Екологія радіаційна

ЕКОЛО́ГІЯ РАДІАЦІ́ЙНА — наука, яка досліджує роз­поділ, міграцію і кругообіг радіо­активних речовин в екосистемах та у біо­сфері в цілому, а також вплив іонізуючого ви­промінюва­н­ня, зумовленого наявністю радіо­активних речовин у довкіл­лі, на біо­геоценози. Ін. назва — радіо­екологія. Е. р. роз­глядають і як роз­діл радіобіології, і як самост. науку, що сформувалася на межі екології й радіобіо­логії. Ві­домості з Е. р. наявні в працях В. Вернадського, присвяч. біо­геохімії радіо­актив. речовин, та Ю. Стокласи. У 30–40-х рр. 20 ст. інтенсивно роз­вивалася ядерна фізика, осн. зав­да­н­ням якої було роз­щепле­н­ня урану. Ф. та І. Жоліо-Кюрі встановили можливість отрима­н­ня штуч. радіо­актив. ізотопів. Під час 2-ї світової війни побудовано атомні реактори та створ. атомні бомби. Загибель і захворюва­н­ня сотень тисяч людей Гіросіми й Наґасакі внаслідок за­стосува­н­ня США атом. бомб спричинили необхідність ви­вче­н­ня дії радіонуклідів та іонізуючого ви­промінюва­н­ня на вищі організми й роз­робле­н­ня заходів захисту. Е. р. продовжила формува­н­ня в серед. 50-х рр. 20 ст. у звʼязку з роз­витком атом. промисловості та екс­перим. вибухами ядер. бомб, які викликали глобал. за­брудне­н­ня довкі­л­ля радіонуклідами (стронцію, цезію, плутонію, вуглецю та ін.). Зі створе­н­ням атом. реакторів, з початком за­стосува­н­ня штуч. радіонуклідів у нар. госп-ві стали можливими їх потрапля­н­ня у природне середовище та міграція у біол. обʼєктах і харч. ланцюгах. Окрім того, ви­пробува­н­ня ядер. при­строїв у повітрі, воді та на землі (1945–63) під­вищили радіац. фон Землі порівняно з поперед. роками у 2–3 рази. Від 1963 ядерні ви­пробува­н­ня у всіх середовищах (крім під­земних) заборонено, однак залишк. глобал. випаді­н­ня радіонуклідів продовжуються за рахунок довготривалих страто­сфер. процесів пере­носу. Дослідж. з Е. р. стосуються малих потужностей хроніч. (довготривалого) зовн. та внутр. опроміне­н­ня біоти. У природ. умовах організми опромінюють природні джерела іонізуючого ви­промінюва­н­ня, які створюють природ. радіо­актив. фон, — космічні промені, ви­промінюва­н­ня природ. радіонуклідів (урану, радію, торію тощо), а також за­брудне­н­ня біо­сфери штуч. радіонуклідами. Деякі рослини та тварини здатні на­громаджувати у жит­тєво важливих органах і тканинах радіонукліди, що впливає на їхню міграцію у біо­сфері й призводить до під­силе­н­ня внутр. опроміне­н­ня організмів. Процес на­громадже­н­ня радіонуклідів у біоті характеризують коефіцієнтом на­громадже­н­ня (КН), який ви­значають як від­ноше­н­ня концентрації радіонукліда у біо­масі до концентрації радіонуклідів у ґрунті, воді, звідки біота їх по­глинає. Для наземних рослин КН може мати значе­н­ня від 0,001 до 10 одиниць і більше; для водних організмів (гідробіо­нтів) — від 0,1 до 100 тис. одиниць і більше. При великих значе­н­нях КН та знач. вмісті радіонуклідів у ґрунті, воді, дон­них від­кладах біота у водних і наземних екосистемах може отримувати високі дозові навантаже­н­ня. Напр., вміст біо­ген. радіонукліда Cs-137 у біоті в кількості 1 МБк/кг спроможний сформувати дозу опроміне­н­ня понад 4 Гр/рік. Під­вищені дози опроміне­н­ня (0,1–4 Гр/рік) впливають на генет. апарат клітин, призводять до зро­ста­н­ня темпів спадк. мінливості (зро­стає кількість мутацій); високі дози опроміне­н­ня (4–100 Гр/рік) знижують жит­тє­здатність організмів, спричиняють вимира­н­ня найчутливіших до іонізуючої радіації видів, що може викликати зміну структури біо­ценозів (сукцесії — втрати деяких видів) та загостре­н­ня між­видових спів­від­ношень у них. Найбільший вплив на біоту екосистем виявлено у випадках знач. радіац. та ядер. аварій. Це, насамперед, тепловий вибух місткості з радіо­актив. від­ходами на Уралі (Киштим. аварія, 1957) і глобал. ядерна ката­строфа на ЧАЕС. Тут виявлено високі рівні радіонуклід. за­брудне­н­ня екосистем (1000 Кі/км² та вище; одиниця активності Кі становить 3,7 × 10¹⁰), які спричинили загибель знач. популяцій сосни і ялини (т. зв. рудий ліс), різкі колива­н­ня чисельності польових мишей, риб та ін. Доза, яку отримувала біота внаслідок цих аварій, сягала 10–100 Гр, що й при­звело до знач. біол. ефектів. Ви­вче­н­ня наслідків ядер. аварій активізувало роз­виток Е. р. та заг. екології. Зокрема виявле­н­ня закономірностей, що лежать в основі цих радіоекол. процесів, має велике значе­н­ня для за­стосува­н­ня ви­промінювачів та ви­промінювань у нар. госп-ві. Вагомими є дослідж. міграції радіонуклідів у харч. ланцюгах (рослини–тварини–людина та ін.), поруше­н­ня екол. звʼязків у екосистемах, про­блем дез­активації за­бруднених ґрунтів та екосистем у цілому, пошук місце­знаходже­н­ня радіо­актив. руд, виявле­н­ня територій суші й акваторій, за­бруднених радіонуклідами тощо. Широке викори­ста­н­ня ядер. енергетики (15 працюючих блоків на АЕС України) та будівництво нових ядер. реакторів (добудова блоків на Рівнен. та Пд.-Укр. АЕС) свідчать про подальший роз­виток ядер. і радіац. технологій в Україні. Водночас це може спричинити локал. за­брудне­н­ня екосистем радіонуклідами навіть при нормал. роботі.

