РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 5, с. 608-615
^=РАДИОЭКОЛОГИЯ
УДК 574.415:539.1.04
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОЦЕНОЗА В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ГРЫЗУНОВ
© 2007 г. А. Н. Васильева1*, Б. И. Сынзыныс2, Л. П. Ульянова3, О. А. Ковалев2, О. А. Сморызанова3, О. В. Старков1, Н. Е. Латынова2, С. В. Круглов2, О. А. Момот2, Г. В. Козьмин2
Государственный научный центр РФ - "Физико-энергетический институт", Обнинск 2Обнинский государственный технический университет атомной энергетики, Обнинск 3ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск
Результаты радиационно-химического мониторинга в районе старого (1954-1961 гг.) хранилища радиоактивных отходов (РАО) свидетельствуют о загрязнении данного участка 9С^г (до 109 Бк/л воды и 2.3 х 104 Бк/кг почвы) и токсичными металлами: №, Zn и Мп (до 318, 1354 и 2463 мкг/л воды соответственно). Биотестирование обнаружило увеличение содержания металлотионенинов в почках (до 15.63 мкг/г ткани) и печени грызунов (до 19.22 мкг/г ткани), обитающих на территории хранилища, по сравнению с контрольной группой (3.51 и 4.44 мкг/г ткани соответственно). В крови исследованных животных отмечено снижение общего количества лейкоцитов (на 14.5 % по сравнению с контрольной группой) и абсолютного количества всех их форм. Предполагается, что увеличение удельного содержания белков-МТ есть результат комплексного воздействия ионизирующего излучения и токсичных металлов.
Хранилище радиоактивных отходов, геосистемы, загрязнение биогеоценоза, 9^г, 137Cs, токсичные металлы, тест-объекты, грызуны, белки-металлотионеины, система кроветворения, периферическая кровь, микроядра.
Созданное в 1954 г. в ГНЦ РФ - ФЭИ было одним из первых хранилищ радиоактивных отходов (РАО) предприятий Москвы, Ленинграда и Обнинска. В 1961 г. его законсервировали, а в 1998 г. была обнаружена утечка 90Бг и 137Сз за пределы емкостей для хранения отходов. В 1999 г. проведен комплекс защитных инженерных мероприятий по ликвидации этой утечки [1].
Помимо технических мероприятий, снижающих вероятность разрушения хранилища радиоактивных веществ, было проведено биологическое тестирование как на территории хранилища, так и в его окрестностях.
Состояние природной среды можно охарактеризовать по интегральному биоиндикационному показателю, реагирующему как на химические, так и на радиоактивные загрязнения одновременно и обладающему четкими количественными и качественными характеристиками [2]. Одним из биологических объектов, пригодных для оценки потенциальной радиационной и химической опасности, являются мышевидные грызуны, постоянно обитающие в зонах хранения РАО [3].
*Адресат для корреспонденции: 249033 Обнинск, Калужская обл., пл. Бондаренко, 1, ГНЦ РФ-ФЭИ; тел.: (48439) 9-83-70, 9-85-10, 7-84-10; факс (48439) 6-82-25, 5-84-77; e-mail: bogdanovich@ippe.ru.
Цель данной работы состояла в оценке загрязнения биоценоза в районе размещения регионального хранилища РАО и его влияния на грызунов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Методы пробоотбора
Отбор проб проводили на территории и в ближней зоне (в радиусе 50 м от забора) хранилища и его окрестностях в соответствии со схемой, представленной в работе [1], и ландшафтно-гео-химическими особенностями местности. Пробы воды отбирали из наблюдательных скважин глубиной 12 м, водоемов, расположенных в ближней зоне объекта: ручья, болота и в месте выхода грунтовых вод на поверхность. Для отбора грунтовых вод использовали закрепленный на тросе пробоотборник. Объем проб составлял 2-10 л.
Грунт отбирали с помощью бура послойно через каждые 5 или 10 см с учетом расположения генетических горизонтов. Из верхнего слоя толщиной 5 см отбирали среднюю пробу.
Травянистую растительность скашивали с площади 1 м2 и, при необходимости, разбирали на злаковые, бобовые и разнотравье.
Для биологического мониторинга отлавливали лесную мышь (Apodemus sylvaticus L.) - наиболее многочисленный вид (~60 %), из обитающих на исследуемой территории грызунов.
Определение 90Sr в пробах почвы, воды, тканях и органах грызунов
Для определения удельной активности 90Sr в пробах был использован метод радиохимического выделения с последующим измерением активности радионуклида на сцинтилляционном спектрометре ^-излучения "БЕТА-01С" (НПЦ "Аспект", г. Дубна, Россия) по его дочернему продукту 90Y [4]. Математическую обработку измеренного в-спектра проводили в среде программного обеспечения "ANBETA.EXE".
Определение 137Cs в образцах воды, грунта и растительности
Для определения удельной активности 137Cs в образцах воды, грунта и растительности использовали метод у-спектрометрии, для чего применяли полупроводниковый у-спектрометр (НПЦ "Аспект", г. Дубна, Россия) с Ge(Li)-детектором.
Определение содержания химических элементов
Концентрацию макроэлементов (K, Na, Ca, Mg) в пробах вод определяли методом атомной абсорбции на приборе "Varian 250 Plus".
Концентрацию микроэлементов определяли атомно-эмиссионным методом с использованием последовательного спектрометра "Varian Liberty Series II ICP-AES" с аксиальной плазмой, управляемого с помощью программного обеспечения "Varian Plasma 96".
Для определения концентрации анионов в пробах воды использовали спектрофотометр СФ-26 (Россия).
Кислотность определяли с использованием рН-метра "рН-метр милливольтметр рН-121" (Россия).
Определение содержания белков металлотионеинов в печени и почках грызунов
Содержание белков-металлотионеинов в печени и почках грызунов определяли методом радиоактивных индикаторов [5-7] с использованием центрифуги ОПН-8 (Россия) и у-счетчика "Beckman PU5500" (США).
Определение основных показателей системы кроветворения у мышей
Образцы крови брали из ретроорбитального венозного синуса под легким эфирным наркозом.
В гематологических исследованиях использовали автоматический анализатор клеток крови "Minos STX" (фирма "Ideal Products", Франция), позволяющий в одной пробе крови регистрировать количество лейкоцитов (с определением абсолютного и процентного содержания гранулоцитов, лимфоцитов и моноцитов); количество эритроцитов; содержание гемоглобина (Hb); средний объем эритроцитов (MCV); среднее содержание гемоглобина в одном эритроците (MCH); среднюю концентрацию гемоглобина в одном эритроците (MCHC); гематокрит (Ht); количество тромбоцитов.
Подсчет количества ретикулоцитов проводили в счетной камере с иммерсией. Количество яд-росодержащих клеток подсчитывали в счетной камере. Цветовой показатель определяли делением утроенного числа г/% гемоглобина на первые две цифры числа эритроцитов.
Массу тела мышей определяли на весах ТНЦ (до 200 г, Россия), массу печени - на торсионных весах ВТ-500 (Россия).
Определение частоты нормохромных эритроцитов с микроядрами в периферической крови мышей
Кровь (5 мкл) брали из орбитального синуса, фиксировали 1%-ным раствором глютарового альдегида в фосфатно-солевом буфере. Непосредственно перед анализом окрашивали иоди-стым пропидием (PI) (конечная концентрация 0.08 мг/мл была определена экспериментально) и выдерживали в темноте в течение 5 мин. На предметное стекло капали 8 мкл разведенной в фос-фатно-солевом буфере крови. Образцы анализировали с помощью флуоресцентного микроскопа Nicon optiphot-2 ("Nicon", Япония) при увеличении х1000. В каждом образце крови просчитывали 26500 клеток. Учитывали количество нормохромных эритроцитов с микроядрами и без микроядер.
Статистическая обработка результатов измерений
Для оценки достоверности результатов использовали критерий Стьюдента для двусторонней доверительной вероятности 0.95 при трех-шестикратной повторности [8].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Для обследованной территории характерны широколиственно-светлохвойные трансэлювиальные геосистемы на склоне второй надпойменной террасы с дерново-слабоподзолистыми почвами на флювиогляциальных песках и аккумулятивными супераквальными геосистемами сырых логов под сероольшанниками, ивняками и низин-
Таблица 1. Краткое описание геосистем и удельная активность радионуклидов в почвах
№ Ауд, Бк/кг
Описание геосистем
точки 90 Sr 137 Cs
1 Флювиогляциальные и аллювиальные песчаные отложения. Разнотрав- 17- 44 34-78
но-злаковая растительность с участием бобовых
1а Флювиогляциальные и аллювиальные песчаные отложения. Разнотравно-злаковая растительность с участием бобовых 15- 40 58 67
2 Флювиогляциальные и аллювиальные песчаные отложения. Разнотравно-злаковая растительность с участием бобовых 30- 60 2 17
3 Поверхность - делювиальные суглинки. Намытая дерновая средне-тяжелосуглинистая почва. Малина лесная (Rubus idaeus L.), лещина обыкновенная (Corylus avellana), крапива двудомная (Utrica dioica L.) 2- -136 6 18
4 Поверхность не заболочена, покрыта слоев делювиальных суглинков. 2- -126 2-29
Намытая дерновая с признаками оподзоливания средне-тяжелосуглини-
стая почва. Ольха серая (Alnus incana Moench.), лещина обыкновенная
(Corylus avellana), разнотравье
6 Поверхность заболочена, покрыта илистыми отложениями мощностью 2-10 см с включением слаборазложившихся растительных остатков, песка. Ольха серая (Alnus incana Moench.), ива козья (Salix caprea L.), осина (Populus tremulus L.), камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.) 478- 673 8 21
6а Поверхность заболочена, покрыта илистыми отложениями мощностью 2-10 см с включением слаборазложившихся растительных остатков, песка. Ольха серая (Alnus incana Moench.), ива козья (Salix caprea L.), осина (Populus tremulus L.), камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.) 1946- 23238 8 21
7 Поверхность заболочена, покрыта илистыми отложениями мощностью 2-10 см с включением слаборазложившихся растительных остатков, песка. Ольха серая (Alnus incana Moench.), ива козья (Salix caprea L.), осина (Populus tremulus L.), камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.) 81.91- 19715 8 16
76 Поверхность заболочена, покрыта илистыми отложениями мощностью 2-10 см с включением слаборазложившихся растительных остатков, песка. Ольха серая (Alnus incana Moench.), ива козья (Salix caprea L.), осина (Populus tremulus L.), камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.) 40
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.