ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
УДК 574:539.1.04:594.1
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРЕСНОВОДНЫХ МОЛЛЮСКОВ В ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ ЗОНЕ ОТЧУЖДЕНИЯ © 2009 г. Д. И. Гудков1*, А. Б. Назаров2, Е. В. Дзюбенко1, А. Е. Каглян1, В. Г. Кленус1
Институт гидробиологии Национальной академии наук Украины, Киев 2Государственное специализированное научно-производственное предприятие "Чернобыльскийрадиоэкологический центр" Министерства Украины по вопросам чрезвычайных ситуаций и делам защиты населения от последствий Чернобыльской катастрофы, Чернобыль
Приведены результаты многолетних (1997—2008 гг.) исследований видоспецифичности и динамики концентрирования 90$г, 137С8, 238Ри, 239 + 240Ри и 241Лш двустворчатыми и брюхоногими пресноводными моллюсками в Чернобыльской зоне отчуждения. Анализируются дозовые нагрузки, частота хромосомных аберраций и состав гемолимфы у прудовика обыкновенного (Ьушпаеа 81а§паИ8 Ь.). Мощность поглощенной моллюсками дозы в зоне отчуждения регистрировали в диапазоне 0.3— 85.0 мкГр/ч. В тканях эмбрионов моллюсков, обитающих в замкнутых водоемах, отмечена повышенная частота хромосомных аберраций (до 27%), а у взрослых особей — изменение гематологических показателей.
Чернобыльская зона отчуждения, пресноводные моллюски, 90$г, 137С8, 238Ри, 239 + 240Ри, 241Лш, дозовые нагрузки, хромосомные аберрации, гемолимфа.
Одним из широко используемых объектов для радиоэкологических и радиобиологических исследований водоемов, испытывающих влияние предприятий ядерного топливного цикла, являются моллюски.
Благодаря способности накапливать практически все радионуклиды, присутствующие в среде обитания и большой биомассе, этим беспозвоночным принадлежит важная роль в процессах аккумуляции и биоседиментации радиоактивных веществ в пресноводных экосистемах. Это позволяет рассматривать моллюсков, с одной стороны, как видов-индикаторов загрязнения окружающей среды радионуклидами, а с другой — как организмов, активно участвующих в процессах перераспределения радиоактивных веществ в гидробиоценозах.
Водные экосистемы Чернобыльской зоны отчуждения (далее зона отчуждения) по-прежнему характеризуются высокими уровнями радионук-лидного загрязнения со сложной динамикой физико-химических форм, влияющих на скорость миграции, биологическую доступность и интенсивность накопления радионуклидов компонентами экосистем [1—5]. Увеличение концентрирования радиоактивных веществ биотой может обу-
* Адресат для корреспонденции: Украина, 04210 Киев, просп. Героев Сталинграда, 12, Институт гидробиологии НАН Украины, отдел пресноводной радиоэкологии; тел.: (044) 418-91-83; факс: (044) 418-22-32; e-mail: digudkov@ svitonline.com.
славливать критические дозовые нагрузки на организмы, обладающие высокими коэффициентами накопления радионуклидов и/или обитающие в экологических зонах с повышенными уровнями внешнего облучения. Основным дозообра-зующим радионуклидом для моллюсков зоны отчуждения в настоящее время является 908г — химический аналог кальция, накапливающийся в раковинах и в значительных количествах присутствующий в донных отложениях водоемов.
Главными задачами представленных исследований были следующие:
1. Анализ видоспецифичности и динамики концентрирования 908г, 137С8, а также некоторых трансурановых элементов (ТУЭ) пресноводными моллюсками.
2. Оценка дозовых нагрузок на моллюсков за счет внешних источников облучения и радионуклидов, инкорпорированных в тканях.
3. Анализ частоты хромосомных аберраций в клетках эмбрионов и изменение состава гемолимфы у взрослых особей, населяющих водоемы Чернобыльской зоны отчуждения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Основные исследования выполняли в период 1997—2008 гг. в оз. Азбучин, Яновском (Припят-ском) затоне, водоеме-охладителе (ВО) ЧАЭС, озерах Красненской поймы р. Припяти — Глубо-
кое и Далекое-1, а также реках Уж (с. Черевач) и Припять (г. Чернобыль). Для некоторых водоемов приведены также данные за 1995 и 1996 гг. В качестве контрольных водоемов для сравнительных цитогенетических и гематологических исследований использовали ряд озер, расположенных в Киеве и его окрестностях — Вырлица, Голосеевское, Опечень, Пидбирна.
Удельную активность радионуклидов в тканях определяли у следующих видов моллюсков: брюхоногие — прудовик обыкновенный (Lymnaea stagnalis L.), прудовик болотный (Stagnicola palustris L.), прудовик овальный (Radix ovata L.), катушка роговидная (Planorbarius corneus L.), живородка (Viviparus viviparus L.); двустворчатые — дрейссена (Dreissena polymorpha Pall., D. bugensis Andr.), перловица обыкновенная (Unio pictorum L.), перловица клиновидная (Unio tumidus Phil.), беззубка обыкновенная (Anodonta cygnea L.).
Измерение удельной активности 137Cs в пробах выполняли при помощи у-спектрометрического комплекса в составе детектора PGT IGC-25 (Франция), анализатора "Nokia LP 4900 B" ("Nokia", Финляндия), источника низковольтного питания — крейт NIM BIN, усилителя NU 8210 ("Elektronicus Merokeszulekek Gyara", Венгрия) со свинцовой защитой толщиной 100 мм. Для определения удельной активности 90Sr использовали низкофоновый ß-радиометр NRR-610 ("Tesla" Чехия). Определение активности 238Pu и 239 + 240Pu в электролитически приготовленных препаратах осуществляли с использованием а-спектромет-рического тракта в составе камеры с детектором, системы электропитания, вакуумной системы и анализатора импульсов NUC-8192 ("Elektronicus Merokeszulekek Gyara", Венгрия), собранного из электронных блоков в составе "NIM". Для измерения активности 241Am использовали рентгено-спектрометрический тракт в составе рентгеновского детектора EG&G Ortec LOAX-51370/20 CFG-SU-GMX ("EG&G Ortec", США) и анализатора "Nokia LP 4900 B".
Измерение удельной активности радионуклидов в моллюсках выполняли без отделения мягких тканей от раковины. Результаты измерений приведены в Бк/кг массы при естественной влажности. Способность моллюсков аккумулировать радионуклиды оценивали по коэффициенту концентрирования (Кк), который рассчитывали как отношение удельной активности радионуклидов в тканях моллюсков к среднегодовой удельной активности радионуклидов в воде мест их обитания и выражали в л/кг.
Мощность дозы внешнего у-облучения измеряли при помощи дозиметров ДКС-01 и СРП-68-03 (модель для измерения мощности дозы излучения в жидких средах). Оценку мощности поглощенной дозы от инкорпорированных в тканях и
содержащихся в воде 90Sr, 137Cs, 238,239,240Pu и 241Am проводили по методике [6] с использованием дозовых пересчетных коэффициентов (dose conversion coefficients) для брюхоногих и двустворчатых моллюсков. Погрешность оценки дозовых нагрузок не превышала 30%.
Для цитогенетических исследований использовали эмбрионы прудовика обыкновенного преимущественно на стадии трахофоры и велигера. Фиксацию материала осуществляли на месте отбора проб смесью этилового спирта и ледяной уксусной кислоты (3 : 1). Окраску цитологических препаратов выполняли 1%-ным ацетоорсеином. Анализ частоты аберраций хромосом в препаратах проводили в клетках на стадиях анафазы и телофа-зы митоза [7]. Гематологические исследования проводили в мантийной жидкости моллюсков, фиксированной раствором Карнуа. Препараты окрашивали азур-эозином по Романовскому— Гимза [8]. Анализ соотношения различных групп гемоцитов и их классификацию выполняли по методике [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Видоспецифичность и уровни концентрирования радионуклидов
Наибольшие средние показатели удельной активности 90Sr и 137Cs зарегистрированы в моллюсках оз. Глубокое, затем следуют оз. Азбучин и оз. Далекое-1. Далее в ряду снижения удельной активности 90Sr находятся Яновский затон и ВО ЧАЭС, при этом активность 137Cs в моллюсках Яновского затона, несмотря на сравнительно высокие значения удельной активности 90Sr, существенно ниже, чем в моллюсках ВО ЧАЭС. Наименьшей удельной активностью радионуклидов характеризуются моллюски из проточных водных объектов — рек Уж и Припять (рис. 1).
Количественные параметры удельной активности 90Sr и 137Cs в пресноводных моллюсках зоны отчуждения достаточно хорошо отражают уровни их содержания в основных компонентах исследуемых водных экосистем и, в первую очередь, — в воде мест обитания (табл. 1).
Определенного внимания заслуживает анализ соотношения удельных активностей 90Sr и 137Cs в моллюсках и воде исследуемых водоемов зоны отчуждения, а также сопоставление этих данных с катионным составом воды. Так, отмеченное наименьшее отношение удельной активности 137Cs к удельной активности 90Sr в моллюсках ВО ЧАЭС по сравнению с остальными полигонными водоемами, с одной стороны, может быть объяснено аномально высоким среди водоемов зоны отчуждения отношением удельных активностей 90Sr и 137Cs в воде ВО ЧАЭС, отражающимся на интенсивности накопления радионуклидов моллюска-
Рис. 1. Средние значения удельной активности радионуклидов в пресноводных моллюсках зоны отчуждения в период 1997-2008 гг., Бк/кг.
ми. Однако, на наш взгляд, основной причиной повышенного содержания 137С8 в тканях моллюсков ВО по сравнению, к примеру, с Яновским затоном, где содержание 908г в моллюсках в 8 раз выше, является сравнительно низкое содержание в воде ВО катионов №+ + К+, определяющее высокие соотношения Са2+ + М§2+/№+ + К+ и создающее благоприятные условия для аккумулирования 137Сб (табл. 2).
Влияние катионного состава воды на соотношение удельных активностей 908г и 137С8 в моллюсках хорошо прослеживается как на примере водоемов левобережья (озера Глубокое и Далекое-1), так и правобережья р. Припяти (оз. Азбучин и Яновский затон), характеризующихся различными гидрохимическими и гидрологическими режимами. Так, несмотря на сравнительно высокое отношение 908г/137С8 в воде озер левобережной поймы, отношение радионуклидов в моллюсках ни-
Таблица 1. Среднегодовая удельная активность радионуклидов в воде основных полигонных водоемов зоны отчуждения, Бк/л
Год Яновский затон Озеро Далекое-1 ВО ЧАЭС Озеро Азбучин Озеро Глубокое Река Припять Река Уж
908г 137С8 908г 137С8 908г 137С8 908г 137С8 908г 137С8 908г 137С8 908г 137С8
1997 30 5.2 45 4.5 2.2 2.8 85 12.7 100 13.2 0.25 0.16 0
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.