Радиация в гидросфере

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ 
 
 
 
 
 

Реферат по дисциплине «Радиационная экология»  на тему:

Радиация  в гидросфере

                                                              Студентка Группы 531пп                                                      

                                                                                  Ермоленко В.Ю.

                                                              Руководитель : доцент кафедры экологии

         Царева Л.М.

Владивосток 2010 г. 
 
 

                                                  Содержание 

Введение……………………………………………………………….3 стр. 

Загрязнение радионуклидами окружающей среды ………………..4 стр. 

Нахождение радиоактивных  веществ в воде.....................................7 стр. 

Источники радиоактивного загрязнения моря…………………….. 9 стр. 

Список литературы…………………………………………………. 10 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
     Развитие атомной энергетики, с одной стороны, и растущая опасность расширяющегося воздействия человека на биосферу, которое приняло в настоящее время глобальные размеры, с другой — обусловливают необходимость научного анализа последствий перевода топливно-энергетической базы на ядерную основу. Среди комплекса проблем — экономических, социально-политических, психологических, экологических, — которые выдвигает начавшийся переход энергетики с ископаемого топлива на ядерное, наиболее важной является проблема влияния ядерной энергетики на внешнюю среду.  
     Увеличение естественного радиационного фона, которое сопровождает освоение человеком энергии атомного ядра, привело к формированию ряда научных дисциплин: радиоэкологии, радиационной гигиены, ядерной метеорологии и др., всесторонне исследующих закономерности поведения во внешней среде радионуклидов и действия ионизирующих излучений на объекты окружающей среды и человека. В результате радиологических исследований к настоящему времени достаточно полно изучены основные особенности миграции наиболее важных в радиологическом отношении нуклидов в природных биогеоценозах, включая водные сообщества, а также влияние облучения на живые организмы, в том числе водные растения и животных. Это позволило оценить радиационную обстановку в различных регионах земного шара, а также собрать научную информацию для прогнозирования возможных радиологических последствий попадания радиоактивных веществ в окружающую среду.  
     Подробными радиоэкологическими исследованиями в последние 15—20 лет была охвачена и гидросфера Земли. Интерес к проблемам водной радиоэкологии предопределяется рядом причин. Во-первых, моря и океаны являются основным резервуаром, куда поступают радионуклиды (выпадения из атмосферы, жидкий и твердый сток с суши). Во-вторых, в водной среде обитают некоторые виды организмов, характеризующихся относительно высокой радиочувствительностью. В-третьих, специфические физико-химические свойства водной среды обеспечивают исключительно высокое накопление некоторых  радионуклидов водными растениями и животными  , и в целом аккумуляция радиоактивных веществ живым  веществом  в воде относительно среды значительно выше, чем на суше. В-четвертых,   в  последние  годы  непрерывно    возрастает  роль Мирового океана  как  источника   пищевых  ресурсов  человека, а  в недалеком будущем гидросфера может стать основным поставщиком белков и других ценных питательных веществ для человека. С этой точки зрения вопросы накопления радионуклидов   в  пищевых   морепродуктах   приобретают   первостепенный интерес.   И,  наконец,  в-пятых,   успехи   водной   радиоэкологии предопределяют  решение таких  важных  вопросов,  как удаление радиоактивных  отходов.  
 

ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 

 
     Природные экосистемы загрязнены  техногенными радионуклидами из  разных источников: во-первых, это  глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы – результат испытаний ядерного оружия; во-вторых, значительное количество радионуклидов поступило в окружающую среду в результате деятельности ядерных предприятий и аварий на них.  
     Две тысячи ядерных взрывов, из них 483 испытания в атмосфере, распыливших две тонны плутония, плюс Чернобыль резко стимулировали интерес населения и государственных органов к контролю заражения воды радиоактивными элементами.  
     Радиоактивному загрязнению подвержен и мировой океан. Низкорадиоактивные отходы сбрасывали в моря и океаны Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Корея, Нидерланды, Новая Зеландия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония. На морском дне лежат несколько погибших атомных подводных лодок США и России, контейнеры с радиоактивными отходами западных стран, потерянные ядерные бомбы, затопленные атомные реакторы ледоколов, а также кораблей ВМФ. (3)  
     В связи с намеченной обширной программой строительства атомных электростанций и стремлением по-хозяйски использовать водоёмы охладители изучение закономерностей поведения радионуклидов в них приобретает практический интерес. (7)  
     Биосфера находится под неблагоприятным воздействием антропогенных факторов, что нарушает её динамическое равновесие. Аварии и неконтролируемые утечки могут периодически подпитывать атмосферу загрязняющими веществами, и в этом смысле радиоактивным материалам будет принадлежать, к сожалению, не последнее место. Основным их источником в настоящее время является воздушный бассейн, куда в период интенсивного испытания ядерного оружия (1945—1963 гг.) было инжектировано очень большое количество осколочных радионуклидов. На поверхность Мирового океана все еще продолжают выпадать большие количества долгоживущих радиоактивных аэрозолей.  
     Определенный вклад в загрязнение биосферы может быть обусловлен и подземными ядерными взрывами, сопряженными с аварийным выбросом раскаленных радиоактивных паров и газов через образовавшиеся трещины в грунте.  
     Потенциальным источником радиоактивного загрязнения природы являются реакторы атомных электростанций и других предприятий атомной индустрии, расположенных не только в прибрежной зоне, но и в глубине континента.  
     Таким образом, в итоге глобального, хотя и слабого, загрязнения биосферы антропогенными радионуклидами современное радиационное поле зоны биопоэза обусловливается двумя  составляющими - природного и  искусственного происхождения. (1)

Радиоактивное загрязнение биосферы, попадание радиоактивных веществ (РВ) в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т.д. Р. з. вызывается продуктами деления ядер (например, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ¹⁴⁴Ce), наведёнными радиоактивными нуклидами (³H, ²⁴Na, ⁵⁹Fe, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn и др.), естественно-радиоактивными тяжёлыми металлами (U, Th, Ra и др.) и искусственными трансурановыми элементами (Pu, Am, Cm и др.).  

 Величину  радиоактивного загрязнения определяют методами радиохимии, радиометрии, спектрометрии и авторадиографии и количественно выражают в единицах радиоактивности (распады в секунду в 1 г ткани, nкюрu/т³ воздуха или воды, мкюри/км² суши или водоёма). Глобальное радиоактивное загрязнение составляло к 1973 более 1,5 Гкюри (гигакюри) в результате ядерных взрывов и более 5 Мкюри (мегакюри) — вследствие поступления в Мировой океан радиоактивных отходов. Наиболее загрязнены районы умеренных широт, особенно в Сев. полушарии.(5) 

 Попадая в  реки, озёра, моря и океаны, РВ  поглощаются водными растениями  и животными как непосредственно  из воды, так и из предыдущего  звена пищевой цепи: из водорослей РВ переходят в зоопланктон, для которого водоросли служат пищей, а затем — в организм моллюсков, ракообразных, рыб. С поверхности почвы через корни и из атмосферных выпадений через листья РВ поступают в растения и, продвигаясь по пищевым цепям, а также с питьевой водой, — в организм животных, в том числе сельскохозяйственных, а вместе с их мясом и молоком — в организм человека (в частности, ⁹⁰Sr, попадая в организм человека с овощами или молоком, может накапливаться в костной ткани, особенно у детей). При поглощении РВ растениями или животными обычно происходит значительное повышение их концентрации в биологических объектах по сравнению с содержанием РВ в окружающей среде. Организмы, которые накапливают те или иные РВ в особенно высоких концентрациях, называют «биоиндикаторами Р. з.»; так, водоросль кладофора особенно интенсивно накапливает ⁹¹Y, а моллюск большой прудовик — ⁹⁰Sr (см. Аккумуляция радиоактивных веществ). При переходе от одного организма к другому происходит изменение содержания РВ. Например, концентрация ¹³⁷Cs возрастает в цепи лишайники — мышцы оленей — мышцы волков (30, 85 и 181 пкюри/г сухой массы соответственно), а концентрация ⁹⁰Sr в этой же цепи уменьшается (7,2, 0,1 и 0,04 пкюри/г сухой массы). На Р. з. различных элементов биосферы влияют химическая форма и физическое состояние РВ, температура и химический состав окружающей среды, а также др. факторы. Заключение в Москве Договора о запрещении испытаний ядерного оружия 1963 в атмосфере, космосе и под водой способствовало уменьшению Р. з. Вместе с тем возрастающая роль ядерной энергетики ставит новые проблемы защиты от радиоактивного загрязнения, связанные с возможным увеличением в окружающей среде искусств. РВ. Установлено, что хранение контейнеров с РВ на дне океанов не является надёжным, т.к. такие контейнеры относительно быстро разрушаются. Уже в 1957 опыт Окриджской национальной лаборатории в США показал, что РВ, сброшенные в старые шахты, нередко мигрируют на значительные расстояния.  

