Курсовая работа: Аккумулирование радионуклидов грибами в зонах радиоактивного загрязнения

3. радиоактивные изотопы, возникающие под действием космического излучения – углерод – 14 и тритии. [1]

Технически изменённый радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших определённые изменения в результате деятельности человека. Например, поступление радионуклидов в биосферу вместе с извлечёнными на поверхность земли из недр полезными ископаемыми (главным образом минеральными удобрениями), в результате сгорания органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды, а также облучения за счёт полётов на современных самолётах.

Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, представляет собой искусственный радиационный фон (аварии на АЭС, отходы предприятий ядерной энергетики, использование искусственных ионизирующих излучений в медицине, народном хозяйстве).

Радиоактивное загрязнение природных средств в настоящее время обусловлено следующими источниками:

- глобально распределёнными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытаний ядерного оружия, проводивших в атмосфере и под землёй;

- выбросом радиоактивных веществ из 4-го блока Чернобыльской АЭС в апреле – мае 1986 года;

- плановыми и аварийными выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности;

- выбросами в атмосферу и сбросами в водные системы радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации;

- привнесенной радиоактивностью (твёрдые радиоактивные отходы и радиоактивные источники). [7]

Атомная энергетика вносит весьма незначительный вклад в изменение радиационного фона окружающей среды при нормальной работе ядерных установок. АЭС является лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергается вторичной обработке. Заканчивается процесс, как правило, захоронением радиоактивных отходов.

Но в результате аварий на АЭС в окружающую среду могут попасть большое количество радионуклидов. Возможны аварии с локальными загрязнениями только технологических помещений. Также случаются аварии, которые сопровождаются выбросом в окружающие среду радиоактивных веществ в количествах, превышающие установленные пределы. Большую опасность при этом имеют выбросы в атмосферу. Аварийный выброс в водную среду, по мнению специалистов, менее вероятное событие и будет характеризоваться более низкими уровнями воздействия.

Также большое значение как источника радиации имеют ядерные взрывы. При испытаниях ядерного оружия в атмосфере часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в нижнем слое атмосферы, подхватывается ветром и переносится на большие расстояния. Находясь в воздухе около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако, большая часть радиоактивного материала выбрасывается в атмосферу (на высоту 10-15 км), где он остаётся многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.

В настоящее время большой вклад в дозу получаемую человеком вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Также проблемы могут возникать при не правильной транспортировке радиоактивных отходов на комбинат по переработке этих отходов, хранении жидких и твёрдых радиоактивных отходов.

Таким образом, из всего выше сказанного можно сделать вывод, что в изменении радиационного фона окружающей среды большой вклад вносят АЭС, ядерные взрывы и радиоактивные отходы. [1]

1.2 Катастрофа на ЧАЭС и ее последствия на территории

Республики Беларусь

26 апреля 1986 года на четвертом энергоблоке Чернобыль­ской АЭС произошел взрыв ядерного реактора. Этот день по­делил жизнь населения до и после Чернобыля. Чернобыльская катастрофа самая крупнейшая в свете катастрофа, на нашей пла­нете. В реакторе находилось 190,2 тонны ядерного горючего, в окружающую среду было выброшено около 4 тонн (10¹⁸ Бк ра­дионуклидов йода, цезия, стронция, плутония и других, без уче­та газов). Особую, опасность в первые дни представлял Иод-131. В результате аварии загрязнено 23% территории Белорус­сии с 3678 населенными пунктами, в которых проживало более 2,2 млн. человек (пятая часть населения РБ). Загрязнено 4,8% территории Украины и 0,5% территории России.

Свыше 20% сельхозугодий загрязнены долгоживущими радионуклидами, из них 1,7 млн. га — цезием-137, почти 0,5 млн. га — стронцием-90; 0,26 млн. га выведены полностью с сельхозоборота. Площадь территорий, где плотность загрязнения превышает 37 кБк/м² составляет 46,45 тыс. км (площадь Бело­руссии 207,6 тыс. км.).

Первые 2-3 дня радиоактивное облако имело северно-за­падное, северное и северо-восточное направление от ЧАЭС в сторону Белоруссии. По состоянию на 30 апреля направление ветра сменилось на южное и восточное. Легкие частицы подня­лись в верхний слой атмосферы и оседали от несколько месяцев до года, пройдя несколько раз вокруг земного шара. Более тя­желые радионуклиды выпадали вблизи места аварии. В первый период положение определялось короткоживущими радионук­лидами, особенно йодом-131.

Только 2 мая 1986 года было принято решение об эвакуа­ции населения с 30 км. зоны ЧАЭС. Май 1986 года — эвакуиро­вано 11,4 тыс. жителей Брагинского, Наровлянского и Хойникского районов Гомельской области, с 50 населенных пунктов.

