Порядок выполнения работы

В начале готовят к работе электроды и калибруют нитратомер по методике, приведенной в работе № 5. Полученные в работе значения сравнивают с санитарно-гигиеническими нор­мами в растительных продуктах (табл. 3) и делают вывод о содержа­нии нитратов в растениях и почвах в месте произрастания растений.

Вначале пробу растительного материала следует сначала отмыть, просушить фильтровальной бумагой. Для исследований необходима проба 0,25…0,5 кг. Пробу измельчают ножом или теркой на кусочки до 1 см. Затем взвеши­вают 10 г с точностью до первого десятичного знака и помещает в стакан гомогенизатора. В стакан гомогенизатора приливают также 50 см³1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизируют в течение 1…2 мин. В гомогенизированную массу погружают электроды и определяют значение по табло прибора.

Требования к отчету

В отчете нужно представить описание хода работы, данные о калибровке нитратомера и результаты анализа, вывод о соответствии содержания NO₃^--ионов в растительной ткани допустимому уровню.

Таблица 3

Санитарно-гигиенические нормы и допустимые уровни

нитратов в растительных продуктах

Продукт	Допустимые уровни (мг/кг)	Продукт	Допустимые уровни (мг/кг)
Арбузы Морковь ранняя поздняя Свекла столовая Лук репчатый Лук перо Томаты	60 400 250 1400 80 600 150	Перец сладкий Огурцы Картофель Капуста белокочанная Кабачки Укроп, салат Яблоки, груши	200 150 250 900 400 2000 60

Вопросы для самоподготовки

1. Круговорот азота в природе.

2. Соединения азота в атмосфере, гидросфере и литосфере.

3. Трансформация азота в биосфере. Последствия нарушения круговорота азота в биосфере.

4. Пути попадания нитратов в растительные объекты. Последствия отравлений избыточным количеством нитратов в овощах и фруктах.

Лабораторная работа № 15

Оценка радиоактивности объектов окружающей среды

Радиоактивность – самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер некоторых химических элементов (урана, тория, радия, ка­лифорния и др.), производящее к изменению их атомного номера и массового числа.

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Применение некоторых видов строительных материалов, использование газа для приготовление пищи, открытые угольные шахты, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации (они обеспечивают более ⁵/₆ годовой эффективной эквивалентной дозы). Основные радиоактивнее изотопы – это ²³⁸U, ²³⁴Th, ²³⁰Th, ²³⁴U, ²²⁶Ra, ²²²Rn, ²¹⁸Po, ²¹⁴Po, ²¹⁰Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁰Pb, ²¹⁴Bi, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и др.

Излучение также попадает из космоса. Космические лучи приходят в основном из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные полюсы, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы. Уровень радиации растет с высотой, поскольку над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 микрозивертов в год; для людей, живущих выше 2000 м над уровнем моря, эта величина в несколько раз больше.

Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий запаха и вкуса тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха) радон (²²²Rn и ²²⁰Rn), который со своими дочерними продуктами распада ответственен за ¾ годовой индивидуальной эффективной дозы облучения, получаемой от земных источников радиации. Радон высвобождается из земной коры повсеместно; скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью межэтажных перекрытий. Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на первом этаже. Большая часть облучения исходит от дочерних продуктов распада радона, а не от его самого.

Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветривемом помещении. Самые распространенные строительные материалы – дерево, кирпич и бетон – выделяют относительно немного радона. Гораздо большей радиоактивностью обладают гранит и пемза, используемые в качестве строительных материалов.

Еще один, менее важный источник поступления радона в жилые помещения представляет собой вода и природный газ. Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из некоторых источников (глубокие колодцы, артезианские скважины) содержит очень много радона. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты не снабжены вытяжкой.

К естественным источникам радиации также относятся:

1) добыча угля; концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз. В основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем. Но при сжигании угля большаячасть его минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества. Облака взвешенных веществ из труб тепловых электростанций приводят к дополнительному облучению людей, а оседая на землю, частички могут вновь вернуться в воздух в составе пыли;

2) термальные воды; некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов, которые содержат радон;

3) фосфатные месторождения; большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатные месторождений содержит уран, присутствующий там в довольно высокой концентрации. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны, и содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры, но радиоактивное загрязнение в этом случае незначительно. Оно возрастает при внесении удобрений в жидком виде, или если минералы, содержащие фосфаты скармливают скоту.

К антропогенным источникам относят:

1) медицинские процедуры и методы мечения (рентгеновские обследования, лучевая терапия, компьютерная томография);

2) испытание ядерного оружия в атмосфере; часть радиоактивного материала выпадает в виде осадков недалеко от места испытаний, другая часть задерживается в тропосфере, подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния. Находясь около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть материала выбрасывается в стратосферу, где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земли;

3) атомные электростанции (АЭС) в последнее время вносят незначительные вклад в суммарное облучение населения. АЭС являются частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап – производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергается вторичной переработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в среду попадают радиоактивные изотопы. На АЭС происходят уточки радиоактивного материалы из реакторов. Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живет от АЭС, тем меньшую дозу он получит. Радиоактивные вещества распадаются с определенной скоростью, характеризуемой периодом полураспада (Т_1/2), т.е. временем, за которое распадается половина всех атомов. Распад атомов сопровождается излучением разного вида.

-излучение представляет собой поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), движущихся со скоростью около 20000 км/с. Пробег в воздухе таких частиц составляет 7...8 см, в биологических тканях – <0,1 мм. -излучение имеет мощность 2…8 МэВ.

-излучение – поток заряженных частиц – электронов (или позит­ронов). Скорость близка скорости света. Энергия – от 2 КэВ до 17 МэВ, пробег в воздухе – несколько метров, в биологических тканях – 1…2 см.

-излучение – коротковолновое электромагнитное излучение. Энергия излучения – 100…20 МэВ. Пробег в воздухе – до 100 м, в биологической ткани – >20 см.

При ядерных реакциях возможно и нейтронное излучение, представ­ляющее поток нейтронов: быстрые – 0,5...10 МэВ, промежуточные – 0,5 эВ…500 КэВ, медленные – < 1 КэВ, тепловые – <0,025 эВ.

Излучение, сопровождающее ядерный распад, относят к ионизирующим излучениям, т.к., проходя через различные вещества, излучение способно вызвать ионизацию атомов как при непосредственном соуда­рении, так и опосредованно. Некоторые величины, описывающие ионизирующее излучение и единицы его измерения, представлены в табл. 4.

На практике чаще измеряют не свойства самого радиоактивного об­разца, а результат его воздействия или предполагаемый результат воздействия радиоактивного излучения. Одним из показателей является поглощенная доза, за единицу которой принимают Грей (Гр) – доза излучения 1Дж, поглощенная массой вещества в 1 кг.

Свойство биологической ткани – реагировать на различные вида ионизирующего излучения выражается через определение эквивалентной дозы. В системе СИ за единицу принят зиверт (Зв) – эквивалентная доза любого вида излучения, поглощенная в 1 кг биологической ткани, создающая такой же эффект, как и поглощенная доза фотонного излучения в 1 Гр.

Таблица 4