Радионуклиды и тяжелые металлы
Обновлено: 21.09.2024
Продукты радиоактивного распада опасны для здоровья любого живого существа. Они оказывают разрушающее действие на нервную и пищеварительную систему, негативно влияют на активность ферментов, способствуют быстрому старению кожи. Радионуклиды и тяжелые металлы достаточно сложно вывести из организма. Однако правильное питание и соблюдение соответствующей диеты и, если позволяет здоровье, лечебное голодание, оказывают профилактическое воздействие и помогают вывести радиацию из организма.
В этой статье вы узнаете, как можно уберечь и защитить здоровье от воздействия радионуклидов, а также способы очистить свой организм от тяжелых металлов при помощи народных средств.
Продукты, выводящие радиацию из организма.
Если вы хотите защитить себя от радионуклидов, соблюдайте специальную диету, следите, чтоб в вашем ежедневном рационе преобладали такие продукты: миндаль и грецкие орехи, чечевица и овес, яблоки, фасоль, тыква, морская капуста.
Люди, получившие определенную дозу облучения, должны употреблять в пищу продукты, которые содержат клетчатку, для успешного выведения продуктов радиоактивного распада из организма.
Режим питания для очищения организма
Рекомендации для достижения эффективного результата в борьбе с радиацией, а также для профилактики заражения организма тяжелыми металлами.
Перед употреблением в пищу овощей и фруктов, тщательно их очищайте, с капусты снимайте 3 или более верхних листа, так как большая часть опасных пестицидов содержится именно в верхних слоях плодов.
1. Препятствуют всасыванию радионуклидов продукты, насыщенные калием — свекла, курага, урюк, а также — черная смородина, орехи, петрушка, морская капуста. Насытьте ими свой рацион.
2. Пейте молоко, употребляйте в пищу молочные продукты, особенно — творог. Кальций, который в них содержится, уменьшает количество стронция в организме.
3. Употребление мяса следует ограничить. Особенно большой вред организму может нанести говядина, которая содержит наибольшее количество радионуклидов. Отваривая мясо, обязательно сливайте первый бульон.
4. Обеспечивайте свой организм жидкостью. Рекомендуется пить отвары чернослива, льна, натуральное вино в небольших количествах (при абсолютно здоровой печени). Соки с мякотью абсорбируют тяжелые металлы и способствуют их ускоренному выведению.
Есть ещё такой действенный способ очищения организма как лечебное голодание. Периодический отказ от приема пищи дает эффективный результат и помогает избавить организм от наличия тяжелых радионуклидов. При голодании ослабляются процессы деления клеток, а ферментная система активизирует активное восстановление нуклеиновой кислоты. Это приводит к тому, что поврежденные клетки восстанавливаются. Лечебное голодание совершенствует механизмы выведения из организма радионуклидов, пестицидов, нитратов. Для людей, проживающих в условиях загрязненной окружающей среды, важно периодически отказываться от пищи с профилактической целью. Однако лечебное голодание — это очень ответственная процедура, которая требует специальной подготовки и подходит не всем в зависимости от состояния здоровья. Подробнее об этом методе очищения организма можно прочитать в трудах Юрия Николаева, Поля Брегга, Герберта Шелтона.
Очищение организма от радиации народными средствами
Способ 1: Используйте отвар овса для очищения от солей тяжелых металлов. Стакан овса залейте двумя литрами воды, прокипятите на слабом огне 40 минут. Выпивайте по полстакана четыре раза в день, так вы очиститесь в том числе и от кадмия, который содержится в табачном дыме.
Способ 2: Яичная скорлупа против радиации. Благодаря наличию в скорлупе кремния, кальция, молибдена каждая биохимическая реакция в организме протекает более эффективно. Для данного метода очищения подходит скорлупа только домашних яиц. Скорлупу необходимо помыть, высушить, а затем растереть до порошкообразного состояния. Полученный порошок принимать по 2-6 грамма во время завтрака, запивая водой с добавлением лимонного сока.
Способ 3: Выпивайте чай из ромашки, календулы, облепихи, шиповника. Чай из этих трав защищает клетки от проникновения тяжелых металлов и способствует их выведению. Масло шиповника и облепихи также полезно при отравлениях тяжелыми металлами.
Способ 4: 2 ст. ложки черноплодной рябины залить 500 мл кипятка, настаивать не менее 6 часов. Употреблять перед приемом пищи, по 1/3 стакана.
Способ 5: трехлитровую банку засыпать листьями облепихи и мяты, пропорцией 2: 1. Залить кипятком, настаивать 6 часов, затем процедить и добавить 100 грамм меда. Пить не более 3 стаканов в сутки.
Мед от радиации. Мед является отличным сорбентом. Продукты пчеловодства хорошо усваиваются организмом, защищают нас от вредоносного воздействия радиации.
Несколько хороших рецептов, где мед помогает выведению радионуклидов в сочетании с травами.
Рецепт № 1: Шиповник и рябина черноплодная с медом.
Взять по 500 грамм шиповника и рябины черноплодной (сухие плоды). Тщательно растираем шиповник и рябину, затем добавляем мед — половину стакана, хорошо перемешиваем и храним в полотно закрытой баночке в холодильнике.
Как принимать: завариваем зеленый чай — на стакан кипятка пол чайной ложечки чая, затем добавляем чайную ложечку приготовленной смеси. Настаиваем. Пить полученный настой в теплом виде два раза в день, пред едой.
Рецепт № 2: Шиповник и рябина красная с медом.
Берем по одной столовой ложке плодов красной рябины и шиповника. Зальем плоды пол литром крутого кипятка, пропариваем настой на водяной бане 10 минут. После накрываем крышкой и оставляем на 2 часа настояться. Процеживаем, добавим натурального меда по вкусу.
Как принимать: полученный целебный настой надо пить по половине стакана три раза в день, как витаминное и выводящее радиацию средство.
Рецепт № 3: пустырник пятилопастный с добавление меда.
Для очищения организма от радиации берем спиртовую настойку пустырника — 30 капель, растворяем в половине стакана теплой кипяченой водички. Добавляем мед — одну столовую ложку. Пить два раза в день для выведения радионуклидов.
Представленные народные методы очищения организма от радионуклидов следует дополнить такими общими действиями, для достижения эффективного результата в кратчайшие сроки:
— занимайтесь спортом. Упражнения повышают потоотделение, а вместе с потом выводятся и радиоактивные вещества;
— держитесь подальше от источника радиации. Ограничьте пользование компьютером, мобильным телефоном, телевизором;
— избегайте пребывания в местах, которые имеют повышенный радиоактивный фон.
Очищение организма от радионуклидов и тяжелых металлов
Людям, получившим какую-то дозу облучения, нужно употреблять как можно больше продуктов, содержащих грубую клетчатку, которая, вступая с токсинами в химические соединения, способна образовывать новые, менее токсичные вещества, легко выводимые из организма.
Позаботьтесь о том, чтобы в вашем рационе всегда были миндаль, кукуруза, чечевица, яблоки, овес, греча, ячмень, фасоль, тыква, капуста, неочищенный рис, морковь, редька (утром натереть, вечером съесть, и наоборот).
