1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Іонізуюче випромінювання як екологічний чинник

Іонізуюче випромінювання як екологічний чинник

Випромінювання з дуже високою енергією, здатною вибивати електрони з атомів і приєднувати їх до інших атомів, утворюючи пари додатних і від’ємних іонів, називають іонізуючим випромінюванням. Припускають, що іонізація є головною причиною радіаційного пошкодження цитоплазми. Джерелом іонізуючого випромінювання є радіоактивні речовини, які наявні у гірських породах, а також космічні тіла, які випромінюють радіацію. Ті ізотопи елементів, які випускають радіоактивне випромінювання, називають радіоактивними ізотопами, або радіонуклідами.

Суттєве підвищення протягом останніх десятиріч інтенсивності іонізуючого випромінювання пов’язують із використанням атомної енергії. Атомні реактори, які використовують на електростанціях, військових і транспортних кораблях, випробування атомної зброї, а також медичні дослідження продукують відходи, частина яких потрапляє у природне довкілля. Особливо небезпечні великомасштабні аварії на атомних реакторах, викиди яких утворюють радіоактивні осади на зразок чорнобильських.

Є три види іонізуючого випромінювання: альфа-, бета- і гамма-частинки (рис. 7.8). Альфа- і бета-частинки утворюють корпускулярне, а гамма-частинки – електромагнітне випромінювання, яке близьке до рентгенівського. Альфа-випромінювання – це потік ядер атомів гелію, які порівняно з нейтронами мають великі розміри. Довжина їх пробігу в повітрі не перевищує декількох сантиметрів, а зупиняє їх звичайний аркуш паперу або верхній роговий шар людської шкіри. Зупинившись, вони зумовлюють інтенсивну локальну іонізацію.

Бета-випромінювання є потоком швидких нейтронів, довжина пробігу яких в повітрі становить декілька метрів, а в тканинах – декілька сантиметрів. Гамма-випромінювання (рентгенівські й космічні промені) -це потік квантів, який може легко пройти через організм, ніяк не вплинувши на нього, або ж зумовити іонізацію на значному відрізку свого шляху. Радіоактивні речовини, що випускають альфа- і бета-випромінювання, вчені здебільшого називають “внутрішніми випромінювачами”, оскільки вони інтенсивно випромінюють радіацію, опинившись всередині або поблизу живої тканини. Радіоактивні речовини, що випускають гамма-випромінювання, зачисляють до “зовнішніх випромінювачів”, адже вони впливають на організм, перебуваючи ззовні.

Нейтрони становлять дещо менший інтерес для еколога. Це великі незаряджені частинки, які самі собою не зумовлюють іонізації, проте, вибиваючи атоми з їхнього стабільного становища, створюють а-, в- і у-випромінювання, в нерадіоактивних речовинах або в тканинах, через які вони проникають.

Космічне випромінювання в біосфері незначне, але воно дуже небезпечне в час космічних подорожей. Космічне та іонізуюче випромінювання природних радіоактивних речовин гірських порід, ґрунтів та води утворюють фонове випромінювання, до якого пристосувалися живі організми нашої планети. У різних частинах біосфери фонове іонізуюче випромінювання різне: мінімальне – на поверхні Світового океану, максимальне – на значних висотах у горах, утворених гранітними породами. Регіоном з підвищеним фоновим випромінюванням вважають Капський півострів, де інтенсивно відбувається видоутворення та притаманний високий ендемізм рослин. Перевищення фонових рівнів випромінювання може спричинити незворотні зміни в живих організмах і зумовити їхню загибель.

Ступінь впливу іонізації на організми визначається активністю джерела радіації, дозою випромінювання та її потужністю. Кількість радіонуклідів в організмі наявна на певному рівні, який забезпечується шляхом нагромадження їх в органах рослин, що приростають. У тварин шлях від потрапляння будь-якого радіонукліда в організм до вмісту його в довкіллі називають коефіцієнтом нагромадження.

У випадку перевищення нагромадження рівноваги між надходженням і виділенням, збільшення відношення вмісту радіонуклідів над їхнім розкладом в організмі збільшується кількість радіоактивних речовин, що становить смертельну небезпеку. В горах, де іонізуюче випромінювання утворює підвищений фон, у деяких тварин сформувався спеціальний захисний підшкірний шар для захисту внутрішніх органів. У радіоактивних провінціях з великим вмістом природних альфа-випромінювань у тканинах тварин і рослин є підвищений вміст торію (торієві провінції), урану (уранові провінції) та радію (радієві провінції).

Сезонні коливання вмісту радіоактивних речовин в атмосферному повітрі в природних умовах не впливають на стан живих організмів. Суттєвий вплив мають випробування атомної зброї та радіоактивні викиди, спричинені аваріями на реакторах, коли різко зростає кількість радіоактивних ізотопів у природному і антропогенному довкіллі. Екологічний вплив різних радіонуклідів на організми залежить від періоду їхнього напіврозпаду. Радіонукліди з коротким періодом напіврозпаду (до двох діб) не створюють великої небезпеки, за винятком випадків, спричинених вибухом; з тривалим періодом напіврозпаду також майже безпечні, оскільки за одиницю часу відбувається дуже слабке випромінювання. Найнебезпечніші радіонукліди – ті, що мають період напіврозпаду від декількох тижнів до десятків років. Вони нагромаджуються в організмах і через трофічні ланцюги проникають у різні тканини й органи. Це насамперед стронцій-90, який потрапляє в кісткову тканину хребетних тварин з продуктами харчування і заміщує там кальцій, цезій-137, нагромаджується у мускулах замість калію. На жаль, ніяких способів сприяння біологічному розпадові або іншого механізму попередження радіоактивного забруднення довкілля внаслідок вибухів атомних бомб і реакторів немає.

Біотичні чинники. Живі організми біосфери перебувають у складних, різноманітних зв’язках. Прямий чи опосередкований взаємовплив між особинами одного або різних видів, родів тощо називають біотичними чинниками. До прямих належить вся гамма трофічних, механічних, фізіологічних та біохімічних чинників, до опосередкованих – конкуренція та фітосередовище, утворене еди-фікаторними (лат. aedificator – будівник) видами.

Серед значної кількості різноманітних біотичних чинників головними є: взаємовигідні, нейтральні та взаємошкідливі. В. Кучерявий (2001) виділяє проміжні форми: вигідно-нейтральні, вигідно-шкідливі та нейтрально-шкідливі. До взаємовигідних зачисляють мутуалізм, до вигідно-нейтральних – коменсалізм, до вигідно-шкідливих – хижацтво і паразитизм, до взаємно-нейтральних – нейтралізм, до нейтрально-шкідливих – аменсалізм і до взаємно-шкідливих -конкуренцію.

ПОДІЛИТИСЯ: