Надзвичайні ситуації терористичного походження 6 страница
Так, на відстані ЗО—80 км від ЧАЕС на радіоактивному сліді при відносно невисоких дозах опромінення всього тіла (4—24 рад) і шлунково-кишкового тракту (12 — 73 рад) поглинуті дози на щитовидну залозу були відносно високими, до 380 — 2270 рад. Навіть у тварин, евакуйованих із тридцятикілометрової зони, дози опромінення щитовидної залози досягали 2800 — 7140 рад.
Найбільш небезпечні для організму такі бета- і гамма- випромінювачі, які відкладаються в кістках: стронцій-90, стронцій-89, барій-140, ітрій-91, цезій-144. При тривалому надходженні радіоактивні речовини розподіляються і відкладаються в окремих тканинах і органах вибірково (табл. 18). При надходженні кількох радіоізотопів специфіка відкладання кожного з них в основному органі чи тканинах збігається, уражаюча дія на організм посилюється і виявляється раніше.
Основна маса радіоактивних речовин виводиться з калом у перші
2— 4 дні після надходження в організм, і такі виділення можуть бути джерелом забруднення навколишнього середовища,
Стронцій-90 і барій-140 в основному виводяться з калом, цезій-37 виділяється з калом менше, ніж стронцій-90, але більше виводиться
3 сечею і молоком. Цезій-137 у корів з калом виділяється інтенсивніше, ніж у кіз.
Таблиця 18. Розподіл і відкладання стронцію-90, цезію-137 і суміші бета-випромінювачів в організмі сільськогосподарських тварин, % добової дози
|
У птахів радіоактивні речовини виводяться з яйцями: в шкаралупі ізотопи стронцію і барію, у білку — ізотопи цезію, в жовтку — ізотопи йоду, телуру, молібдену.
Для оцінювання уражаючої дії радіоактивних речовин і розробки, планування та проведення заходів захисту сільськогосподарських тварин та використання продукції тваринництва значення мас величина біологічного напіввиведення (Т). Час, за який з організму виводиться половина радіоізотопу, що надійшов, називається біологічним періодом напіввиведення. Поряд з виведенням радіоактивних речовин постійно відбувається фізичний розпад радіоізотопів Тф), тому фактично кількість цих речовин в організмі зменшується в результаті двох процесів, які протікають одночасно незалежно один від одного.
Час, необхідний для зменшення наполовину кількості радіоізотопу, який знаходиться в організмі, в результаті виведення і розпаду, визначається як ефективний період напіввиведення (Теф):
* 111,111,!-
Із наведеного співвідношення виходить, що ефективний період напіввиведення для коротко живучих радіоізотопів визначається в основному швидкістю радіоактивного розпаду, а для довгоживучих інтенсивністю біологічних процесів виведення.
Ефективний період напіввиведення різний для кожного радіоізотопу і залежить від фізико-хімічних властивостей і кількості радіоізотопу, який надійшов, типу й особливостей його поділу і затримки в організмі, функціонального стану організму, виду і віку тварини, а також строку з часу надходження ізотопу.
Вплив радіоактивних речовин на рослини. Радіоактивні речовини надходять у рослини двома основними шляхами: забруднення рослин радіоактивними речовинами, які осідають із атмосфери безпосередньо на рослини і засвоєння рослинами радіонуклідів з ґрунту. У вегетаційний період забруднення рослин радіонуклідами може відбуватися одночасно двома шляхами.
Забруднення сільськогосподарських рослин позакореневим шляхом надходження обумовлюється природою радіоізотопів, умовами зовнішнього середовища, фіз ик о - хімічними властивостями радіоактивних речовин і біологічними властивостями рослин.
Рівні радіоактивного забруднення рослин залежать від концентрації радіонуклідів в атмосфері та інтенсивності їх осідання. Значну роль відіграє дисперсність радіоактивних речовин, чим більші частинки, тим менше їх затримується на рослинах. На ступінь фіксації рослинами радіонуклідів впливають хімічні властивості. У рослини проникають найбільш рухомі радіонукліди, у першу чергу йод і цезій.
На ступінь радіоактивного забруднення рослин впливають морфологічні особливості. Затримка рослинами радіоактивних речовин збільшується з ростом і розвитком вегетативної маси, із горизонтальним розміщенням листя і стебел, наявністю складок, зморшкуватості, опушеності й смолистих відкладень.
