Нагромадження радіонуклідів у компонентах фітоценозу

2.1 Нагромадження радіонуклідів у компонентах фітоценозу

Особливістю радіонуклідного забруднення, пов'язаного із антропогенною радіонуклідною аномалією, є розмаїтість хімічних форм агрегатних станів, викинутих у навколишнє середовище радіоактивних елементів. Частина елементів була викинута у водорозчинному, крапельно-рідкому стані, частина ж у вигляді "гарячих" часток, причому співвідношення цих форм не є постійним, а змінюється під впливом біотичних і абіотичних факторів середовища. У цих умовах нагромадження радіонуклідів рослинами, що відбувається в основному за рахунок водорозчинної й обмінної форм компонентів забруднення, відбиває досить складні перехідні процеси в ґрунті, швидкість і спрямованість яких визначається біологічною активністю всіх компонентів кореневого шару.

Значна частина радіонуклідів перебуває в ґрунті, як на поверхні, так і в нижніх шарах, при цьому їхня міграція багато в чому залежить від типу ґрунту, його гранулометричної сполуки, водно-фізичних і агрохімічних властивостей.

Говорячи про кореневе надходження радіоактивних забруднень, слід зазначити, що цезієвий період кореневе надходження забруднень визначає стронцій-90 і цезій-137. Будучи хімічними аналогами, відповідно кальцію й калію, вони відрізняються високою рухливістю. Причому, при позакореневому шляху надходження найбільш рухливий цезій-137. Позакореневе надходження ж стронцію-90 відбувається в десятки разів повільніше. І, навпаки, при кореневому шляху надходження більше рухливий стронцій-90, що із ґрунту через корінь легше надходить у рослини.

Поглинання ґрунтом стронцію-90 менше, ніж цезію- 137, а отже, він є більш рухливим радіонуклідом. У момент викиду цезію-137 у навколишнє середовище, радіонуклід споконвічно перебуває в добре розчинному стані (парогазова фаза, дрібнодисперсні частки й т.д.) У цих випадках надходження в ґрунт цезія-137 є легко доступним для засвоєння рослинами. Надалі радіонуклід може включатися в різні реакції в ґрунті й рухливість його знижується, збільшується міцність закріплення, радіонуклід “старіє”, а таке “старіння” представляє комплекс ґрунтових кристалохімічних реакцій з можливим входженням радіонукліда в кристалічну структуру вторинних глинистих мінералів. Механізм закріплення радіоактивних ізотопів у ґрунті, їхня сорбція має велике значення, тому що сорбція визначає міграційні якості радіоізотопів, інтенсивність поглинання їхніми ґрунтами, а, отже, і здатність проникати їх у корінь рослин. Сорбція радіоізотопів залежить від багатьох факторів і одним з основних є механічна й мінералогічна сполука ґрунту. Важкими по гранулометричній сполуці ґрунтами поглинені радіонукліди, особливо цезій 137, закріплюються сильніше, ніж легкі й зі зменшенням розміру механічних фракцій ґрунти, міцність закріплення ними стронцію 90 і цезію 137 підвищується. Найбільш міцно закріплюються радіонукліди мулистою фракцією ґрунту. Більшому втриманню радіоізотопів у ґрунті сприяє наявність у ній хімічних елементів, близьких по хімічних властивостях до цих ізотопів. Калій схожий по своїх хімічних властивостях із цезієм 137. Калій, як неізотопний аналог цезію перебуває в ґрунті в макрокількостях, у той час як цезій в ультромікроконцентраціях. Внаслідок цього в ґрунтовому розчині відбувається сильне розведення мікрокількостей цезію 137 іонами калію, і при поглинанні їх кореневими системами рослин відзначається конкуренція за місце сорбції на поверхні кореня. Тому при надходженні цих елементів із ґрунту в рослинах спостерігається антагонізм іонів цезію й калію. [6, 15-18]

Крім того ефект міграції радіонуклідів залежить від метеорологічних умов (кількість опадів). Встановлено, що стронцій 90, який потрапив на поверхню ґрунту, вимивається дощем у самі нижні шари. Варто помітити, що міграція радіонуклідів у ґрунтах протікає повільно і їхня основна частина перебуває в шарі 0 5 см.

