Радиоэкология
Радиоэкология — раздел экологии, изучающий наличие радиоактивности в экосистемах Земли. Исследования в области радиоэкологии включают отбор проб на местах, экспериментальные полевые и лабораторные процедуры, а также разработку экологических прогнозирующих имитационных моделей в попытке понять методы миграции радиоактивных материалов в окружающей среде.
Практика состоит из методов общих наук физики , химии , математики , биологии и экологии , а также их применения в области радиационной защиты. Радиоэкологические исследования предоставляют необходимые данные для оценки доз и рисков, связанных с радиоактивным загрязнением и его воздействием на здоровье человека и окружающую среду. [1]
Радиоэкологи обнаруживают и оценивают воздействие ионизирующей радиации и радионуклидов на экосистемы, а затем оценивают их риски и опасности. Интерес и исследования в области радиоэкологии значительно возросли с целью выявления и управления рисками, возникшими в результате чернобыльской катастрофы . Радиоэкология возникла в связи с ростом ядерной деятельности, особенно после Второй мировой войны в ответ на испытания ядерного оружия и использование ядерных реакторов для производства электроэнергии.
История
[ редактировать ]
Искусственное радиоактивное воздействие на окружающую среду Земли началось с ядерного оружия испытаний во время Второй мировой войны , но не стало заметной темой общественных дискуссий до 1980-х годов. Журнал «Радиоактивность окружающей среды» (JER) был первым сборником литературы по этой теме, и он был создан только в 1984 году. [2] По мере роста спроса на строительство атомных электростанций человечеству стало необходимо понять, как радиоактивные материалы взаимодействуют с различными экосистемами, чтобы предотвратить или минимизировать потенциальный ущерб. Последствия Чернобыля стали первым крупным применением радиоэкологических методов борьбы с радиоактивным загрязнением атомной электростанции. [3] [4]
Сбор радиоэкологических данных о чернобыльской катастрофе осуществлялся в частном порядке. Независимые исследователи собрали данные о различных уровнях дозировки и географических различиях между пострадавшими районами, что позволило им сделать выводы о характере и интенсивности ущерба, нанесенного экосистемам в результате стихийного бедствия. [5]
Эти местные исследования были лучшим доступным ресурсом для сдерживания последствий Чернобыля, однако сами исследователи рекомендовали более сплоченные усилия между соседними странами, чтобы лучше предвидеть и контролировать будущие радиоэкологические проблемы, особенно учитывая текущие угрозы терроризма того времени и потенциальное использование о « грязной бомбе ». [6] Япония столкнулась с аналогичными проблемами, когда произошла ядерная катастрофа на Фукусиме-дайити , поскольку ее правительство также испытывало трудности с организацией коллективных исследовательских усилий.
Международная радиоэкологическая конференция впервые прошла в 2007 году в Бергене, Норвегия . [7] Европейские ученые из разных стран настаивали на совместных усилиях по борьбе с радиоактивностью в окружающей среде в течение трех десятилетий, но правительства не решались предпринять эту попытку из-за секретности, связанной с ядерными исследованиями, поскольку технологические и военные разработки оставались конкурентоспособными. [8]
Цель
[ редактировать ]Целями радиоэкологии являются определение концентрации радионуклидов в окружающей среде, понимание методов их поступления и определение механизмов их переноса внутри экосистем и между ними. Радиоэкологи оценивают воздействие как естественной, так и искусственной радиоактивности на саму окружающую среду, а также дозиметрически на организм человека. Радионуклиды передаются между всеми различными биомами Земли, поэтому радиоэкологические исследования проводятся в трех основных подразделениях биосферы: наземная среда, океаническая водная среда и неокеаническая водная среда. [9]
Научная основа
[ редактировать ]Ядерное излучение вредно для окружающей среды как в ближайшем (секунды или доли), так и в долгосрочном (годы или столетия) временном масштабе и влияет на окружающую среду как на микроскопическом ( ДНК ), так и на макроскопическом (популяционном) уровне. Степень этих эффектов зависит от внешних факторов, особенно в случае человека. Радиоэкология охватывает все радиологические взаимодействия, затрагивающие биологический и геологический материал, а также взаимодействия между различными фазами вещества, поскольку каждая из них способна переносить радионуклиды.
Иногда источником радионуклидов в окружающей среде является сама природа, поскольку некоторые геологические объекты богаты радиоактивным ураном или производят выбросы радона. Однако крупнейшим источником является искусственное загрязнение в результате ядерных аварий или выброса радиоактивных отходов с промышленных предприятий. Экосистемы, находящиеся под угрозой, также могут быть полностью или частично естественными. Примером полностью естественной экосистемы может быть луг или старовозрастный лес, пострадавший от радиоактивных осадков в результате ядерной аварии, такой как Чернобыль или Фукусима, в то время как полуестественной экосистемой может быть вторичный лес , ферма, водохранилище или рыболовство, находящееся на грани исчезновения. риск заражения от какого-либо источника радионуклидов. [10]
Основные виды травянистых или двустворчатых моллюсков, такие как мхи, лишайники, моллюски и мидии, часто являются первыми организмами, пострадавшими от выпадений в экосистеме. [11] поскольку они находятся в непосредственной близости к абиотическим источникам радионуклидов (атмосферный, геологический или водный перенос). Эти организмы часто обладают самыми высокими измеримыми концентрациями радионуклидов, что делает их идеальными биоиндикаторами для отбора проб радиоактивности в экосистемах. При отсутствии достаточных данных радиоэкологам часто приходится полагаться на аналоги радионуклидов, чтобы попытаться оценить или выдвинуть гипотезу об определенных экотоксикологических или метаболических эффектах более редких радионуклидов.
В целом методы радиоэкологии сосредоточены на изучении биоэлектромагнетизма окружающей среды , биоэлектрохимии , электромагнитного загрязнения и изотопного анализа .
Радиоэкологические угрозы
[ редактировать ]Земля в 21 веке находится под угрозой накопления ядерных отходов, а также потенциального ядерного терроризма , что может привести к утечкам.
Радиоактивность, происходящая из Северного полушария [12] наблюдается с середины 20 века. Некоторые высокотоксичные радионуклиды имеют особенно длительный период радиоактивного полураспада (в некоторых случаях до миллионов лет). [2] ), то есть они практически никогда не исчезнут сами по себе. Воздействие этих радионуклидов на биологический материал (связанное с их радиоактивностью и токсичностью) аналогично воздействию других токсинов окружающей среды, что затрудняет их отслеживание в растениях и животных. [2]
Некоторые стареющие ядерные установки изначально не предназначались для такой долгой эксплуатации, и последствия процедур обращения с ними не были хорошо поняты, когда они были построены. Одним из примеров этого является то, как радионуклид тритий иногда выбрасывается в окружающую среду в результате ядерной переработки , поскольку это не было предусмотренным осложнением в первоначальных порядках обращения с отходами. Трудно отступить от этих процедур, когда реактор уже введен в эксплуатацию, поскольку любое изменение либо чревато выбросом еще большего количества радиоактивного материала, либо ставит под угрозу безопасность людей, работающих над утилизацией. Защита благополучия человека была и остается по сей день первостепенной задачей радиоэкологических исследований и оценки рисков.
Радиоэкология часто ставит под сомнение этику защиты здоровья человека по сравнению с сохранением окружающей среды в интересах борьбы с вымиранием других видов. [13] но общественное мнение по этому вопросу меняется. [14]
См. также
[ редактировать ]- Беллесрад
- Биоэлектромагнетизм
- Радиоактивность окружающей среды
- Физика здоровья
- Радиация
- Радиобиология
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ИФЭ – Радиоэкология» . Архивировано из оригинала 9 сентября 2007 г. Проверено 15 октября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с С. К. Шеппард, Индекс радиоэкологии, что было важно? ; Журнал радиоактивности окружающей среды, том 68, выпуск 1, 2003 г., стр. 1–10.
- ^ Дж. Хилтон, Чернобыльская радиоэкология - обзор прошлого и взгляд в будущее ; Исследования в области наук об окружающей среде, том 68, 1997 г., стр. 47–73.
- ^ Сэр Фредерик Уорнер (редактор), Рой М. Харрисон (редактор), Радиоэкология после Чернобыля: биогеохимические пути искусственных радионуклидов (серия SCOPE)
- ^ 3.1.5. Отложение радионуклидов на поверхности почвы (PDF) . Вена: Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). 2006. стр. 23–25. ISBN 92-0-114705-8 . Проверено 12 сентября 2013 г.
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ МЁЛЛЕР Андерс и МУССО Тимоти А. (2006), Биологические последствия Чернобыля: 20 лет спустя ; Ревю: Тенденции в экологии и эволюции, том. 21, № 4, стр. 200–207; 8 стр. и 70 исх. ; ISSN 0169-5347 ([аннотация Инист/CNRS])
- ^ 1-я Международная конференция по радиоэкологии и радиоактивности окружающей среды, 15–20 июня 2008 г., Берген, Норвегия ; Журнал радиоактивности окружающей среды, том 97, выпуск 1, сентябрь 2007 г., стр. 83–84.
- ^ Международный симпозиум Комиссии европейских сообществ по радиоэкологии, применяемой для защиты человека и его окружающей среды: Рим, 7–10 сентября 1971 г. Конференц-зал ФАО, Viale delle Terme di Caracalla Water Research, Том 5, Выпуск 6, июнь 1971 г., стр. . 367–368
- ^ Радиоэкология: Чтобы понять эволюцию радиоактивности в окружающей среде, Корпоративные публикации IRSN: тематические буклеты IRSN, 2001, стр. 2
- ^ RW Mayes (1989), Количественная оценка потребления с пищей, пищеварения и метаболизма у сельскохозяйственного скота и ее значение для изучения поглощения радионуклидов ; в передаче радионуклидов животноводству (Оксфорд, 5–8 сентября 1988 г.); Наука об окружающей среде; Том 85, сентябрь 1989 г.; ( абстрактный )
- ^ Д. Джексон, А. Д. Смит (1989) Поглощение и удержание стронция, йода и цезия на низинных пастбищах после непрерывного или кратковременного осаждения ; стр. 63–72, в «Переносе радионуклидов животноводству» (Оксфорд, 5–8 сентября 1988 г.); Наука об окружающей среде; Том 85, сентябрь 1989 г. ( аннотация )
- ^ Беннетт, А. Бувиль, Дозы радиации в странах северного полушария в результате аварии на Чернобыльском ядерном реакторе; Environment International, том 14, выпуск 2, 1988 г., стр. 75–82 BG.
- ^ Р. Дж. Пентрит, Радиоэкология, радиобиология и радиологическая защита: каркасы и переломы; Журнал радиоактивности окружающей среды, том 100, выпуск 12, декабрь 2009 г., стр. 1019–1026.
- ^ Антуан Дебош, Системы непрерывного мониторинга радиоактивности. От предыстории радиозащиты к будущему радиоэкологии ; Журнал радиоактивности окружающей среды, том 72, выпуски 1–2, 2004 г., стр. 103–108.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Эрик Холл (2006), Радиобиология для радиобиолога , Липпинкотт.
- Уикер и Шульц (1982), Радиоэкология .