На рівні радіоактивного забруднення суттєво впливають умови зовнішнього середовища. Підвищена вологість повітря збільшує ступінь затримання на рослинах радіоактивних речовин, і навпаки, великий дощ змиває їх з рослин.
Зменшення забруднення рослин радіонуклідами з часом зменшується завдяки дії всіх факторів зовнішнього середовища: змивання дощем, здування вітром, обтрушування тваринами, опадання з відмерлим старим листям.
Опромінення рослин відбувається радіоактивними речовинами, що знаходяться на рослинах і на поверхні ґрунту.
Радіаційне ураження рослин в основному відбувається внаслідок бета-випр омінюв анн я. Бета-промені сильніше поглинаються органами рослин: листям, стеблами, точками росту, генеративними органами і насінням.
У загальній поглинутій рослинами дозі випромінювання частка бета-випромінювання може в 10 — 15 разів перевищувати частку гамма-в ипр омінюв анн я залежно від виду і висоти рослин, тобто доза опромінення, яку одержує, рослина у 10 —15 разів вища експозиційної дози гамма-випромінювання за дозиметричними приладами.
При ураженні радіоактивними речовинами рослин навесні й влітку в момент їх активного росту вміст радіонуклідів виявляється найбільш високим у вегетативних органах — листі та стеблах рослин. Зерно забруднюється менше і неоднаково у різних культур і сортів: більше у колосових за рахунок безпосереднього потрапляння на них радіоактивних речовин, менше — у бобових і кукурудзи.
Променеве ураження у рослин виявляється у гальмуванні й затримці росту, зниженні урожайності, зменшенні репродуктивних властивостей насіння, бульб і коренеплодів. Знижуються харчові якості врожаю. Важке ураження призводить до повної зупинки росту і загибелі рослин через кілька днів або тижнів після опромінення.
Опромінення рослин може бути зовнішнім, внутрішнім і змішаним. При зовнішньому опроміненні рослин бета-частинки рівномірно опромінюють всі органи. Внутрішнє опромінення рослин відбувається тоді, коли радіоактивні речовини потрапляють у рослини через кореневу систему і листя.
Наявність джерел зовнішнього і внутрішнього випромінювання дає змішане опромінення.
Ступінь радіаційного ураження (від ледь помітного пригнічення росту до повної втрати урожаю і навіть загибелі всіх рослин) залежить в основному від таких факторів: одержаної дози опромінення і радіочутливості рослин під час опромінення.
Радіочутливість рослин кількісно характеризується величиною дози, яка викликає певний ефект — пригнічення росту, зниження урожайності, часткову або повну загибель. Різні сільськогосподарські культури мають різну радіочутливість. У табл. 19 наведені летальні дози опромінення сільськогосподарських культур. Радіочутливість рослин значно залежить від їхньої фази розвитку. Рослини, які формують наземні плоди, найбільш чутливі до опромінення у фазі закладання і формування репродуктивних органів.
Таблиця 19. Летальні дози однократного опромінення рослин у фазі вегетації
|
| ааі | •шчення таол. і» 4 | ||
| Ячмінь | 4 350 | Тис | |
| Пшениця | 4 500 | Сосна веймутова | |
| Горох | 4 600 | Ялина сиза | |
| Бавовник | Модрина японська | ||
| Природні трави | 12 000 | Туя західна | 1 500 |
| Капуста | 12 300 | Береза | 8 000 |
| Помідори | 12 400 | Дуб червоний | 8 000 |
| Картопля | 12 600 | Клен червоний | 10 000 |
Так, пшениця, жито, ячмінь та інші злакові культури найбільш чутливі у фазі виходу в трубку (табл. 20), кукурудза — у фазі викидання волотей, гречка, бобові й насінники дворічних культур — у ранній фазі бутонізації, картопля і коренеплоди — у фазі проростків.
Якість насіння найбільше знижується при опроміненні у фазі колосіння у зернових і цвітіння — у бобових. У овочевих культур насінники найбільш радіочутливі у фазі початку бутонізації.
