Радиоекологията е раздел от радиобиологията, който изучава закономерностите на миграцията на техногенните /получени по изкуствен път/ радионуклиди в биосферата и тяхното натрупване в организмите, растенията и др. обекти на външната среда. Основни източници за замърсяване на биосферата с радиоактивни елементи /РЕ/ са авариите в АЕЦ, технологиите в народното стопанство, медицината, науката, използващи източници на йонизираща радиация.
Радиоактивните елементи във вид на аерозоли падат на земната повърхност под формата на локални, тропосферни или стратосферни отлагания, в резултат на което се натрупват в почвата, растенията, животните, водата на откритите водоеми. В човешкия организъм РE могат да постъпят директно чрез вдишвания въздух или по пътя на хранителната верига.
І. Радиоактивни отлагания – механизъм на образуване, видове.
Локални радиоактивни отлагания – падат в района на аварията и най- често в зона до няколко десетки километра. Формата и контурите на радиоактивно замърсената площ се определят основно от енергията на взрива, метереологичните условия, релефа на местноста, размера на частиците продължителността на изхвърлянията, физико-химичните свойства на радиоактивните елементи.
Локалните радиоактивни отлагания падат на земната повърхност в течение на 24 часа. Скоростта на падането им е под влияние на гравитацията. В химично отношение представляват смес от продукти на ядрено деление, с преобладаване на краткоживущите изотопи. Основен радиоизотоп е йод-131. В зависимост от степента на радиоактивно замърсяване на терена се формира гама-поле с различна мощност.
Тропосферни отлагания – при по мощни взривове продуктите на деление попадат в тропосферата. Те падат от там много бавно, средно за около 30 дни. Получава се широка радиоактивна следа, дълга до няколко хиляди километра. Плътността на замърсяване на земната повърхност с тях, в сравнение с локалните отлагания, е по-малка. Най-важният фактор за очистване на тропосферата от РЕ са валежите.
Стратосферни отлагания – характерни са за въздушните ядрени взривове. В стратосферата РЕ остават продължително време – средно от половин до 5-7 години. През този период краткоживеещите изотопи се разпадат, поради което в стратосферата се съдържат главно дългоживеещите стронций-90 и цезий-137. Под влияние на разнообразни по характер процеси/физикохимични, метереологични/ по време на продължителния си престой в стратосферата РЕ се разпространяват във всички посоки. Особеност на стратосферните отлагания е, че те се състоят от много дребни частици, чиято концентрация е много ниска, тъй като радиоактивния облак се разпръсква на големи разстояния във всички посоки.
ІІ. Миграция на радиоактивните вещества в природата.
Натупване на радиоактивни отлагания в почвата:
Съдбата на радиоактивните вещества, попаднали върху почвата, зависи от много фактори: физико-химични свойства на изотопите, вид на химичните съединения, някой параметри на външната среда и др. Едно от основните свойства на РЕ, определящо тяхното поведение в почвата, е разтворимостта им във вода. Едрите неразтворими частици от продуктите на деление се задържат в горния слой на почвата. Те имат ограничена способност да проникват в дълбочина. По-дребните полепват върху почвените компоненти. Скоростта на миграцията и дълбочината на проникването зависят от вида на почвата и нивото на подпочвените води. Тежките глинести почви задържат по-силно /РЕ/ в сравнение с песъчливите.
Натрупване на радиоактивни отлагания във водата
Замърсяването на водата в откритите водоеми- реки, езера, язовири, с РЕ може да стане по следните начини:
– изливане във водоема на течни РЕ;
– аварийно изхвърляне от АЕЦ на РЕ, които се утаяват на водната повърхност;
– отмиване от дъждовете на радиоактивно замърсени площи около водоема;
РЕ, проникнали във водоема, имат различно поведение, което зависи от следните фактори: вид на съединението, състав на водата, температура и др. Изотопите, които се задържат върху твърдите частици плаващи във водата, постепено се отлагат на дъното. Малка част от РЕ се отлагат върху водните растения и планктона като проникват в тях директно през повърхността им. РЕ попадат и в рибите и др. водни животни през хрилете и по храносмилателен път.
