Предмет радиационной экологии и ее задачи.

В середине XX столетия человечество вступило в атомную эру. Интенсивные испытания сверхдержавами ядерного и термоядерного оружия в пятидесятых-шестидесятых годах и быстрое развитие атомной энергетики привело к выбросам в биосферу огромных масс радиоактивных веществ. К этому надо добавить загрязнение окружающей среды радионуклидами вследствие проводимых взрывов атомных зарядов в мирных целях.

К другим источникам радиоактивного загрязнения, нарушающим сложившийся за миллионы лет радиационный фон на нашей планете, следует отнести добычу и переработку урановых и ториевых руд, производство ядерного оружия, эксплуатацию ядерных реакторов на кораблях, исследовательские работы в области ядерной физики, а также использование радиоизотопов в науке, промышленности, сельском хозяйстве и медицине.

Перечисленные факторы свидетельствуют о том, что миллионы людей в мире проживают сейчас в неблагоприятной радиационной обстановке, что стало особенно ясно после аварии на Чернобыльской АЭС в середине восьмидесятых годов, когда произошло весьма значительное увеличение глобального радиационного фона

Аварии на ядерных установках и утечки радионуклидов в биосферу на данном этапе развития цивилизации - явление далеко не редкое. Поэтому каждый сознательный житель планеты должен знать радиационную обстановку на территории, где он проживает, иметь представление об основных естественных и искусственных радионуклидах, поражающих действиях радиоактивных веществ, физических и химических свойствах, закономерностях концентрации их в различных сферах окружающей среды, влиянии на живые организмы, продвижении радиоизотопов по пищевым цепочкам, методах экспрессной оценки радиоактивности различных объектов и способах защиты от внешнего и внутреннего радиоактивного облучения.

Вторая половина XX столетия ознаменовалась бурным развитием энергетики особого типа, основанной на радиоактивном распаде. В настоящее время в мире насчитывается несколько сотен энергетических установок, работающих на ядерном топливе. Кроме того, при крупных научных центрах, ведущих исследования в области атомного ядра, функционируют десятки исследовательских реакторов. В дальнейшем, по мере исчерпания ресурсов горючих полезных ископаемых, этот вид получения энергии будет приобретать все большее ускорение.

В соответствии с этим многократно возрастает количество радиоактивных отходов, требующих надежного захоронения, хранения и вторичной переработки.

Радионуклиды быстрыми темпами проникают в науку и технику. Уже сейчас сотни тысяч предприятий и учреждений в разных странах используют в своей повседневной работе источники ядерных излучений. Создаются все новые приборы и установки, принцип работы которых основан на радиоактивных препаратах. Их применяют в самых различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, космической технике.

Развитие ядерного производства потребовало извлечения из глубин Земли колоссального количества радиоактивного сырья. За последние 50 лет из земных недр добыты и переработаны многие миллионы тонн урановых и ториевых руд. Содержание полезного компонента в радиоактивных рудах невелико, вследствие чего после их обогащения остается огромная масса «пустой» породы, которая может повысить местный радиационный фон в несколько раз. Все это поставило людей в совершенно новые условия жизни, когда использование радиоактивных веществ буквально пронизывает все отрасли деятельности человека. Связанное с этим повышение местного радиационного фона во многих регионах планеты, рост числа зон локального загрязнения окружающей среды нарушает природное равновесие, которое сложилось за длительный срок, измеряемый в геологическом масштабе времени. Загрязнение радионуклидами биогеоценозов действует на популяции животных, которые длительно находились в условиях неизменного радиационного фона. Если не поставить заслон безудержному и бесконтрольному расползанию радионуклидов в биосфере, то это приведет к непредсказуемым генетическим изменениям в животном и растительном мире и даже к гибели отдельных видов, а возможно и целых экологических сообществ. Требуется качественно новый уровень культуры обращения людей с материалами, содержащими радионуклиды, ибо от этого будет зависеть само существование жизни на Земле.

В связи с этим изучение процессов накопления радиоактивных веществ организмами, их миграции в биосфере, взаимодействия живых организмов друг с другом и со средой обитания в условиях радиоактивного загрязнения приобретает все большую актуальность. Этими вопросами уже на протяжении полувека занимается одна из отраслей экологии - радиационная экология.

Зарождение этой науки в нашей стране произошло в конце двадцатых годов с экспериментов В.И.Вернадского по накоплению радия живыми организмами. К началу сороковых годов относится публикация научных работ В.Ф. Натали о влиянии ионизирующего излучения на половую систему рыб. Бурное же становление радиоэкологии относится к пятидесятым годам, когда было установлено, что в результате испытаний атомного оружия биосфера Земли может быть загрязнена в глобальном масштабе.