С овощей и фруктов перед употреблением нужно снимать верхний слой глубиной 0,5 см, а с капусты — не менее 3 листов, так как большая часть тяжелых металлов и пестицидов скапливается в верхнем слое плодов. Однако в овощах эти вещества накапливаются и в сердцевине.
Всасыванию цезия-137 препятствует употребление продуктов, содержащих большое количество калия (свекла, курага, урюк, орехи, неочищенный картофель). Всасывание других радионуклидов ослабляют гранаты, изюм, черная смородина, клюква, орехи, чеснок, лук, свекла, петрушка, а также кальмары и морская капуста.
Рекомендуется пить отвары чернослива, крапивы, соки с красящими пигментами, красное натуральное вино.
Следует обязательно включать в рацион молочные продукты: творог, сливки, сметану, масло. Содержащийся в них кальций уменьшает накопление радиоактивного стронция. Творог очищается от радиоактивных элементов (он в сотни раз чище молока), поскольку они остаются в сыворотке. В масле вредные элементы отсутствуют полностью.
Из мясных продуктов лучше есть свинину и птицу. Метионин, содержащийся в молочных продуктах, мясе и рыбе, необходим для выведения радионуклидов. В целом употребление мяса лучше ограничить. В первую очередь это относится к говядине, содержащей наибольшее количество радионуклидов. Следует отказаться от жареного мяса, так как при жарке радионуклиды остаются в пище. Отваривая мясо, нужно обязательно сливать первый бульон.
Помните, что 265 мл воды, проходящих через почки, выводят из организма 1 г вредных веществ. Пейте чистую воду небольшими порциями через 2-3 часа после еды и заканчивайте это делать за 30 минут до следующего приема пищи.
Рекомендуется также пить отвары льна, чернослива, крапивы, слабительных трав, гранатовый и виноградный соки, натуральное вино. При абсолютно здоровой печени можно в небольших количествах употреблять спирт и водку. Намного полезнее свежеприготовленные соки с мякотью. Они хорошо адсорбируют различные вещества и способствуют ускоренному выведению радионуклидов.
Наибольшей способностью к поглощению радиоактивных элементов обладают чеснок, лук, творог, ягоды калины и крыжовника. Антирадиационное действие оказывают растительное масло, творог, препараты кальция, спирт.
Кофе, холодец, кости, костный жир, вишня, слива, абрикосы, говядина, вареные яйца (стронций, содержащийся в скорлупе, переходит при варке в белок) — продукты, опасные для здоровья в условиях повышенной радиации.
Перед едой по рекомендации врача можно принимать активированный уголь (1-4 таблетки). Его можно приготовить в домашних условиях: скорлупу грецкого ореха разбить, измельчить как можно сильнее, высыпать в кастрюлю и поставить на слабый огонь (без воды). Держать кастрюлю на огне 15 минут, перемешивая скорлупу. Затем снять и остудить.
Перед использованием уголь надо измельчить до порошкообразного состояния, просеять через сито, затем смешать с водой (она должна стать черной). Пить эту воду каждые 15 минут по 2 столовые ложки, доведя объем выпитой жидкости до 400 мл. Параллельно с питьем воды нужно делать клизмы, используя от 1 чайной до 1 столовой ложки угля на 1 л воды.
Лечебное голодание
Некоторые сторонники естественных методов оздоровления считают, что наиболее действенным средством очищения организма от последствий облучений является лечебное голодание. Оно помогает избавить организм от тяжелых последствий воздействия радиации. Хорошие результаты дало голодание при лечении больных с тяжелой стадией острой лучевой болезни, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС.
Периодическое голодание способствует также восстановлению защитных функций клеток, органов и систем против радиационных повреждений. Это чрезвычайно важно для тех, кто проживает в условиях постоянного радиоактивного облучения.
Наконец, при голодании совершенствуются механизмы выведения из организма всех тех веществ, которые мешают его нормальному функционированию: не только радионуклидов, но и нитритов, пестицидов, тяжелых металлов и других ядов и шлаков.
Примечание
Наиболее эффективным отечественным препаратом, удаляющим из организма тяжелые металлы, является «Зостерин». Он был получен Р. Оводовой из зостеры — морской травы. Препарат активно притягивает, удерживает, а затем выводит (даже из костной ткани) ионы тяжелых металлов и другие промышленные токсины. Аналогичное действие оказывает и препарат «Бефунгин», приготовленный на основе березового гриба чага.
Чага считается одним из самых эффективных средств очищения.
Взять 1 столовую ложку измельченного до порошка гриба на 1 стакан горячей воды. Настаивать полчаса, добавив щепотку соды. Принимать в течение дня 3 раза в перерывах между едой.
Это средство хорошо растворяет и отложения солей.
Предупреждение
Очищение по Ю. Дрибноход
Способствуют удалению продуктов радиоактивного распада с кожного покрова и из организма шиповник, облепиха и полученные из них масла, а также чаи из ромашки, полыни, календулы и облепихи.
Группа пектиносодержащих растительных средств обладает способностью связывать стронций, цезий, свинец, ртуть, кобальт и другие. Незрелые плоды содержат протопектин, который в организме превращается в пектин и абсорбирует на своей поверхности ядовитые вещества, способствуя их выведению.
Источниками пектинов являются редис, картофель, свекла, томат, баклажаны, морковь, огурцы, тыква, малина, ежевика, жостер, рябина красная и черноплодная, черника, земляника, груша, вишня, барбарис, морошка, кизил, шиповник, айва, алыча, крыжовник, терн, клюква, голубика, виноград, брусника, калина, яблоки и цитрусовые.
Для выведения из организма тяжелых металлов, в том числе цезия-134, целесообразно использовать продукты с повышенным содержанием щавелевой кислоты (щавель, шпинат, салат и др.), если для этого нет противопоказаний (подагра, обменный остеохондроз), а также применять органические кислоты (цитраты) и соединения кальция.
Кроме того, Ю. Дрибноход рекомендует вводить в рацион растения с повышенным содержанием витаминов и минеральных веществ: облепиху, жимолость, боярышник, актинидию, лимонник, черную смородину, облепиху, рябину и так далее.
В обезвреживании радионуклидов большое значение имеют растения, способствующие повышению уровня защитных сил организма: полезны препараты аралии, актинидии, левзеи, мордовника, стеркулии, женьшеня, элеутерококка, радиолы розовой. При исключении противопоказаний настойки из них принимают по 40-00 капель утром и днем до еды в течение длительного времени.
В случаях острого и хронического влияния па организм радионуклидов помогают препараты, содержащие такую группу природных соединений, как лигнаны. Лигнаны выделены из можжевельника, семян лопуха, смолы подофилла, камеди эвкалипта, семян кунжута, ягод и корней лимонника, корней элеутерококка. Они стимулируют обменные процессы на клеточном уровне.
Очищение по Ж. Шишко
Очищение отрубями
Приготовить настой шиповника: 10 г плодов (1 столовую ложку) залить 200 мл кипятка и настаивать в термосе или плотно закрытой посуде при комнатной температуре в течение 4-6 часов, потом профильтровать.
Насыпать на 1/3 объема в трехлитровую банку грубых пшеничных отрубей и залить их настоем шиповника. Через 2 часа процедить. Оставшуюся смесь можно использовать второй раз, вновь залив ее настоем шиповника.
Эту жидкость пьют в неограниченном количестве вместо воды.
Очищение сосной
Молодые сосновые побеги положить в литровую банку и засыпать неочищенным сахаром, а лучше — залить медом. Настаивать сутки. Принимать 3-4 раза в день по 1 столовой ложке.
Полезно также пить отвар хвои сосны и ели. Готовится он так: 1 стакан измельченных иголок засыпать в 2 л кипятка, потомить на водяной бане 10-15 минут и пить как чай.
Очищение сывороткой по Б. Болотову
Очищение молочной сывороткой
В сосуд с 3 л молочной сыворотки (если она перекипела при отогревании творога, добавить 1 чайную ложку сметаны для образования здоровых молочных бактерий) всыпать 1 стакан сахара. Затем 1 стакан сухой или свежей нарезанной травы чистотела поместить в марлевый мешочек и с помощью грузила опустить на дно сосуда. Накрыть 2-3 слоями марли, чтобы не появились винные мошки, и на 2-3 недели поставить в теплое темное место. Напиток принимать в течение 2 недель по 1/2 стакана за 20 минут до еды.
Продукты жизнедеятельности бактерий, образовавшиеся в ходе брожения, способны очищать и обновлять все поверхности, на которые попадают. Они очищают от солей радиоактивных металлов внутренние стенки желудка и кишечника.
Очищение сывороткой с плодами конского каштана
Налить в бутыль 3 л воды и опустить в воду мешочек с 10-30 плодами каштана, очищенными от кожуры и разрезанными пополам. Кожуру также оставить в мешочке. Добавить 1 стакан сахара, 1/2 стакана молочной сыворотки или 1 чайную ложку сметаны и оставить для брожения на 2 недели. В результате получится оздоравливающий напиток, который не только выводит радионуклиды, но и увеличивает количество йода в организме.
Принимать это средство надо не менее месяца по 1/2 стакана за 15-20 минут до еды. Ежедневно по мере использования надо добавлять в бутыль воду с соответствующим количеством каштанов и сахара, при этом целебные свойства кваса восстанавливаются на следующий день. Таким образом, 3-литровой бутыли хватает на несколько месяцев.
Очищение яичной скорлупой
Как показали исследования венгерских ученых, хорошо выводит радионуклиды и препятствует накоплению в костном мозге стронция-90 яичная скорлупа (только от яиц домашних кур!).
Кроме того, она является прекрасным поставщиком кальция в той форме, которая легко усваивается организмом, и содержит другие важнейшие микроэлементы, необходимые для нормального протекания биохимических реакций. Особенно ценно наличие в скорлупе кремния и молибдена, которых в обычной пище очень мало.
Скорлупу вымыть, высушить и растереть в ступке (электрокофемолку не использовать!). Принимать по 2-6 г во время завтрака. Запивают порошок водой, обязательно добавляя в нее сок лимона или лимонную кислоту для нормального усвоения препарата кишечником.
В западных странах порошок из яичной скорлупы продается практически в каждой аптеке. Хранят его во флаконе из темного стекла, закрытого ваткой (чтобы скорлупа не «задохнулась»).
В китайской народной медицине ежедневным приемом 0,5 г (на кончике ножа) толченой скорлупы яиц 1-2-дневной свежести, взятых от здоровой курицы, лечат тяжелые формы туберкулеза.
Очищение отваром семени льна по В. Тищенко
Залить 3 л кипятка 1 стакан семян, варить 2 часа и остудить до температуры 40 °С.
Пить как можно больше (1-1,5 л в сутки) в течение 2-3 недель, начиная с 12 часов дня.
Отвар выводит радионуклиды, токсины и другие ядовитые вещества.
Очищение с помощью травяного настоя по А. Дерябину
Состав: почки березы и сосны, цветки бессмертника, ромашки, календулы, липы, листья крапивы, мать-и-мачехи, мяты, подорожника, пустырника, эвкалипта, сенны, трава душицы, зверобоя, золототысячника, сушеницы, тысячелистника, чабреца, череды, чистотела, шалфея, корневища валерианы, дягиля, кровохлебки, одуванчика смешать в равных весовых количествах.
Способ приготовления: 14 столовых ложек смеси залить 3 л крутого кипятка и настаивать 7-8 часов. После остывания настой можно хранить в холодильнике 4-5 суток.
Принимать подогретым натощак за 50-60 минут до еды и не позже чем за 2-3 часа до сна. Пить от 1 до 3 стаканов в день до достижения в желудке комфортного состояния.
Прием этого настоя нежелательно сочетать с употреблением продуктов, содержащих дрожжи (хлебобулочные изделия, пиво, квас), которые система А. М. Дерябина отвергает в целом.
Очищение при заболеваниях, возникших в результате лучевых поражений
Настой из травы или всего растения горца птичьего принимают внутрь при гипохромной анемии и как средство, восстанавливающее обмен веществ.
Рецепт: настаивать 2-3 столовые ложки сырья 2 часа в 0,5 л кипятка и пить (можно с медом) по 1 /2-1 /3 стакана теплого настоя 3-4 раза в день до еды.
Настой всего цветущего растения (траву и корневища) земляники лесной принимают внутрь при белокровии, малокровии.
Рецепт: настаивать 3 столовые ложки сырья 1-2 часа в 0,5 л кипятка и пить (можно с медом) по 2/3-1 стакану теплого настоя 3-4 раза в день или без дозировки — как чай.
Траву барвинка розового или малого в виде настоя, настойки или порошка принимают внутрь при проведении комплексной терапии при остром лейкозе.
Рецепт 1: настаивать 2 столовые ложки травы 2 часа в 0,5 л кипятка и пить (можно с медом) по 1/2-2/3 стакана теплого настоя 3-4 раза в день до еды.
Рецепт 2: принимать 25%-ю на 40-70°-м спирте настойку по 10-20 капель на 1 столовую ложку кипяченой воды 3-4 раза в день до еды.
Рецепт 3: порошок принимать по 2-3 г 3-5 раз в день до еды, запивая теплой кипяченой водой.
При лучевой болезни, анемии средней и тяжелой степени, сопровождающейся злокачественными новообразованиями различной локализации, подвергшимися лучевой терапии, рекомендуется для приема внутрь смесь из биостимулированных листьев алоэ древовидного с компонентами в виде сиропа с железом.
В состав препарата входят: раствор хлорида закисного железа с содержанием 20%-го железа — 100 мл, 20%-й соляной кислоты — 15 мл, лимонной кислоты — 0,4 г, сок из листьев алоэ — 1 л. Смесь тщательно взбалтывать. Хранить, не замораживая, в защищенном от света месте. Принимать по 30-40 капель в 1 /4 стакана теплого молока или кипятка с медом 3-4 раза в день до еды.
Самый доступный природный антирадиант — сок из листьев и кочерыжки капусты огородной. Его рекомендуется пить по 5-6 стаканов в день (лучше до еды) людям, подвергшимся радиоактивному облучению.
