Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.
Раздел 4. Радиационная экология экосистем
4.3. Пресноводные экосистемы
4.3.1. Накопление радионуклидов пресноводными растениями
Эксперименты
показывают, что наиболее интенсивно накапливаются в водных растениях следующие
элементы: фосфор, железо, цинк, кобальт, иттрий, цирконий, ниобий, церий,
ртуть. Несколько медленнее концентрируются в растениях сера, хром, кальций,
стронций, рубидий, цезий. Особенно сильно накапливают стронций харовые
водоросли.
Коэффициенты
накопления радионуклидов в растениях можно значительно снизить (на целый
порядок), если внести в воду стабильные изотопы, имеющие с радиоизотопами
геохимическое родство. Например, КН стронция-90 в пресноводных растениях
обратно пропорционален содержанию в воде кальция и магния. В такой же
зависимости от калия находится второй важный искусственный радионуклид – цезий-137.
В
Институте экологии растений и животных УО РАН проводились исследования влияния рН
водной среды, температуры и освещенности водного бассейна на накопление
радионуклидов харовыми водорослями (Куликов, Чеботина, 1988; Чеботина, Куликов,
1998). Установлено, что КН радионуклидов водорослями с увеличением рН воды
снижается. Это связано с разными причинами. Накопление кобальта и железа
снижается в связи с появлением в щелочной среде коллоидных форм этих элементов,
плохо усваиваемых растениями. Радиоактивный стронций при рН = 7-9 выпадает в
осадок в виде карбоната и не может усваиваться растениями. Однако карбонат
стронция осаждается на поверхности растений, что создает ложное впечатление об
увеличении его концентрации в пресноводной флоре при подщелачивании водной
среды. Накопление цезия не зависит от кислотно-щелочных свойств воды.
В
накоплении некоторых радионуклидов большую роль играет свет. Установлено, что
КН кобальта, стронция и цезия с увеличением освещенности возрастает. Харовая
водоросль на свету накапливает больше этих радионуклидов, чем в темноте. Элодея
при повышенной освещенности интенсивнее накапливает лишь стронций (КН
увеличивается в 2 раза). Накопление пресноводными растениями железа, иттрия и
церия не зависит от освещенности водоема. Количество поглощенных растениями
радионуклидов зависит и от температуры воды. Харовая водоросль при повышении
температуры до 28°С предпочтительнее
поглощает стронций (КН возрастает в 1,5 раза), а роголистник – цезий. Элодея в
теплой воде концентрирует оба эти радионуклида (КН увеличивается в 1,5-3 раза).
Таким
образом, свет и температура влияют на поглощение радионуклидов водными
растениями, но природа этих химических элементов и индивидуальные особенности
растений вносят в это правило свои поправки.
Концентрация
химических элементов, в том числе и радиоизотопов, в зимней воде возрастает в
несколько раз, по сравнению с летним периодом, что связано с
вымораживанием воды зимой. Накопление же радионуклидов водными растениями имеет
противоположную тенденцию. Это объясняется неодинаковой степенью биологической
активности растений в разное время года.
Известно,
что каждый континентальный
водоем характеризуется определенным сочетанием физико-химических и
биологических показателей. В зависимости от этого пресноводные бассейны
подразделяются на олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные и дистрофные. Исследования
показали, что в ряду олиготрофные – дистрофные водоемы КН стронция и цезия в
растениях возрастает (Куликов, Чеботина, 1988).
Обогащенные
радионуклидами водные растения в конце вегетационного периода отмирают и
формируют донные отложения. При этом в самой отмершей органике не происходит
значительной концентрации радиоактивных элементов. Однако многие радионуклиды
могут мигрировать в илистую фракцию, постепенно накапливаясь в ней.
Значительная часть стронция, как наиболее подвижного радионуклида, при
разложении растений переходит обратно в водную среду.
|