Розподіл радіонуклідів у морській екосистемі

Роль морів і океанів у підтриманні стабільності всієї біосфери величезна.

Для розуміння цієї ролі розглянемо явище транспортування радіонуклідів, трейсерів (міток) чи маркерів, що характеризують екосистеми.

Найбільші надходження радіонуклідів у моря й океани були під час

випробувань ядерної зброї в 1950-1960 pp. Додаткове локальне забруднення морських екосистем відбувається від скидань і викидів ядерних реакторів, заводів із виробництва ядерного палива, від захоронення у морях радіоактивних відходів, аварій та ін. Природні радіонукліди потрапляють у моря внаслідок ерозії гірських порід.

Більшість ядерних військових випробувань проводилися на континентальному шельфі й островах Тихого океану в 1946-1962 pp. Так, Велика Британія провела кілька ядерних випробувань на Тихому океані в

1952-1958 pp., Росія проводила ядерні випробування на полігонах у полярних морях біля Кольського півострова і на Новій Землі.

Ядерні випробування у Тихому океані призвели до локальних радіонуклідних забруднень. Дослідники вважають, що внаслідок таких випробувань у океани і моря випало більше радіонуклідів, ніж на сушу.

Частина радіонуклідів, що випали на сушу, потрапляє в океан через вітровий і поверхневий стоки.

Найважливішою складовою поверхневого стоку радіонуклідів у морські екосистеми є стік рік. Так, стік Дніпра є визначальним в оцінці депонування радіонуклідів, зумовлених Чорнобильською аварією, в Чорному

морі й Світовому океані. За проведеними оцінками активність стоку радіонуклідів у Чорне море становить (185-740) · 1010 Бк (50-200 Кі) на рік.

У морській воді містяться також природні радіонукліди. Це насамперед калій-40, уран, торій, радій і рубідій. Штучні радіонукліди представлені продуктами поділу урану і радіонуклідами, що утворилися зі стабільних елементів після активації нейтронами. Найважливішими продуктами поділу ядер, що виявлені в морській воді та біоті, є 90Sr, 90Y, 137Cs, 144Ce, 95Zr-Nb, 103,

106Ru, 103,106Rh та короткоживучі ізотопи - 131І і 140Ва. Основні продукти

активації - це 55Fe, 59Fe, 65Zn, 57Co, 60Co, 54Мn. У низьких концентраціях містяться в морській воді 51Сг, І4С і 3Н, в дуже низьких - 239Рu та інші

трансуранові елементи.

Фізико-хімічні форми радіонуклідів значною мірою впливають на їх міграцію в природному середовищі. Різноманітність речовин, що містяться у

морській воді, утруднює передбачення фізичних і хімічних форм перебування для більшості радіонуклідів. Так, 137Cs, 90Sr, 95Zr існують в морській воді в іонній формі, а для 103Ru, 144Ce, 65Zn, 90Y, 95Nb і 59Fe - характерна тенденція перебування у вигляді колоїдів. Установлено, що радіонукліди 57Со, 54Мn і 59Fe містяться в морській воді в нерозчинній формі. Розчинні радіонукліди, такі як 90Sr, можуть необоротно зв'язуватися із Са і переходити в нерозчинний стан.

Інший важливий чинник міграції радіонуклідів у морях і океанах - хімічний склад води. Встановлено, що вміст Н, О, Na, C1 досягає 10-19 г/л, а К і Са - 380-400 мкг (у прісній воді їх вміст становить близько 10-8 г). Унаслідок цього прісноводні організми, у тому числі риби, поглинають значно більше

137Cs і 90Sr, ніж морські.

Інша причина меншого накопичення цих радіонуклідів у морських організмах полягає в тому, що море, на відміну від прісноводних водоймищ,

містить величезний об'єм води для розведення радіонуклідів. Радіонукліди

137Cs і 90Sr у морській воді містяться в розчинній формі й унаслідок високої концентрації хімічних аналогів (носіїв) у незначній кількості входять до складу морської біоти. У відкритому океані, де мала кількість біоти, радіонукліди перерозподіляються між водою та різними суспензіями. Дослідження розподілу радіонуклідів за глибиною показали, що значна

частина радіонуклідів міститься на глибині менш ніж 100 м, а решта - до 1000 м (таблиця 30).

Біота також впливає на міграцію радіонуклідів. Ступінь біотичного впливу залежить від радіонуклідів та інших чинників середовища. Так, планктон і вищі організми накопичують радіонукліди в значній кількості і захоронюють їх завдяки екскреції. Популяції малих організмів, наприклад

фітопланктон, для якого характерні швидкі процеси обміну, переносять значні кількості радіонуклідів у глибокі шари води й у седименти після відмирання (рис. 19).

Підсумовуючи дані щодо накопичення радіонуклідів у морях і океанах, можна зробити висновок, що продукти розподілу й активації, що існують

переважно в колоїдній формі, краще захоронюються в морських екосистемах, ніж 137Cs і 90Sr. У прісноводних водоймищах навпаки. Незважаючи на нерозчинну форму, 103Ru, 144Се і 65Zn легко акумулюються в морських фільтруючих організмах, у тому числі зоопланктоні й молюсках.

Радіонукліди 65Zn, 59Fe, 57Co і 54Мп легко акумулюються в морському планктоні, але тільки 65Zn і 59Fe добре акумулюються вищими консументами і хижаками. Радіонукліди 95Zr, 59Fe, Al, 14C і 32Р можуть концентруватися в морських трофічних ланцюгах, оскільки їх вміст у морі є незначним. У

коралах добре концентрується 90Sr.

Отже, морські організми концентрують практично всі радіонукліди, тоді як континентальні - в основному 137Cs і 90Sr.

Радіонукліди