Виділяють під­роз­діли Е. р.: мор., прісноводна, наземна (ліс. та с.-г.), тварин і людини, а також гігієна радіаційна. Результати радіоекол. дослідж. вплинули на ухвале­н­ня між­нар. документів про заборону ви­пробувань ядер. при­строїв у повітрі, воді, на землі та про від­мову від викори­ста­н­ня ядер. зброї за умов війни (дослідж., що отримали назву «ядерна зима»). На основі цих дослідж. у промисловості та с. госп-ві роз­роблено жорсткі нормативи щодо вмісту радіонуклідів у довкіл­лі й систему заходів із захисту людини та екосистем від радіонуклід. за­бруднень. Об­ґрунтовано системи за­мкнених циклів у радіаційно небезпеч. виробництвах, системи очище­н­ня води та повітря, методи зберіга­н­ня й захороне­н­ня радіо­актив. від­ходів. Крім цього, Е. р. вирішує зав­да­н­ня заг. екології — встановлює заг.-екол. параметри та закономірності поводже­н­ня за­бруднювачів у довкіл­лі. Дослідж. темпів і параметрів міграції радіонуклідів харч. ланцюгами та елементами ландшафтів дає змогу оцінювати ці характеристики і для ін. за­бруднювачів, які значно складніше вимірювати й ви­вчати. Метод дослідж. екосистем за допомогою радіо­актив. речовин у сучас. екології називають методом трасерів. Ви­вче­н­ня поводже­н­ня та впливу великих кількостей радіонуклідів, що потрапили в довкі­л­ля внаслідок аварій, дає можливість встановлювати заг.-екол. закони поводже­н­ня та реакцій великих екосистем на дію різних за­бруднювачів.

Вагомий внесок у становле­н­ня та роз­виток Е. р. зробили рос. вчені М. Тимофєєв-Ресовський, Р. Алексахін, В. Клечковський, Ф. Тихомиров, М. Куликов, а також Я. Вікер, В. Шульц (США), С. Міт­тенар (Бельгія), Л. Фулькʼє (Франція) та ін. Діє Між­нар. спілка радіо­екологів. В Україні наук. дослідж. у цій галузі активізувалися після аварії на ЧАЕС. Зосереджені вони пере­важно в Укр. НДІ с.-г. радіології (смт Чабани Києво-Святошин. р-ну Київ. обл.), Чорнобил. радіоекол. центрі, на від­повід. каф. ВНЗів тощо. Серед укр. радіо­екологів — Г. Полікарпов, Б. Прістер, Д. Гродзинський.

Завантажити статтю