Радіоактивні опади, осідаючи на рослини, не тільки уражують їх, а й забруднюють урожай. Забрудненість урожаю радіоактивними речовинами залежить від таких факторів: щільності осідання радіоактивних речовин; первинного затримання радіоактивних опадів у момент їхнього випадання на поверхні рослин, що залежить від виду рослин, розмірів і розчинності частинок опадів; втрат радіоактивних
Таблиця 20. Можливі втрати врожаю зерна озимої пшениці, жита і ячменю залежно від сумарної експозиційної дози опромінення і фаз розвитку рослин у момент випадання радіоактивних речовин %
|
частинок із забруднених рослин, які обумовлені змиванням частинок з рослин дощами, струшуванням вітром, опаданням відмерлих забруднених частин рослин.
Наслідки радіоактивного забруднення лісу. У забрудненому радіоактивними речовинами лісі поступово збільшується надходження радіонуклідів у рослини, у тому числі й у деревину, із ґрунту через корені, і це джерело стає головним у забрудненні деревини.
Поглинання і переміщення радіонуклідів, які випали в доступних формах, із ґрунту і підстилки в надземні частини деревних рослин суттєво неоднакові. Найбільш рухомим, що порівняно легко потрапляє у насадження некореневим шляхом, є цезій-137. Він сортується ґрунтами сильніше, ніж стронцій-90, і через це відносно менше переходить у дерев'янисті рослини з ґрунту.
Максимальні концентрації радіоактивних елементів відмічаються в листках і хвої (пагонах) дерев, а мінімальні, як правило — в деревині стовбура.
Концентрація стронцію-90 в генеративних органах насаджень протягом вегетаційного періоду знижується. Наприклад, строніцію-90 у глоду найбільше було в квітках і найменше (1,5 раза) у зрілих плодах.
Радіонукліди цирконію, ніобію, рутенію, церію та інших елементів після випадання в підстилку і ґрунт відносно менше надходять у насадження через корені. З часом основним елементом, який нагромаджується деревами з ґрунту, стає стронцій-90. Внаслідок щорічного надходження стронцію-90 та інших радіонуклідів із ґрунту вміст радіоактивних речовин у деревині збільшується. Через 5 — 7 років концентрація в деревині радіонуклідів збільшується в 5 —10 разів порівняно із забрудненням за перший рік.
Різні види трав'яної і деревної рослинності характеризуються неоднаковим нагромадженням стронцію-90. Так, під пологом березового лісу на вплутуваному чорноземі підмічена більше ніж 10-разо- ва різниця вмісту стронцію-90 у різних видах рослин.
Епіфіти — рослини, які не мають власної, розміщеної в ґрунті кореневої системи, а прикріплюються до деревних і вищих трав'яних рослин — ліани, мохи, лишайники та інші — відіграють важливу роль у сорбції радіонуклідів, які випадають з атмосфери. В епіфітах вміст цезію-137 був вищим у 4 рази, ніж у вищих рослинах з нормальною кореневою системою.
Значне випадання радіоактивних речовин на лісонасадження призводить до радіаційного ураження лісу (табл. 2 1, 22, 23, 24). Ураження дерев спричиняється в основному б ет а - в ипр омінюв ан - ІІЯМИ, які практично повністю поглинаються кроною, тоді як гамма-випромінювання поглинається не більш як на 15 % . Через це відношення поглинутих кроною доз і випромінювання досягає 10 і більше.
Найбільш чутливі до опромінення хвойні породи, листяні породи по-різному реагують на вплив проникаючої радіації. Променеве ураження лісових насаджень виявляється у гальмуванні росту, затримці розвитку, зниженні репродуктивної властивості насіння. При більших дозах опромінення можлива загибель насаджень, яка виявляється в зупинці росту й усиханні (табл. 21).
Можливі й такі випадки забруднення, коли значна частина радіоактивних речовин проникає під намет лісу, не затримуючись у кронах дерев (забруднення листяних лісів у зимовий період або випадання радіоактивних речовин під час сильних дощів).
За цих умов частка бета-випромінювання у поглинутій кронами дерев дозі зменшується. Затримуючись у надземній частині деревних насаджень, радіоактивні речовини стають джерелом опромінення їхніх життєво важливих органів, і за цих умов радіаційний ефект проявляється значно більше, ніж тоді, коли вони проникають через крону й одразу потрапляють на поверхню ґрунту.
