Левина Сима Гершивна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ 90Sr И 137Cs В ОЗЕРНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА В ОТДАЛЕННЫЕ СРОКИ

ПОСЛЕ АВАРИИ

03.00.01-03 – радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва – 2007 Работа выполнена в ФГУН «Уральский научно-практический центр радиационной медицины» ФМБА России и ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» Федерального агентства по образованию

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Аклеев Александр Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Мамихин Сергей Витальевич,

ведущий научный сотрудник кафедры радиоэкологии и экотоксикологии факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

доктор биологических наук Булгаков Николай Гурьевич,

ведущий научный сотрудник кафедры общей экологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

доктор биологических наук, профессор Гераськин Станислав Алексеевич,

зав. лабораторией экотоксикологии растений ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, Обнинск

Ведущая организация:

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва

Защита состоится « » « » 2008 г. в часов на заседании диссертационного совета Д501.001.65 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, ауд. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автореферат разослан « » « » 2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук Т.В. Веселова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Поступление искусственных радионуклидов в природные экосистемы происходит за счет глобальных выпадений при испытании ядерного оружия, в результате текущих и аварийных выбросов работающих предприятий. Формирование доз облучения после радиационных аварий и испытаний ядерного оружия в основном осуществлялось за счет краткосрочных выпадений короткоживущих радионуклидов (Effects of Ionizing …, 1976). Существует также проблема хранения радиоактивных отходов, связанная с угрозой загрязнения окружающей среды долгоживущими радионуклидами, которые являются наиболее опасными. В настоящее время такими радионуклидами в России загрязнены несколько регионов (Уральский регион, территории, пострадавшие от аварии на Чернобыльской АЭС, Алтайский край, Оренбургская область и др.).

Ионизирующая радиация является постоянно действующим фактором внешней среды (Woodhead D.S., 1974; Myers D.K., 1989; Effects of ionizing …, 1992), значимость которого возрастает, что требует изучения процессов взаимодействия живых организмов друг с другом и со средой их обитания в условиях радиоактивного загрязнения и повышенного радиационного фона. Для современной радиоэкологии данная проблема сохраняет свою актуальность (Тимофеев – Ресовский Н.В., 1957; Кузин А.М., Передельский А.А, 1956; Одум Е.П., 1958; Клечковский В.М. и др., 1973; Поликарпов Г.Г., 1981; Алексахин Р.М., 1982). Одной из важнейших проблем является радиоэкология пресноводных экосистем (Куликов Н.В. 1971; Куликов Н.В., Молчано-

ва И.В., 1975; Трапезников А.В., Трапезникова В.Н., 2006). Более того, основные положения современной системы радиационной безопасности предполагают необходимость учета взаимосвязи человека и окружающей среды для достижения устойчивого развития (International Commission …, 2003; Pentreath R. J, 2006). Недостаточно изучены эффекты сочетанного воздействия радиации и химических поллютантов, которые также поступают в водные экосистемы (Поликарпов Г.Г., 2000).

Исследование взаимодействия живых организмов друг с другом и со средой их обитания приобретает особую актуальность в Уральском регионе, так как он испытывает на себе самые разнообразные по генезису радиационные воздействия. Северная часть региона находится в зоне влияния Новоземельского испытательного полигона, средняя – в зоне воздействия производственного объединения «Маяк» (ПО «Маяк»), где в 1949-1956 гг. было сброшено около 3 млн. Ки радионуклидов в р. Течу, в 1957 г. произошла Кыштымская авария, следствием которой было образование Восточно-Уральского радиоактивного следа, а в 1967 г. произошел радиационный инцидент на

оз. Карачай, связанный с ветровой эрозией радиоактивных илов (Итоги изучения …, 1990; Заключение комиссии …, 1991; Никипелов Б.В. и др., 1990; Christensen G.C. et al., 1997; Уткин В.И и др., 2000). Кроме того, высокий уровень техногенной нагрузки в Уральском регионе обуславливает значительное содержание тяжелых металлов в природных экосистемах, превышающее ПДК в десятки и сотни раз. Микро- и макроэлементы обладают способностью влиять на накопление радионуклидов в отдельных компонентах данных систем (Радиоэкологическое исследование …, 1992).

Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) площадью 23 тыс. км2 с численностью населения около 300 тыс. человек образовался в пределах Челябинской, Свердловской и Тюменской областей в результате выброса в атмосферу 7,4(105 ТБк (20 МКи) радиоактивности (Романов Г.Н. и др., 1990; Экологические и медицинские последствия…, 2001; Коготков А.Я.,

Осипов В.Г., 2002). Загрязнению подверглись различные экосистемы, в том числе и озера данных территорий.

В настоящее время основной вклад в радиоактивное загрязнение территории ВУРСа вносят долгоживущие 90Sr и 137Сs. Современный характер загрязнения ВУРСа и его отдельных экосистем обусловлен не только первичной поверхностной неравномерностью загрязнения территории, но и разнообразными физико-химическими и биологическими процессами, определяющими особенности распределения дозообразующих радионуклидов 90Sr и 137Сs в различных объектах окружающей среды, в том числе в основных компонентах озерных экосистем. Существенное влияние на распределение 90Sr и 137Сs в экосистеме могли оказать мероприятия защитного характера, которые проводились на различных этапах в поставарийный период.

По прошествии 50 лет после аварии и формирования ВУРСа встает объективная проблема возврата в хозяйственное использование ранее загрязненных территорий ВУРСа, включая озерные экосистемы (около 30 озер), что требует комплексного исследования и обоснования возможности их использования в различных целях с позиции радиационной безопасности. Более того, озера можно рассматривать как модельные системы радиоэкологического благополучия местности (территории), так как в силу присущих им особенностей они способны аккумулировать радионуклиды.

Целью работы являлось комплексное радиоэкологическое исследование закономерностей миграции, накопления и распределения 90Sr, 137Сs, макро- и микроэлементов по основным компонентам озерных экосистем (почва водосборных территорий – вода – донные отложения – биота), расположенных на территории ВУРСа в пределах Челябинской области в отдаленном поставарийном периоде.

Основные задачи исследования:

1) оценить влияние гидрологических характеристик озерных экосистем (озера Урускуль, Б. Игиш, М. Игиш, Травяное, Куяныш, Шаблиш, которые находятся от 20 до 80 км от источника взрыва, а также контрольные водоемы Б. Боляш и Мисяш, расположенные вне зоны действия ПО «Маяк») на особенности процессов накопления и миграции радионуклидов;

2) исследовать закономерности процессов аккумуляции, распределения и миграции, а также формы нахождения радионуклидов, стабильных макроаналогов и микроэлементов в воде, донных отложениях озерных экосистем и почвах их водосборных территорий;