Мониторинг тяжёлых металлов и радионуклидов в природных экосистемах Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»
Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Г.Н. Вяйзенен, А.И.Токарь
Распределение 40 к , 137 Cs , 226 ra , 232 Th и 241 Am в ландшафтах с различной степенью крутизны склонов, наблюдаемое после лесных пожаров
Накопление и распределение радионуклидов в органах туи западной, произрастающей в условиях городской среды
MONITORING OF HEAVY METALS AND RADIONUCLIDES IN NATURAL ECOSYSTEMS
On the basis of studies carried out in the territory of the Novgorod Region it was suggested to use wild settled animals for monitoring of the quality of environment in the North-West of the European Russia. To ensure environmental safety of people it is necessary to give strict control over pollutants in food products of wild nature.
Текст научной работы на тему «Мониторинг тяжёлых металлов и радионуклидов в природных экосистемах»
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
МОНИТОРИНГ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ В ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Г.Н. Вяйзенен, А.И.Токарь
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого. Новгород Великий.
MONITORING OF HEAVY METALS AND RADIONUCLIDES IN NATURAL ECOSYSTEMS
G.N. Vyaizenen, A.I. Tokar
Yaroslav-the-Wise Novgorod State University, Novgorod Velikij.
Любая природная экосистема характеризуется сложившимся стабильным видовым набором представителей флоры и фауны в специфических почвенно-климатических условиях. Особый интерес вызывают постоянно живущие (оседлые) виды животных в связи с ведением мониторинга.
В условиях Северо-Запада РФ объективным показателем мониторинга пресноводных экосистем могут служить образцы проб воды, донных грунтов, все виды рыб, раки, пресноводные моллюски, ондатры, выдры, бобры, некоторые виды птиц. О миграции поллютан-тов в лесных экосистемах можно судить по концентрации таковых в почвенных горизонтах, растительности, тканях и органах животных (лось, кабан, косуля, заяц, боровая и водоплавающая дичь). Состав рационов изучен достаточно полно: для травоядных наземных животных и бобров. Это, как правило, растения нижнего яруса, в том числе водные; облиственные побеги лиственных и хвойных деревьев. Указанных животных добывают в Новгородской области в достаточных количествах и получение биологического материала для аналитической работы не представляет трудностей (численность бобров с 1985 по 1993 год возросла с 9550 до 14240 особей; популяция лосей -11.0-14.3 тыс. особей (Порохов, 1998).
В Новгородской области (Батецкий, Валдайский, Окуловский, Новгородский районы) были исследованы образцы биологического материала на наличие тяжёлых металлов и радионуклидов. Содержание радионуклидов цезия-137 и калия-40 определяли по «Методическим указаниям по методам контроля МУК 2.6.1.717-98» в Новгородском Центре стандартизации, метрологии и сертификации. Концентрацию тяжёлых металлов в биопробах определяли на атомноэмиссионном спектрометре фирмы Perkin Elmer (США) в химической лаборатории АО «Акрон».
Тяжёлые металлы и радионуклиды составляют основной объём ксенобиотиков региона. По трофическим цепям данные поллютанты мигрируют в системе почва- растение - животное - человек и определение их концентрации в каждом из звеньев позволяет судить об уровнях перехода их в каждое последующее звено. Первое звено - почва, являющаяся депо большинства поллютантов. Через систему почвен-нопоглощающего комплекса (ППК) происходит активный обмен тяжёлых металлов и радионуклидов в почвенных горизонтах: часть поступают в растения через корневую систему и вступают в метаболические процессы растений с последующей кумуляцией, прочие -вымываются в нижележащие почвенные слои.
Почвы региона представлены в основном различными типами подзолов; концентрация тяжёлых металлов и радионуклидов в различных почвенных горизонтах лесных почв представлены в таблице 1.
Концентрация тяжёлых металлов и радионуклидов претерпевает существенные изменения в зависимости от залегания почвенных горизонтов. Большая часть растительности, произрастающей в лесу, имеет мочковатую корневую систему, в том числе многочисленные представители сем. мятликовых, имеющих большое значение в рационах травоядных животных. Растения со стержневой корневой системой, в том числе деревья и кустарники, редко имеют корни большей глубины, поэтому наибольшего внимания заслуживает именно корнеобитаемый слой - до 40 см. По некоторым тяжёлым металлам, таким как хром, стронций, никель, отмечено нарастание концентрации с увеличением глубины, в наибольшей степени это отмечено по стронцию - на 20.0% в нижнем почвенном горизонте против дернины. Это определило ситуацию с суммарным содержанием тяжёлых металлов в почве в целом, так как хром и стронций составляют 75.36-88.80% от суммы тяжёлых металлов. Обилие осадков и низкое содержание гумуса в почве способствуют вымыванию тяжёлых металлов в нижние слои почвы, из-за чего именно эти почвенные горизонты оказываются наиболее загрязнёнными тяжёлыми металлами. Наряду с этим концентрация свинца, олова и железа достигает максимальных значений в дернине; это же относится и к радионуклидам, активно депонирую-
Концентрация тяжёлых металлов и радионуклидов в почве
Почвенный горизонт, см Содержание металлов, мг/кг Радионуклиды, Бк/кг
РЬ Сё Сг Вп А1 Вг N1 Бе Итого 137С8 40К
Дернина (0) 9.5 0.08 94.5 2.2 0 61.7 7.9 1.12 0.02 175.9 266.23 707.44
0-20 8.4 0.08 113.0 1.9 0 65.8 9.4 2.03 0.02 198.6 235.61 622.71
21-40 7.8 0.07 113.4 1.7 0 69.8 10.6 0.91 0.03 203.3 136.87 378.90
щимся в поверхностных слоях почвы и находящихся в связанной форме с гумусовой фракцией почвы. Концентрация радиоцезия и радиокалия в дернине выше, чем в нижнем почвенном горизонте в 1.95 и 1.87 раз соответственно (табл. 1).
Растения в различной степени кумулируют поллютанты, что связано с видовыми особенностями и рядом других факторов (табл. 2).
Концентрация тяжёлых металлов и радионуклидов в разных группах растений
Вид растения ________________________Содержание тяжёлых металлов, мг/кг___________________Радионуклиды, Бк/кг
РЬ Сё N1 Вг Бе А1 Итого 137С8 40К
Хвощ полевой 2.06 0.33 1.44 14.77 0.99 - 18.6 * *
Крапива двудомная 2.29 0.204 2.19 6.53 0.51 - 11.21 7.92 359.57
Лиственные деревья и 2.29 0.62 2.83 8.60 0.49 - 14.34 6.87 137.0
кустарники Осоки 2.53 0.29 2.3 5.61 0.59 10.73 * *
Хвойные 1.42 0.18 2.16 2.13 0.53 0.24 6.13 * *
Мхи 4.58 0.22 2.89 3.39 0.14 0.74 11.82 * *
Кустарнички 1.81 0.18 1.39 4.43 0.76 - 7.81 * *
* Определение концентрации По загрязнённости растительности тяжёлыми металлами выделя-
радионуклидов не проводилось ются хвощ полевой, мхи, облиственные побеги лиственных деревьев
и кустарников; наиболее чистые - побеги хвойных и кустарнички (черника, брусника). Зная рацион животных по сезонам года, можно априорно предсказать степень загрязнения органов и тканей животных тяжёлыми металлами. Убой лосей и бобров выявил следующую степень загрязнения организма радионуклидами (табл. 3).
