- •В.О. Кіцно, с.В. Поліщук, і.М. Гудков основи радіобіології та радіоекології
- •1. Теми самостійних занять 10
- •Тема 1. Норми радіаційної безпеки 10
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу 10
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту 26
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології 40
- •Тема 4. Фізичні основи радіобіології 46
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень 82
- •Тема 6. Радіоекологія 121
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •1. Теми самостійних занять Тема 1. Норми радіаційної безпеки
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу
- •1.2. Основні положення “Норм радіаційної безпеки України” (нрбу-97)
- •1.3. Основні регламентні величини
- •1.3.1. Радіаційно-гігієнічні регламенти першої групи – контроль за практичною діяльністю
- •1.3.2. Радіаційно-гігієнічні регламенти другої групи - медичне опромінення населення
- •1.3.3. Радіаційно-гігієнічні регламенти третьої групи - втручання в умовах радіаційної аварії
- •1.3.4. Радіаційно-гігієнічні регламенти четвертої групи – зменшення доз хронічного опромінення населення
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту
- •2.1. Загальні положення “Основних санітарних правил протирадіаційного захисту України” (оспу-2001)
- •2.2.Типи джерел випромінення
- •2.3. Групи радіотоксичності
- •2.4. Основні принципи захисту від закритих джерел іонізуючих випромінень
- •2.5. Вимоги до влаштування, обладнання та організації праці у радіологічній лабораторії при роботі з відкритими джерелами іонізуючих випромінень
- •2.5.1. Влаштування лабораторій
- •2.5.2. Поводження з радіоактивними відходами
- •2.5.3. Дезактивація робочих приміщень та устаткування лабораторії
- •2.5.4. Засоби індивідуального захисту та особистої гігієни при роботі з радіоактивними речовинами
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •3.1. Визначення наук
- •3.2. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •Тема 4. Фізичні основи радіобілогії
- •4.1. Типи ядерних перетворень. Радіоактивність, одиниці її вимірювання
- •4.3. Види доз іонізуючих випромінень, одиниці їх вимірювання, порядок розрахунку і застосування
- •4.4. Основні методи виявлення іонізуючих випромінень
- •4.5. Методи радіометрії
- •4) Визначення сумарної β-активності по зольному залишку.
- •4.6. Призначення, класифікація, принцип будови дозиметричних приладів
- •Блок підсилення та перетворення
- •Блок живлення
- •4.7. Прилади індивідуального дозиметричного контролю
- •4.7.2. Прилади, що працюють на базі сцинтиляційного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.3. Прилади, що працюють на базі фотографічного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.4. Прилади, що працюють на основі люмінесцентного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.8. Прилади загального дозиметричного контролю
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень
- •5.1. Загальні уявлення про природу дії іонізуючих випромінень на живий організм
- •5.2. Радіобіологічні ефекти
- •5.2.1. Радіаційна стимуляція
- •5.2.2. Морфологічні зміни
- •5.2.3. Променева хвороба
- •5.2.4. Прискорення старіння і скорочення тривалості життя
- •5.2.5. Загибель
- •5.2.6. Генетичні зміни
- •5.2.7. Близькі і віддалені наслідки радіаційного ураження
- •5.3. Радіочутливість організмів
- •5.3.1. Радіочутливість рослин
- •5.3.2. Радіочутливість тварин
- •5.3.3. Радіочутливість риб
- •5.3.4. Радіочутливість амфібій і рептилій
- •5.3.5. Радіочутливість бактерій і вірусів
- •5.3.6. Радіочутливість рослинних угруповань
- •5.3.7. Особливості дії малих доз іонізуючих випромінень на живі організми
- •5.3.8. Критичні органи
- •5.4. Модифікація радіаційного ураження організму
- •5.4.1. Протипроменевий біологічний захист
- •5.4.2. Радіосенсибілізація
- •5.4.3. Післярадіаційне відновлення організму
- •Тема 6. Радіоекологія
- •6.1. Джерела радіоактивного забруднення об’єктів навколишнього середовища
- •6.1.1. Природні джерела
- •6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів
- •6.2. Міграція радіонуклідів у навколишньому середовищі
- •6.3. Особливості надходження радіонуклідів у водні екосистеми
- •6.4. Розподіл радіонуклідів у морській екосистемі
- •Радіонукліди
- •6.5. Міграція радіонуклідів у прісноводних екосистемах
- •6.6. Загальні властивості прісноводних екосистем
- •6.7. Розподіл радіонуклідів серед компонентів прісноводних водоймищ
- •6.8. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та
- •6.8.1. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •6.8.2. Надходження радіонуклідів у рослини з ґрунту
- •6.8.3. Надходження радіонуклідів у організм сільськогосподарських тварин
- •6.9. Накопичення радіонуклідів гідробіонтами
- •6.10. Прогнозування надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та організм тварин
- •6.11. Особливості ураження організму інкорпорованими радіоактивними речовинами
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.1. Основні принципи організації ведення сільського господарства на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.2. Зниження надходження радіонуклідів у продукцію сільського господарства
- •7.2.1. Засоби зниження надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •7.2.2. Засоби зниження надходження радіонуклідів в організм сільськогосподарських тварин
- •7.3. Ведення особистого підсобного господарства в районах радіоактивного забруднення
- •7.4. Очищення продукції сільського господарства від радіонуклідів технологічною переробкою
- •7.4.1. Очищення продукції рослинництва
- •7.4.2. Очищення продукції тваринництва
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •8.1. Радіаційна техніка в сільському господарстві
- •8.2. Радіаційно-біологічні технології в рослинництві
- •8.2.1. Передпосівне опромінення насіння сільськогосподарських культур для прискорення проростання, розвитку та підвищення продуктивності рослин
- •8.2.2. Передсадивне опромінення органів вегетативного розмноження та розсади дня прискорення розвитку і підвищення продуктивності рослин
- •8.2.3. Опромінення насіння і рослин з метою одержання нових сортів
- •8.2.4. Радіаційна біотехнологія подолання несумісності тканин і стимуляція зрощення при вегетативних щепленнях рослин
- •8.2.5. Радіаційна біотехнологія запобігання проростанню бульб, коренеплодів і цибулин при зберіганні
- •8.2.6. Використання іонізуючих випромінень для подовження строків зберігання ягід, фруктів та овочів
- •8.2.7. Радіаційна консервація продукції рослинництва і плодівництва
- •8.2.8. Радіаційні способи боротьби з комахами - шкідниками сільськогосподарських рослин
- •8.3. Радіаційно-біологічні технології в тваринництві
- •8.3.1. Радіаційне консервування кормів і поліпшення їх якості
- •8.3.2. Радіаційна біотехнологія подовження строків зберігання м'яса і м'ясних продуктів
- •8.3.3. Радіаційне знезараження деяких видів продукції тваринництва
- •8.3.4. Радіаційне знезараження стічних вод тваринницьких комплексів
- •8.3.5. Метод ізотопних індикаторів у дослідженнях в галузі сільськогосподарської біології. Радіоавтографія. Особливості використання стабільних ізотопів
- •Тема 9. Відбір і підготовка проб води, ґрунту, рослин, продуктів харчування рослинного і тваринного походження для радіометрії
- •9.1. Відбір проб води і інших рідин
- •9.2. Відбір проб грунту
- •9.3. Відбір проб рослин
- •9.4. Відбір проб зерна
- •9.5. Відбір проб коренебульбоплодів
- •9.6. Відбір проб трави і зеленої маси сільськогосподарських культур
- •9.7. Відбір проб грубих кормів (сіно, солома)
- •9.8. Відбір проб молока і молочних продуктів
- •9.9. Відбір проб м'яса і субпродуктів
- •9.10. Відбір проб риби
- •9.11. Відбір проб яєць
- •9.12. Відбір проб натурального меду
- •9.13. Підготовка проб до радіометрії
- •2. Лабораторні роботи
- •4. Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:
- •5. Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводом-
- •6. Кодовий перемикач “фон” необхідно перевести в нульову позицію.
- •2. Визначаємо вміст 137Cs на 1 м2, якщо товщина забрудненого шару
- •3. Ситуаційні задачі з прогнозування забруднення продукції рослинництва, тваринництва та лісокористування
- •3.1. Прогнозування забруднення продукції рослинництва
- •2. Знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену
- •5. Визначаємо забруднення зерна вівса, для чого отримане забруднення території
- •14. Визначаємо необхідну кількість внесення калійних добрив по діючій речовині:
- •3.2. Прогнозування вмісту радіонуклідів в продукції тваринництва
- •3.3. Прогнозування можливого радіонуклідного забруднення продукції лісового господарства
- •3.4. Розрахунок і оцінка еквівалентної дози опромінення внаслідок надходження радіонуклідів в організм
- •5. Орієнтовні контрольні запитання з підготовки до вирішення тестових завдань
- •Рекомендована література
Радіонукліди
Фотичний шар
І ІІ ІІІ IV V
Трофічні рівні
Зона інтенсивного обміну гідро біонтами і трансформації фізико- хімічних форм забруднення
Перенесення з органічною речовиною
Перенесення з мінеральними зависями
Фізичне перенесення
Фізичне перенесення (адвекція, вертикальне перенесення, дифузія)
Перенесення зі зваженою органічно. речовиною
Біоседимен- таційне перенесення (відмерлі рештки)
Перенесення з мінеральними зависями
Зона водяного депонування забруднень із відносно слабкою біогенною трансформаці
єю фізико-
хімічних форм
Сорбційний обмін з
ґрунтами Седиментація
Утворення осаду солей з розчину
Біологічна ремобілізація забруднень
Донні відкладення Кінцеве депо забруднень Біологічно активна зона ґрунтів
Рис. 19. Схема розподілу і міграції радіонуклідів за глибиною водойми.
30. Типові коефіцієнти накопичення (КН) 13rCs і 90Sr в деяких компонентах морської і прісноводної екосистем
Компонент |
КН для екосистеми | |||
137Сs |
90Sr | |||
Прісноводної |
Морської |
Прісноводної |
Морської | |
Молюски |
600 |
8 |
600 |
1 |
Риби |
3000 |
15 |
200 |
0.1 |
Ракоподібні |
4000 |
23 |
200 |
1 |
Виділяють дві основні причини різної міграції радіонуклідів у морських, континентальних і прісноводних екосистемах: 1) 137Cs і 90Sr більше розбавляються К і Са в морській воді, ніж у ґрунтах і прісноводних
водоймищах; 2) фільтрувальні організми (зоопланктон і молюски) здатні активно накопичувати нерозчинні форми радіонуклідів.
6.5. Міграція радіонуклідів у прісноводних екосистемах
Прісноводні екосистеми за міграцією в них радіонуклідів істотно
відрізняються від морських. По-перше, вміст біоти в них значно нижчий, ніж у морських екосистемах. По-друге, об'єм шару донних відкладень, що сорбує
радіонукліди, в цілому відповідає об'єму води. Ці обставини зумовлюють особливості прісноводних екосистем, що будуть розглянуті нижче. Третя відмінність прісноводних екосистем від морських полягає в різних їхніх хімічних характеристиках, що може виявлятися різними коефіцієнтами
накопичення.
6.6. Загальні властивості прісноводних екосистем
Основними шляхами надходження радіонуклідів у даний тип екосистем
є повітряний шлях, поверхневий стік і вторинний вітровий перенос, що однаково стосується і морських, і прісноводних екосистем.
Практично в усіх прісноводних екосистемах містяться 137Cs і 90Sr, що надійшли з глобальних випадань, а також радіонукліди, які потрапили у водоймища після значних аварійних викидів, таких як аварія на ЧАЕС.
Після потрапляння радіонуклідів у водоймища і водотоки реалізуються процеси з трьома основними властивостями:
1) активність радіонуклідів у воді швидко зменшується, паралельно зростає активність їх у біотичних і абіотичних компонентах водоймища;
2) швидкість переходу основних радіонуклідів 137Cs і 90Sr у біологічні об'єкти значно змінюється за часом і варіює для різних видів живих
організмів;
3)через деякий час після потрапляння в прісноводну екосистему активність радіонуклідів у її компонентах стабілізується.
Загальна для всіх типів екосистем закономірність - стійка залежність між активністю радіонуклідів та їхніх стабільних аналогів-носіїв властива і
прісноводним екосистемам. При цьому чим вищий трофічний рівень в ієрархії трофічного ланцюга, тим суворіше дотримується це співвідношення.
Встановлено чітку кореляцію між активністю у компонентах прісноводної екосистеми 90Sr і Са.
Процеси депонування радіонуклідів у компонентах водних екосистем пов'язані із седиментами (суспензіями), перифітоном (мікроскопічні рослини, що прикріплені до поверхні дна), кореневою вегетацією рослин, та із тваринними організмами. Значна частина радіонуклідів утримується у водному середовищі
внаслідок інкорпорування у вільноіснуючих організмах, таких як фітопланктон, а також детриті.
Можливі типи акумуляції радіонуклідів у водних екосистемах передбачають різні фізичні процеси - адсорбцію на поверхні, абсорбцію через мембрани клітин із водної фази і при живленні. Тоді як водні рослини
поглинають мінеральні солі прямо з води, водні тварини можуть накопичувати радіонукліди по трофічних ланцюгах і внаслідок прямої адсорбції з водної фази.
Встановлено, що адсорбція та абсорбція є механізми накопичення радіонуклідів у безхребетних тварин і рослин, тоді як найважливішим шляхом накопичення радіонуклідів для хребетних і практично єдиним шляхом для м'ясоїдних є харчування.