Возрастная динамика накопления радионуклидов и дозы внутреннего облучения у рыб Чернобыльской зоны отчуждения




Скачать 145.35 Kb.
Дата10.07.2016
Размер145.35 Kb.
Возрастная динамика накопления радионуклидов и дозы внутреннего облучения у рыб Чернобыльской зоны отчуждения

А.Е. Каглян, Д.И. Гудков, В.Г. Кленус, З.О. Широкая, Л.П. Юрчук



Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, e-mail: alex_kt983@mail.ru
Водные экосистемы Чернобыльской зоны отчуждения (ЧЗО) характеризуются высокими уровнями радионуклидного загрязнения со сложной структурой распределения и динамикой физико-химического состояния форм радионуклидов, влияющих на их миграцию и концентрирование в компонентах водных экосистем. Особое значение приобретает проблема хронического влияния малых доз ионизирующего излучения на гидробионты. Поступая в водные экосистемы, радионуклиды включаются в биогеохимические циклы и, мигрируя по трофической сети, накапливаются в рыбе, занимающей в гидробиоценозах верхние трофические уровни и входящей в рацион человека. В настоящее время около 90% мощности внутренней дозы облучения рыб, благодаря повышенной миграционной способности и биологической доступности, обусловлено инкорпорацией 90Sr. Основной целью представленных исследований был анализ динамики удельной активности 137Cs и 90Sr, а также оценка мощности внутренней дозы облучения у рыб в водоемах ЧЗО.

Материалы и методы. Исследования выполняли в период 2006–2011 гг. В пределах ЧЗО лов рыбы проводили в пойменных водоемах р. Припять с различным гидрологическим режимом. На территории левобережной поймы исследовали озера Глубокое, Далекое, Вершина (заболоченное озеро) и Красненскую старицу на участках, находящихся на одамбированной территории (уч. № 1) и за ее пределами (уч. № 2). На правобережной территории поймы исследовали оз. Азбучин, Яновский и Новошепелический затоны (отделенные от русла реки насыпной дамбой), водоем-охладитель (ВО) ЧАЭС (с повышенным водообменом), Припятский затон (открытый водоем), затон «Щепочка» (открытый водоем), а также русловые участки рек Припять, Уж и Илья. Для выполнения сравнительных исследований, за пределами ЧЗО были отобраны пробы в Киевском водохранилище в районе сел Страхолесье (правобережье) и Лебедевка (левобережье). Для анализа отбирали 3–15 экз. каждого вида рыб [9]. За период исследований были проанализированы представители ихтиофауны различных экологических групп: бентофаги – карась серебристый (Carassius auratus gibelio Bloch), возраст 2–13 лет, карась обыкновенный или золотой (Carassius carassius L.), возраст 3–10 лет, линь (Tinca tinca L.), возраст 5–8 лет, плотва обыкновенная (Rutilus rutilus L.), возраст 2–5 лет, лещ обыкновенный (Abramis brama L.), возраст 2–6 лет, клепец (Abramis sapa Pallas), возраст 2–3 лет, рыбец обыкновенный (Vimba vimba L.), возраст 3–4 лет, усач (Barbus barbus L.) возраст 2–5 лет, зоопланктонофаг – синец (Abramis ballerus L.), возраст 3–7 лет, фитоофаги – подуст днепровский (Chondrostoma nasus Berg), возраст 3–5 лет и красноперка обыкновенная (Scardinius erythrophthalmus L.), возраст 1–9 лет, а также облигатные и факультативные ихтиофаги – сом европейский (Silurus glanis L.) возраст 4–10 лет, щука обыкновенная (Esox lucius L.) возраст 1–11 лет, голавль (Leuciscus cephalus L.) возраст 7–10 лет, жерех (Aspius aspius L.) возраст 8–9 лет, cудак обыкновенный (Stizostedion lucioperca L.) возраст 3–9 лет, окунь обыкновенный (Perca fluviatilis L.), возраст 3–9 лет и чехонь (Pelecus cultratus L.) возраст 3–9 лет.