РЕ могат да мигрират и извън пределите на водоемите. Това става по следните начини:
– при разлив на реки и езера;
– чрез насекомите;
– чрез земноводни животни, водни и блатни птици;
– чрез домашни животни, пиещи вода от водоема;
– чрез използване на радиоактивно замърсени водоеми за напояване;
Натрупване на радиоактивни отлагания в растенията
Концентрацията на РЕ в растенията зависи от много фактори:
– количеството на радиоактивните отлагания в местността;
– релефа на района – в планинските райони, растенията съдържат повече РЕ, в сравнение с тези в равнинните райони;
– физико-химичните свойства на РЕ;
Има два основни пътя на радиоактивно замърсяване на растенията – през корените и през повърхността на надземните им части. През корените РЕ преминават в йонна форма или като соли/стронций-90/. Проникването на РЕ през откритите части на растенията е толкова по интензивно, колкото е по висока концентрацията им във въздуха. Установено е, че листният път на проникване на РЕ в растенията е първостепенен, а кореновия- второстепенен.
Различните видове растения поглъщат в различна степен РЕ. Това зависи от строежа на листата и корените. Между различните части на растенията РЕ се разпределят неравномерно. В зърната, семената и плодовете се задържат по малко РЕ, отколкото в листата и стеблата. В обвивката тяхната концентрация е по-голяма, отколкото в сърцевината.
Натупване на адиоактивни отлагания в животните:
РЕ постъпват в животинския организъм по два пътя – храносмилателен и дихателен. Храносмилателният път на постъпване има първостепенно значение. По този път в организма на животните постъпват основно йод-131, барий-140, цезий-137 и др. От кръвта те се разпределят в различни органи и тъкани на животното. Остеотропните РЕ/стронций/ се отлгат в костите. Цезият се депонира в мускулите, а йода- в щитовидната жлеза. Количеството на постъпилите в животните РЕ зависи от степента на замърсяване на пасищата.
ІІІ. Замърсяване на хранителни продукти от растителен и животински произход с радионуклиди. Средства и методи за тяхното обезвреждане.
Средства и методи, свързани със засяване, обработка на почвата, начин на складиране на зърнените растения:
– подбор на почвите за засяване- трябва да се засяват тежките /чернозем/ и глинестите почви, които имат по-изразена способност да фиксират РЕ; върху силно замърсени почви трябва да се отглеждат технически култури; при средна степен на замърсяване- окопни и фуражни, а при ниска- житни растения и зеленчуци;
– мелиоративни мероприятия и торене- растенията се развиват по-бързо и поемат по-малко РЕ;
– силажирането и изсушаването на растенията водят до намаляване количеството на РЕ в тях;
Средства и методи за деконтаминация на плодове и зеленччуци:
– при повърхностно замърсяване се прилага механично почистване- измиване и обелване, с което се отстраняват до 50% от РЕ; плодовете и зеленчуците могат да престоят в разтвор на 1% солна киселина и 0,1% веро във вода за 60 мин., след което да се измият обилно;
– при радиоактивно замърсяване на сърцевината на плодовете и зеленчуците основният метод за деконтаминация е варенето; снижаване до минимум количеството на РЕ се постига и чрез изсушаване и консервиране;
Средства и методи за деконтаминация на месо:
– осоляване и варене в присъствие на сол;
– накисване във вода с 10% оцет за 24 часа, с последваща топлинна обработка;
– преработка на месото в трайни продукти;
Средства и методи за деконтаминация на мляко:
– при домашни условия се извършва предварителна обработка на млякото с клиноптиолит;
– преработка в трайни млечни продукти;
– подкисляване на млякото с млечна киселина
