Влияние ядерных осадков на экосистему - Nuclear fallout effects on an ecosystem

В этой статье Чернобыль рассматривается как пример воздействие ядерных осадков на экосистему.

Чернобыль

Должностные лица использовали гидрометеорологический данные для создания представления о том, какой потенциал радиоактивные осадки выглядел после Чернобыльская катастрофа в 1986 г.[1] Используя этот метод, они смогли определить распределение радионуклиды в окрестностях, и обнаружил выбросы от самого ядерного реактора.[1] Эти выбросы включали; частицы топлива, радиоактивные газы и аэрозольные частицы.[1] Частицы топлива возникли из-за сильного взаимодействия горячего топлива и охлаждающей воды в реакторе.[2] и прикрепленные к этим частицам были Церий, Цирконий, Лантан, и Стронций.[3] Все эти элементы обладают низкой летучестью, что означает, что они предпочитают оставаться в жидком или твердом состоянии, а не конденсироваться в атмосфере и существовать в виде пара.[4]

  • Церий и лантан могут нанести необратимый ущерб морским обитателям, разрушая клеточные мембраны, влияя на репродуктивную способность, а также нанося вред нервной системе. [5]
  • Стронций в своем неядерном изотопе стабилен и безвреден, однако, когда радиоактивный изотоп Sr90, выбрасывается в атмосферу, это может привести к анемии, раку и вызвать нехватку кислорода.[5]
  • Частицы аэрозоля имели следы Теллур, токсичный элемент, который может вызвать проблемы в развитии плода.[6], вместе с Цезий, который является нестабильным, невероятно реактивным и токсичным элементом.[6]
  • Также обнаруженные в аэрозоле частицы были обогащены Уран-235.[7]
  • Наиболее часто обнаруженный радиоактивный газ был Радон, а благородный газ который не имеет запаха, цвета и вкуса, а также может перемещаться в атмосферу или в водоемы.[8] Радон также напрямую связан с рак легких, и является второй по значимости причиной рака легких среди населения.[8]

Все эти элементы ухудшаются только через радиоактивный распад, который также известен как период полураспада.[3] Период полураспада ранее обсуждавшихся нуклидов может составлять от часов до десятилетий.[3] Самый короткий период полураспада для предыдущих элементов - Zr.95, изотоп циркония который разлагается за 1,4 часа.[3] Самый длинный - Пу235, который разлагается примерно 24000 лет.[3] Хотя первоначальный выброс этих частиц и элементов был довольно большим, в течение по крайней мере месяца после первого инцидента в Чернобыле было несколько выбросов низкого уровня.[3]

Местные эффекты

Окружающие дикие животные и фауна сильно пострадали от взрывов Чернобыля. Хвойные деревья, которых много в окружающем ландшафте, сильно пострадали из-за их биологической чувствительности к радиационному облучению. В течение нескольких дней после первого взрыва многие сосны в радиусе 4 км погибли, а на расстоянии до 120 км наблюдалось уменьшение, но все еще вредное воздействие.[9] У многих деревьев были перебои в росте, нарушение воспроизводства и многочисленные наблюдения за морфологическими изменениями. Горячие частицы также падали на эти леса, в результате чего в деревьях прожигались ямы и дупла. Окружающая почва была покрыта радионуклидами, что препятствовало значительному новому росту. Лиственные деревья, такие как осина, береза, ольха и дуб, более устойчивы к радиационному воздействию, чем хвойные деревья.[Зачем? ], однако они не защищены. Ущерб, наблюдаемый на этих деревьях, был менее серьезным, чем на соснах. Многие новые лиственные растения пострадали от некроза, гибели живой ткани, а листва на существующих деревьях пожелтела и опала. Устойчивость лиственных деревьев позволила им прийти в норму, и они заселили то место, где когда-то стояли многие хвойные деревья, в основном сосны.[9] От выпадений радиации пострадала и травянистая растительность.[9] Было много наблюдений за изменением цвета клеток, мутацией хлорофилла, отсутствием цветения, угнетением роста и гибелью растительности.[9]

Млекопитающие относятся к классу высокочувствительных к радиации, и наблюдения за мышами в окрестностях Чернобыля показали сокращение их популяции.[9] Увеличилась и эмбриональная смертность, однако миграция грызунов снова увеличила численность пострадавшей популяции.[9] Было замечено, что среди пораженных мелких грызунов возрастают проблемы с кровью и печенью, что напрямую связано с воздействием радиации.[9] Такие проблемы, как цирроз печени, увеличение селезенки, повышенное перекисное окисление липидов тканей и снижение уровней ферментов, присутствовали у грызунов, подвергшихся воздействию радиоактивных взрывов.[9] Более крупная дикая природа не выглядела лучше. Хотя большая часть домашнего скота была перемещена на безопасное расстояние, лошади и крупный рогатый скот, находившиеся на изолированном острове в 6 км от чернобыльской радиоактивности, не остались без внимания.[9] Гипертиреоз, задержка роста и, конечно же, смерть преследовали животных, оставшихся на острове.[9]

Потеря человеческого населения в Чернобыле, иногда называемом «зоной отчуждения», позволила экосистемам восстановиться.[9] Использование гербицидов, пестицидов и удобрений уменьшилось из-за меньшей сельскохозяйственной деятельности.[9] Увеличилось биоразнообразие растений и дикой природы,[9] и популяции животных также увеличились.[9] Однако радиация продолжает влиять на местную дикую природу.[9]

Глобальные эффекты

Такие факторы, как осадки, ветровые течения и первые взрывы в Чернобыле сами по себе вызвали распространение ядерных осадков по Европе, Азии, а также в некоторых частях Северной Америки.[10] Было не только распространение этих различных радиоактивных элементов, упомянутых ранее, но также были проблемы с так называемыми горячими частицами.[10] Чернобыльский реактор не только выбрасывал аэрозольные частицы, частицы топлива и радиоактивные газы, но и дополнительно выбрасывал урановое топливо, сплавленное вместе с радионуклидами.[10] Эти горячие частицы могли распространяться на тысячи километров и производить концентрированные вещества в форме капель дождя, известные как жидкие горячие частицы.[10] Эти частицы были потенциально опасными даже в районах с низким уровнем радиации.[10] Уровень радиоактивности в каждой отдельной горячей частице может подняться до 10 кБк, что является довольно высокой дозой излучения.[10] Эти жидкие капли горячих частиц могут абсорбироваться двумя основными способами; проглатывание через пищу или воду и вдыхание.[10]

использованная литература

  1. ^ а б c Нестеренко, Василий Б .; Яблоков, Алексей В. (2009). «Глава I. Чернобыльское загрязнение: обзор». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1181 (1): 4–30. Bibcode:2009НЯСА1181 .... 4Н. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2009.04820.x. ISSN  1749-6632.
  2. ^ "Чернобыль | Чернобыльская авария | Чернобыльская катастрофа - Всемирная ядерная ассоциация". www.world-nuclear.org. Получено 2019-04-18.
  3. ^ а б c d е ж «Глава II. Выбросы, рассеивание и выпадение радионуклидов - Чернобыль: оценка радиологического воздействия и воздействия на здоровье». www.oecd-nea.org. Получено 2019-04-18.
  4. ^ «11.5: Давление пара». Химия LibreTexts. 2014-11-18. Получено 2019-04-18.
  5. ^ а б «Стронций (Sr) - химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду». www.lenntech.com. Получено 2019-04-18.
  6. ^ а б "Периодическая таблица элементов и химия ChemiCool". Выбор обзоров в Интернете. 48 (7): 48–3877-48-3877. 2011-03-01. Дои:10.5860 / выбор.48-3877. ISSN  0009-4978.
  7. ^ «Аэрозольная частица, содержащая обогащенный уран, обнаруженная в отдаленных верхних слоях тропосферы». Журнал экологической радиоактивности. 184–185: 95–100. Апрель 2018. Дои:10.1016 / j.jenvrad.2018.01.006. PMID  29407642.
  8. ^ а б «Радон». Национальный институт наук об окружающей среде. Получено 2019-04-18.
  9. ^ а б c d е ж г час я j k л м п о Смит, Джим; Бересфорд, Николас А. (2005). Чернобыль - катастрофа и последствия | SpringerLink. Книги Springer Praxis. Дои:10.1007/3-540-28079-0. ISBN  978-3-540-23866-9.
  10. ^ а б c d е ж г Нестеренко, Василий Б .; Яблоков, Алексей В. (2009). «Глава I. Чернобыльское загрязнение: обзор». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1181 (1): 4–30. Bibcode:2009НЯСА1181 .... 4Н. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2009.04820.x. ISSN  1749-6632.