Накопичення радіонуклідів гідробіонтами

Найбільш інтенсивно накопичуються гідробіонтами такі радіоактивні ізотопи як 59Fe, 60Co, 65Zn, 90Y, 95Zr, 144Се, 147Pr, 97Mg. Коефіцієнти накопичення для цих елементів досягають десятків тисяч одиниць в перерахунку на суху масу. Меншою мірою накопичуються радіонукліди 35S, Ca, 51Cr, 71Ge, 106Rb, 90Sr,

1l5Cd, КН для яких не перевищують кількох сотень одиниць.

Рівень накопичення радіонуклідів визначається не тільки фізико-

хімічними властивостями радіонуклідів, а й біологічними властивостями різних гідробіонтів. Серед гідробіонтів виділяють окремі види, які є

специфічними щодо накопичення тих чи інших радіонуклідів. Порівняння різних груп гідробіонтів за їхньою накопичувальною здатністю показало, що рослини мають більші КН, ніж тварини, а одноклітинні й нитчасті водорості накопичують радіонукліди більше, ніж вищі рослини.

Дослідження коефіцієнтів накопичення природних радіонуклідів 238U, 232Th

і 226Ra для прісноводної флори виявило, що середній КН для 238U у вищих рослин (КН = 80) значно більший, ніж у водоростей (КН = 9). Для 226Ra у вищих рослин КН становить 120 і також дещо вищий, ніж в одноклітинних і нитчастих водоростей (КН = 55), а для 232Th спостерігається протилежне: найбільший КН (120) виявлений в одноклітинних водоростях. За накопиченням усіх

природних радіонуклідів в цілому перше місце посідають одноклітинні водорості (КН = 200-600).

У водоймищах радіонукліди активно поглинаються не тільки живими організмами, а й частинами тварин і рослин, що відмирають, при утворенні детриту. Для 137Cs і 90Sr у живих і відмерлих рослин КН практично не відрізняються, а для 106Ru і 144Се у відмерлих рослин вищі, ніж у живих. Унаслідок цього останні радіонукліди міцно захоронюються в донних відкладеннях, a 137Cs і 90Sr відносно легко можуть десорбуватися з донних відкладень і залучатися до біологічного колообігу.

Проведені численні дослідження КН для штучних радіонуклідів за умов акваріума й природного озера дали схожі результати. При цьому з'ясувалося, що в природних умовах КН, як правило, більший, ніж у лабораторних.

Установлено залежність накопичення 137Cs і 90Sr від екологічних особливостей існування рослин (табл. 31).

31. Середні коефіцієнти накопичення (КН) 90Sr і 137Cs для рослин різних екологічних груп

Отже, найбільший КН мають рослини, що плавають на поверхні води, а найменший - прибережно-водяні та занурені у воду і прикріплені до дна.

Серед великої кількості чинників, що впливають на КН радіонуклідів гідробіонтами, виділяють як основні: 1) концентрацію у воді ізотопних і неізотопних носіїв; 2) фізико-хімічний стан радіонуклідів у розчині й рН середовища; 3) температуру та освітленість води.

Результати більшості досліджень щодо вивчення залежності накопичення радіонуклідів від концентрації у воді ізотопних носіїв дають змогу стверджувати, що в зонах малих концентрацій (об'ємна активність радіонуклідів менше ніж 3,7 · 105 Бк/л, або 10-5 Кі/л) вміст елемента в гідробіонтах прямо пропорційний його концентрації у воді й, отже, КН

залишаються постійними. В зонах значних концентрацій (10-5-10-4 моль/л)

спостерігається обернена залежність КН від концентрації хімічного елемента у водній фазі.

Встановлена залежність КН радіонуклідів гідробіонтами від концентрації у воді відповідних радіонуклідних носіїв. Так, КН 90Sr перебуває в оберненій залежності від вмісту у воді його хімічних аналогів (Са і Mg), а КН 137Cs - від вмісту К у середовищі. Ці явища в радіоекології дістали назву процесів дискримінації, і для їх опису запропоновано коефіцієнти дискримінації, що визначають за формулою

K K1

K2

де К1 — співвідношення вмісту 90Sr і Са в організмі;

К2 - у воді.

Аналогічно обчислюють коефіцієнт дискримінації для пари 137Cs - К. У

таблиці 32 наведено для прикладу коефіцієнти накопичення і дискримінації

90Sr у водній рослині водопериці (Myriophyllum spicatum L.) залежно від вмісту Са у воді.

Загалом, коефіцієнти дискримінації відрізняються певною сталістю за

значних коливань вмісту Са в середовищі і є видовою характеристикою гідробіонта, його здатності накопичувати Са і К.

32. Залежність коефіцієнтів накопичення (КН) і дискримінації (КД) 90Sr у водопериці від вмісту кальцію у воді