Залежно від щільності забруднення території радіаційне ураження лісу може виявлятися в пригніченні приросту, частковому відмиранні гілок і загибелі дерев і насаджень у цілому (табл. 22, 23, 24).
Ураження виявляється найбільш інтенсивно в початковий період забруднення. З часом поглинута доза швидко зменшується внаслідок розпаду і переміщення радіоактивних речовин під полог лісу.
Через це короткий період пригніченого стану дерев (2 — 3 роки після разового випадання, якщо ураження не було повним) змінюється періодом їхнього відновлення. Проте процеси відновлення тривають повільно — 10 років і більше.
При високих рівнях забруднення радіаційне ураження незворот- не, відбувається повна загибель насаджень (протягом одного року).
Після аварії на Чорнобильській АЕС повністю загинули насадження ("рудий ліс") на площі 47 га, частково (6 км на північ від АЕС) — на площі ЗО га.
У зоні ураження загинуло 25 — 40 % дорослих дерев, у 90 — 95 % соснових насаджень спостерігалися некрози росту і молодих пагонів, засихання значної частини крон, різке пригнічення або повна відсутність ростових процесів. Через 4 роки репродуктивна діяльність відновилась.
Радіочутливість хвойних порід у середньому в 5 разів вища, між листяних.
Насіння сосни, ялини, модрини втрачає схожість на 50 % при опроміненні дозою 2000 Р, а насіння листяних порід — при опроміненні дозою 5000 Р.
Надзвичайні ситуації
Таблиця 21. Ступінь ураження лісових насаджень при різних дозах опромінення
|
При випаданні радіоактивних речовин у зимовий період у кронах хвойних насаджень буде затримуватися в середньому в 5 разів більше радіоактивних частинок, ніж у кронах листяних.
Листяні насадження більш стійкі до радіаційного ураження, їхні крони затримують менше радіоактивних речовин порівняно з хвойними, крім того, значна частина радіоактивних речовин, які затрималися на листі, при осінньому листопаді переміщуються з крон під полог лісу, що знижує дозу опромінення бруньок і в цілому зменшує ступінь променевого ураження. Тривалий період протягом року листяні породи перебувають без листя і радіоактивні частинки, які випадають з атмосфери в цей час, проникають одразу під намет лісу. У хвойних насадженнях хвоя затримує радіонукліди протягом усього року.
я Я я
| § я •я К" и и II & |
я а
я -Чи 0 *
(И 1 " о
| и а и I % м И а ж к ч X к |
| щ В6» <И « а |
| й |
та я: .о
| я >я |
| Я ч Я1 |
в е Е «
4 1-і
(б го 9 и 03 я н
а <8н я
1-і
ш
я
ж- оя
го Я о а в 8 я
2 я ф
а 3
О а Ъ
с я »
•й а Э
я ч ь
»*» . п
| я <И О х а I |
М
II І і
Ч и * а
| соо" |
| Р СО |
| а а о а Е |
| н. и 5 „ . |
2.3
| Я ж Я и я я & я Я |
| • ф о ю а . я х О Я - о ач и и ° 2 Я о .32 |
| о 5 а « 8 2 к 'Я |
| I Ж |
о
см
| (Е Я Я Я |
| о 00 |
Таблиця 23. Ураження хвойних і листяних лісонасаджень залежно від поглинутої дози кронами дерев
|
Таблиця 24. Дози, поглинуті кронами, і ступінь радіаційного ураження лісонасаджень залежно від щільності забруднення території після ядерного вибуху
|
| * У дужках — стронцій-90. |
Розділ 2
Закінчення табл. 24
|
| листяних |
Всі ці фактори призводять до того, що хвойні насадження найбільш уражуваний і чутливий до радіаційного впливу тип лісних біоценозів.
Влітку хвойні насадження гинуть при рівнях забруднення приблизно у 5 разів менших порівняно з рівнями, які призводять до загибелі листяних насаджень, а взимку ця різниця становить 25 — 30 разів.
