Дозовые нагрузки мелких млекопитающих

1
ОЦЕНКА РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК У
МЫШЕВИДНЫХ ГРЫЗУНОВ И ЗЕМЛЕРОЕК ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ И
БЕЗУСЛОВНОГО (ОБЯЗАТЕЛЬНОГО) ОТСЕЛЕНИЯ
Ю. А. Маклюк
Международная радиоэкологическая лаборатория Чернобыльского центра по проблемам
ядерной безопасности, радиоактивных отходов и радиоэкологии
Исследование радиоэкологических аспектов у животных, обитающих на загрязненных
территориях, является одним из важнейших шагов в оценке состояния их популяции. И хотя
с момента аварии на Чернобыльской АЭС прошло 20 лет, и проблеме радиоактивного
загрязнения различных компонентов окружающей среды, включая диких животных,
посвящено огромное количество исследований, в то же время, остается еще очень много
нерешенных вопросов, в том числе и по отношению к наиболее изученной группе животных
— мелким млекопитающим, обитающим непосредственно в Зоне отчуждения (ЗО)[1- 7].
Начиная с 1995 года, нами были начаты комплексные исследования проблем
радиоэкологии мелких млекопитающих ЗО с целью изучения особенностей загрязнения
животных, оценки характера распределения и выведения радионуклидов ( 90Sr, 137Cs) в
организме, а также формирования дозовых нагрузок. В настоящее сообщение также
включены результаты обобщения доступной литературной информации.
Исследуемый материал и методы его анализа
В работе использованы данные по 16 видам мелких млекопитающих, отловленным в
26 пунктах территории, входящей в состав украинской ЗО и белорусского Полесского
радиоэкологического заповедника. Данные о плотности загрязнения участков взяты либо из
материалов собственных оценок, либо из литературных источников, либо из материалов
аэрогаммасъемки 1992 г. (Ин-т радиоэкологии УААН, НТЦ НПО “Припять”).
Измерения содержания 90Sr в теле животных выполняли прижизненно, с помощью
специально разработанного β-спектрометра с соответствующим программным обеспечением,
а 137Cs — с помощью γ-спектрометра [8]. Все исходные данные пересчитаны на удельную
активность 90Sr и 137Cs в теле. В сравнительном анализе использовали десятичные
логарифмы удельной активности радионуклида (lg (CRN103)) или коэффициента его
перехода (lg (КПRN106)).
Распределение 90Sr и 137Cs в теле животных изучали на примере наиболее
распространенного вида мелких млекопитающих ЗО – рыжей полевке (Clethrionomys
glareolus). В работе использованы методы гамма-спектрометрического определения
содержания 137Cs и радиохимического определения 90Sr (оксалатным методом по дочернему
90
Y).
Оценку параметров выведения 90Sr и 137Cs также производили у особей рыжей
полевки, отловленных на одном из наиболее загрязненных участков ЗО. Животных
содержали в лабораторных условиях на “чистых” кормах в течение 50 сут. Аналогичное
исследование провели и на лабораторных мышах Mus musculus линии Big Blue в течение
более длительного срока (184 сут).
Расчеты дозовых нагрузок осуществляли общепринятыми методами и с
использованием результатов измерений радиационных полей на участках отлова животных и
удельной активности 90Sr и 137Cs в их теле.
Общие особенности радиоактивного загрязнения животных в 1995—2005 годах
В целом в 1995—2005 годах удельная активность 137Cs в организме мелких
млекопитающих варьировала на 6 порядков величин: от фоновых значений до сотен тысяч
Бк/г, а 90Sr — на 5 порядков. Стократные отличия отмечены даже у представителей одного
вида, отловленных на одном участке в течение относительно короткого срока. При этом
2
многолетние тенденции полностью стирались под действием комплексного влияния физикохимических, экологических и биологических факторов. В то же время, как правило,
происходило увеличение загрязнения животных в период с мая по сентябрь.. Выявлено
влияние типа почвы и степени ее увлажненности на загрязнение животных: наиболее
высокие TF 137Cs в цепи «почва-животное» были на сырых участках с торфяными почвами, а
TF 90Sr — на бедных песчаных почвах.
Наиболее накапливающими 90Sr видами являются серые полевки и млекопитающие с
большой долей беспозвоночных в рационе (соня, бурозубки, мышовка). Наименьшие
значения КП 90Sr у хищного вида — ласки и полуводного обитателя — куторы. В целом, за
исключением 3—4 видов, у остальных КП 90Sr отличаются слабо — не более, чем в 2—3
раза. Различия по накоплению 137Cs более выразительны. Наибольших значений КП 137Cs
достигают у рыжей полевки и сони. Достаточно много 137Cs накапливают бурозубки и серые
полевки. Наименьшее накопление 137Cs, у полевых мышей. В целом отличие КП 137Cs у
видов с наименьшими значениями и у вида с наибольшим значением составляет около 6 раз.
Особенности распределения 90Sr и 137Cs по органам и тканям мелких млекопитающих
Несмотря на очевидную гетерогенность условий обитания природной популяции и
разнообразие уровней индивидуального загрязнения организма, относительное
распределение радионуклидов по органам и тканям подчиняется определенным
закономерностям и имеет определенные отличия от характера распределения, ранее
установленного у других видов лабораторных и диких грызунов. Наибольшие значения
удельной активности 90Sr выявлены в скелете: они в 15,9 раз превышают средние значения в
теле. Другие ткани уступают костям почти на 2 порядка величины. Из них относительно
большие значения удельной активности в шкуре, ЖКТ, глазах и селезенке. Наименьшие
значения установлены в печени. Относительно средней удельной активности 137Cs в теле,
наибольшие значения этой величины установлены в глазах, мышцах, почках и селезенке, а
наименьшие – в мозге, легких, ЖКТ, жировой ткани, сердце и печени.