Нагромадження (винос) радіонуклідів сільськогосподарськими рослинами багато в чому залежить від властивості ґрунту й біологічної особливості рослин. На кислих ґрунтах радіонукліди надходять у рослини в значно більших кількостях, ніж із ґрунтів слабокислих. Зниження кислотності ґрунту, як правило, сприяє зменшенню розмірів переходу радіонуклідів у рослини. Так, залежно від властивості ґрунту вміст стронцію 90 і цезію 137 у рослинах може змінюватися в середньому в 10-15 разів. А міжвидові розходження сільськогосподарських культур у нагромадження цих радіонуклідів спостерігається зернобобовими культурами. Наприклад, стронцій 90 і цезій 137, в 2 6 разів поглинається інтенсивніше зернобобовими культурами, ніж злаковими. Надходження стронцію 90 і цезію 137 у травостій на лугах і пасовищах визначається характером розподілу в ґрунтовому профілі. [6, 22]

Нагромадження радіонуклідів трав'янистими рослинами залежить від особливостей будови дернини. На злаковому лузі з потужною щільною дерниною вміст цезію 137 у фітомасі в 3-4 рази вище, ніж на різнотравному з пухкою малопотужною дерниною. Культури з низьким змістом калію менше накопичують цезій. Злакові трави накопичують менше цезію в порівнянні з бобовими. Рослини порівняно стійкі до радіоактивного впливу, але вони можуть накопичувати таку кількість радіонуклідів, що стають не придатними до вживання в їжу людини й на корм худобі.

Надходження цезію-137 у рослини залежить від типу ґрунту. За ступенем зменшення нагромадження цезію у врожаї рослини ґрунту можна розташувати в такій послідовності: дерено-підзолисті супіщані, дерново-підзолисті суглинні, сіра лісова, чорноземи й т.д. Нагромадження радіонуклідів у врожаї залежить не тільки від типу ґрунту, але й від біологічної особливості рослин. Відзначається, що кальцієлюбні рослини зазвичай поглинають більше стронцію-90, ніж рослини бідні кальцієм. Найбільше накопичують стронцій-90 бобові культури, менше коренеплоди й бульбоплоди, і ще менше злакові. Нагромадження радіонуклідів у рослині залежить від вмісту в ґрунті елементів харчування. Так встановлено, що мінеральне добриво, внесене в дозах N 90, Р 90, збільшує концентрацію цезію-137 в овочевих культурах в 3-4 рази, а аналогічні внесення калію в 2-3 рази знижує його зміст. Позитивний ефект на зменшення надходження стронцію-90 у врожай зернобобових культур робить внесення речовин, які містять кальцій. Так наприклад внесення у вищолужний чорнозем вапна в дозах, еквівалентних гідролітичної кислотності, зменшує надходження стронцію-90 у зернові культури в 1,5-3,5 рази. Найбільший ефект на зниження надходження стронцію-90 у врожай рослин досягається внесенням повного мінерального добрива на фоні доломіту. На ефективність нагромадження радіонуклідів у врожаї рослин впливають органічні добрива й метеорологічні умови, а також і час їхнього перебування в ґрунті. Встановлено, що нагромадження стронцію-90, цезію-137 через п'ять років після їхнього проникнення в ґрунт знижується в 3-4 рази. У такий спосіб міграція радіонуклідів багато в чому залежить від типу ґрунту, її механічної сполуки, водно-фізичних і агрохімічних властивостей. Так на сорбцію радіоізотопів впливають багато факторів, і одним з основних є механічний і мінералогічний склад ґрунту. Важкими по механічній сполуці ґрунтами поглинені радіонукліди, особливо цезій-137, закріплюються сильніше, ніж легкими. Крім того ефект міграції радіонуклідів залежить від метеорологічних умов (кількості опадів). Нагромадження (винос) радіонуклідів сільськогосподарськими рослинами багато в чому залежить від властивості ґрунту й біологічної здатності рослин.

Масовий відбір ґрунту, рослинності, зроблений улітку 1986 р. по всій території України, і наступний їхній гамма-спектрометричний аналіз дозволив виділити ряд кількісних і якісних особливостей у характері забруднення різних районів, відповідно до яких територія України може бути умовно розділена на три зони: ближня зона радіусом 10 - 20 км від ЧАЕС; проміжна зона — від 20 до 150 км; далека зона — понад 100 - 150 км від ЧАЕС [11, 57]. Конфігурація цих зон характеризується різним ступенем витягнутості по напрямках. За рівнем сумарної активності основних продуктів розподілу (цезію, церію, цирконію, барію) у ґрунті вони різняться в такий спосіб: n-10^-7 –n-10^-8Ки/кг — дальня зона; n-10^-9 — n-10^-10Ки/кг — проміжна зона; n-10^-7— n-10^-5 та більше Ки/кг —ближня зона. Наряду с кількісними відмінностями за рівнем сумарної активності радіоактивне забруднення ґрунту й фітомаси в цих зонах має ряд особливостей як за складом, так і за характером поглинання радіонуклідів структурними компонентами фітоценозу, які мають принципове значення з погляду формування дозових навантажень на рослинні співтовариства, за рахунок включення їх у продукти харчування, у тому числі кормові й зернові культури, що приводять до зараження молока, м'яса й хлібопродуктів.

Результати дослідження нагромадження радіонуклідів у рослинах, що характеризуються морфологічними особливостями видової приналежності й виростають на реперних ділянках з різними рівнями радіоактивного забруднення, показали [14, 46-48], що існують міжвидові й навіть внутрішньовидові розходження в нагромадженні радіонуклідів у різних частинах рослин. Амплітуда коливань значень рівнів активності суміші гамма-випромінювачів для різних культур перебувала в межах 2 - 5-кратних розходжень, а для люпину (Lupinus luteus L.) досягала навіть 20-кратної величини. Динаміка нагромадження радіонуклідів багаторічними кормовими травами (люцерна (Medicago sativa L.), люпин) характеризувалася різким спадом питомої активності в 1987 р. у порівнянні з 1986 р. і менш значним у наступний період. Більше високим ступенем нагромадження радіонуклідів характеризується коренева система в порівнянні з надземною частиною рослини в цілому як у лугових, так і в злакових культур (розходження від 1,3 до 7-кратних). Серед органів надземної частини рослин найбільшою концентрацією радіонуклідів відрізнялися листки й найменші репродуктивні органи (суцвіття). Таким чином, нагромадження радіонуклідів рослинами визначається не тільки їхньою кількістю в ґрунті конкретного регіону, але й анатомо-морфологічними й фізіологічними особливостями рослинного організму, типом кореневої системи, ступенем її розвитку й глибиною проникнення в ґрунт.

Лісова рослинність має велику поглинальну ємність стосовно радіонуклідів, що пов'язане з наявністю значно й сильно розчленованих поверхонь (листя, хвоя, дрібні гілки). Так, надземна частина сосново-березового лісу (типові ділянки Полісся) затримала більше 40 % різних випадань (⁹⁰Sr,¹³⁷Cs,¹⁴⁴Рє), сосновий приріст – 90 %, густі соснові насадження — майже 100 %. Більша поглинальна здатність хвойних порід зв'язана й з тим, що поверхня багаторічної неопадаючої хвої цілий рік концентрує радіонукліди.

Лісові насадження 30-кілометрової зони навколо ЧАЕС представлені головним чином молодняками й середньодорослими рослинами (57,3 і 33,3%). Середній вік насаджень 35 років. Найпоширеніші лісостворюючі породи — сосна звичайна (Pinus sylvestris), дуб (Quercus robur), береза (Betula pendula), осика (Populus tremula), вільха (Ainobetula rubra).

Аналіз отриманих в 1986 р. даних по вертикальному розподілі радіонуклідів на хвойних древостоях дозволив виявити наступні закономірності: деревами 20 - 25-літнього віку, що виростають на території, що прилягає до ЧАЕС, крупнодисперсні аерозолі (частки більше 50 мкм.) практично не затримувалися й осідали безпосередньо під пологом лісу, з них 30 % — у лісовій підстилці. У надземній фітомасі деревного ярусу затримувалося близько 20 % радіонуклідів. Значно забруднена поверхня кори, особливо тієї частини, що звернена до джерела викиду. Ефективність захоплення аерозолів надземними органами рослин залежала як від фізико-хімічних параметрів аерозолів, що випадають, так і від устрою листової поверхні й морфологічної будови цих рослин. [4, 58-61]

У рослин чутливість до іонізуючих випромінювань змінюється за час життя. Як і у всіх тварин, у них є "критичні" органи й тканини, що найбільше гостро реагують на опромінення. Найбільш чутливий до радіоактивних забруднень деревостій, особливо хвойні ліси (сосна, ялина, кедр, модрина). Хвойні дерева в 5-10 разів дошкульніше листяних порід. Трав'янисті рослини й більшість чагарників стійкіше деревних рослин. Нижчі рослини (мохи, водорості, лишайники) ще стійкіше до опромінення. Однак мохи відрізняються найбільшою концентруючою здатністю. Коефіцієнт нагромадження в них стронцію й цезію в 5-10 разів вищий, ніж у трав'яних рослин. У деревному ярусі найбільшим забрудненням відрізняються кора дерев і асимілюючі органи (листя, хвоя), потім ідуть гілки, спочатку дрібні, потім великі. Найбільше забруднюється деревина берези, менше — дуба, вільхи.

Радіоактивні аерозолі розміром менш 50 мкм. селективно адсорбувались (захоплювалися) волосками, що містять смолисті речовини, розташованими на поверхні листка рослин. Понад 30 % загальної кількості продуктів розподілу, утримуваного рослинністю, пов'язане з аерозолями розміром менш 4 мкм. Дані про рівні забруднення фітомаси багаторічних рослин і динаміку її зниження свідчать про переважаючий внесок некореневого механізму забруднення до 1988 р. і про постійне збільшення внеску кореневого надходження з 1988 р. по теперішній час.

У перший рік після аварії в надземній фітомасі хвойних лісів утримувалося 18,5 % ¹³⁷Cs і 6,7 % ⁹⁰Sr. Причому, у підстилці перебувало 64,5 і 83,2 % відповідно, а в ґрунті 17,0 і 10,1 % загальної кількості.

Отримані дані свідчать, що до 1990 — 1992 р. у верхній шар ґрунту з підстилки мігрувало близько 25 % радіонуклідів. У трав'янистому покриві під пологим хвойного ліси за 5 років вміст ⁹⁰Sr зменшився більш ніж в 2 рази, a ¹³⁷Cs — в 7,5 рази. У загальній формі співвідношення активності, виражене у відсотках від сухої маси, виглядає так:

хвоя (листя) > дрібні гілки > більші гілки > стовбури.

В 1992 р. збільшилося кореневе надходження ¹³⁷Cs у різні органи й тканини. Причому інтенсивність надходження залежить від ступеня забруднення ґрунту полігонів. Найбільш інтенсивне надходження відзначене в рослин, що виростають на полігонах с.Новошепеличи (150 Ки/км²) і с.Буряковка (70 Ки/км²).

На мал. 1, 2 представлені результати радіоавтографії галузей хвойних і листяних порід різного віку, відібраних на фіксованих полігонах. Якщо в 1986 - 1987 р. реєструвалося тільки поверхневе забруднення фітомаси, то автографи 1992 р. свідчать про значне включення радіонуклідів безпосередньо в тканину хвої й листя.

Отримані в 1992 р. дані про рівні забруднення фітомаси, про топографію розподілу радіонуклідів по органах рослин свідчать про значне підвищення внеску кореневого надходження у фітомасу. Ця закономірність особливо проявляється в рослин, що виростають на території з рівнем забруднення більше 100 Ки/км². Ці дані свідчать про необхідність строгої диференціації території зони при розробці заходів щодо догляду за лісовими насадженнями.

Мал.1. Радіоавтограф гілки осики 3-річного віку, що виростає на полігоні з рівнем забруднення понад 200 Ки/км^2.

Результати спостережень в 1986 - 1992 р. над характером вертикальної міграції радіонуклідів по ґрунтових обріях різних ґрунтів на фіксованих полігонах в 30-кілометровій зоні ЧАЕС, показали, що незалежно від типу ґрунтів і характеру приґрунтового покриву, основні їхні кількості фіксовані у верхньому 1-5-сантиметровому шарі ґрунту. Однак в останні роки відзначається тенденція до збільшення швидкості вертикальної міграції, проявляється залежність розподілу радіонуклідів від генетичних особливостей ґрунтів, характеру ґрунтового покриву, ступеня зволоженості.

Так, у результаті вертикальної міграції до кінця вегетаційного періоду 1992 р. радіонукліди в доступних для вимірів концентраціях мігрували в прошарок 15-20 см. мінеральної частини ґрунтів. Найбільша швидкість міграції радіонуклідів по в сторону зменшення в торф'яних, луго-болотних, лугових ґрунтах. Низькою рухливістю ¹³⁷Cs характеризується в дернових слабокопідзолистих глинясто-піщаних ґрунтах.

На зайнятих лісами територіях близько 85 % радіонуклідів продовжує залишатися в підстилці. Таким чином, основна кількість радіонуклідів зосереджена в прошарку ґрунту 0 - 5 см. Тут за весь період спостережень запас ³⁷Cs знизився на 12 % , у тому числі за останні 2 роки на 8 %, а в нижніх прошарках —збільшився: у прошарку 5 - 10 см. на 1,5 %, у прошарку 10 - 15 см.— на 0,5 %. Міграція ¹³⁷Cs пo профілю ґрунту відбувається приблизно на 1 см. у рік.

Розраховані значення коефіцієнтів квазидиффузії ¹³⁷Cs лежать у межах 1,6-10^-9 см²/с для дернових слабопідзолистих глинисто-піщаних ґрунтів і 3,5·10^-9 см²/с для торф'яних малопотужних. [7, 16]

Відсутність або наявність лісової підстилки на ґрунті в сосновому або березовому лісі істотно відбивається на міграції ¹³⁷Cs і з листового березового або хвойного соснового опаду в поверхневий прошарок ґрунту. Період напіввитрат ¹³⁷Cs зі свіжого опаду, поміщеного на ґрунт із підстилкою — 5 діб а на ґрунті без підстилки — 45 діб.

Швидкість розкладання свіжого листового опаду була в 10 разів більше, ніж у варіанті без підстилки. Міграція радіонуклідів з підстилки ґрунту в рослини за 5 років склала близько 0,01 %.

Особливості біологічної дії іонізуючих випромінювань на багаторічні рослини в 30-кілометровій зоні ЧАЕС пов'язані з нерівномірним розподілом дозових навантажень на окремі частини й органи рослин протягом після аварійного періоду, обумовлених процесами міграції, нагромадження й перерозподілу радіонуклідів як у ґрунті, так і в самій рослині.

Відмінною рисою деревних рослин є високий ступінь локалізації радіочуттєвих тканин. Практично всі біологічні ефекти на рівні багаторічного організму викликані дією випромінювання на верхівкову меристему рослин. Навіть такі ефекти, як посилення кущіння, інтенсивне зростання бічних пагонів або пробудження сплячих бруньок, пов'язані з поглиненою дозою у верхівковій меристемі, оскільки поразка конуса наростання проводить до зняття апікального домінування. Тому для прогнозування стану багаторічних рослин в 30-кілометровій зоні ЧАЕС необхідно досліджувати не тільки формування загальної дозової навантаження на біоценоз, але й динаміку формування дозових навантажень на критичні тканини рослин (меристеми), тобто досліджувати геометрію розподілу доз по ярусах багаторічних рослин.

Для одержання даних про експозиційну дозу в різних ярусах деревостою використовували термолюмінесцентні, біологічний і рентгенографічний методи дозиметрії.

Таблиця 1.

Вертикальна міграція радіонуклідів у ґрунті (Бк/кг). Полігон - с.Новошепеличи, 1991 р.

За допомогою датчиків, розташованих у ярусах крон представників голосім’яних рослин - ялина (Picea excelsa), сосна (Pinus sylvestris) — на різній висоті від поверхні ґрунту, отримані дані про зміну дозових навантажень на вегетативні апекси протягом вегетаційного періоду на фіксованих полігонах (села Новошепеличи, Черевач, Залісся, лінії електропередач (ЛЕП)), які свідчать про те, що відзначаються істотні розходження в дозових навантаженнях на апекси як по вертикалі в межах кожної рослини, так і в межах кожного з полігонів.

Якщо в перші роки після аварії дозова навантаження визначалося зовнішнім забрудненням кори й хвої (близько 70 % радіонуклідів у вигляді дрібних аерозолів утримувалося обростаючою деревиною, корою, хвоєю й тільки 30 % перебувало в листовому опаді й ґрунті), то в цей час активність розподілилася по досліджуваних компонентах у такий спосіб, %: хвоя, листя — 1 - 3; кора – 4 - 20; ґрунт – 0,2 - 0,4; трава – 4 - 6; підстилка — 78 - 95. Наслідком перерозподілу дозових навантажень з'явилося різке посилення відбудовних процесів в апексах верхніх ярусів дерев, що виявилося в значному зменшенні кількості аномалій у формостворюючих процесах.

Аналіз отриманих результатів показав, що максимальну дозову навантаження в 1991 р. мали точки росту нижнього ярусу деревостоя, розташовані в безпосередній близькості від поверхні ґрунти. Так, у районі с.Новошепеличи доза опромінення меристем апексів верхівкових бруньок сосни і ялини склала 82,3 мГр/рік, бічних пагонів, розташованих на висоті 50 см. — 103,4 мГр/рік.

Інша закономірність дозових навантажень виявлена на полігонах з більш низькою щільністю забруднення. Так, у районі с. Залісся доза опромінення бруньок нижнього ярусу склала 28,9 мГр/рік, а верхівкових бруньок — 27,2 мГр/рік. Слід зазначити, що на висоті першого ярусу рослин сосни і ялини п'ятирічного віку на полігоні с. Новошепеличи потужність експозиційної дози більш ніж на порядок вище, ніж у районі полігона с.Залісся (табл. 2.).

Таблиця 2.

Потужність експозиційної дози на різній висоті від поверхні ґрунту на полігонах 30-кілометрової зони ЧАЕС в 1991 р. (24.04 - 16.10)

Характерною рисою вегетативного періоду 1992 р., як опромінення в сумарну дозу на полігонах показали результати аналізу кернів зі стовбурів рослин, з'явилося значне кореневе надходження радіонуклідів у вегетативні органи рослин, що істотно позначилося на формуванні дозових навантажень за рахунок інкорпорованих радіонуклідів.

Дані, отримані за перше півріччя 1992 р., свідчать про більш низькі в порівнянні з попередніми роками дозах, поглинених кореневою системою багаторічних рослин. Так, експозиційна доза на поверхні ґрунту полігона с.Залісся склала 5-8 сГр, а на глибині 50 см. — 0,3 - 0,4 сГр. Чітко простежується значне зниження дозових навантажень на кореневу систему багаторічних рослин у порівнянні з попередніми роками. В 1991 р., використовуючи методи термолюмінесценції й електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) керамічних зразків, відібраних на полігонах 30-кілометрової зони, удалося реконструювати первинну дозу, отриману багаторічними насадженнями в перший рік після аварії. Результати цих досліджень свідчать про те, що основна, ударна доза була отримана в 1986 р. Ця доза становить 11,0 Гр для полігона с. Новошепеличи й 4,5 Гр для полігона с.Залісся. Від сумарної дози, отриманої за 6 років після аварії, ударна доза становить 96 - 97 %. Ці дані істотно змінюють уявлення про внесок гострого й хронічного опромінення у формування радіобіологічних реакцій багаторічних рослин.

Мал. 2. Радіоавтограф сіянців сосни й брусниці, що виростають на полігоні з рівнем забруднення понад 200 Ки/км.

Такий перерозподіл дозових навантажень, природно, позначається на характері прояву різних аномалій у рості й розвитку латеральних і термінальних бруньок рослин. [10, 16-17]

Розділ ІІІ. Тератогенез в зоні антропогенної радіонуклідної аномалії

Крім ростових реакцій на радіонуклідний пресинг, у рослин в 30-кілометровій зоні ЧАЕС виникли різного роду аномалії в морфогенетичному процесі, що зв'язано не тільки із зовнішнім опроміненням, але й з нерівномірністю розподілу радіоактивних елементів у тканинах рослин, що формуються.

Отримано багаторічні дані [10, 17] по виходу морфологічних аномалій в озимої пшениці. В 1986 - 1987 р. кількість аномалій перевищувало 40 %, а в наступні роки ця цифра значно зменшилася. Спектр виявлених аномалій досить широкий, однак частота їхньої зустрічальності різна. Так, у перший рік після аварії в рослин озимої пшениці, що перебувають у фазі кущіння, найбільш частим проявом ушкоджень (49 %) було утворення в колосі стерильних зерен або так звана череззерниця. В 1987 р. кількість аномалій цього типу досягло 30 %, а в наступному поколінні зменшилося (1,9 %). Часто зустрічалися колосся з додатковими колосками ("грижі") і вкорочені колосся. Утворення додаткових колосків у наступних поколіннях зростало майже в 2 рази. До розповсюджених змін структури колосся можна віднести аномалії типу скверхед.

Викид радіонуклідів зі зруйнованого реактора в період, коли багаторічні деревні рослини перебували в стані найбільшої радіочуттєвасті привів їх до короткочасного гострого тотального опромінення, що перейшло потім у хронічне. У результаті такого впливу на ділянках, де розрахункові значення доз склали за перший рік 7,4 Гр, за другий — 2,54, за третій — 1,55 Гр, реєстрували появу різного роду аномалій у формостворювальному процесі багаторічних рослин. (Мал. 4) Форма прояву аномалій залежала від дозових навантажень, які визначалися характером розподілення радіонуклідів по асиміляційній поверхні вегетативних органів рослин.

Під впливом гострого опромінення у весняний період 1986 р. (полігон в 10-кілометровій зоні) у цьому ж році відбулися зміни листових пластин у хвойних і листяних дерев. Листові пластини ялини іноді збільшувалися в 3 рази. Різко змінився колір голочок. У сосни вони були ясно-жовті, а в ялини — малинові. Листові пластинки дорослих дерев дуба помітно втратили властиву їм конфігурацію, аж до придбання форми овалу. У зв'язку з більшим нагромадженням антоціанів листя змінило фарбування — стало малиновим. В однолітніх саджанців дуба (Quercus robur L.) спостерігалося сильне кущіння прикореневих пагонів, укорочення черешків, утворення пальмовидних пагонів на одній гілці. Однолітні саджанці каштана (Castanea sativa L.) являли собою рослини з різко вкороченими пагонами, невеликими листовими пластинками, що мали зелено-жовтий колір. Відзначено розсічення листових пластин, збільшення кількості радіальних прожилок і зменшення між ними мезофільних прошарків клітин. [11, 57]

Мал. 3 Порушення в процесі морфогенезу у вегетативних пагонах ялини, що виростає на полігоні з рівнем радіонуклідного забруднення понад 150 Ки/км

Мікроскопічні дослідження пагонів, на яких виявлені порушення формостворюючих процесів, показали [17, 16-17], що розвиток латеральних бруньок у цьому випадку загальмовано, а організація термінального апекса порушена. Спостерігалася елімінація зони центральних материнських кліток і перехідної зони; клітки периферичної зони формували значну частину бруньки; закладка луски модифікувалася. Верхівки пагонів із укороченими стеблами й хвоєю не мали термінальної бруньки — її заміщали кілька латеральних.

При скануванні зачатків пагонів, що перебувають у стані зимового спокою, 1987 - 1988 р. на їхній розширеній основі реєстрували істотну зміну апікальної частини, стовщення купола зачатка, на її місці в зачатку утворювалося поглиблення, розміри якого варіювали.

Таким чином, при гострому й хронічному опроміненні в багаторічних рослин, що виростають у насадженнях навколо ЧАЕС, зона Центральних материнських кліток з низьким рівнем мі тотичної активності виявлялася більше радіочуттєвішою, ніж ініціальний шар і периферична зона, де рівень мітотичної активності вищий, що веде до тератогенезу. Вид і розміри, що формуються залежать, очевидно, від поглиненої дози.

Похожие работы

Вплив радіоактивного забруднення на флору

Скачать

78192

8

4

... селищ і сіл за шляхом вітрового перенесення аерозолів і попелу. Багато важливих проблем радіоекології горілого лісу ще потребують детального дослідження. РОЗДІЛ 5 АНАЛІЗ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТІВ ТА РОСЛИННОЇ ПРОДУКЦІЇ ЧЕРНІГІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ Спостереження за щільністю забруднення ґрунту і рівнями забруднення рослинницької продукції радіонуклідами проводяться Чернігівським ...

Чернобыльская АЭС

Скачать

32809

7

0

оній - 240). Крім того, у викидах були присутні високорадіоактивні частки палива (гарячі частиці). Результати аеродозиметричного контролю радіаційного становища і відбора та аналіза навколишнього чередовища, які почали проводитися невдовзі після аварії, показали, що шайбільш забрудненим виявився район навколо реактора, який згодом став забороненою зоною. В інших районах зміни напрямку вітру і ...

Екологічні аспекти геологічної діяльності людини

Скачать

57307

2

0

... ії суші, хоча це й не така велика проблема, якщо врахувати, що 15% території Землі – пустелі. Геологічні проблеми на Україні Декілька слів скажемо про основні екологічні проблеми пов’язані з геологічною діяльністю на Україні. Територія України характеризується складними і різноманітними природними і інженерно - геологічними умовами. Багато районів відносяться до категорії техногенно навантажених ...

Гідробіоценоз Кременчуцького водосховища

Скачать

78254

2

5

... у кістяку наземних видів тварин. Нині людство майже не вживає природну питну воду і перейшло на техногенну — її одержують на водопровідних станціях шляхом фізико-хімічної обробки [1]. 2 СТАН ГІДРОБІОЦЕНОЗУ КРЕМЕНЧУЦЬКОГО ВОДОСХОВИЩА 2.1 Гігієнічний моніторинг Кременчуцього водосховища 2.1.1 Створення моніторингу Кременчуцького водосховища  в межах Черкаського регіону ...