Крім ослаблення і загибелі насаджень від випромінювання, у лісі відбуваються й інші важливі зміни: уповільнення розпускання листя і прискорення листопаду. Просвітлення пологу лісу створює сприятливі умови для інтенсивного розвитку трав'яної рослинності, що погіршує умови насіннєвого відновлення насаджень. Радіаційне ураження лісонасаджень, у результаті якого утворюються сухостійні дерева, погіршує протипожежний стан забруднених лісів і створює сприятливі умови для масового розвитку шкідників лісу.
Через листки і молоді пагони найбільш активно поглинаються ізотопи цезію-134, цезію-137, йоду-125, йоду-131, церію-144 та ін. При осіданні на листя радіоактивного пилу рослинами поглинається близько 10 % його загальної радіоактивності. Від 40 до 90 % радіоактивних аерозолів, що випадають па ліс, затримується.
Опромінення дозою 40 % смертельне і призводить до стерильності пилку, при збільшенні до 75 % — половина насаджень гине.
Випадання радіоактивних речовин після ядерного вибуху влітку в зоні А засихання хвойних і пригнічення росту листяних насаджень буде приблизно на 1/10 площі (поглинута доза гамма- і бета- випромінювання від 400 до 4000 рад); у зоні Б на половині площі хвойні насадження гинуть, а на решті площі спостерігається сильне їх ураження, у листяних лісах на половині площі часткове засихання дерев (поглинута кронами доза гамма- і бета-випромінювань від 4000 до 12 000 рад); у зоні В повністю гинуть на всій площі хвойні насадження, в листяних лісах часткове засихання дерев.
У насінні, яке розвивається, променевий ефект від початку розвитку до проростків збільшується в 7—10 разів.
У лісі після радіаційного ураження відбувається зміна структури лісонасаджень — переважне відмирання хвойних порід, зменшення їх загальної стійкості до несприятливих змін зовнішнього середовища, у тому числі й до шкідників, а при високій щільності забруднення — повна загибель насаджень.
Забруднення радіоактивними речовинами продуктів, кормів і води. Радіоактивні речовини забруднюють сільськогосподарські рослини і урожай, які через це можуть стати непридатними для використання в їжу людям і на корм тваринам.
Забруднення радіоактивними речовинами продуктів, кормів і води може бути значним. Ступінь забруднення окремих продуктів і кормів залежить від періоду року, характеру сільського і лісогосподарського виробництва, умов зберігання, інтенсивності випадання радіоактивних речовин, їх фізико-хімічних властивостей. Радіоактивні речовини забруднюють корми, урожай і продукти харчування при випаданні з радіоактивної хмари, при вторинному пилоутворенні й надходженні радіонуклідів із поживними речовинами.
Вміст радіоактивних речовин у продуктах та кормах переважно залежить від вмісту їх в атмосфері. Найбільше надходження це- зію-137 у зернові продукти, м'ясо, молоко, фрукти, а найменше — в овочі. У суху погоду радіоактивний пил осідає на відкриті корми і продукти, а також може проникати крізь нещільну тару і нещільні й незакриті комори, сховища. У шпаруваті продукти — хлібі макаронні вироби, сухарі — радіонукліди проникають на глибину шпаринок. У дощову погоду радіоактивні речовини випадають рЛзом з дощем, проникають через тару в продукти на таку глибину | як і вода. Вода і вітер сприяють більш глибокому проникненню радіоактивних речовий у незахищені продукти і корми.
Залежно від виду продуктів і кормів, способу їх зберігання, метеорологічних умов радіонукліди можуть проникати в борошно на глибину до 1 см, цукор-пісок — до 2 см, зерно — до 3 см, кукурудзу — до 11 см, горох — до ЗО см, комбікорми, висівки — до 0,7 см, сіно і солому в скиртах — до 20 см, сіно в тюках — до 7 см. На овочі, фрукти, м'ясо, сало радіоактивні речовини випадають і прилипають до них.
Після ядерної аварії на Південному Уралі (1957 р.) основним джерелом надходження радіонуклідів в організм людини в перший період після аварії був хліб. Пізніше, коли головним ланцюгом стала система ґрунт — рослина, основними джерелами надходження стронцію-90 були молоко, хліб і вода (табл. 25).
Таблиця 25. Вміст стронцію-90 в окремих продуктах при щільності забруднення ґрунту цим радіонуклідом 1 Кі/км! (3,7 • 10/БК/м!)
|