Параметры выведение 90Sr и 137Cs
В эксперименте по оценке параметров выведения 90Sr и 137Cs из организма рыжей
полевки было установлено, что лишь 0,4% начальной активности было потеряно за счет
физического распада радионуклидов. “Очищение” организма преимущественно происходило
за счет биологического выведения. В соответствии с параметрами однокомпонентного
уравнения экспоненциального снижения, 99,3% начального содержания 137Cs у полевок
выводилось с периодом полувыведения 2,18 сут, а у мышей — 4,4 сут (99%). Выведение 90Sr
происходило с более длительным периодом полувыведения: 11,7 сут (56%) у полевок, и 49,9
сут (87%) у лабораторных мышей. Остальное количество радионуклидов в данной модели
рассматривалось как такое, которое не выводилось из организма в течение периода
наблюдений. На примере полевок установлено, что потери 90Sr и 137Cs быстрее происходили
у самцов, чем у самок, а среди самок более интенсивное выведение отмечено у кормящих
особей. Выведение 137Cs из тела рыжих полевок происходит преимущественно с мочой
(74,7%), тогда как 90Sr выводится с экскрементами и мочой приблизительно в равных
отношениях. При рождении детенышей и при последующем их кормлении самки теряют
значительно меньше радионуклидов, чем при ежесуточных потерях с мочой и
экскрементами.
Дозовые нагрузки мелких млекопитающих
Нами были проведены расчеты дозовых нагрузок, которые формируются за счет 90Sr и
137
Cs у 4 видов мелких млекопитающих (рыжая полевка, желтогорлая мышь, обыкновенная
полевка и обыкновенная бурозубка), применительно к условиям 2005 года. Работа была
выполнена на 3-х участках с разными радиационными условиями в июле месяце.
Согласно выполненным расчетам, общий размер дозовой нагрузки, равно как и
структура вкладов от различных источников, зависят от особенностей экологии конкретного
вида животных и экологических характеристик участка. На наиболее загрязненных
3
центральных участках Чернобыльской зоны (“Рыжий Лес”) суммарная доза от внешнего и
внутреннего облучения до сих пор превышает 1сГр/сут. Однако это касается лишь части
животных. Например, по данным 2005 г. на одном из не самых “грязных”, но сильно
увлажненных участков Рыжего Леса более 32% рыжих полевок (всего 40 измерений) имели
суммарную дозу от 1 до 2,6 сГр/сут. Остальные виды мелких млекопитающих,
зарегистрированные на этом участке, получали дозы в пределах 0,13—0,53 сГр/сут. Таким
образом, на отдельных участках Чернобыльской зоны даже спустя 20 лет после аварии
мелкие млекопитающие подвергаются значительным дозовым нагрузкам.
Список литературы
1.
Рождественская А.С. Размножение европейской рыжей полевки при загрязнении среды
радиоцезием в Белоруссии // Биоиндикация радиоактивных загрязнений. М.: Наука, 1999. С. 226-231.
2.
Таскаев А.И., Тестов Б.В., Померанцева М.Д., Чехович А.И. Формирование доз облучения
мышевидных грызунов // Докл. 2-го науч.-тех.совещания по итогам ЛПА на ЧАЭС "Чернобыль-90".
Радиоэкологические аспекты последствий аварии. Чернобыль, 1990. Т.6, Ч.3, С. 475-488.
3.
Войтович А. М. Мелкие позвоночные животные в радиоэкологическом мониторинге после
аварии на ЧАЭС // Проблемы экологии и экологического образования Полесья в постчернобыльский
период. Материалы Международной научно-практической конференции. – Мозырь: РИФ "Белый
ветер", 2000. С. 146-152.
4.
Гайченко В.А. Миграция 137Cs по трофической цепи пастбищного типа // Экологофаунистические исследования в зоне Чернобыльской АЭС. Киев: УкрРНПФ “Медицина-Экология”,
1995. С. 3—17.
5.
Гайченко В.А., Коваль Г.М., Титар В.М. Особливості надходження і біогенного перерозподілу
радіонуклідів, їх міграція по трофічних ланцюгах та формування дозових навантажень диких тварин
// Зб. наук. праць НАНУ: Чорнобиль. Зона відчуження. Київ, Наукова думка. 2001. С. 299—316.
6.
Chesser R.K., Sugg D.W., Lomakin M.D., Van Den Bussche R.A., DeWoody J.A., Jagoe C.H.,
Dallas C.E., Whicker F.W., Smith M.H., Gaschak S.P., Chizhevsky I.V., Lyabik V.V., Buntova E.G.,
Holloman K., Baker R.J. Concentrations and Dose Rate Estimates of 134, 137Cesium and 90Strontium in Small
Mammals at Chornobyl // Environmental Toxicology and Chemistry, 2000. V. 19, No. 2, P. 305—312.
7.
Baryakhtar V.G., Bondarkov M.D., Gaschak S.P., Goryanaya Ju.A., Maximenko A.M., Liabik V.V.,
Chesser R.K., Baker R.G. Problems in small mammals radioecology // Environmental Sciences and Pollution
Research. 2003. Special Issue No 1. P. 95—106.
8.
Bondarkov M.D., Gaschak S.P., Goryanaya Ju.A., Maximenko A.M., Chesser R.K., Baker R.G.
Radionuclides accumulation and dose burden in small mammals in Chornobyl zone // In: Contributed Papers
of International Conference on the Protection of the Environment from the Effects of Ionizing Radiation. 610 October 2003, Stockholm, Sweden. IAEA-CN-109/100. 2003. P. 237—241.