Концентрация радионуклидов в органах и тканях лосей и бобров, Бк/кг
Орган, ткань Лось Бобр
137Цезий 40Калий 137Цезий
Лёгкое 2.96 38.11 -
Мышечная ткань 7.03 52.54 18.4
Печень 8.14 44.11 20.5
Почка 5.18 49.95 28.0
Ребро 5.92 62.53 8.2
Анализ биопроб на загрязнённость радиоцезием выявил существенные различия в загрязнённости радионуклидами одноименных органов у разных видов животных. В частности, концентрация радиоцезия в паренхиме печени и почек бобров выше в 2.5 и 5.4 раза против соответствующего показателя лосей. В пределах каждого вида также прослеживается существенный разброс значений концентрации радиоцезия и радиокалия: у лосей наиболее «чистой» тканью организма оказалась кровь, а загрязнение радиоцезием мышечной ткани и печени в 3.7 и 4.4 раза выше.
1. Для мониторинга окружающей среды Новгородской области с успехом могут быть использованы дикие осёдлые животные (от микроорганизмов до высших).
2. Необходимо проводить контроль поллютантов в грибах, дикорастущих растениях, органах и тканях рыб, раков, промысловых млекопитающих и птиц, используемых в пищу населением.
Радиоактивный тритий - загрязнитель водных объектов
В настоящее время проблема тритиевого загрязнения водных экосистем – одна из главных в радиоэкологии в прилегающих территориях бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона (далее – СИЯП). Это обусловлено отсутствием надежных систем локализации радионуклида в системах водоочистки. Высокая миграционная способность делает этот радионуклид глобальным загрязнителем водных экосистем СИЯП и прилегающих к нему территорий. Поскольку токсичность этого радионуклида в составе воды (НТО) намного токсичнее трития в газовой фазе (ИТ) до 400 раз [1].
Семипалатинский ядерный полигон являлся одним из двух основных ядерных полигонов СССР в 1949-1989 годы. За время своего существования полигон принес немало проблем живущим рядом с ним жителям, загрязнил значительные территории Казахстана и России, а также способствовал негативному отношению людей к продукции, которая поступала из загрязненных районов.
В ходе проведения испытаний ядерного оружия на территории СИЯП сформировались локальные участки тритиевого загрязнения. В основном это касается двух испытательных площадок - «Балапан» и «Дегелен» где было проведено более 300 ядерных испытаний в вертикальных скважинах и горизонтальных горных туннелях. Не смотря на то, что практически все испытания на исследуемой территории являлись подземными, вблизи расположения мест проведения ПЯВ зафиксированы численные значения трития в атмосферном воздухе, и это, учитывая, что с момента последнего взрыва прошло не одно десятилетие [2].
Тритий является одним из важных радионуклидов на территории СИЯП. Тритий ведет себя как вода в экосистемах и включается во все биологические рецепторы, такие как растения, животные, пищевые продукты [3].
Период полураспада трития – 12,26 года. Образуясь в атмосфере, литосфере и гидросфере тритий участвует в круговороте воды в природе. Элементарный тритий (НТ), вступая во взаимодействие с почвой, растительностью и атмосферным воздухом, становится составной частью воды (НТО) и органического вещества биологических объектов. Тритий, в виде этих соединений, за счет ингаляции и по пищевым цепочкам поступает в организм человека. Опасность трития в качестве источника внутреннего облучения определяется возможностью его присутствия в любых тканях в биологическом объекте, включая генетический материал клетки. Круговорот трития в природе в виде НТ и НТО изучен достаточно детально. Однако, учитывая специфичный характер загрязнения территории бывшего СИЯП, где содержание трития в объектах окружающей среды в сотни и тысячи раз превышает нормативные уровни, требуется особенный подход к изучению путей поступления и круговорота трития в окружающей среде [4].
Тритий, входящий в состав органических веществ, называется органически связанным тритием (ОСТ). Органически связанный тритий представляет более серьезные факторы риска, чем тритиевая вода при одинаковом количестве поглощения трития по двум основным причинам.
Во-первых, химическая форма влияет на вероятность проникновения трития в состав ДНК или другие биомолекулы. Поскольку бета-частицы малой энергии трития не распространяются набольшие расстояния, то разница в повреждениях, нанесенных тритием, который сконцентрирован в ядре клетки (где находится ДНК), и тем, который находится в цитоплазме, будет велика. Например, органически связанный тритий, попадающий в организм с пищей, более вероятно войдет в состав биомолекул, чем тритий, который проникает в организм с питьевой тритиевой водой.
Второй причиной более опасного влияния ОСТ является то, что по сравнению с тритиевой водой он, как правило, дольше задерживается в организме.
Исследования людей показывают, что половина тритиевой воды выходит из организма каждые 10 дней, при этом удаление половины ОСТ из организма занимает от 21 до76 дней. Для некоторых молекул с очень медленной скоростью перехода это время может увеличиться до 280-550 дней. Более длительное время удержания ОСТ в организме вызывает особое беспокойство, если тритий проникает в такие ткани, как нейроны (основные клетки нервной системы) или ооциты (незрелые яйцеклетки). ОСТ и радиоактивная вода могут проникнуть сквозь плаценту и облучить развивающийся плод in utero, что повышает риск врожденных дефектов, выкидышей и других недугов. Исследования животных показывают, что от 1 до 5 процентов тритиевой воды в организме млекопитающих входит в состав органических молекул [5].
Помимо непосредственного выхода трития из штолен, существует другой путь его поступления в водоемы - обмен между парами трития в атмосфере и поверхностью воды. При контакте поверхности воды с атмосферой, содержащей пары трития, тритий поступает в воду и растворяется в ней. Помимо этого тритий поступает в водоемы путем вымывания из воздуха осадками. Тритий может поступать в почву из водоемов, загрязненных тритием, а также в результате поглощения его почвенной влагой из воздуха и с каплями дождя (вымывание атмосферными осадками). Из воздуха, почвы и водоемов тритий поступает в растительность и животный мир. Из животных, конечно же, поступает в организм человека. Третированная вода (НТО) замещает обычную воду (Н20). В организмах и растениях устанавливается соотношение концентраций НТО и Н20, близкое соотношению в окружающей среде [6].
Радиационное воздействие трития является следствием потребления человеком продуктов питания и питьевой воды, загрязненных тритием. Кроме того, третированная вода (НТО) может попасть в организм человека при вдыхании, а также через кожный покров. При наличии трития, весь человеческий организм подвергается воздействию бета-излучения. Бета-частицы при попадании в организм человека при внешнем воздействии вызывает радиационное поражение кожи и лучевую болезнь при попадании внутрь организма через органы пищеварения и дыхания [7].
«Атомное» озеро образовалось в результате подрыва термоядерного боезаряда мощностью в 140 килотонн в 1965 году в русле реки Шаган на испытательной площадке «Балапан» – одной из площадок Семипалатинского ядерного полигона. Диаметр озера составляет 500 метров, глубина от поверхности воды до дна 80 метров. С целью создания ряда водохранилищ в засушливых районах, в которых могла бы аккумулироваться, в частности, паводковая вода. Проект выглядел весьма многообещающе, если принять во внимание тот момент, что дно подобных водоемов в результате взрывов оплавлялось и, таким образом, должно было представлять собой идеальное хранилище для воды. К сожалению, по сей день вода «Атомного» озера, и территория является зараженной и непригодной, так как все радиоактивные вещества залегли на дно озера.
