РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2009, том 49, № 3, с. 355-359
РАДИАЦИОННЫЙ ^^^^^^^^^^^^ МОНИТОРИНГ
УДК 574:539.1.04:574.41.5:539.163
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ БИОМОНИТОРИНГ ТЕРРИТОРИЙ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
© 2009 г. В. Д. Сыпин1*, О. Г. Польский1, А. И. Соболев1, В. В. Вербов1,
В. В. Зайцев1, А. Н. Осипов2
1 ГУПМосНПО "Радон", Москва 2 Институт физической химии им. Н.Н. Семенова РАН, Москва
При длительном хранении радиоактивных отходов малой и средней активности на специально оборудованных территориях возможна миграция радионуклидов в окружающую среду, что вызывает повышение радиационного фона и усиливает радиационное воздействие на биоценозы. Для контроля экологической ситуации в таких местах необходимо проводить биомониторинг, используя комплексную оценку морфологических изменений на уровне целостного организма и внутренних органов (наличие опухолей, тератогенные эффекты), гематологических показателей, отражающих количественные и качественные изменения крови, цитогенетические нарушения (микроядра в полихроматофильных эритроцитах костного мозга), а также нарушения на молекулярном уровне -повреждения структуры ДНК.
Хранилища радиоактивных отходов, биомониторинг, мышевидные грызуны, комплексная оценка радиоэкологической ситуации.
Широкое применение радионуклидов в хозяйственной, медицинской и научной деятельности человека привело к образованию большого количества радиоактивных отходов, для утилизации и долгосрочного хранения которых в РФ создана специальная сеть организаций под общим названием "Радон". В приповерхностных хранилищах этих организаций хранятся радиоактивные отходы, активностью в сотни ПБк различных изотопов.
Сосредоточение значительных количеств радиоактивных отходов на небольших участках может привести к возникновению новых экологических ситуаций, обусловленных миграцией радионуклидов в окружающую среду.
Плотность радиоактивного загрязнения территорий хранилищ неравномерна и затрудняет получение точных дозовых характеристик ионизирующего излучения, воздействующего на био-ту. Кроме того, на такой территории могут присутствовать тяжелые металлы и различные химические соединения, которые изменяют реакцию на радиационное воздействие биоты в целом и теплокровных организмов в частности.
Для корректной оценки такого смешанного воздействия на теплокровную фауну наиболее удобным тест-объектом считаются мышевидные грызуны, весь жизненный цикл которых проходит в сложившихся экологических условиях.
*Адресат для корреспонденции: 119121 Москва, 7-й Ростовский пер., 2/14, ГУП МосНПО "Радон"; тел.: (495) 248-1911; 372-41-03; факс: (495) 377-08-71; e-mail: sypine @mail.ru.
В последнее время активно дискутируется вопрос о том, какие методы биологических исследований наиболее информативны при оценке радиоэкологической безопасности тех или иных территорий. Исходя из литературных данных и опыта наших собственных исследований, можно считать, что только комплекс показателей, полученных на различных уровнях организации биологических объектов, дает возможность выявить характер и степень воздействия окружающей среды на организм млекопитающих и, следовательно, достаточно точно оценить потенциальную опасность (степень риска) конкретных загрязненных территорий для человека.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Мы проводили радиоэкологический мониторинг по следующей схеме (табл. 1 и 1а).
При проведении биологического мониторинга тест-объекты должны быть представлены видами, обычными для данной местности. Мы проводили исследования на половозрелых рыжих полевках (СММопошуз §1агео1ш).
В период с 1995 по 2006 г. животных в возрасте 2-6 мес отлавливали на территории зоны строгого режима (ЗСР) научно-производственного комплекса (НПК) ГУП МосНПО "Радон" с уровнем радиационного фона от 2.88 до 7.20 пА/кг. Дозы, полученные животными, с учетом внутреннего облучения, варьировали в пределах 1-50 мГр.
355
7*
356 СЫПИН и др.
Таблица 1. Радиоэкологический биомониторинг территорий длительного хранения РАО
Задачи Цели
наблюдение выявление анализ оценка прогноз
Постоянное изучение клинико-эпизоотоло-гической ситуации: - наличие животных с тератомами; - наличие животных с опухолями Изменения в организме мышевидных грызунов на четырех уровнях: 1) органный, 2) системный, 3) клеточный, 4) молекулярный Выявление потенциальных источников биологических изменений: - уровень внешнего радиационного фона; - уровень радиоактивного загрязнения биоты; - уровень загрязнения биоты тяжелыми металлами Радиоэкологической безопасности территорий Развитие экологических последствий для ценопопуляции мышевидных грызунов
Таблица 1а. Радиоэкологический биомониторинг территорий длительного хранения РАО
Задачи
выявление изменений
уровень изменений в организме наименование признака показатели
Органный Морфологические изменения Опухоли внутренних органов
Системный Изменения количества клеток в единице объема крови Количество эритроцитов
Количество лейкоцитов
Изменения качественного состава клеток крови Соотношение клеток белой крови (лейкоформула)
Клеточный Цитогенетические нарушения % полихромофиль-ных эритроцитов костного мозга с микроядрами
Молекулярный Нарушения структуры хроматина, повреждение ДНК ДНК-белковые сшивки (ДБС)
наблюдение
анализ
Постоянное изучение клинико-эпи-зоотологической ситуации:
- наличие животных с тератомами;
- наличие животных с опухолями
Выявление возможных биологических изменений
Степень техногенного загрязнения:
- уровень радиоактивного загрязнения территорий и биоты;
- уровень загрязнения территорий и биоты тяжелыми металлами
Контрольных животных отлавливали на территории санитарно-защитной зоны НПК. Радиационный фон на контрольных участках был в пределах 0.58-0.86 пА/кг.