Определение удельной активности 137Cs в рыбе проводили гамма-спектрометрическим и радиохимическим методами, 90Sr – радиохимическим (по оксалатной методике) с измерением на установке малого фона УМФ-2000 дочернего 90Y [9]. Анализ биологических показателей рыб проводили по общепринятой в ихтиологии методике [1]. Содержание (удельная активность, концентрация) радионуклидов в рыбах приводится в Бк/кг сырой (естественной) массы. Дозы облучения рассчитывали согласно методике [11].



Результаты и их обсуждение. Основные результаты наших радиоэкологических исследований рыб в водоемах Украины посла аварии на Чернобыльской АЭС представлены в работах [2, 5–8]. Анализ современных данных, свидетельствует о том, что показатели удельной активности 137Cs и 90Sr у представителей ихтиофауны, за исключением «мирных» видов, всех водоемов ЧЗО продолжают снижаться. Весомыми факторами, которые определяют количественное содержимое 90Sr и 137Cs в рыбах является уровень радионуклидного загрязнения водоемов и близлежащих территорий, гидрологический и гидрохимический режим водных объектов, а также естественный распад радионуклидов за послеаварийный период.

Результаты измерений удельной активности 137Cs и 90Sr за исследуемый период представлены в табл. 1. В условно непроточных, полупроточных и замкнутых водоемах ЧЗО содержание 90Sr у рыб находится в пределах 100 (ВО) – 70000 (оз. Вершина) Бк/кг, что превышает принятые в Украине допустимые уровни (ДУ) содержания 90Sr для рыбной продукции в 3–2000 раз (ДУ для 137Cs – 150, для 90Sr – 35 Бк/кг [4]). Содержание 90Sr в отдельных органах и тканях рыб, например, в чешуе двухлетних карасей оз. Вершина достигало 274500 Бк/кг. Удельная активность 137Cs у представителей ихтиофауны всех замкнутых и полупроточных водоемов ЧЗО превышает ДУ в 4–200 раз. Необходимо отметить, что в водных объектах с повышенным водообменном (ВО и реки ЧЗО) общее содержание 137Cs у рыб значительно превышает этот показатель для 90Sr и отвечает традиционным представлениям о распределении радионуклидов в ихтиоценозах водоемов, находящихся в зоне влияния аварии на ЧАЭС. Наиболее выражена эта тенденция у рыб ВО, который является единственным среди исследуемых водоемов ЧЗО, где удельная активность 137Cs в воде многие послеаварийные годы превышала таковую 90Sr. Экосистемы рек имеют повышенную способность к самоочищению, поэтому содержание радионуклидов у рыб р. Припять на участке ЧЗО только в отдельных случаях превышает ДУ. В большинстве водоемов Украины содержание радионуклидов в рыбе в десятки раз меньше принятых ДУ.


Таблица 1. Удельная активность радионуклидов в представителях ихтиофауны водоемов ЧЗО и Киевского водохранилища в 2006–2011 гг., Бк/кг сырой массы.

Тип водоема

Название водоёма

Диапазоны удельной активности

137Cs

90Sr

Озера

Азбучин, Вершина, Глубокое, Далекое

900–38800

1470–81200

Водоем-охладитель

ВО ЧАЭС

850–10950

100–770

Условно непроточные водоёмы

Одамбированные затоны р. Припяти (Яновский и Новошепелический), Красненская старица (уч. № 1)

480–3330

560–5800

Открытые затоны

р. Припять



Припятский затон и затон «Щепочка»

30–170

50–170

Полупроточные водоёмы

Красненская старица (уч. № 2)

570–11250

100–4480

Реки

Припять, Уж, Ілья

13–220

3–40

Водохранилище

Киевское (район с. Домантов, с. Страхолесье, с. Лебедёвка и др .)

7–160

1–13

Для исследования накопления радионуклидов различными возрастными группами рыб в замкнутых водоёмах ЧЗО, нами были отобраны более 100 экземпляров красноперки обыкновенной в оз. Глубокое. Возрастные группы состояли из 3–20 экземпляров. Полученные предварительные результаты анализа динамики накопления радионуклидов красноперкой свидетельствую о достоверном увеличении накопления как 90Sr, так и 137Cs у рыб с возрастом рыб (рис. 1). Характерно достаточно быстрое увеличение удельной активности радионуклидов в первые годы жизни рыб, с последующим замедлением в п
оследующий период, особенно для 137Cs.