Вода многих из исследуемых рек, колодцев, скважин используется для питьевых целей, полива сельскохозяйственных угодий и водопоя скота, водоемы широко используются для купания, разведения и отлова рыбы, поэтому информация о радиационной чистоте и чистоте от тяжелых металлов воды исследуемых регионов весьма важна для населения проживающих на этих регионах и правильной организации сельскохозяйственного производства.
На восточной части бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона (вблизи площадки «Балапан») ведется сельское хозяйство трех зимовок. На зимовках около 500 голов лошадей, 500 голов КРС и 3000 голов овец. Скот пасется вокруг «Атомного» озера, пьет воду из рек Шаган и Ашысу.
Река Шаган с притоком реки Ашысу является самым протяженным поверхностным водотоком на территории СИЯП, его главной водной артерией. Она течет вдоль восточной границы СИЯП и является левобережным притоком реки Иртыш [2].
Нами было отобрано пробы воды на расстоянии 300 м до "Атомного" озера, самого "Атомного" озера и 1 км от "Атомного" озера в сторону реки Шаган. Пробы воды из открытого родника, озера отбирались из поверхностного слоя.
Содержание трития в исследуемых образцах воды определялись в лаборатории радиологических исследований химического факультета КазНУ им.Аль-Фараби (г.Алматы). Определение активности трития в воде проводилось с использованием жидкостно - сцинтилляционного счетчика (Liquid Scintillation Counter,Tri-Carb 3100TR, Perkin Elmer).
На расстоянии 300 м до "Атомного" озера (р.Ашысу) в поверхностной воде содержание трития составило 69 Бк/л. Содержание трития в поверхностной воде самого «Атомного» озера составило 117 Бк/л, более высокая концентрация трития было обнаружено на расстоянии 1 км от «Атомного» озера в сторону реки Чаган 240 Бк/л. Полученные нами результаты доказывают, что тритий содержится в поверхностных водах на данных территориях.
По дозиметрическим данным самые высокие показатели мощности дозы выявились в гребни воронки вокруг «Атомного» озера. Мощность эквивалентной дозы на этих местах показало 7,25 мкЗв/ч, что в 29 раз превышает фона, плотность потока бетта-частиц достигает до 17,4 част/см 2 *мин. Это объясняется тем, что здесь присутствует площадное загрязнение радионуклидами - продуктами деления и нейтронной активации, образовавшимися при экскавационном взрыве в скважине 1004. Тритий может поступать в почву из водоемов, загрязненных тритием, а также в результате поглощения его почвенной влагой из воздуха и с каплями дождя. Из воздуха, почвы и водоемов тритий поступает в растительность и животный мир.
А так же были исследованы пробы почвы, растений и воды в районе «Атомного» озера. В результате в почве были обнаружены такие радионуклиды как Cs 137 – 7498,6±24,5 Бк/кг, Am 241 – 891,5±1,8 Бк/кг, К 40 – 352,9±24,7 Бк/кг, Th 232 – 170315,7±11070,5 Бк/кг, Eu 152 – 4610,1±46,1 Бк/кг. В воде «Атомного» озера обнаружены Cs 137 - 0,5 Бк/кг, К 40 – 107±4 Бк/кг, Th 232 – 18,2±4,5 Бк/кг, U 238 – 0,65 Бк/кг, в растениях Cs 137 – 62,3±0,1 Бк/кг, К 40 – 1135,8±93,1 Бк/кг, Th 232 – 209,7±53,1 Бк/кг, U 238 – 7,33±3,7 Бк/кг.
В настоящее время на этих участках до сих заготавливается корм для сельскохозяйственных животных, особенно вдоль реки Шаган ведется активное пастбищное скотоводства.
Более высокие концентрации трития в воде реки Шаган (до 680 кБк/кг) установлены на отрезке, расположенном на расстоянии от 4 до 6 км от «Атомного» озера. Данный участок загрязнен тритием, причиной который является подземные воды, поступающие в реку из района скважин площадки «Балапан». Установлен факт высоких концентраций трития и в береговой растительности реки Шаган до 65000 Бк/кг. Отмечено присутствие трития в продуктах животноводства, получаемых в крестьянских хозяйствах, расположенных на берегах реки Шаган. Содержание трития в пробах молока достигает 5000 Бк/кг, что превышает допустимых значений [8].
Внешнее облучение организма тритием не представляет большой опасности для здоровья. Роговые слои кожи удовлетворительно защищают от бета-частиц низкой энергии. Доза тормозного облучения тритием (рентгеновские лучи) еще меньше. Но попадание трития в любой форме в организм представляет потенциальную опасность. Период биологического полувыведения тритийсодержащей воды колеблется от 9 до 14 суток для разных людей. Из-за низкой растворимости трития в жидкости человеческого организма обычно считают, что опасность облучение тритийсодержащей водой 1000 раз больше чем опасность облучения газообразном тритием.
Биологическое действие трития усиливается тем, что при его распаде образуется инертный газ гелий, поэтому рвутся водородные связи в живых клетках, а это будет сказываться как на нарушении процесса синтеза органических структур при жизни индивида, так и на наследственности, возможно отдаленной. Из этого следует необходимость тщательных исследований и контроля за содержанием трития в окружающей среде и продуктах питания, прежде всего вблизи СИЯП, где содержание трития в окружающей среде значительно превышает среднее [9].
Выводы. В ходе работы выяснено, что радиоактивное загрязнение окружающей среды, в основном обусловлено экскавационном взрывом в скважине 1004, а также подземными ядерными испытаниями в "боевых" скважинах площадки "Балапан". По результатам работы было установлено, что в гребне воронки "Атомного" озера величина МЭД превышает 29 раз глобального фона. Более высокие концентрации трития 240 Бк/л обнаружены в 1 км от Атомного озера в сторону р. Шаган. Полученные данные по гамма-спектрометрически исследованиям подтверждают, что данная местность загрязнена и другими радиоактивными веществами как цезий-137, америций-241, уран-238 и т.д., и требует постоянных наблюдений, так как на этих местах живут люди и пасется скот.
Тритий и его образующие представляют серьезную опасность для населения, проживающего на прилегающей территории бывшего СИЯП. Тритий, попадая в окружающую среду, проникает в организм человека через воздух, продукты питания, питьевую воду. Учитывая достаточно большую подвижность трития в окружающей среде, а также его высокую биологическую активность, можно отметить потенциальную опасность этого радионуклида для окружающих.
Основные термины (генерируются автоматически): шаган, окружающая среда, тритий, содержание трития, вод, организм человека, высокая концентрация трития, организм, связанный тритий, Семипалатинский ядерный полигон.
Влияние радионуклидов и тяжелых металлов на физиологические характеристики хвои сосны обыкновенной на Кольском полуострове
Проблема техногенного загрязнения окружающей среды в последнее время является актуальной. Особенно острой проблемой является воздействие промышленных выбросов на лесные экосистемы Кольского полуострова [5]. Сосна обыкновенная является одной из основных лесообразующих пород на Кольском Севере [14]. Для того чтобы дать правильную оценку и прогноз существования древостоев в зонах действия крупных промышленных предприятий, необходимо знать механизмы воздействия поллютантов на ассимиляционный аппарат сосны, которая отличается высокой чувствительностью к загрязнению окружающей среды.
Целью данной работы было изучение совместного влияния радионуклидов и тяжелых металлов на физиологические характеристики хвои сосны обыкновенной в центральной части Кольского полуострова.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом исследований послужила хвоя сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающей в индустриально развитых районах центральной части Кольского полуострова, и являющейся здесь одной из главных лесообразующих пород. В работе детальному исследованию подвергалась двухлетняя хвоя, которая у вечнозеленых растений несет основную фотосинтетическую нагрузку, а также передает продуцируемые органические вещества в репродуктивные и запасающие органы [8].
Отбор растительных образцов проводили ежемесячно (с июня по сентябрь) с 2004 по 2008 г.г., в соответствии с общепринятыми методиками [13], на стационарных пробных площадках, представляющих собой сосняки кустарничково-лишайниковые V и Vа класса бонитета, произрастающие на подзолистых Al-Fe-гумусовых почвах [11, 12]. Площадки были приурочены: к 30-километровой зоне действия Кольской АЭС (КАЭС, г. Полярные Зори), и к зоне влияния медно-никелевого комбината «Североникель» (г. Мончегорск). Древесная растительность на данных площадках была типизирована [7], в зависимости от степени ее повреждения выбросами комбината «Североникель» (табл. 1).
Местоположение стационарных пробных площадок в сосновых лесах центральной части Кольского полуострова
Расстояние от комбината «Североникель», км
г. Полярные Зори
Примечание. *ТП – техногенная пустошь с единичными живыми деревьями; ТР – стадия техногенного редколесья; ИД – стадия интенсивной дефолиации; НД – стадия начальной дефолиации.
Таксационное описание древостоев на данных площадках приведено в таблице 2.
Таксационные характеристики древостоев на исследуемых пробных площадках (данные Мончегорского и Зашейковского лесхозов)
растительности, м 3 /га
На этих же площадках в период максимального снегонакопления (конец марта – начало апреля) отбирали образцы снега, согласно общепринятым методикам [15, 16].
Концентрации тяжелых металлов (мг/кг, мг/л: Ni, Cu, Co, и др.) в отобранных образцах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии [7]. Определение наиболее радиотоксичных нуклидов (Бк/кг, Бк/л: 7 Be, 40 K, 226 Ra, 228 Th, 238 U, 137, 134 Cs, 90 Sr и др.) в пробах проводили с помощью сертифицированной аппаратуры – радиологического комплекса «Прогресс-АБГ», а также α-β-радиометра УМФ-1500Д [3].
В хвое сосны определяли физиологические характеристики – оводненность и содержание пигментов. Оводненность хвои находили термовесовым способом, высушивая растительный материал до абсолютно сухого веса при 105 °С [10]. Количественное определение содержания хлорофиллов и каротиноидов в хвое проводили в общей спиртовой вытяжке по модифицированной методике Нибома [6]. Концентрацию пигментов измеряли на спектрофотометре CФ – 26 и рассчитывали по стандартным формулам для 96% этанола [18].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенных исследований было установлено, что в хвое сосны обыкновенной и в снежном покрове содержатся природные радионуклиды рядов урана-238 ( 238 U, 226 Ra и 214 Pb), и тория-232 ( 232 Th, 228 Ac, 212 Bi и 208 Tl), а также 7 Be и 40 K. Из техногенных радионуклидов в измеримых количествах был обнаружен 137 Cs, другие радионуклиды ( 22 Na, 60 Co, 106 Ru, 133 Ba, 140 La) отсутствовали (табл. 3).
Содержание радионуклидов в хвое сосны обыкновенной в исследуемом градиенте техногенного загрязнения, Бк/кг сухой массы
Основным источником поступления радиоактивных элементов рядов урана-238 и тория-232 в хвою сосны в исследуемых районах могла быть почва, в которую они попадают из почвообразующих пород и грунтовых вод, хотя возможно и атмосферное поступление этих радионуклидов. Радионуклид космического происхождения 7 Be поступал в хвою, главным образом, из стратосферы вместе с воздушными массами, атмосферными осадками и аэрозолями. В большом количестве в хвое сосны содержался природный радионуклид 40 K. Накопление 137 Cs хвоей было связано с естественным круговоротом продуктов деления, поступивших в атмосферу и почву от испытаний ядерного оружия, проводившихся ранее на полигонах планеты, от глобального загрязнения атмосферы выбросами Чернобыльской АЭС, и возможно, от КАЭС [3]. Концентрации радионуклидов в хвое сосны на пробных площадках существенно варьировали. Максимальное накопление 238 U, 226 Ra, 232 Th, 208 Tl, 7 Be, 40 K и 137 Cs было обнаружено на площадке 4 (район р. Пиренга) (табл. 3).
В снежном покрове в измеримых количествах были обнаружены природные и техногенные радионуклиды ( 232 Th, 214 Pb, 7 Be и 137 Cs). Содержание этих радионуклидов в снеге также варьировало на разных пробных площадках (табл. 4).
Содержание радионуклидов в снежном покрове в исследуемом градиенте техногенного загрязнения, Бк/л
Накопление радионуклидов в снежном покрове было меньше, чем в хвое. Это видно исходя из соотношений между содержанием радионуклидов в хвое и в снеге. Величины этих соотношений составляли: для 137 Cs от 1 до 6, для 214 Pb от 5 до 20, для 232 Th от 1 до 8, и для 7 Be от 1 до 12. Такую разницу в концентрациях радионуклидов в хвое и в снеге можно объяснить различной продолжительностью периодов их накопления. По сравнению с хвоей, накопление радионуклидов в снеге на площадке 4 было относительно низким (табл. 3-4). Об этом свидетельствуют пониженные значения соотношений содержания радионуклидов в хвое и в снеге в районе р. Пиренга. Для 137 Cs величина соотношения составляла 3, для 214 Pb – 8, для 232 Th – 4, и для 7 Be – 3.5.
Содержание тяжелых металлов в хвое сосны обыкновенной и в снежном покрове также варьировало на разных пробных площадках. Максимальные концентрации Ni, Cu, Co, Fe и Pb в хвое сосны наблюдались вблизи г. Мончегорска (площадки 1 и 2). При этом максимальная концентрация Zn в хвое была обнаружена южнее - на площадке 3, несмотря на то, что его главным источником также является комбинат «Североникель». Повышенная концентрация Mn в хвое сосны была отмечена на площадке 6 (табл. 5).
Содержание тяжелых металлов в хвое сосны обыкновенной в исследуемом градиенте техногенного загрязнения, мг/кг сухой массы
Исследование пространственной изменчивости накопления рассматриваемых элементов в снежном покрове показало в целом экспоненциальный характер его убывания с севера на юг во всех случаях (табл. 6).
Содержание тяжелых металлов в снежном покрове в исследуемом градиенте техногенного загрязнения, мг/л
Накопление тяжелых металлов в снеге было меньше, чем в хвое. Об этом свидетельствуют величины соотношений между содержанием металлов в хвое и в снеге. Величины этих соотношений составляли: для Ni от 3200 до 24000, для Cu – от 600 до 15000, для Co от 200 до 2000, для Fe – от 3000 до 58000, для Pb – от 200 до 2000, для Zn – от 4000 до 32000, и для Mn – от 47000 до 96000. Такую разницу в концентрациях тяжелых металлов в хвое и в снеге также можно объяснить различной продолжительностью периодов их накопления.
