Мемлекеттік

1.Различие реакций экосистем и ее составляющих на радиоактивность, в том числе и от радионуклидов ядерно-энергетического происхождения, связано, как правило, с фоновой токсической техногенной загрязненностью среды. Такие различия требуют учета размеров и эффективности фоновых воздействий на экосистемы. Наиболее агрессивными, устойчивыми в среде и накапливающимися в пищевых экологических цепях в той же кратности, что и радионуклиды, являются: пестициды (ДДТ), тяжелые металлы, газоаэрозольные выбросы от сжигания топлив (особенно диоксид серы, оксиды азота, 3,4-бенз(а)пирен).

Отличительной особенностью экосистемного метаболизма загрязни­телей этого ряда является их способность при переходе из первичного звена миграции в последующие превращаться в новые, более токсичные формы.

Наиболее массивно загрязнение среды диоксидом серы, время суще­ствования которого в атмосфере равно 2 —3 ч. При взаимодействии с водой (влажность воздуха) 50₂ переходит в более агрессивную серную кислоту, сульфаты. Суммарный среднегодовой выброс токсиканта со­ставляет 150 млн т. Загрязненность атмосферы в России превышает ПДК в 5—10 раз, представляя угрозу закислению водоемов, гибели планктона (ведущего звена дезактивации водной среды), изменениям спект­ра солнечной радиации и др.

Пестициды, содержащиеся в почвах страны в количествах 3 — 5 кг/га, помимо нейротропной, канцерогенной, генетической опасности вносят существенный вклад в разрушение экологического равновесия экосис­тем за счет деградации (гибели) начальных популяционных звеньев ме­таболизма биоценозов.

2.Тяжелые металлы, выбрасываемые в атмосферу, осаждаясь, дефор­мируют экосистемный метаболизм почв, поверхностных вод. Техноген­ное содержание метаболитов в среде превышает естественное в сотни-тысячи раз. В экосистемные процессы ежегодно вовлекается до 400 Гт тяжелых металлов. Первичным звеном миграции, как и в радиационном экосистемном метаболизме, являются почвенная, водная, сапрофитная микрофлора, переводящая металлы в органические легко подвижные структуры. Последствия таких массивных воздействий, характерных для 50 % территорий России, аналогичны патологическим реакциям на рез­ко повышенную радиоактивность среды.

3,4-бенз(а)пирен содержится в воздушной среде городов в концентра­циях, превышающих ПДК в 5—10 и более раз, является внеконкурент­ным канцерогеном современной среды.

Последствия воздействия всей совокупности фоновых техногенных факторов среды аналогичны последствиям хронических радиационных воздействий в дозах, превышающих принятые ПДД.

1. 
   С чем связана различие реакций экосистем и ее составляющих на радиоактивность?
   
2. 
   Отличительная особенность экосистемного метаболизма загрязни­телей.
   
3. 
   Расскажите о опасности пестицидов и их последствиях.
   
4. 
   Что вы знаете о тяжелых металлах
   
5. 
   Последствия воздействия фоновых техногенных факторов.
   

3. 
   Тірі ағзаларға радиацияның әсер ету механизмі
   
4. 
   Ағзаның сәулелі зақымдануының патогенезі
   
   0. 
      Жасушалы-малекулярлы реакциялар және олардың зардаптары.
      
   1. 
      Жасушаның күйзеліс жағдайы
      

Пивоваров Ю.П., Михалев В.П., «Радиационная экология»,М, Академия, 2004г, 77-87 б.

Параллельно цитохромному эффекту, в том числе и вследствие реак­ций ПОЛ, в клетке в таких условиях идет разрушение мембран с после­дующим подавлением их дренажно-детоксикационных функций при па­раллельном накоплении эндогенных токсических метаболитов, резком нарушении барьерной, рецепторно-сигнальной активности и закономерном выходе клеточных популяций из-под гуморального (сигнального) контроля.

1. 
   Как радиационные воздействия среды влияют на клеточно-молекулярные реакции ?
   
2. 
   Как реагирует организм на радиационные воздействия?
   

4.С чем связано повреждающее действие излучения.?

5. Чем обусловлена гибель клетки от повреждающего действия ионизирующего излучения?
ДӘРІС № 9

Тақырыбы: Ортагың техногенді радиоактивтілігі және халықтың денсаулығы

Дәріс мазмұны:

4. 
   Ағза реакциясы. Күрделі күйзеліс жағдайы
   
5. 
   Популяциялық реакциялар
   
6. 
   Ортаның реакциялық деформациясына экожүйенің реакциясы
   

Пивоваров Ю.П., Михалев В.П., «Радиационная экология»,М, Академия, 2004г, 87-96 б.

Повышенная частота периодических клеточных поломок, появления чужеродного белка, нехарактерных мембранных сигналов ведет к повы­шенной напряженности иммунных реакций (Т-лимфоцитарного надзо­ра). Постоянная (истощающая) напряженность таких реакций (при хро­ническом воздействии фактора и особенно на фоне техногенного дефи­цита иммунных функций) ведет к повышенному риску воспалительных процессов (ОРЗ, пневмонии, нефриты, уретриты, ЛОР-патология).

Повышенная сигнальная напряженность нервной и эндокринной си­стем, непосредственно связанных с иммунной системой, благодаря рецепторным полям в стенках сосудов эпирезарного кровотока при одно­типности межсистемности «языка» связи в совокупности с непосред­ственными реакциями клеток систем на воздействие радиации, ведет к нарушениям нейроэндокринной регуляции гомеостаза. Закономерные здесь искажения межнейронных (и последующих межсистемных) свя­зей, рассогласование нейро-эндокринных регуляторных реакций прояв­ляются повышенным риском расстройства поведения, сна, судорожных припадков, амнезией, неадекватных аффектов, депрессии интеллекта и др. Частота таких реакций в группе ликвидаторов аварии превышает спон­танную частоту в 10 раз.

Повышенный риск таких нарушений прослеживается у детского на­селения радиоактивных территорий, особенно у детей, перенесших те­ратогенные радиационные травмы. Частота нейро-эндокринных рас­стройств превышает здесь фоновую (спонтанную) в два раза.

2.Популяция — население, заселяющее определенное пространство с характерным климато-географическим, микроэлементным, радиаци­онным составом среды и с определенными ферментно-гормональными(адекватными составу среды) генетически фиксированными особенно­стями обмена (популяционным фенотипом). Резкая смена состава средыи особенно факторов стационарности экосистем (микроэлементного,радионуклидного состава почв, спектра внешних радиационных воздей­ствий и др.) ведет к адаптационной напряженности реакций нервной,иммунной, эндокринной систем регуляции гомеостаза (популяционный стресс) с последующей коррекцией обмена и, в случае постоянства вновь сформировавшейся среды, генетической фиксацией фенотипа. Динами­ка процесса однотипна со стрессорными реакциями отдельного орга­низма, но растянута минимум на 10—15 лет для окончательной коррек­ции обмена (и на пять — шесть поколений для его окончательной гене­тической фиксации).

Повышенная частота клеточных обменных и структурных генетических поломок (стохастические эффекты) являются фактором естественного отбора клеточного уровня, завершающегося формированием устойчивости как клеточных, так и организменных популяций, на фоне временно повышенной частоты онкологических заболеваний и наследственных дефектов. Максимальный риск таких реакций (количественная оценка стохастических эффектов) принят равным 2 • 10~³ Зв^-1 (или 2 • 10~⁵ бэр"¹) — вероятность формирования рака со смертельным исходом, равная двум шансам из 1 тыс. при накоплении дозы в

2. 
   Экосистемные реакции на радиационную деформацию среды несистематизированы. Ряд исследований указывает на рост видового разнообразия растительности, средней продолжительности жизни, функциональной активности животных и человека, проживающих в зонах повышенного радиационного фона. Аналогичная (новейшая) радиационная обстановка на территориях с мощным токсичным фоном ведет к крайне противоположным реакциям (гибель лесов, повышенная частота генетических дефектов у новорожденных, повышенная заболеваемость, деградация интеллекта). Системные исследования, проведенные Н. В.Тимофеевым-Ресовским, указывают на расслоение симбиотической согласованности функциональной активности составляющих биоценозов: увеличение скорости роста и функциональной активности низших биологических видов на фоне угнетения пролиферации высших форм растений, животных. Такие реакции подтверждаются на территориях с загрязнением среды > 40 Ки/км². Реакции тем не менее будут развиваться по типу «экологического стресса» с последующей нормализацией эко-системных взаимодействий, на что указывает ряд прослеженных в динамике данных по состоянию биоценозов на территориях, радиоактивных от аварий и ядерных испытаний.
   

1. 
   Расскажите о популяционных реакциях.
   
2. 
   Охарактеризуйте стохастические реакции на радиационные воздействия
   
3. 
   Расскажите об экосистемных реакциях на радиационные воздействия
   
4. 
   Расскажите о повышенной сигнальной напряженности нервной и эндокринной си­стем.
   

5. 
   Радиациялық қауіпсіздік шегі туралы теориялық көзқарастар
   
6. 
   Радиациялық әсерлердің экологиялық нормалануы
   

Пивоваров Ю.П., Михалев В.П., «Радиационная экология»,М, Академия, 2004г, 99-115 б.

1.Основы радиационной безопасности документального принятия ПДД радиационных воздействий построены с учетом возраста, пола, профессиональной деятельности, числа облучаемых и доли облучаемых по профессиональной принадлежности от общего числа населения стра­ны. Допустимые радиационные воздействия предусматривают полное исключение радиогенных соматических реакций (нарушение сопротив­ляемости, нервно-психического статуса организма) и минимальную величину стохастических эффектов, не выходящих за пределы анало­гичных рисков от воздействия других факторов среды..Допустимость радиационного фактора обосновывается и социально-экономическими категориями, по соотношению «польза—вред» от радиационных и од­нотипных по конечной цели нерадиационных технологий, например, получения электроэнергии тепловыми и атомными электростанциями, диагностики заболеваний пропедевтическими и рентгенологическим приемами; инициации синтеза химическими и радиационными ката­лизаторами.

2. Нормирование радиационного фактора с учетом реакций экоси­стем представляет серьезную и нерешенную проблему. Считается, что

максимальным накопителем радионуклидов, загрязняющих среду, и максимально радиочувствительным (критическим) звеном биоценозов является человек. Ввиду этого (во многом оправданного) положения, принятые НРБ, являются правомерными для переноса на экосистемы в целом. Вместе с тем в ряде ситуаций экосистемного метаболизма ра­дионуклидов, критическим звеном могут быть трудно предсказуемые без специальных исследований виды и их совокупности. Так, скорость на­копления радионуклидов елью, сосной в 20 раз превышает скорость накопления радиационного фактора человеком, что лежит, по всей ве­роятности, в болезненности хвойных лесов, прилегающих к АЭС (реги­стрируемой в промышленных центрах США, Европы). Чрезвычайно большие лучевые нагрузки, по сравнению с человеком, формируются на радиационных территориях у оленей, лосей, коров при свободном выпасе, что связано с максимальным накоплением радионуклидов в травах.

Сравнивая предельные радиационно-гигиенические дозы с радиационно-экологическими, следует иметь в виду, что при разработке антро­погенных норм радиационных воздействий в них закладывается высокий коэффициент запаса: доза, вызывающая непосредственные соматиче­ские радиогенные реакции у человека, в 100—1000 раз выше принятых ПДД. Экологические разработки, указывающие на размеры «радиологи­ческой емкости» экосистем, отсутствуют. Поэтому основным ориенти­ром допустимых пределов радиоактивности среды должны оставаться «Нормы радиационной безопасности» с учетом регистрируемых и рас­четных величин лучевых нагрузок при нахождении в составе радиоактивно загрязненного биоценоза.
Контрольные вопросы

1. 
   Как исторически сложилось нормирование радиационных воздействий?
   
2. 
   Каковы теоретические представления о пределах радиационной безопасности?
   
3. 
   Перечислите нормы радиационнойбезопасности.
   
4. 
   Расскажите об экологическом нормировании радиационных воздействий
   

4. 
   Радиациялық апат жағдайында ортаның радиациялық ластануының әсерін алдын алатын шараларды ұйымдастыру
   
5. 
   Радиоактивті территориялардың дезактивациясы және агроценозды қайта қалпына келтіру шаралары
   
6. 
   АЭС апаттарының халықаралық шкалалары
   

Пивоваров Ю.П., Михалев В.П., «Радиационная экология»,М, Академия, 2004г,117-126 б

начальный — в период угрозы и первые часы выброса радионуклидов в окружающую среду;

первичный — ликвидации последствий аварии в условиях состоявше­гося выброса и осаждения радионуклидов на землю;

проведения и завершения работ по ликвидации аварии и ее послед­ствий.

Действия в период угрозы и на протяжении первых часов от момента аварии должны включать:

экстренное оповещение работников аварийного объекта и находя­щихся вблизи предприятий, жителей прилегающих территорий, адми­нистрации, МЧС России, Госкомприроды о потенциальной либо состо­явшейся опасности радиоактивного загрязнения среды;

обязательный радиационно-дозиметрический контроль за состояни­ем среды и территорий повышенного радиационного риска;

первичные меры защиты, исключающие выход населения из жилищ, мест работы, герметизацию и влажную уборку, вытяжную вентиляцию, с целью предупреждения проникновения и осаждения аэрозолей внутри помещений;

организацию приема калия иодида для профилактики поражений щитовидной железы радиоактивным иодом.

Третий этап проводится после выпадений радиоактивных осадков и строится с учетом степени радиационного загрязнений среды и зони­рования территорий с учетом расчетных лучевых нагрузок на населе­ние: I зона — радиационного контроля (1 — 5 мЗв/год); II зона ограни­ченного проживания (5 — 20 мЗв/год), III зона добровольного отселе­ния (20 — 50 мЗв/год); IV зона отчуждения (свыше 50 мЗв/год). Населе­ние, проживающее на таких территориях (особенно в III —IV зонах), не должно пользоваться местными водоисточниками, продуктами пи­тания, лесом без предварительного радиометрического контроля и раз­решения от санитарной службы. На территории должны проводиться плановые мероприятия по дезактивации среды.

2. Полная дезактивация радиоактивных территорий предполагает снятие верхних слоев почв непосредственно после радиационных осаждений до глубины 10—15 см с последующим захоронением срезов в могильниках для радиоактивных отходов. После аварии на ЧАЭС такая дезактивация была предпринята в 600 населенных пунктах на территории общей площадью 7000 км². В качестве экранов, поглощающих потоки ионизирующих излучений от загрязненных почв (защита экранированием), дезактивированные поверхности застилались гравием, песком, наносился асфальт, что вело к 10-кратному снижению мощности дозы.
Экранированием (гравием, асфальтом либо пластиковыми покрытиями) были защищены 25 000 км дорог. В целом было дезактивировано около 7000 домов и учреждений, снято 200 000 м³ почв.

Частичная дезактивация биологическим методом направлена на фиксацию радиоактивного загрязнения на предупреждение водной, воз­душной (выветривание) миграции радионуклидов. Осуществляется вы­севанием многолетних трав на загрязненные почвы, что ведет к эффек­тивному «вытягиванию» радионуклидов мощной корневой системой ра­стений из почв. Скашивание и в последующем сжигание и захоронение золы таких трав в незначительных объемах оказалось наиболее эффек­тивным методом как локализации (фиксация радиоактивности корневой системой трав), так и дезактивации наиболее массивных радиоактивных загрязнений среды.

К механическому методу частичной дезактивации относится глу­бокое вспахивание загрязненных полей. Метод направлен на захоронение основной доли радионуклидов путем его механического перемеще­ния из активного гумусового горизонта трав, сельскохозяйственных культур (картофеля, зерновых) в более глубокие нерадиоактивные по­чвенные слои, прерывая тем самым активную экосистемную мигра­цию радионуклидов. Методика «обмена» радиоактивных на нерадиоак­тивные слои почв оказалась наиболее эффективной, особенно в ком­бинации с другими методами. Радиоактивность активного гумусового горизонта снижается при использовании метода в 20 — 40 раз.

3. Конкурентная блокада миграции радионуклидов осуществляется внесением в почву аналогов их метаболизма, калия, кальция. Наи­больший эффект снижения уровня радиоактивной загрязненности урожая при таком методе прослеживается при избыточном совмест­ном внесении в почву извести, калийных удобрений (200 — 300 кг/га раз в три — четыре года) в сочетании с органическими удобрениями и навозом. Комплексная обработка почв по конкурентному принципу снижает радиоактивность сельскохозяйственной продукции в пять — десять раз. Кроме блокады миграции радионуклидов, такая обработка положительно меняет агрохимические свойства почв. Потенциал пло­дородия возрастает при такой обработке в результате снижения по­чвенной кислотности, роста содержания обменного калия, фосфора (в 1,6—1,4 раза), образования сложных нерастворимых соединений со стронцием, резко снижающим его поступление в продукты пита­ния, организм.

Практика показывает, что почва является важнейшей барьерной си­стемой защиты экосистем, выступая основным депо и индикатором опасности радионуклидных и токсических загрязнений среды. Комп­лексная обработка почв, захоронение в почвах радионуклидов методом глубокой перепашки, внесение обменного калия, фосфора, кальция (в комбинации со стимуляторами обмена органическими удобрениями), биологическая дезактивация посевом трав переводят местность из ра­диоактивного в экологически безопасное состояние, перераспределяя и направляя радиоактивность по естественным почвенным каналам. Ра­диоактивность продуктов питания, выращенных на радиоактивных тер­риториях, после комплексной обработки такого типа снижается в 15 — 20 раз, приближая радиоактивность почв и выращиваемой продукции к фоновым значениям фактора.
Контрольные вопросы

1. 
   Назовите меры по профилактике последствий радиационных аварий.
   
2. 
   Какой комплекс мер должен производиться по полной дезактивации среды?
   
3. 
   Как производится частичная дезактивация биологическим методом?
   
4. 
   Что включает в себя механический метод частичной деактивации?
   
5. 
   Как осуществляется конкурентная и комплексная блокада миграции радионуклидов