Рис. 1. Возрастная динамика удельной активности радионуклидов у красноперки оз. Глубокое.
На основе результатов исследований 2009–2011 гг. выполнены расчеты мощности поглощенной дозы для рыб от инкорпорированных 137Cs и 90Sr, которые в водоемах ЧЗО с различным гидрологическим режимом составили: в замкнутых водоемах – 1,25–17,41, в условно непроточных водоемах – 0,74–4,33, в ВО ЧАЭС – 0,26–2,03, в открытых затонах р. Припять – 0,038–0,271, в р. Припять – 0,01–0,04 и в рыбе Киевского водохранилища – до 0,022 мкГр/ч (табл. 2–4). В оз. Вершина, которое по предварительным данным является одним из самых загрязненных водоемов ЧЗО, диапазон мощности поглощенной дозы от инкорпорированных радионуклидов для карася обыкновенного достигал 33,00–44,88 мкГр/ч.
Таблица 2. Диапазоны мощности поглощенной дози рыб от инкорпорированных радионуклидов, мкГр/ч.

Водоемы

137Cs

90Sr

«мирные» виды

ихтиофаги

«мирные» виды

ихтиофаги

Оз. Глубокое

0,395–5,097

1,045–3,527

4,643–14,437

4,249–9,818

Оз. Далекое

0,165–0,571

0,311–1,111

1,336–6,826

0,938–2,257

Оз. Азбучин

0,479–0,734

0,817–1,345

2,083–13,982

1,180–1,648

Красненская старица (уч. № 1)

0,072– 0,522

0,270–0,857

2,792–3,961

1,295– 2,419

Красненская старица (уч. № 2)

0,092–0,362

0,083–2,017

0,102–1,554

0,061–1,252

Яновский затон

0,083–0,169

0,266–0,567

1,235–2,074

0,421–1,012

ВО ЧАЭС

0,140–0,324

0,201–1,962

0,062–0,464

0,067–0,144

р. Припять

0,011–0,014

0,007–0,028

0,009–0,010

0,004–0,010

Затон «Щепочка»

0,007–0,014

0,024–0,028

0,031–0,257

0,040–0,042

Киевское в-ще

0,001–0,008

0,005–0,019

0,002–0,005

0,001–0,008

В большинстве пресных водоемов Украины, расположенных за пределами ЧЗО мощность поглощенной дозы для рыб от инкорпорированных радионуклидов не превышает 0,01 мкГр/ч. Согласно рекомендациям НКДАР ООН, допустимой мощностью дозы при хроническом действии на гидробионты принято считать 10 мГр/сут. В годовом исчислении эта доза составляет около 3,7 Гр и считается максимальной дозой облучения водной биоты, при которой еще не регистрируются радиационные эффекты [12]. Однако приведенный стандарт базируется на радиационных исследованиях, основная часть которых выполнена на гидробионтах в лабораторных условиях при остром внешнем облучении, эффективность которого значительно ниже, чем хроническое действие от инкорпорированных радионуклидов при загрязнении природных водоемов. В связи с этим, установленный предел дозовой нагрузки представляется достаточно условным, а его применение может рассматриваться лишь на определенном этапе формирования стратегии радиационной защиты водных экосистем, с дальнейшим корректированием при получении более полных данных о чувствительности гидробионтов к хроническому радиационному воздействию [3].



Основным дозообразующим радионуклидом для представителей ихтиофауны замкнутых и условно непроточных водоемов ЧЗО в настоящее время является 90Sr, на долю которого приходится 61–81% (для хищных рыб) и 90–93 % (для представителей «мирных» видов) мощности поглощенной дозы облучения. В проточных и полупроточных водоемах ЧЗО вклад 90Sr во внутреннюю дозу облучения составляет от 26 до 87 %, а для ВО, где постоянно происходит водообмен за счет подкачки воды из р. Припять – от 9 до 41 %. За пределами ЧЗО, например, в Киевском водохранилище вклад 90Sr в мощность поглощенной дозы от инкорпорированных радионуклидов составляет от 16 до 50 % (табл. 3). Необходимо отметить, что средние значения дозовой нагрузки на представителей «мирных» видов рыб от инкорпорированных радионуклидов в замкнутых (за исключением ВО) и условно непроточных водоемах зоны отчуждения в 1,5–2,5 раза превышают внутренние дозовые нагрузки для хищных видов. Это связано с тем, что удельная активность 90Sr в организме «мирных» видов рыб выше, чем удельная активность 137Cs, а у хищных видов соотношение удельной активности 90Sr к 137Cs меньше или равно 1. А поскольку относительная биологическая эффективность радиационного воздействия 90Sr выше, чем 137Cs, то и дозовые нагрузки, обусловленные инкорпорированным 90Sr, соответственно, выше.
Таблица 3. Средние показатели мощности дозы внутреннего облучения рыб (мкГр/ч) и вклад радионуклидов (%).

