Особенности загрязнения радиоизотопами

Радиоактивные изотопы переходят в стабильное состояние, испуская элементарные частицы и так называемое гамма- излучение. С одной стороны, загрязнение ими носит типично химический характер, с другой стороны, сама радиация не ощущается человеком, а последствия ее воздействия на организм обычно проявляются спустя некоторое время, иногда через поколения.

Радиоизотопы широко распространены в природе, однако естественный (так называемый фоновый) уровень излучения обычно небольшой. Появление участков с высокими их концентрациями, как правило, является результатом деятельности человека. Такой загрязнение связано с ядерными взрывами, атомной промышленностью и энергетикой (преимущественно с атомными электростанциями). Понятно, что в двух последних случаях выбросы радиоизотопов происходят главным образом во время аварий, которые время от времени происходят на любом производстве. Самая известная авария — взрыв одного из реакторов Чернобыльской АЭС в 1986 г. Выброшенные из него топливные частицы, содержащие иод-131, цезий-137, стронций-90 и др, оказались рассеянными по обширной территории, главным образом в пределах севера Украины, юго-востока Белоруссии и сопредельных областей России.
Кроме того, при любом производстве в атомной промышленности образуются отходы, содержащие радиоизотопы. Соответственно необходимы их правильное захоронение и переработка. Причем существенно, что наряду с короткоживущими продуктами деления (стронций-89, ниобий-95, молибден-99 и др.), периоды полураспада которых измеряются сутками и десятками суток, образуются и изотопы со сравнительно низкими скоростями распада (обычно десятки лет). Таковы стронций-90 и цезий-137. И тот и другой могут накапливаться в организме человека.
Особенно опасны радиоактивные отходы, захороненные в зацементированных контейнерах на дне морей и океанов. Такой способ использовался в ряде стран на протяжении многих лет.
Некоторые радиоактивные изотопы (например кобальта, железа, цинка, марганца), появляющиеся в результате ядерных взрывов, могут входит в состав прочных комплексов. Отмечена аккумуляция изотопов фосфора в желтке яиц птиц. Часть радиоизотопов мигрирует по трофическим сетям. Так, цезий-137 накапливается в тундровых лишайниках, затем оказывается в организме северных оленей, а в итоге — у питающихся их мясом лапландцев. В специальных экспериментах с использованием источника гамма-излучения показано угнетение многих видов растений и животных и результирующие нарушения динамики экосистемы.

В естественных и слабо нарушенных наземных экосистемах основная часть низкомолекулярной органики и минеральных веществ, формирующихся в результате разрушения созданной в них продукции, не выходит за их пределы и либо включается в круговорот, либо аккумулируется, например, в почвах. При нарушениях, особенно связаных с внесением удобрений, подобные соединения могут выноситься со стоком и накапливаться в водоемах. Это способствует интенсивному размножению планктонных фотосинтезирующих живых организмов, особенно цианобактерий (часто называемых синезелеными водорослями). В результате увеличивается первичная продукция водоема. Именно этот процесс часто называют эвтрофикацией (эвтрофизацией) (правда, в узком смысле эвтрофикация — увеличение поступления питательных веществ, или нагрузки по ним, сверх обычного притока [Эдмондсон, 1998]).
Эвтрофикации способствует и накопление донных отложений, приводящее к уменьшению объема воды и соответствующему увеличению концентрации биогенных компонентов. Подобные изменения часто наблюдаются в естественной обстановке, но скорость эвтрофирования при этом низка.
Хотя увеличение первичной продукции до какой-то степени благоприятствует развитию консументов, в том числе ряда видов рыб, но при дальнейшем поступлении биогенных соединений может начаться так называемое “цветение” воды, уменьшается ее прозрачность и содержание в ней кислорода, в результате сокращения светового потока страдают донные фотосинтезирующие организмы, гибнут животные.
Эвтрофикация может проявлятся как в небольших водоемах, так и в огромных акваториях. Например, сброс значительных объемов стоков в Мексиканский залив в последние десятилетия способствовал формированию обширной “мертвой зоны” в его северной части. Ее площадь составляет около 18 000 км2.
Эвтрофикация, как правило, обратима. При снижении темпов и объемов поступления биогенных компонентов и донных осадков экосистема обычно возвращается в состояние, близкое к исходному.

Деятельность человека, особенно на протяжении последних 200 лет, привела и приводит к распространению многих видов живых организмов.

Это совершенно специфический тип загрязнения, последствия которого во многих случаях оценить крайне сложно. На суше часто проблемы связаны с расселением с одного континента на другие, а также заселением островов. Аналогичная ситуация складывается и в океанах и морях. Инвазии могут быть как результатом целенаправленной деятельности человека, так и случайными.
Связанное с деятельностью человека распространение живых организмов обусловлено преимущественно, с одной стороны, особенностями его популяций, а с другой — постоянными попытками “улучшить” или, по крайней мере, преобразовать естественные экосистемы. Первое связано как с очень высокой плотностью человека во многих районах, так и с его активными миграциями на большие расстояния. Это способствует расселению живых организмов, паразитирующих на человека либо просто сожительствующих с ним. Можно вспомнить знаменитую эпидемию чумы, охватившую значительную часть Европы в конце Средних веков. Современные транспортные средства, главным образом самолеты, в последние годы также способствуют распространению потенциальных переносчиков ряда возбудителей заболеваний, например, комара Aedes albopictus.
Человек намеренно завозил и завозит разные виды живых существ из одного района в другой, но во многих случаях быстро теряет возможность контроля таких популяций. Так, довольно крупный грызун — ондатра — был завезен в Европу из Северной Америки в 1905 г. Сейчас он заселяет почти всю лесную зону внетропической Евразии, причем ее внедрение в местные экосистемы оценивается неоднозначно. Завоз лисицы в 1860-е гг. в Австралию привел к ее широкому расселению по западной, южной и восточной окраинам континента и к превращению этого вида в одного из основных хищников. И таких примеров можно привести множество. Сложность контроля нередко определяется наличием длительного периода, когда поселения

того или иного вселенца остаются немногочисленными.
Видимо, еще чаще происходила и происходит случайная инвазия. В первую очередь это касается мелких видов. Среди них много сорных растений и животных-вредителей. Так, завоз в 20-е гг. XX в. во Францию колорадского жука, повреждающего в первую очередь картофель, привел к его постепенному расселению по большей части Европы, а затем и по Средней Азии и югу Сибири.
Нередко вторжение того или иного вида приводит к существенной перестройке экосистем. Чаще всего прослеживаются изменения в трофических сетях, а также в характере биологического разнообразия. Так, завоз в Черное море с балластными водами одного из видов гребневиков (Mnemiopsis leidyi) — группы хищных животых, близких к кишечнополостным — с Атлантического побережья Северной Америки привел к резкому падению обилия многих видов рыб. Только прямой ущерб для рыболовства в 1993 г. составил около 250 млн долл. США.

Рис. 52. Подлесок из клена ясенелистного в смешанном лесу Западной Сибири (ориг.)
Завоз нильского окуня в оз. Виктория привел исчезновению либо значительному сокращению популяций более чем 200 из примерно 300-500 эндемичных видов мелких рыб-цихлид. Хотя во многих случаях виды-вселенцы заселяют нарушенные экосистемы, нередко инвазии затрагивают и естественные сообщества. Например, в последние годы отмечено появление клена ясенелистного (или американского) (рис. 52) в пойменных

лесах Северо-Западного Алтая. Этот неприхотливый вид широко используется в озеленении, но в последние десятилетия заселяет лесные экосистемы в окрестностях городов и других населенных пунктов. Появление на Гавайских о-вах небольшого дерева Myrica faya привело в резкому изменению круговорота азота: скорость его накопления в почвах существенно возросла [Mack et al., 2000].
К сожалению, мы часто недооцениваем масштаб инвазий. Многие экосистемы, например, в Австралии и на островах, преобразованы уже настолько существенно, что среди продуцентов доминируют чужеземные виды. Кроме того, вселенцы могут быть хорошо представлены и среди консументов, в том числе паразитов. В этих случаях мы нередко рассматриваем в качестве естественных именно такие, по сути дела, вновь сформированные экосистемы. Подобные сообщества могут занимать обширные территории. Соответственно фактически это приводит к изменению экологической обстановки не только на локальном, но и на региональном уровне.

<< | >>

↑

Источник: Сергеев М. Г.. Основы экологии: Учеб. пособие. Ч. 2.. 2007

Еще по теме Особенности загрязнения радиоизотопами:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -