Воздействие радиоактивности на экосистемы

Радионуклиды в почвах, экотоксикология, радиоактивные отходы
Ответить
Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Воздействие радиоактивности на экосистемы

Сообщение Глея » Пт мар 08, 2019 1:00 am

Единицы радиоактивности
Кюри - внесистемная единица активности радиации.

В течение 1 с происходит 3,7 *1010 активных распадов
1 Ки = 3,7* 1010 Беккерелей

Бекккерель – один распад в с.(СИ)

Рентген -внесистемная единица экспозиции, дозы рентгеновых и гамма - излучений. Определяется по ионизации воздуха.

Доза в 1 Р соответствует образованию
2,083* 109 пар ионов/см3, или 1,61 *1012 пар в 1 г воздуха.

Рад -поглощенная доза ионизирующих излучений. Соответствует энергии излучения100 эргов, поглощенной массой вещества в 1 г. 1 рад = 0,01 Дж/кг

Задолго до Чернобыля аналогичное загрязнение произошло в двух регионах России. После испытаний атомного оружия на Новой Земле часть северных территорий оказалась зараженной. Была взорвана бомба, воздушная волна от которой 3 раза обошла земной шар.

Радиоактивное загрязнение произошло также на Урале, в Челябинской области после взрыва на ядерном объекте, расположенном между Кыштымом и Касли емкости с радиоактивными отходами. Были загрязнены радиоактивными отходами районы Челябинской, Свердловской, Тюменской областей. В результате аварии образовался Восточно- Уральский радиационный след /ВУРС/.

На территории наиболее Южного Урала распространены леса из сосны (Pinus silvetris) и березы (Betula pendula), на серых и бурых лесных почвах. Равнинный холмисто-увалистый рельеф с озерами в понижениях придает району удивительную живописность. Тем неожиданней была катастрофа, приведшая к загрязнению громадной площади лесов региона.

Загрязнение было очень неравномерным и измерялось от долей единицы до 5000 кюри/км2.По состоянию растений выделили два взаимосвязанных процесса. Первый начальный краткий период, когда радиоактивные осадки задерживались кронами деревьев, первичными аккумуляторами радионуклидов , и древесная растительность подвергалась прямому воздействию радиации. Второй этап- активная миграция радионуклидов из крон деревьев в почву, подстилку, в травяной ярус. При этом часть нуклидов снова поглощалась растениями и оказывало на него соответствующее влияние.

В первый год максимально загрязнены листья /хвоя/, ветки, кора деревьев, что свзано с непосредственным оседанием пыли на этих органах. Ствол и корни загрязнены мало. На 3-й год загрязнение стабилизируется и колеблется для всех органов в пределах n 10-7 у сосны и n 10-7* n* 10-5 кюри/кг у березы.

Распределение радионуклидов в компонентах экосистемы:
подстилка (~63%): 61-64%
почва (~25%): 3-31%
древостой (~9%): 1-10%
травы (~1%): <1%

На отдельных участках распределение заряда в экосистеме в целом было следующим: в подстилке 61-64%, в почве 3-31%, в древостое 1-10% и в травяном покрове 0,04-0,73%.

Летальная доза для сосны в этот период была равна приблизительно 5000 рад, для березы - 10000 рад. Эти дозы были накоплены кронами деревьев в первые 1-2 года после выпадения на лес радионуклидов.

За период 1957-60 гг формирование дозы в кроне сосны происходило следующим образом: за 3 месяца 1957 г поглотилось кроной 58-67% нуклидов, в 1958 - 36-42%, 1959 -0,8 -2,3% и в 1960 - менее 1% ее полной величины, накопленной за 4 года.

Участки леса классифицированы по загрязнению (по стронцию-90): до 100 кюри/км2 - не поврежденные, слабо и средне поврежденные деревья составляют до 40%, отпад подроста - 50%, подрост березы не поврежден, травяной покров не нарушен, доза радиации составляет до 300 рад. Слабо поврежденные насаждения характеризуются плотностью загрязнения 101-300 кюри/км2 , сосновый древостой поврежден на 70-100%, отпад - до 70%, подрост погиб на 70% и суммарная доза 301-2000 рад.

Сильно поврежденные насаждения характеризуются плотностью загрязнения по стронцию –90 1000 – 4000 4000 кюри/км2. Суммарной дозой 8000 - 20000 рад. все деревья повреждены, сосна погибла на 70%, отпад подроста березы - 85 - 100%. В травяном покрове преобладают иван-чай, вика лесная, клевер полевой.

Березовый древостой в этом случае поврежден незначительно, в травяном покрове преобладает вероника лесная и вейник ползучий. Средне поврежденные насаждения загрязнены до плотности 301-1000 кюри/км2 , суммируемая доза 2000-8000рад, отпад сосны 71-100%, подрост погиб полностью, береза повреждена на 50-100%, отпад ее- 25%, гибель подроста -50-85%. В травяном покрове появляются полынь, подорожник и т.п.

Восстанавливается только верхняя часть кроны, не более трети исходной кроны. Но этого оказывается достаточно для восстановления прироста по диаметру деревьев. Высокий начальный фон был обусловлен короткоживущими радионуклидами и они были причиной повреждения и гибели деревьев. У деревьев засохли листья, а оставшиеся живые - изменили свою окраску. Образовалось множество укороченных побегов / в просторечии их называют ведьмиными метлами/. Осенью загрязнение особенно сильно повредило точки роста у деревьев, из которых весной следующего года должны были появиться листья / хвоя.

В первые годы наиболее показателен был ход в высоту. Прирост верхушечного побега был тем меньше, чем больше была повреждена верхняя часть кроны. Из пазушных и спящих почек развивались побеги с мелкими листьями, как правило короткие, образующие пучки /ведьмина метла/. В первые 2-3 года после радиоактивного загрязнения у частично пораженных сосен рост боковых побегов был заторможен, что сохранилось и в более позднее время. На 4-6 годы средние показатели прироста ассимиляционных органов пораженной березы были тем больше, чем выше степень поражения кроны.

Диспропорция в строении кроны , вызванная действием радиоактивных продуктов деления, привела и к уменьшению прироста по диаметру. Годовые кольца стали намного уже, чем были до загрязнения. У некоторых деревьев наблюдался период покоя, латентный период, как защитная реакция на излучение.

Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Воздействие радиоактивности на экосистемы

Сообщение Глея » Пт мар 08, 2019 1:02 am

Через год деревья начинали снова функционировать. Радиация привела к уменьшению обводненности деревьев, что сопровождалось “уменьшением” древесной массы, как бы усыханием ствола.Чем больше были повреждены деревья, тем короче был у них период летней жизнедеятельности. У сильно поврежденных -буквально 2-3 недели.

На 3-5-й год после загрязнения годичный прирост в толщину у слабо пораженных деревьев был в 5-30 раз больше чем у сильно поврежденных ( для березы) и в 40 раз для сосны. Продолжительность роста березы в течение вегетационного периода составляла для слабо пораженных деревьев 75-105 дней, для средне пораженных- 34-80 и для сильно пораженных -13-49 дней.

Слабо и средне пораженные сосны имели одинаковую продолжительность роста, но всегда меньше, чем такие же по повреждению березы.

К 10-ти годам ассимиляционный аппарат деревьев восстановился в результате интенсивного развития спящих почек. Различия в росте между вариантами почти исчезли. На 6-й год было установлено, что у корней деревьев нет заметных повреждений и аномалий.

Нормализация роста и развития поврежденных деревьев началось на второй год после выпадения радиоактивных осадков. Слабо поврежденные деревья восстановились от лучевого поражения за 1-3 года. Средне поврежденные деревья восстанавливаются в течение 4-7 лет. Сильно поврежденные иногда имеют 1-3-летний латетный ( скрытный) период, когда они производят впечатление мертвых деревьев, но клетки стволов у этих деревьев и корни -оставались живыми. Эти деревья восстанавливаются за 8-10 лет.

Наблюдались случаи, когда глазомерно оцененные как погибшие, деревья оказывались жизнеспособными и восстанавливали свои жизненные функции. Так на самом загрязненном участке из 20 пострадавших берез со временем восстановили свои функции 18 и прирост у них стал выше , чем у контрольных деревьев. В другом случае, у некоторых как будто погибших сосен после первой таксации начали появляться из пазушных почек “ ведьмины метлы” и в дальнейшем кроны этих деревьев постепенно приобрели нормальное состояние и приносили шишки с жизнеспособными семенами.

Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Воздействие радиоактивности на экосистемы

Сообщение Глея » Пт мар 08, 2019 1:03 am

Малая доза радиации способствует активизации защитных сил организма, что может улучшить его состояние.
Увеличивающееся производство семян у растений - свидетельство некоторого угнетения, дискомфортности
Постепенно радионуклиды переходят из подстилки в почву и там закрепляются на очень продолжительное время, практически тысяча лет. Деятельность животных - землероев приводит к углублению проникновения радионуклидов в почву.

1. Смертельная доза радиоактивного излучения для растений измеряется 2000 рад.
2. Дозы от 100 -2000 рад вызывают повреждения и латентное состояние у растений.
2. В зависимости от повреждения (дозы) через 1- 10 лет дерево может снова начать функционировать
3. Причной гибели и повреждения деревьев стали быстроживущие радионуклиды.
4.Сначала максимум радионуклидов оседает на кронах деревьев,затем поступает в подстилку и наконец закрепляется в верхних слоях почвы.

Ответить