Водоемы

137Cs, мкГр/ч (%)

90Sr мкГр/ч (%)

«мирные» виды

ихтиофаги

«мирные» виды

ихтиофаги

Оз. Глубокое

0,951 (8,3)

2,149 (25,4)

10,094 (91,7)

6,301 (74,6)

Оз. Далекое

0,339 (8,8)

0,730 (32,7)

3,510 (91,2)

1,505 (67,3)

Оз. Азбучин

0,609 (10,1)

1,030 (42,2)

5,411 (89,9)

1,409 (57,8)

Красненская старица (уч. № 1)

0,302 (8,6)

0,428 (18,9)

3,194 (91,4)

1,832 (81,1)

Красненская старица (уч. № 2)

0,167 (12,5)

0,764 (54,2)

1,159 (87,5)

0,645 (45,8)

Яновский затон

0,112 (6,4)

0,411 (38,8)

1,599 (93,6)

0,649 (61,2)

Затон «Щепочка»

0,011 (15,7)

0,024 (37,5)

0,059 (84,3)

0,040 (62,5)

ВО ЧАЭС

0,248 (58,6)

0,976 (90,9)

0,175 (41,4)

0,097 (9,1)

р. Припять

0,011 (55,0)

0,020 (74,1)

0,009 (45,0)

0,007 (25,9)

Киевское в-ще

0,003 (50,0)

0,010 (83,3)

0,003 (50,0)

0,002 (16,7)

Таким образом, средние значения мощности поглощенной дозы от инкорпорированных 137Cs и 90Sr в организме «мирных» видов рыб замкнутых и условно непроточных водоемов ЧЗО выше, чем аналогичные показатели для хищных видов. В ВО, проточных водоемах и реках ЧЗО (в рыбе, где удельная активность 137Cs превышает 90Sr) средние значения дозовых нагрузок у хищных видов от инкорпорированных 137Cs и 90Sr равны или превышают дозовые нагрузки для «мирных» видов рыб (табл. 4).


Таблица 4. Диапазоны и средние значения мощности поглощенной дозы рыб от инкорпорированных радионуклидов, мкГр/ч.

Водоемы

«Мирные» виды рыб

Рыбы-ихтиофаги

диапазон

среднее значение

диапазон

среднее значение

Оз. Глубокое

5,038–17,413

12,495

5,386–13,345

8,472

Оз. Далекое

1,551–7,397

3,849

1,249–3,368

2,235

Оз. Азбучин

2,876–14,511

6,019

1,997–2,993

2,439

Красненская старица (уч. № 1)

2,917–4,331

3,589

1,565–3,276

2,260

Красненская старица (уч. № 2)

0,194–2,077

1,336

0,144–3,269

1,408

Яновский затон

1,321–2,157

1,711

0,741–1,579

1,028

Затон «Щепочка»

