На территории СССР, радиоактивные вещества после Чернобыльской аварии выпали, в основном тремя крупными пятнами на Украине, в Белоруссии и в западных областях РСФСР. В Белоруссии изотопами цезия и стронция загрязнено 37500 км2 (18 % территории), причём 7000 км2 активностью выше 15 Ки/км2.
В первое время после аварии основной вклад в суммарную радиоактивность вносили короткоживущие изотопы – йод 131, стронций-89, теллур-132, инертные газы ксенон и криптон и другие. В настоящее время всё ещё существуют рутений-106, церий-144. но наибольшую опасность представляет цезий-137, церий-134, стронций-90, плутониевые радионуклиды, входящие в состав «горячих» частиц. «Горячие» частицы – это сравнительно крупные (десятки и более микрон) с исключительно высокой радиоактивностью частички ядерного топлива, выброшенные взрывом. В основном они выпали в южной части Гомельской области недалеко от АЭС, но в небольшом количестве обнаружены и в других местах. Большинство стронция-90 также сосредоточено в 30- километровой зоне. Весьма летучий цезий отнесён на большие расстояния, а газообразные радиоуглерод и тритий распространились повсеместно.
Рис. 8. Обзорная карта загрязнëнности Белорусской ССР цезием-137
Загрязнение цезием-137
• выше 37 кБк/м2 (1 Ки/км2)
• выше 185 кБк/м2 (5 Ки/км2)
• выше 555 кБк/м2 (15 Ки/км2)
Как поступают радиоактивные вещества в организм человека?
На рисунке 10 показан круговорот радиоактивных веществ в природе. Мы уже говорили, что радиоактивные и стабильные изотопы одного и того же элемента ведут себя одинаково.
И стронций, и цезий химически очень активны. Цезий подобен калию. После того, как с дождями он осел на поверхность, произошло его включение в биологический цикл: накопление в травах и злаках, куда он поступает из почвы. При радиоактивном распаде оба изотопа цезия (137 и 134) испускают гамма-кванты. На загрязнëнной поверхности гамма-кванты - главный источник внешнего облучения. В первое время после аварии существенным было также внешнее облучение иодом-131.
По химическим свойствам стронций близок к кальцию. Большая часть радиоактивного стронция-90 остаëтся в верхнем 5-сантиметровом слое почвы. В песках он проникает глубже - до 30-45 сантиметров. Активно накапливают этот элемент торф и глины.
Стронций ещë более подвижен, чем цезий, хорошо вымывается водой, попадая в водоëмы, проникает в растения.
Когда человек находится на загрязнëнной территории, особую опасность представляет попадание радиоактивных веществ внутрь организма, поскольку в этом случае ни одежда, ни кожа не выполняет своих защитных функций. Из воздуха они попадают при дыхании. Взрослый человек за день фильтрует через лëгкие примерно 25 кубометров воздуха, и при прохождении облака после аварии именно через лëгкие в организм попадало много радиоактивных аэрозолей. Сейчас облучение через дыхание связано с поступлением в лëгкие пыли, спор и других частичек, которые всегда есть над загрязнëнной поверхностью, особенно при сельскохозяйственной обработке почвы.
Рис. 10. Поведение радиоактивных веществ в биосфере
С воздухом в организм человека поступает едва ли больше 1% всей радиоактивности. Ещë примерно 5% попадает с питьевой водой. Но основная опасность - это радионуклиды в пище. С точки зрения миграции радиоактивных веществ важно знать следующие пищевые цепочки:
§ растительные продукты (овощи, фрукты, хлеб) - человек,
§ растения - корова - молоко - человек,
§ растения - животное - мясо - человек,
§ вода - рыбы (и другие обитатели водоëмов) - человек.
В растения радионуклиды попадают во время атмосферных осадков, при фотосинтезе (углерод-14 и тритий) и из почвы. По времени авария совпала с разгаром сельхозработ, вегетацией и ростом трав. Выпавшие радионуклиды осели на листьях. Их очень много поглотили естественные "лëгкие" природы - леса, где развита поглощающая поверхность и повышена концентрация взвешенных частичек (спор), захватывающих аэрозоли. Лиственные деревья ежегодно сбрасывают свой покров, поэтому степень накопления ими радионуклидов меньшая. Но хвойные леса из-за медленной смены хвои сохраняют радиоактивность дольше.
Сейчас, когда атмосфера почти очищена, радиоактивные вещества попадают в растения, в основном, через корневую систему. Из почвы потребляются лишь те изотопы, которые растворяются в воде. Лучше всего растворяется стронций-90 (и существовавший в первое время после аварии стронций-89), который переходит в растения очень быстро. Поскольку стронций химически подобен кальцию, кальцинированием почвы можно вить концентрацию стронция-90 и, тем самым, уменьшить радиоактивность в растительности. Следующими по степени растворимости следуют иод-131, барий-140, цезий-137 и 134, церий-144. На сельхозугодьях, загрязнëнных цезием, полезно внесение калия, ибо эта пара элементов, как кальций и стронций, проявляет одинаковые свойства.
Накопление радиоизотопов зависит и от типа почвы: хуже всего радиоактивные элементы высасываются из чернозëмов, а в наибольшем количестве - из торфоболотистых, песчаных и подзолистых почв. При этом, экспериментально установлено, что цезий в белорусском Полесье аномально подвижен, и при одинаковой загрязнëнности почв в растениях этой зоны его оказывается обычно больше, чем в других местах Советского Союза.
Есть такие растительные организмы, которые жадно захватывают радиоактивные вещества, собирая их с большой площади. Это лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки - так называемые растения-концентраторы. Повышенное содержание стронция и цезия обычно характерно для ароматической зелени - укропа, петрушки, шпината и др. Правда, удельный вес этих растений в рационе питания невелик, так что их вклад в суммарную радиоактивность, поступающую в организм, не очень значителен.
Снизить радиоактивность растительных продуктов можно их технологической переработкой. Например, при переработке зерна в муку много радиоактивных веществ удаляется вместе с оболочками, которые поглощают их сильнее. Мука грубого помола более радиоактивна. Стронция-90 в муке и крупе обычно содержится в 1,5-3 раза меньше, чем в зерне. Эффективный способ снизить содержание радиоизотопов - кулинарная обработка. При чистке картофеля и свëклы с кожурой удаляется до 40% строн-ция-90 и почти столько же цезия-137. Из свеклы, картофеля, щавеля, грибов во время варки в воду переходит от 50 до 85% цезия. Фрукты, как правило, имеют невысокую радиоактивность (это не относится к семечкам и косточкам). Так, яблоки урожая 1989 г. из разных районов Белоруссии, даже из загрязнëнных районов, оказались практически "чистыми".
Попадая в организм животных, различные радионуклиды задерживаются в нëм разное время: и несколько дней, и годы.
Главный путь их выведения - с калом и всеми переработанными жидкостями через выделительные органы (поэтому и молоко животных содержит повышенное количество радиоизотопов). С молоком коров выводится около 1% йода, стронция и цезия, поступившего с суточным рационом, - очень большая величина, тем более, что этот продукт относится к основным продуктам питания человека. Радиоактивность молочных продуктов можно значительно снизить при их технологической переработке. Так из молока в сливки переходит только 5% стронция-90, в творог - 27%, в сыры -45%. Цезий-137 переходит в масло, сметану, сыр и творог в количествах соответственно 1,5; 9; 10 и 21%.
Скачать реферат