 Выяснением  экологической значимости разных  уровней ионизирующей радиации  и созданием научных основ  рекомендаций по защите от  вредных последствий Р. з., включая составление прогнозов возможного нарушения структуры, продуктивности и самоочищения экосистем, занимается радиоэкология, а медицинскими аспектами Р. з. — гигиена радиационная. Координацию деятельности разных стран по предотвращению Р. з. осуществляет МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии). (8)

НАХОЖДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ  
     Радиоактивные элементы могут присутствовать в воде как в виде радиоактивных солей (сбросы заводов по производству ядерного топлива), так и в виде механических (вкрапления радионуклидов в минеральные частицы) и биологических загрязнений (рачки, обитающие в радиоактивном иле водоёмов). Как правило, радионуклиды, попавшие в водную среду, неравномерно распределяются как по объёму воды, так и в донных отложениях. В илистом дне содержание радионуклидов во много раз больше, чем в песочном. Со временем радионуклиды, попавшие в воду, концентрируются в донных отложениях.  
(3)  
     При попадании в водные экосистемы радиоизотопы избирательно накапливаются отдельными компонентами водоёма, тем самым, создавая различные радиационные условия для каждой из экологических групп. Накопление радиоизотопов грунтами весьма различно и зависит не только от физико-химических свойств этих элементов, но и от специфических свойств грунтов в различных водоёмах.  
     Радионуклиды, содержащиеся в воде, по своему происхождению могут быть разделены на две группы: к первой относятся те, которые существовали при образовании Земли; ко второй — радионуклиды, возникающие непрерывно в результате природных ядерных превращений. 
     Среди первичных радионуклидов выделяется группа относящихся к трём радиоактивным семействам, родоначальниками которых являются U²³⁸, U²³⁵ и Тh²³², и группа расеянных терригенных радионуклидов. Главным представителем последней группы является К⁴⁰, который имеет наиболее широкое распространение и, как правило, содержится во всех компонентах биосферы в относительно больших концентрациях; поэтому β-активность воды и живого субстрата в основном обусловливается К⁴⁰. Все первичные радионуклиды, содержащиеся в воде, имеют континентальное происхождение, в то время как радионуклиды, образующиеся под действием космических лучей, а также большинство антропогенных поступают в океан из атмосферы. (1)

Радиоактивность вод  обусловлена присутствием в водах радиоактивных веществ, поступающих из атмосферы и вымываемых из почв и горных пород. В водах присутствуют как естественные радиоактивные изотопы (40K, 222Rn, 226Ra, 238U и др.), так и искусственные (в основном 90Sr, 90Y и 137Cs), возникшие вследствие ядерных взрывов. Содержание естественных радиоактивных веществ в водах в зависимости от их происхождения колеблется в значительной степени.

            Искусственные радиоактивные вещества  в воды поступают вместе с  осадками из атмосферы. Так,  в результате испытаний ядерного оружия концентрация 90Sr в природных водах до 1968 непрерывно возрастала, достигая в отдельных случаях 10 пкюри/л. Другой основной источник попадания искусственных радиоактивных веществ в водоёмы — сбросные воды предприятий по производству ядерного топлива. (4)