Радиоактивное загрязнение агросферы

Большую группу опасных загрязнений составляют радионуклиды. В растительной пище особенно часто можно встретить Sr-89, Sr-90, I-131, Cs-137, Ba-140, K-40, C-14, H-3 (тритий). Принципиально все радионуклиды могут быть усвоены различными организмами и таким образом попасть в продукты питания. Известны радионуклиды благородных газов естественного и искусственного происхождения. Перечисленные радионуклиды (кроме благородных газов) либо вступают в прочное взаимодействие с органическими соединениями, либо заменяют элементы в клетках, выполняя ту же функциональную роль (например, калий). Среди естественных радионуклидов по суммарной активности на первом месте К-40 (около 90% суммарной активности). Элемент калий, в котором доля К-40 составляет определенный процент, обычно попадает в организм с растительной пищей, молоком (содержание составляет 1,4 г в 1 л). Остающиеся 10% активности радионуклидов естественного происхождения падают на долю С-14, который содержится во всех органических соединениях, а также на радионуклиды некоторых других элементов.

Среди радионуклидов антропогенного происхождения главную роль играют Sr-90, I-131, Cs-137. После аварии атомного реактора в Чернобыле (апрель 1986 года) прежде всего, было обнаружено сильное загрязнение радионуклидом I-131 – источником β- и γ-излучений. Вследствие сравнительно небольшого периода полураспада этого радионуклида (8 дней) его физиологическое действие на человека продолжается практически в течение приблизительно 60 дней. Радиоактивный йод попадает в организм человека вместе со свежим молоком, свежими овощами и яйцами. Попавший в организм йод накапливается в щитовидной железе, загрязняя ее в более значительной степени, чем остальные органы.

Период полураспада цезия и стронция составляет 30 и 28 лет соответственно. Физиологическое действие цезия сходно с действием калия, однако его подвижность меньше. После сорбции корнями элемент распределяется между всеми частями растения. Радиоактивный цезий накапливается также некоторыми видами грибов (в том числе белыми грибами) в спорообразующей части – в пластинках и трубках. В организм человека цезий попадает главным образом с молочными и мясными продуктами, хлебом. В кишечнике цезий почти полностью ресорбируется. Для части, отложившейся в мышечных тканях, характерен период полувыведения 50–200 дней. При повторном поступлении радиоцезий накапливается в организме, поражение при этом может достичь значительных размеров.

Sr-90 значительно дольше удерживается в организме – период полураспада около 50 лет. Биологическое поведение его сходно с поведением химического аналога – кальция. В организм человека он попадает с растительной пищей, молочными продуктами и яйцами. Стронций-90 отлагается главным образом в костях, поэтому основная нагрузка при поражении организма приходится на костный мозг, ответственный за работу кровеносной системы. В первую очередь этот элемент вызывает лейкемию.

Накопление радионуклидов в определенных органах и тканях приводит к более опасным последствиям, чем их равномерное распределение по всему организму. При оценке загрязнения пищевых продуктов радионуклидами необходимо учитывать, что если радионуклиды удерживаются прочно в составе органических молекул, то они могут накапливаться в клетках растений. Таким образом растения могут поглощать из загрязненной почвы довольно значительные количества радионуклидов, пока не наступит равновесие между их поступлением и отдачей. Накопление определенного элемента тем сильнее, чем больше его дефицит в организме. Поскольку химически родственные элементы обладают и сходными физиологическими функциями, то, вводя в виде удобрений обычный калий (К-39), можно, если не совсем устранить, то значительно понизить проникновение в растения радиоактивного цезия-137 как химического аналога калия (количественное соотношение элементов в разных фазах (внешнем растворе и поглощенных растениями) определяется равновесием реакций ионного обмена).