6.9. 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, К}_Н ^{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 К_Н, 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 К_Н для ²³⁸U у вищих рослин (К_Н = 80) значно більший, ніж у водоростей (К_Н = 9). Для ²²⁶Ra у вищих рослин К_Н становить 120 і також дещо вищий, ніж в одноклітинних і нитчастих водоростей (К_Н = 55), а для ²³²Th спостерігається протилежне: найбільший К_Н (120) виявлений в одноклітинних водоростях. За накопиченням усіх

природних радіонуклідів в цілому перше місце посідають одноклітинні водорості (К_Н = 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 К_Н 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 К_Н для штучних радіонуклідів за умов акваріума й природного озера дали схожі результати. При цьому з'ясувалося, що в природних умовах К_Н, як правило, більший, ніж у лабораторних.

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

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

Група рослин	КН
	^9^0Sr	^1^37Cs
Ті, що плавають на поверхні води	860	3440
Занурені у воду, що не мають зв’язку з дном	670	830
Занурені у воду, прикріплені до дна	420	590
Занурені у воду, прикріплені до дна, з листям, що плаває	270	790
Прибережно-водяні	150	600

Отже, найбільший К_Н 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 К_Н 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, К_Н

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

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

Встановлена залежність К_Н радіонуклідів гідробіонтами від концентрації у воді відповідних радіонуклідних носіїв. Так, К_Н ⁹⁰Sr перебуває в оберненій залежності від вмісту у воді його хімічних аналогів (Са і Mg), а К_Н 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

^K ₂

^{де К}₁ ^{— 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 (К_Н) і дискримінації (К_Д) ⁹⁰Sr у водопериці від вмісту кальцію у воді

Вміст Са у воді, мг/л	КН Са	КН ^90Sr	КД ^90Sr-Са	Вміст Са у воді, мг/л	КН Са	КН ^90Sr	КД ^90Sr-Са
19.7	1432	1012	0.7	191.0	205	140	0.7
26.2	1292	754	0.6	226.2	165	95	0.6
43.7	631	519	0.8	287.2	134	75	0.5
83.4	327	292	0.9	331.3	106	75	0.7
128.8	264	168	0.6	633.2	75	42	0.5