различают следующие наиболее опасным представляется:
- путь пастбище — корова — молоко, по которому из-за быстрых и крупных кругооборотов (свежее молоко) даже коротко живущие нуклиды (1-131 с периодом полураспада 8 дней) попадают детям;
- на пути корм — мясо (рыба) — человек нуклиды достигают высокой степени накопления после прохождения через множество живых организмов трофические ступени и отложения в мускулах и внутренних органах, таких как печень;
- по пути растение — человек нуклиды вследствие выбросов и после искусств, орошения попадают в организм;
- на пути источник эмиссии — пища — конечный потребитель радиоизотопы в зависимости от их типа и типа воспринимающего их органа накапливаются по-разному; в органах человека, если принять воздух за исходную единицу, они распределяются и накапливаются так:
- в носоглотке — в 2 раза,
- в бронхах — в 3,
- а легких — в 4,
- в крови — в 10 раз больше.
Рu - изотопы без какого-либо влияния накапливаются в лимфатических узлах. l - изотопы накапливаются в щитовидной железе в полном соответствии с ее функциональным назначением, что часто используют в радиологических экспериментах с этим органом.
Экспозиционная доза и нагрузка
Если накопление происходит в органах (например, Sr-90 в костях), которые не играют существенной роли при питании следующего консумента, то оно экологически менее значимо. Коэффициент накопления может изменяться от 1 до 1 млн (Р-32 в нитчатых водорослях Белого моря: 850 000).
Высокие значения были измерены у микроорганизмов и водорослей для таких радионуклидов, как Р-32 (внедрение в фосфат), С-14 (все органические молекулы) и Н-3 (Н20 и все органические молекулы). Интенсивно накапливаются изотопы с химическим свойствами, схожими со свойствами элементов питания клетки, при вступлении с последними в конкурентную борьбу, например Sr-90 с Са в костях и Cs-134 с К — в нервных клетках. Прохождение радионуклидов в экосистеме зависит от структуры почвы, которая связывает атомы по-разному.
Проникание в биоценоз зависит от вида растений, их возраста, температуры и влажности и определяется составом питательных веществ в почве.
Переход их в консументы, в свою очередь, зависит от вида и возраста последних. Он определяется условиями питания и снабжением витаминами и полезными микроэлементами.
Хорошее обеспечение Са предотвращает накопление Sr-90 в костях. Если щитовидная железа обеспечена нейтральным йодом в достаточном количестве, 1-131 не накапливается. По этой причине в стратегических запасах есть таблетки йода для проведения профилактики населения при возможных несчастных случаях.
Для оценки перехода нуклидов из почвы в растения виз растений к консументам разработаны коэффициент перехода (трансфер-факторы), которые трудно рассчитать для биоценозов из-за многочисленных переменных, включаемых в расчет. Они позволяют определить активность продукта, например молока, по сравнению с активностью исходной массы, в данном случае корма. Растения переносят различные виды излучения по-разному.
Задержки роста и отмирание могут сильно сузить видовой спектр. Животные более чувствительны, чем растения, и реагируют по-разному в зависимости от стадии их развития.
Личинки насекомых погибают уже при дозе 2 Гр, взрослые животные при дозе 50 — 8Р Гр становятся стерильными и погибают при 500 — 1000 Гр. Уровень наносимого вреда снижается от высших позвоночных к низшим и насекомым, с минимумом у одноклеточных. Сужение видового спектра изменяет биотопы и, в конечном итоге — экосистемы.
Доза 20 — 30 мГр/суТ снижают количество видов; 200 — 300 мГр/сутки ослабляют лиственные деревья, снижая их иммунитет по отношению к вредным насекомым. Эко аккумуляция нуклидов в водоемах повышает фактор опасности, а многообразие видов сводится к низким трофическим ступеням и резко сокращается.