Взрывы ядерных устройств над городами Хиросимой и Нагасаки, военные учения армий США и СССР, в ходе которых проводились эксперименты на животных и людях, аварии на атомных кораблях и электростанциях, оснащенных атомными реакторами, предоставили исследователям богатейший фактический материал относительно последствий радиоактивного облучения человека, животных и растений.

Впервые название «радиационная экология» появилось в трудах американского ученого Е.Р. Одума (1957). В советском научном мире эту зарождающуюся науку называли тогда радиационной биогеоценологией (Н.В.Тимофеев-Ресовский,1957; А.М.Кузин, А.А. Передельский, 1956, 1957; В.М. Клечковский,1956). Уже в то время в радиоэкологии выделились два главных направления: изучение влияния ионизирующих излучений на живые организмы и закономерности распределения и накопления радионуклидов в природных сообществах.

Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), сформировавшийся в 1957 году в результате этого выброса радионуклидов на комбинате «Маяк», и обновленный в 1967 году за счет ветрового переноса радиоактивной пыли с береговой зоны оз. Карачай, стал на долгие годы уникальным полигоном для изучения поведения искусственных роадионуклидов в природе, а также приобретения опыта картирования территорий, зараженных радиоактивными веществами.

По мере накопления информации в радиоэкологии постепенно стали формироваться две главные отрасли - морская и континентальная занимающиеся, соответственно, экосистемами океанов и континентов. В свою очередь в континетальной радиоэкологии выделились два направления - радиоэкология суши и континентальных водоемов.

Крупной отраслью континентальной радиоэкологии стала радиоэкология животных, которая интенсивно развивалась в трудах А. И. Ильенко и В.Е. Соколова. Этим же ученым принадлежат основные исследования в сфере влияния ионизирующей радиации на популяции позвоночных.

Морская радиоэкология последовательно развивалась в трудах – Г.Г. Поликарпова и его учеников. В шестидесятые - семидесятые годы ученые интенсивно занимались радиоэкологическими исследованиями на природных объектах, изучая влияние искусственных радионуклидов, в первую очередь стронция-90 и цезия-137, на экосистемы суши и континентальных водоемов. В частности, в этот период американские специалисты изучали влияние радиоактивного излучения на растительные общества лесов и полей.

В 1986 году по халатности руководства произошла крупная авария на Чернобыльской АЭС, след от которой окутал всю планету, повысив глобальный радиационный фон. Выпало большое количество радиоактивных осадков. Специалисты-радиоэкологи используют это, изучая процессы взаимодействия выпадающих из атмосферы радиоактивных примесей с почвенно-растительным покровом, явления сорбции и прочности фиксации многих искусственных радионуклидов в различных почвах, закономерности усвоения их живыми организмами и движения радиоактивных элементов по пищевым цепочкам.

Беспрецедентная по масштабам авария на Чернобыльской АЭС заставила многократно увеличить масштаб радиоэкологических исследований. Как никогда возросло международное сотрудничество ученых в этой области, поскольку с развитием атомной энергетики и увеличением количества разрабатываемых ядерных технологий неизбежно возрастает и радиационная опасность. К настоящему времени уже достаточно хорошо изучено распределение радионуклидов в организмах наземных животных и в гидробионтах, а также движение естественных и искусственных радиоактивных элементов по пищевым цепям.

На современном этапе развития радиационной экологии главными ее задачами являются:

1. Продолжение изучения воздействия радиоактивного излучения на растительные и животные организмы, популяции и экосистемы и прогнозирование последствий радиоактивного загрязнения биосферы.

2. Исследование путей распространения радиоактивных изотопов в природной среде.

3. Разработка безопасных для животных организмов норм радиоактивного загрязнения компонентов природной среды.

4. Изучение выживания и адаптации живых организмов в условиях хронического облучения радионуклидами.

5. Исследование длительного действия на живые организмы малых доз радиации и прогнозирование отдаленных последствий такого облучения.

Немаловажной задачей радиационной экологии является популяризация этой науки среди широких слоев общественности, поскольку радиационная опасность осознана пока далеко не всеми. Одной из главных причин такого положения является закрытость материалов по радиоактивному загрязнению окружающей среды. Хотя завеса секретности вокруг радиоэкологической ситуации в нашей стране постепенно срывается.

Специалисты в области радиационной экологии должны широко использовать радиоэкологический мониторинг, т.е. систему наблюдений за изменением состояния окружающей среды под действием ее радиоактивного загрязнения.