Чувствительность живых организмов к радиации

Сильные дозы радиации вызывают гибель облученных особей. Кривая зависимости числа погибших особей от доз радиации для популяции, подвергшейся экспериментальному облучению, имеет сигмовидную форму (рис. 4.2). Именно по этому графику определяется ЛД₅₀- теоретическая доза в радах или бэрах, которая вызывает гибель 50 % особей рассматриваемой популяции через определенный промежуток времени.

Рис. 4.2. Кривые зависимости доза - воздействие [5]

Изучение зависимости числа погибших особей от полученной дозы радиации показывает, что существует порог, ниже которого особи кажутся непострадавшими. Дозы ниже этого порога называются сублетальными (рис. 4.2), однако их нельзя считать безвредными.

Сублетальные дозы оказывают очень значительные соматические и генетические воздействия. В этом смысле в радиобиологии принято различать воздействия сильного, но кратковременного облучения и воздействия длительного или даже постоянного облучения слабыми дозами. Последний случай является предметом изучения экологов, поскольку со слабым облучением связана чаще всего опасность радиоактивного заражения окружающей среды.

Облучение сублетальными дозами ионизирующей радиации имеет такие последствия:

1) ослабляет облученный организм, уменьшает его жизнедеятельность (замедление роста, снижение иммунитета организма);

2) влияет на демоэкологические характеристики популяции (снижает долголетие и прирост популяции);

3) различными способами поражает гены;

4) частично оказывает кумулятивное действие, вызывая необратимые эффекты.

Экспериментальное облучение многочисленных видов растений и животных организмов обнаружило большие вариации значений ЛД₅₀ и огромные колебания чувствительности организмов к облучению. Часовая доза радиации, смертельная для 50 % организмов, составляет 400 бэр для человека, 1000 - 2000 - для рыб и птиц, 1000 - 150 тыс. - для растений и 100 тыс. бэр - для насекомых.

Чувствительность организмов к облучению тем больше, чем выше их организация. Следовательно, наиболее подвержен воздействию радиации человек.

Воздействие радиации на человека зависит от многих факторов: - от дозы и мощности дозы, т.е. одна и та же доза, но растянутая во времени, оказывает меньшее повреждающее действие, чем единовременная мощная доза; - от возраста (наиболее подвержены воздействию радиации люди в возрасте до 25 лет); - от чувствительности к радиации различных органов человеческого тела (наибольшей восприимчивостью обладают кроветворные органы, эпителий кишечника, кожи и сперматогенный эпителий, менее чувствительны мышечная и костная ткани); и т.д.

Экологические последствия радиационного загрязнения

Окружающей среды

Экологическое значение изотопов различно. Радиоактивные вещества с коротким периодом полураспада (менее двух суток) не представляют большой опасности для биотопов (за исключением взрывов) так как сохраняют высокий уровень радиации непродолжительное время. С другой стороны вещества, с очень длинным периодом полураспада (уран -238), также не очень опасны, поскольку они в единицу времени испускают очень слабое излучение.

Таким образом, наиболее опасными радиоактивными элементами являются те, у которых период полураспада изменяется от нескольких недель до нескольких лет. Этого времени достаточно для того, чтобы упомянутые элементы смогли проникнуть в различные организмы и накопиться в пищевых цепях.

Следует отметить, что при одинаковом уровне загрязнения экосистемы радиоактивными веществами более опасными для биоценоза считаются изотопы элементов, которые являются основными слагаемыми живого вещества (С-14, Р-326, Са-45, J-131 и т.д.). Менее опасны редко встречающиеся радиоактивные вещества, которые слабо или совсем не поглощаются живыми организмами (например, инертный газ радон).

Большую опасность представляют изотопы, по своим химическим свойствам похожие на элементы, активно поглощаемые живыми организмами. Например, стронций-90 (похож на кальций) и цезий-137 (похож на калий) являются наиболее опасными изотопами, которые могут отравить окружающую среду, попав в нее в виде отходов атомной промышленности, или при выпадении радиоактивных осадков, последовавших за ядерным взрывом в атмосфере. Стронций из-за сходства с кальцием легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мускулах, замещая калий. Так как периоды полураспада этих элементов соответственно равны 28 и 33 годам, они остаются в зараженном организме и могут накапливаться в количествах, способных причинить ущерб здоровью.

Поскольку не существует каких-либо биологических или химических способов ускорить процесс радиоактивного распада, борьба с радиационным загрязнением должна носить предупредительный характер.

Задания

1. Определить мощность полевой эквивалентной дозы гамма-излучения с помощью дозиметра АНРИ-01-02. Порядок работы с прибором изучить по инструкции в методических указаниях. Трижды провести измерения в помещении и на улице (в каждой точке замеры проводят как минимум 3 раза) и вычислить в обоих случаях среднее арифметическое значение. Исходя из полученных данных, рассчитать какую дозу получит человек за всю жизнь (за 70 лет, в бэрах), соответствует ли она допустимым нормам.

2. Согласно инструкции к дозиметру измерить загрязненность поверхностей бетта-излучающими радионуклидами образцов, химических солей, содержащих К⁺, выданных преподавателем. Рассчитать процентное содержание калия в них. Построить график зависимости плотности потока бета-частиц от процентного содержания калия. Объяснить полученные результаты.

Библиографический список

1. Б о г д а н о в с к и й Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 237 с.

2. Г р и н Н., С т а у т У., Т е й л о р Д. Биология / Пер. с англ.
Т. 1. М.: Мир, 1990. 325 с.

3. О д у м Ю. Экология / Пер. с англ. В 2 т. М.: Мир, 1986.

4. П о л е н о в Б. В. Дозиметрические приборы для населения. М.: Энергоатомиздат, 1991. 64 с.

5. Р а м а д Ф. Основы прикладной экологии / Пер. с франц. Л.: Гидрометеозидат, 1981. 543 с.

6. Химические методы анализа объектов окружающей среды: Лаб. практикум / С.М.Чеснокова, В.Г. Амелин; Владим. гос. техн. ун-т. Владимир, 1996. 60 с.

7. Химия окружающей среды: Практикум / Т.А.Трифонова, Е.П.Гришина, Н.В. Мищенко, А.Л.Тихомиров; Владим. гос. техн. ун-т. Владимир, 1996. 56 с.

8. Ч е р н о в а Н.М. Лабораторный практикум по экологии. м.: Просвещение, 1986.

Порядок работы прибора

1 23	Поделиться: