научная статья по теме НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЗНЫХ ОРГАНАХ РАСТЕНИЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ЗОНЕ ПОВЫШЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА Биология

Текст научной статьи на тему «НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЗНЫХ ОРГАНАХ РАСТЕНИЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ЗОНЕ ПОВЫШЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА»

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 2, с. 241-246

^^^^^^^^^^^^^^ РАДИОБИОЛОГИЯ

РАСТЕНИЙ

УДК 582.539.1.047

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЗНЫХ ОРГАНАХ РАСТЕНИЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ЗОНЕ ПОВЫШЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА

© 2007 г. Дж. Р. Оруджева, Э. С. Джафаров*

Институт радиационных проблем НАНА, Баку, Азербайджан

С целью установления наиболее общих закономерностей накопления природных радионуклидов разными органами растительного организма мы исследовали дикорастущие травянистые растения, такие, как верблюжья колючка, парнолистник, ситник и аргусиа сибирская. Выбор объектов исследования связан с тем, что эти растения являются основными растениями, произрастающими на территории с повышенным радиационным фоном. Результаты исследования показали, что исследуемые растения преимущественно накапливают 40К. При этом по степени накопления второе место занимает 226Ra, a 232Th практически не переходит из почвы в растения. Установлено, что корневые системы разных растений обладают неодинаковой способностью поглощать один и тот же радионуклид из одной и той же почвы. Например, корневая система аргусии сибирской обладает меньшей способностью поглощать 226Ra, то при этом К является для нее более доступным. Показано, что биологическая доступность радионуклидов в данной почве зависит как от вида растений, так и от свойств радионуклидов. Например, аргусиа сибирская, парнолистник более интенсивно накапливают 40К, а верблюжья колючка и ситник - 226Ra. Установлено, что аккумулирующая способность стеблей разных растений по отношению к 40К заметно отличается. В семенах растений накопление радионуклидов имеет иной характер. При этом верблюжья колючка в своих семенах накапливает определенное количество 232Th, а листья аргусии сибирской по сравнению с листьями парнолистника имеют более высокую степень накопления как 40К, так и 226Ra.

Повышенный радиационный фон, природные радионуклиды, накопление радионуклидов, органы растений.

На территории Апшеронского полуострова в пос. Романы был расположен завод по производству йода. В качестве сырья при производстве йода были использованы буровые воды, сопутствующие добыче нефти, а в качестве адсорбента - активированный уголь. Как известно, такие воды содержат определенное количество долгоживу-щих природных радионуклидов, в частности, 238и, 232ТЪ, 22бка [1]. Поэтому активированный уголь при прохождении через него воды, кроме йода, адсорбировал и природные радионуклиды.

После распада Советского Союза завод был остановлен, и на его территории осталась "горка" из использованного активированного угля (площадью примерно 600 м2 и высотой около 3 м), создающая в окрестности мощность экспозиционной дозы от 3.6 до 68.4 пА/кг.

Наблюдения за хронически облучаемыми популяциями дикорастущих растений показали, что на участке с повышенным радиационным фоном

*Адресат для корреспонденции: AZ 1143, Азербайджан, Баку, пр. Г. Джавида, 31А, Институт радиационных проблем НАНА; факс: (994-12) 439-83-18; е-mail: e_dzhafarov@ram-bler.ru.

лучше всего растут верблюжья колючка, парнолистник, ситник и аргусиа сибирская. На основании этих наблюдений было сделано предположение, что эти растения обладают более высокой радиорезистентностью и лучше всего адаптируются к стрессовым воздействиям окружающей среды.

В связи с загрязнением почвы разными радионуклидами до сих пор остается актуальным изучение их накопления в разных органах растений.

Следует отметить, что исследования, проведенные в этом направлении, ограничиваются лишь определением коэффициента перехода радионуклидов из почвы в растения [2-5]. Кроме того, исследователи, уделяя большее внимание физиологически важным ионам, игнорируют существование природных радионуклидов. В связи с этим мы сочли целесообразным выяснить наиболее общие закономерности накопления радионуклидов разными органами растительного организма.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Объекты исследования: Верблюжья колючка обыкновенная - Alhagi pseudalhagi ^еЬ), парно-

листник - Zygophyllum L., ситник - Juncus acutus L., аргусиа сибирская - Argusia sibirica L.

Выбор объектов исследования связан с тем, что верблюжья колючка, парнолистник, ситник и аргусиа сибирская - основные дикорастущие растения, произрастающие на территории с повышенным радиационным фоном, который создается благодаря наличию в среде как 40К, так и тяжелых природных радионуклидов, таких как 238U, 232Th, 226Ra и продуктов их распада. Кроме того, в фитоценозе травянистая растительность играет главную роль в поглощении разнообразных радиоизотопов как естественного, так и искусственного происхождения. Это связано с тем, что основная масса корней травянистых растений находится в верхних слоях почвы с максимальной плотностью загрязнения радионуклидами.

Для решения поставленной задачи мы выбрали один контрольный (мощность экспозиционной дозы 1.1 пА/кг) и 6 опытных (1.4; 1.8; 2.2; 3.6; 23.8; 26.6 пА/кг) участков. Опытные участки, на которых росли одни и те же растения, были выбраны на территории завода. Площади участков были одинаковы (~20 м2). Выбранный на территории же завода в качестве контрольного участок обладал почти идентичными почвенно-климатически-ми характеристиками и имел мощность дозы, равную природному радиационному фону, характерному для данной местности.

На данном участке почва относится к типу серо-бурых (глинистых), а ее влажность составляет в среднем 18%.

Мощность дозы у-излучения определяли при помощи дозиметра типа СРП-88 (Россия).

Пробы почв отбирали на глубине 5-15 см, высушивали, озоляли при температуре 500°С в течение нескольких часов.

С целью удаления радиоактивной пыли образцы растений, собранных как на контрольном, так и на опытных участках, промывали водой, высушивали при комнатной температуре. Далее пробы растений разделяли на части "корень", "стебель", "листья", "плоды" и в отдельности измельчали. Затем пробы разных органов растений озоляли при температуре 500°С в течение 5-6 ч до полного удаления органических веществ.

у-спектрометрические измерения проб почв, угля и растений проводили на установке ПРОГРЕСС (Россия) с детектором NaJ размерами 6.3 х 6.3 см. Обработку у-спектров проводили при помощи программ, составляющих пакет программ ПРОГРЕСС.

Погрешности измерения удельной активности и мощности экспозиционных доз составляли соответственно ±(20-30)% и ±(5-7)% от измеряемой величины.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные нами данные по удельной активности радионуклидов в пробах угля и почв в виде диаграммы представлены на рис. 1, где ряд, соответствующий мощности экспозиционной дозы 18.7 пА/кг, отражает активность радионуклидов в пробе угля, а остальные являются показателями активности радионуклидов в пробах почв при разных значениях радиационного фона.

Как видно из рис. 1, основными загрязнителями угля, а следовательно, и почвы являются 40К, 22^а и 232ТЪ. Следует отметить, что эти данные были получены с применением пакета программ к установке "ПРОГРЕСС", который не позволяет выделить у-спектр, соответствующий урану. Поэтому в исследуемых пробах почв, а следовательно, и в пробах растений этот радионуклид не был обнаружен.

Несмотря на то, что источником загрязнения является уголь, создающий мощность дозы 18.7 пА/кг, почва близлежащего участка по сравнению с ним характеризуется более высоким (26.6 пА/кг) радиационным фоном, что хорошо видно также из рис. 1, отражающего активность радионуклидов.

Так, например, если при мощности дозы 18.7 пА/кг удельные активности 40К, 232ТЪ, 22^а равны соответственно 920, 660 и 9500 Бк/кг, то при 26.6 пА/кг они достигают значений 8240, 4500 и 49000 Бк/кг.

Видно также, что удельная активность с удалением от источника загрязнения постепенно уменьшается и примерно на 80-метровом расстоянии от "горки" угля сравнивается с естественным радиационным фоном. Это связано с тем, что под действием природных факторов, в частности дождей, со временем произошел переход (вымывание) радионуклидов из угля в почву. А более высокая активность радионуклидов на близлежащем участке по сравнению с углем - источником загрязнения, видимо, связана с меньшей скоростью перемещения данных радионуклидов в почве, чем в угле.

Далее путем определения удельной активности радионуклидов в разных растительных органах мы исследовали их переход из почвы в растения. Результаты исследования, представленные на рис. 2-5, показывают, что исследуемые растения преимущественно накапливают 40К (верблюжья колючка: корень - 253 Бк/кг, стебель -597 Бк/кг; парнолистник: корень - 339 Бк/кг, стебель - 703 Бк/кг, листья - 13 Бк/кг; ситник: корень - 190 Бк/кг, стебель - 1020 Бк/кг; аргусиа сибирская: корень - 342 Бк/кг, стебель - 247 Бк/кг, листья - 460 Бк/кг).

Известно, что все изотопы калия, в том числе и 40К, являются незаменимыми элементами, участвующими в ряде метаболических процессов, и из почвы через корневую систему активно по-

Активность, Бк/кг 105

104

103

102

101

10е

!

*

□ 232ть

□ 226ка

к 40к

{

I

18.7 26.6 23.7 3.6 2.2 1.8 1.4 1.1

Радиационный фон, пА/кг

Рис. 1. Удельная активность радионуклидов в почвах при разных значениях радиационного фона.

глощаются разными растительными организмами. Содержание этого элемента при этом в различных структурах организма, находясь под постоянным гомеостатическим контролем, регулируется специальными системами [6].

Как следует из данных, представленных на рис. 2-5, чем выше удельная активность 40К в почве, тем больше его содержание в растении. Это хорошо согласуется с современными представлениями физиологии растений, согласно которым равновесное содержание радионуклида в расте-

нии прямо пропорционально его доле : обменном комплексе [7].

корневом

По степени накопления второе место занимает 22^а, удельная активность которого в разных видах и органах растений равна: 280 Бк/кг (корень), 30 Бк/кг (стебель) - для верблюжьей колючки, 80 Бк/кг (корень), 50 Бк/кг (стебель) - для парнолистника, 360 Бк/кг (корень), 2 Бк/кг (стебель) -для ситника и 10 Бк/кг (корень), 10 Бк/кг (стебель), 60 Бк/кг (листья) - дл

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.

Показать целиком