Пойманных животных взвешивали, определяли возраст на основании ряда характерных признаков (масса тела, характер волосяного покрова, развитие сагиттальных межглазничных гребней, степень развития генеративных органов и тимуса). Для исследований отбирали кровь и селезенку. Проводили патологоморфологическое исследование органов грудной и брюшной полостей. Эритроциты и лейкоциты в крови подсчитывали с помощью прибора "Р1ко8ке1" фирмы "Меёюог" (Венгрия).
Лейкоформулу устанавливали по общепринятой методике.
Частоту полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) с микроядрами определяли в костном мозге [1]. От каждого животного анализировали по 2000 эритроцитов.
Количество ДНК-белковых (ДБС) сшивок определяли методом детергентного осаждения [2].
Определение суммарной Р-активности грызунов проводили путем радиометрии золы на установке УМФ-2000М (НПО "Доза", Россия).
Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием программы 81аи$иса 6.0.
Для установления зависимости доза-эффект, основанной на результатах мониторинговых исследований, мышей-самцов линии СВА/1ас подвергали хроническому облучению на низкофоновой установке (источник 137С$) УОГ-1 (НПО "Доза", Россия) при мощности дозы 1.7 мГр/сут. Продолжительность облучения - 40, 80, 120 и 270 сут, полученные животными дозы - 68, 136, 204 и 459 мГр соответственно. При исследовании облученных лабораторных животных использовали те же методы, что и при исследовании диких грызунов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты наших исследований, полученные на мышевидных грызунах, обитающих на территориях, загрязненных радионуклидами, а также в экспериментах с мышами линии СВА/1ас, были доложены и опубликованы в Трудах международных конференций и в периодических изданиях [3-6]. Здесь приведены только полученные выводы.
В результате измерений установлено, что удельная активность Р-излучающих радионуклидов в тушках грызунов, обитающих на территории зоны строгого режима, в ~2-4 раза выше, чем у животных, обитающих на контрольных участках. Показано, что рыжие полевки аккумулируют радионуклиды в большей степени, чем полевые мыши.
Патолого-морфологические исследования всех мышевидных грызунов, пойманных за все время исследования (1996-2006), не выявили каких-либо аномалий или уродств.
Содержание эритроцитов и лейкоцитов в периферической крови грызунов, пойманных в местах хранения радиоактивных отходов, не отличается от тех же показателей у контрольных животных. Корреляционный анализ показал, что у рыжих полевок существует отрицательная корреляционная связь между содержанием нейтро-филов и удельной активностью радионуклидов в организме животных [7-9].
Результаты исследований частоты полихрома-тофильных эритроцитов костного мозга с микроядрами показали, что у рыжих полевок на загрязненных территориях отмечается достоверное увеличение частоты полихроматофильных эритроцитов костного мозга с микроядрами.
Исследования повреждений ДНК показали, что количество ДБС в клетках селезенки изменяется в зависимости от года исследований. Однако в целом у животных с загрязненных территорий отмечаются несколько повышенные уровни ДБС. Количество ДБС в лейкоцитах периферической крови также увеличено [9, 10].
Оценивая экологическую ситуацию на территории НПК ГУП МосНПО "Радон", можно сде-
лать заключение, что животные, обитающие на загрязненных радионуклидами территориях, в целом характеризуются нормальными показателями. Не отмечено каких-либо тератогенных эффектов и патологоморфологических изменений во внутренних органах, мышечной и костной ткани. Однако у части животных отмечается уменьшение процента нейтрофилов, увеличение частоты полихроматофильных эритроцитов костного мозга с микроядрами и количества ДБС [9].
Вероятно, те дозовые нагрузки, которые получают полевки на территории зоны строгого режима НПК ГУП МосНПО "Радон", не вызывают значительных нарушений, определяемых используемыми методами. Так, по нашим расчетам, средние суммарные поглощенные дозы, полученные животными на территории зоны строгого режима на момент отлова (2-6 мес), изменялись в пределах от 1.0 до 50 мГр, т.е. суммарная доза внешнего и внутреннего облучения за год не превышала 88 мГр.
В период исследований в зоне строгого режима со времени возникновения радиоактивного загрязнения почвы и растений обитало примерно 35-40-е п
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.