На протяжении 1986 года эвакуировано 24,7 тыс. человек, на 1996 год — 130 тыс. человек. Всего отселено 415 населенных пунктов (273 — Гомельская, 140 — Могилевская и 2 — Брестс­кой областях). С мая 1986 года земли 5 зоны отчуждения выве­дены с сельскохозяйственного оборота. В 1988 году на терри­тории (площадь 215,5 тыс. га) образован Полесский Государственный радиационно-экологический заповедник. Теперь его площадь составляет 2,16 тыс. км² .[5]

Знатные дозы облучения получили жители Хойникского. Наровлянского и Брагинского районов Гомельской области, а также жите­ли Ваковского района, Могилевской Брестской областей.

Регионы загрязнения. Гомельская, Могилевская. Заграницей отселения наибольшая плотность загрязнения цезием-137: в д. Шепетовичи Чечерского района (6,14 Ки/км² ); д. Валев Добрушского района (60 Ки/км² ) Гомельской области; д. Чудяны Чернявс­кого района Могилевской области (146 Ки/км² ). Загрязнение стронцием, плутонием имеет «пятнистый характер». Стронций-90 от 2 до 3,2 Ки/км² — Хойникский, Ветковский, Добрушский, Брагинский районы. Плутоний-238,239,240 — главным образом в зоне отселения (Наровлянский, Хойникский, Брагинский).

В Брестской области загрязнены наиболее: Лунинецкий, Столинский, Пинский, Дрогиченский, Березовский, Барановичский районы. В Минской области: Воложинский, Борисовский, Березинский, Солигорский, Мододеченский, Вилейский, Столбцовский, Крупский, Логойский, Слуцкий районы.

Гродненская область: Дятловский, Ивановичский, Кореличский, Лидский, Новогрудский, Сморгонский районы. Витебс­кая область — самая «чистая», в Тодочинский районе 4 насе­ленные пункта (Ельник, ст. Будовка, Нов, Будовка, Сани). [6]

Детальное обследование лесов Беларуси показало, что в результате аварии на ЧАЭС более 1700 тыс. га (четвертая часть от всей площади лесов) подверглась радиоактивному загрязнению. Следует отметить, что загрязненной считается территория, если плотность выпадений превышает 1 Ки/км² по цезию-137, 0,15 Ки/км² по стронцию-90 и 0,01 Ки/км² по плутонию-238,239,240. Более 90% загрязненного лесного фонда приходится на зону загрязнения по цезию-137 от 5 до 15 Ки/км² . В доаварийный период уровень радиоактивного загрязнения в лесах Беларуси достигал 0,2-0,3 Ки/км² и определялся в основном природными радионуклидами и искусственными радионуклидами глобальных выпадений, образовавшихся в результате испытаний ядерного оружия.

Из 88 существующих в республике лесхозов 49 в той или иной степени подверглось радиоактивному загрязнению, что в значительной степени изменило характер их хозяйственной деятельности.

Крупномасштабное загрязнение лесных комплексов Беларуси резко ограничило использование лесных ресурсов, оказало негативное влияние на экономическое и социально-психологическое состояние населения в целом.

В первые дни после аварии до 80% радиоактивных выпадений было задержано надземной частью древесного яруса. Затем происходило быстрое очищение крон и стволов под воздействием метеорологических факторов, и в конце 1986 года до 95% радиоактивных веществ, задержанных лесом, уже находилось в почве, причем основная их часть в лесной подстилке, являющейся аккумулятором радионуклидов. Дальнейшая скорость миграции радионуклидов в глубь почвы зависела от вида растительного покрова, водного режима, агрохимических показателей почв и физико-химических свойств радиоактивных выпадений. Проведенные исследования показали, что в настоящий период основная часть радиоактивных выпадений по-прежнему сосредоточена в верхнем горизонте почв, где они хорошо удерживаются органическими и минеральными компонентами. [4]

Загрязнение лесной растительности зависит от уровня радиоактивных выпадений и свойств почвы. На гидроморфных (избыточно увлажненных) почвах отмечается более высокая степень перехода в системе «почва – растение», чем на автоморфных (нормально увлажненных) почвах. Чем выше плодородие почвы, тем меньшая доля радионуклидов поступает как в древостой, так и в организмы напочвенного покрова (грибы, ягоды, мхи, лишайники, травяная растительность).

Наибольшим содержанием радионуклидов в различных частях древесного полога характеризуются хвоя (листья), молодые побеги, кора, луб; наименьшее загрязнение отмечено в древесине. Аккумуляторами радионуклидов в лесных сообществах являются грибы, мхи, лишайники, папоротники. Лесной растительностью поглощается в основном цезий-137, стронций-90. Трансурановые элементы (плутоний-238,239,240 и америций-241) слабо включаются в миграционные процессы. [3]