Судя по характеру пространственной изменчивости соотношений тяжелых металлов в хвое и в снеге, видно, что для всех элементов, кроме Zn, площадка 4 отличалась пониженными значениями данного показателя. Для Ni и Cu величина соотношения составляла 2000, для Co и Pb - 400, для Fe – 20000, для Zn – 32000, и для Mn – 4500. Это свидетельствует о пониженном поглощении этих металлов фотосинтезирующими органами сосны, тогда как в случае с Zn наблюдалась противоположная картина повышенного поглощения.
Сопоставляя эти данные с результатами накопления природных и техногенных радионуклидов, можно предположить, что избирательное поглощение тяжелых металлов в районе р. Пиренга может быть обусловлено влиянием радионуклидов, т.к. на этой площадке происходит их максимальное накопление в хвое. В связи с этим представляет интерес рассмотреть физиолого-биохимические характеристики ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной на данной площадке (табл. 7).
Физиолого-биохимические характеристики хвои сосны обыкновенной в исследуемом градиенте техногенного загрязнения
Хвоя сосны обыкновенной на площадке 4 характеризовалась повышенной оводненностью и пониженным содержанием хлорофиллов и каротиноидов (табл. 7), что, по-видимому, было обусловлено преимущественной окислительной деградацией хлорофилла a в этих условиях. Все изменения в пигментном комплексе хвои происходили, в основном, за счет уменьшения хлорофилла b, о чем свидетельствуют максимальные величины соотношения между хлорофиллами a и b.
Снижению содержания пигментов в хвое на площадке 4, вероятно, способствовало усиление окислительных процессов в хвое, под действием максимального накопления в хвое радионуклидов. Это подтверждается повышенным соотношением каротиноидов к хлорофиллам (табл. 7), поскольку известно, что каротиноиды выполняют функции защитных соединений (антиоксидантов) по отношению к хлорофиллам в условиях, способствующих интенсивному радикалообразованию, в т.ч. под действием радиоактивного излучения [1, 9].
Увеличение соотношения хлорофилла a к хлорофиллу b на площадке 4, также могло свидетельствовать об адаптивных перестройках фотосинтезирующего аппарата, только на более высоком уровне - ультраструктуры хлоропластов, указывая на увеличение содержания в них гранальных структур [17], что является хорошо известной адаптивной реакцией у растений. Вместе с другими физиолого-биохимическими характеристиками, эти перестройки указывают на уменьшение физиологического возраста растительных тканей (локальное омоложение) [4], и переход растений сосны к адаптивной стратегии активного типа [2].
В результате проведенных исследований были выявлены особенности накопления природных и техногенных радионуклидов в хвое сосны обыкновенной и в снежном покрове в центральной части Кольского полуострова. Накопление радионуклидов в хвое сосны превышало их накопление в снеге. Максимальное содержание радионуклидов 238 U, 226 Ra, 232 Th, 208 Tl, 7 Be, 40 K и 137 Cs в хвое было отмечено в районе р. Пиренга.
Максимальное содержание большинства тяжелых металлов в хвое сосны и в снеге было отмечено вблизи комбината «Североникель». С увеличением расстояния от комбината их концентрации уменьшались. На площадке 4 наблюдалось пониженное поглощение хвоей Ni, Cu, Co, Fe, Pb и Mn, и повышенное - Zn.
В районе р. Пиренга происходили изменения физиолого-биохимических характеристик хвои сосны. Здесь была отмечена повышенная оводненность растительных тканей, сопряженная с пониженным содержанием пигментов, повышенными величинами соотношений между пигментами. Аномальное накопление тяжелых металлов в хвое в зоне максимальной активности радиационного фактора на площадке 4, возможно, было сопряжено со структурными перестройками фотосинтетического аппарата на субклеточном уровне, что свидетельствует об уменьшении физиологического возраста хвои и о переходе растений в данных условиях к неспецифической активной адаптационной стратегии.
1. Гродзинский Д.М. Радиобиология растений. - Киев: Наукова думка, 1989. - 384 с.
2. Зауралов О.А. Два типа устойчивости растений // Проблемы и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами селекции. В 2 ч. – Л.: Изд-во ВИР, 1981. – Ч. 1. – С. 9-11.
3. Кизеев А.Н., Жиров В.К., Никанов А.Н. Влияние промышленных эмиссий предприятий Кольского полуострова на ассимиляционный аппарат сосны // Экология человека. – 2009. - №1. – С. 9-14.
4. Кренке Н.П. Теория циклического старения и омоложения растений и практическое ее применение. – М.: Сельхозгиз, 1940. – 135 с.
5. Крючков В.В., Макарова Т.Д. Аэротехногенное воздействие на экосистемы Кольского Севера. - Апатиты: Изд-во КФ АН СССР, 1989. - 96 с.
6. Лимарь Р.С., Сахарова О.А. Быстрый спектрофотометрический метод определения пигментов листьев (по Нибом¢у) // Методы комплексного изучения фотосинтеза. - Л.: Изд-во ВИР, 1973. - С. 260-270.
7. Лукина Н.В., Никонов В.В. Питательный режим лесов северной тайги: природные и техногенные аспекты // Апатиты: Изд-во Кольского Научного Центра РАН, 1998. - 316 с.
8. Лукьянова Л.М., Локтева Т.Н., Булычева Т.М. Газообмен и пигментная система растений Кольской Субарктики // Апатиты: Изд-во КФ АН СССР, 1986. - 127 с.
9. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы растительной клетки // Итоги науки и техники. Сер. Физиол. раст. – 1989. - Т. 6. - 404 с.
10. Николаевский В.С. Оценка газоустойчивости растений // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (Методическое руководство). // Л., 1988. - С. 100-108.
11. Раменская М.Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии // Л.: Наука, 1983. - 216 с.
12. Цветков В.Ф., Семенов Б.А. Сосняки Крайнего Севера // М.: Агропромиздат, 1985. - 116 с.
13. Черных Н.А., Сидоренко С.Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере // М.: Изд-во РУДН, 2003. – 430 с.
14. Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. – СПб.: Изд-во НИИ химии СПб государственного университета, 1997. – 210 с.
15. Derome J., Niska K., Lindroos A.-J., & Valikangas P. The ion-balance monitoring plot network // The Lapland Forest Damage Project/ Russian-Finnish cooperation report. The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, Rovaniemi, 1993 – a. - P. 49-57.
17. Lichtenthaller H.K. Adaptation of leaves and chloroplasts to high quanta fluence rates // Photosynthesis VII. Photosynthesis and Productivity, Photosynthesis and Environment. - 1981. - Balaban Int., Sci Services, Philadelphia. Pa. – P. 273-287.
18. Lichtenthaller H.K., Wellburn A.R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents // Biochem. Soc. Trans. - 1983. - Vol. 11. - No. 5. - P. 591-592.
Основные термины (генерируются автоматически): хвоя сосны, площадка, снежный покров, хвоя, Кольский полуостров, техногенное загрязнение, исследуемый градиент, металл, снег, центральная часть.
Читайте также: