Радиоэкология

РАДИОЭКОЛОГИЯ, изучает воздействие ионизирующего излучения окружающей среды (космич. радиации, прир. и техногенных радионуклидов) на живые организмы, их сообщества и связь этого воздействия с распределением радионуклидов по пов-сти Земли (в атмосфере, Мировом океане, земной коре). Зарождение радиоэкологии связано с работами В. И. Вернадского, к-рый в 1910-20 впервые обратил внимание на возможное воздействие радиоактивности окружающей среды на биосферу.

Все живые организмы на Земле, в т. ч. человек, находятся под постоянным воздействием космич. излучения и излучения радионуклидов, содержащихся в атмосфере, воде, почвах, горных породах, строительных и др. материалах. Наиб. воздействие на живые организмы оказывают прир. радионуклиды ⁴⁰К, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th и продукты их распада (см. Радиоактивные ряды), а также космогенные радионуклиды, образующиеся гл. обр. в верх. слоях атмосферы под действием космич. излучения (¹⁴С, ³Н и др.). Развитие атомной пром-сти и проведение испытаний ядерного оружия (начиная с 40-50-х гг. 20 в.) привело к тому, что в окружающую среду во все возрастающих кол-вах стали попадать искусств. (техногенные) радионуклиды ⁸⁵Кr, изотопы ксенона, ¹³¹I, ⁹⁰Sr, ¹⁴⁴Ce, ^l37Cs и др., многие из к-рых имеют сравнительно большие периоды полураспада (до неск. десятков лет). Особенно много техногенных радионуклидов попало в окружающую среду до подписания Московского договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере и на поверхности Земли и океана (1972). В результате крупных аварий на ядерных реакторах (Уиндскейл, 1957; Чернобыль, 1986) в атмосферу выброшены большие кол-ва продуктов ядерного деления урана, плутония и нептуния, к-рые в виде аэрозолей и газов распространились на большие расстояния (см. Радиоактивные горячие частицы).

Пути распространения радионуклидов от мест выброса, хранения и захоронения радиоактивных отходов, а также за счет выщелачивания из радиоактивных пород зависят от хим. форм, в к-рых находятся радионуклиды, способности этих форм к комплексообразованию, гидролизу, окислению и восстановлению, др. факторов. В конечном счете рассеянные в среде радионуклиды усваиваются живыми организмами (растениями и животными), причем в организм человека они могут попадать не только непосредственно (при дыхании, с питьевой водой и т. п.), но и по сложным пищ. цепям (напр., ⁹⁰Sr в значит. мере попадает по цепочке растительность-травоядные животные-молоко). Важная задача радиоэкологии-вскрытие путей попадания радионуклидов в организм человека и защита его от такого попадания.

Современная радиоэкология развивается на стыке мн. наук. Так, ядерная физика и ядерная геофизика позволяют изучать радиац. поля, т. е. распределение источников ионизирующего излучения в атмосфере, водоемах, почвах, горных породах; радиохимия - исследовать состояние радионуклидов в водных р-рах, аэрозолях (определять хим. формы, степени окисления элементов и т.д.), формы, в к-рых происходит миграция радионуклидов в среде (истинные р-ры, ультрадисперсные твердые частицы и т.д.), изменение этих форм либо при прохождении геохим. барьеров типа река-море или океан - атмосфера, либо при изменении т-ры, кислотности, влажности, др. факторов. Сведения о концентрировании радионуклидов разл. организмами и их отдельными органами (напр., ⁹⁰Sr накапливается в костях человека, а ¹³¹I-в щитовидной железе), данные о генетич. и др. последствиях воздействия ионизирующего излучения дает радиобиология. Методы расчета дозы и мощности дозы ионизирующего излучения разработаны в дозиметрии.

Для радиоэкологии представляет интерес прежде всего изучение воздействия на организмы малых доз ионизирующего излучения. Таким воздействием обладают, напр., радон и продукты его распада (сам радон образуется при распаде имеющегося повсеместно в исключительно низких концентрациях радия), в заметных кол-вах присутствующие в воздухе в совр. зданиях, построенных с использованием новых строит материалов (шлаков, зольных остатков от сгорания ископаемых топлив). Систематич. исследования радиоэкологии направлены, в частности, на то, чтобы правильным выбором материалов и целесообразной планировкой помещений исключить опасное повышение концентрации радона в школьных зданиях, жилых помещениях, производств, предприятиях.

В реальных условиях степень воздействия ионизирующего излучения м. б. усилена наличием в среде вредных примесей (напр., в атмосфере - оксидов азота, серы, СО; в почвах и в водах-ионов тяжелых металлов, пестицидов и т.д.); это-т. наз. радиоэкологич. синергизм.

Важная проблема радиоэкологии-изучение пространственно-временной изменчивости естеств. фона ионизирующего излучения (напр., на пов-сти Земли в 50-100 раз). Повыш. фоном характеризуются, в частности, т. наз. радиоактивные провинции-районы с высоким естеств. содержанием урана и тория в почве и горных породах, расположенных на пов-сти. Во мы. странах ведутся работы по непрерывному контролю (мониторингу) радиоактивного загрязнения воздуха, почв, растит. и животных организмов, позволяющие выявлять зоны повыш. загрязнения, их источники, а также радиологически чистые зоны. Мониторинг позволяет надежно устанавливать даже незначит. изменения в радиац. обстановке на местности, связанные с изменениями в режимах работы ядерных реакторов, предприятий атомной пром-сти и т.д., не говоря уже об аварийных ситуациях.

Сведения, получаемые в радиоэкологии, играют важную роль при выработке международных соглашений, направленных на полное прекращение испытаний ядерного оружия, сокращение его произ-ва; на них основаны нормативные документы, в т.ч. определяющие порядок захоронения радиоактивных отходов, безопасную работу ядерных реакторов, условия работы персонала; возможность использования с.-х. и иной продукции населением и т.д.

Лит.: Перцов Л. А., Ионизирующее излучение биосферы, М., 1973; Химия окружающей среды, пер. с англ., М., 1982, с. 414-47; Громов В. В., Москвин А. И., Сапожников Ю. А., Техногенная радиоактивность Мирового океана, М., 1985; Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества, Л., 1990. См. также лит. при ст. Радиохимия.

Ю. А. Сапожников, С. С. Бердоносов.