0,038–0,271

0,069

0,062–0,064

0,064

ВО ЧАЭС

0,261–0,788

0,423

0,293–2,029

1,073

р. Припять

0,010–0,020

0,020

0,011–0,038

0,025

Киевское в-ще

0,004–0,011

0,007

0,006–0,022

0,013

Таким образом, в водоемах ЧЗО удельная активность радионуклидов у рыб различных экологических групп находится на высоком уровне и многократно превышает действующие в Украине ДУ для рыбной продукции. У всех представителей «мирных» видов рыб водных объектов ЧЗО содержание 90Sr превышает таковое для 137Cs (за исключением рыб ВО ЧАЭС и речных экосистем). Диапазон мощности суммарной поглощенной дозы от инкорпорированных 137Cs и 90Sr у рыб замкнутых водоемов ЧЗО составил 1,3–44,9, в условно непроточных водоемах – 0,7–4,3, в ВО ЧАЭС – 0,3–2,0, в открытых затонах – 0,04–0,27, в р. Припять – 0,01–0,04 и в рыбах Киевского водохранилища – до 0,022 мкГр/ч. В большинстве водоемов Украины, расположенных за пределами ЧЗО эта величина не превышает 0,01 мкГр/ч. Для рыб замкнутых, условно непроточных водоемов и затонов ЧЗО на долю 90Sr приходится 61–93 % мощности поглощенной дозы от инкорпорированных радионуклидов, а среднее содержание 90Sr в рыбах превышает содержание 137Cs в 1,5–13 раз. Таким образом, в настоящее время 90Sr является основным дозообразующим радионуклидом для рыб большинства водоемов ЧЗО, благодаря высокой подвижности и биологической доступности физико-химических форм в пресноводных экосистемах.




  1. Брюзгин В.Л. Методы изучения роста рыб по чешуе, костям и отолитам. К: Наук. думка. – 1969. –187 с.

  2. Гудков Д.И., Каглян А.Е., Назаров А.Б. и др., Динамика содержания и распределение основных дозообразующих радионуклидов у рыб зоны отчуждения Чернобыльской АЭС // Гидробиол. журн. –2008. – Т. 44, № 3. – С. 95–113.

  3. Гудков І.М., Гайченко В.А., Каспаров В.О. та ін. Радіоекологія. К: НОВОград, 2011. – 368 с.

  4. Допустимі рівні вмісту радіонуклідів137Cs і 90Sr у продуктах харчування та питній воді (ДР-97). К.: Міністерство охорони здоров’я України; Комітет з питань гігієнічного регулювання; НКРЗУ, 1997. – 38 с.

  5. Каглян О.Є., Гудков Д.І., Кленус В.Г. та ін. Радіонуклідне забруднення представників іхтіофауни водойм Чорнобильської зони відчуження. // Наукові записки Тернопільського педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. Спеціальний випуск: Гідроекологія. – 2010. Т.43, №2. – С. 219–222.

  6. Каглян О.Є., Гудков Д.І., Кленус В.Г. та ін. Сучасне радіонуклідне забруднення прісноводних риб України // Доповіді Національної академії наук України – 2011. – №12. – С.164–170.

  7. Каглян О., Гудков Д., Кленус В. та ін. Радіонуклідне забруднення риб прісних водойм України після аварії на ЧАЕС // Міжнародн. конф. "Двадцять п'ять років Чорнобильської катастрофи. Безпека майбутнього": Зб. доповідей висновки і рекомендації, (Київ, 20-22 квітня 2011 р.) – Київ: КіМ, – 2011. – Ч.2. – С.301–306.

  8. Кузьменко М.І., Гудков Д.І., Кірєєв С.І. та ін. Техногенні радіонукліди у прісноводних екосистемах. К: Наук. думка. – 2010. –263 с.

  9. Лаврухина А.К., Малышева Т.В., Павлоцкая Ф.И. Радиохимический анализ. М: АН СССР, –1963. – 220 с.

  10. Патент №95746. Україна, МПК G01T №1/169. Спосіб визначення ступеня максимального радіонуклідного забруднення іхтіофауни прісноводних водойм / Каглян О.Є., Гудков Д.І., Кленус В.Г. та ін. (Україна). 3с.; Опубл. 2011р., Промислова власність, №16.

  11. Handbook for assessment of the exposure of biota to ionizing radiation from radionuclides in the environment / (Eds.) J. Brown, P. Strand, A. Hosseini. – Project within the EC 5th Framework Programme, Contract № FIGE-CT-2000-00102. – Stockholm, Framework for Assessment of Environmental Impact, –2003. – 395 p.

  12. Sources and effects of ionizing radiation. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Report to the General Assembly, with scientific annex: Effects of radiation on the Environment. – N.Y.: United Nations, –1996. – 86 p.


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница