222

Попадая в окружающую среду, радиоактивные изотопы достаточно часто рассеиваются и разбавляются, но они .могут также различными способами накапливаться в живых организмах и при продвижении по пищевой цепи. Эти способы мы ранее объединили под рубрикой «Биоло­гическое накопление» (см. стр. 99—100). Если скорость поступления ра­диоактивных веществ выше скорости их распада, то они могут просто накапливаться в воде, почве, осадках или воздухе. Иными словами, мы можем поставлять «природе», казалось бы, безобидное количество ра­диоактивности и получать ее обратно летальными порциями!

Отношение содержания некоторого радиоактивного изотопа в орга­низме к содержанию его в окружающей среде часто называют коэффи­циентом накопления. В химическом отношении радиоактивные изотопы ведут себя по существу так же, как и нерадиоактивный изотоп того же элемента. Таким образом, накопление радиоактивного изотопа в орга­низме не связано с его радиоактивностью, но просто демонстрирует в измеримой форме разницу концентраций данного элемента в среде и в организме. Некоторые из самых ранних данных о коэффициентах на­копления в водных и наземных пищевых цепях были получены на Ханфордском заводе Комиссией по атомной энергии на реке Колумбия, на востоке штата Вашингтон (Фостер и Ростенбах, 1954; Хенсон и Корн-берг, 1956; Девис и Фостер, 1958). Следовые количества искусственно полученных радиоактивных изотопов (32Р и т. п.) и продуктов деления (s°Sr, 137Cs, 1311 и т. п.) попадали в реку, пруды для накапливания отхо­дов и в воздух.

Фиг. 226. Накопление стронцня-90 в разных частях сети питания одного небольшого канадского озера, получающего низкоактивпые отходы. Цифры, указывают средние коэффициенты накопления относительно озерной воды, коэффициент накопления которой принят за единицу.

Концентрация фосфора в реке Колумбия была очень низкая, всего около 0,00003 мг на 1 г воды (т. е. 0,003: Ш3), но его концентрация в желтке яиц уток и гусей, получавших пищу из реки, составляла около 6 мг/г. Таким образом, 1 г яичного желтка содержит в 9-10е раз больше фосфора, чем 1 г речной воды. Мы не ожидали та­кого высокого коэффициента накопления радиоактивного фосфора, так как по мере его прохождения по пищевой цепи к яйцу должен был про­исходить распад (у этого изотопа короткий период полураспада), в ре­зультате которого его количество должно было уменьшиться. Такие вы­сокие коэффициенты накопления, как 1 500 000, отмечаются редко, в среднем они ниже {около 200000) (Хенсон и Корнберг, 1956). Уста­новлены коэффициенты накопления и для некоторых других изотопов: 250 для цезия-137 в мышечной ткани и 500 для стронция-90 в костях водоплавающих птиц (по отношению к концентрации этих изотопов в прудах для отходов, где кормились эти птицы). Концентрация радио­активного иода в щитовидной железе зайца в 500 раз выше, чем в ра­стущих другом растениях, которые в свою очередь накапливают этот изотоп, выбрасываемый в воздух из труб атомной станции. На фиг. 226 приведены коэффициенты накопления стронция-90 в разных звеньях водной сети питания вблизи другой атомной электростанции.

Радиоактивность не влияет на поглощение данного изотопа живой системой, однако после того, как изотоп попал в организм, он, конечно, оказывает вредное воздействие на активные ткани. Поэтому при уста­новлении «максимальных допустимых уровней» выброса изотопов в ок­ружающую среду следует делать поправку на «экологическое накопле­ние». Очевидно, следует остерегаться тех изотопов, которые имеют тен­денцию накапливаться в определенных тканях (как иод в щитовидной железе или стронций в костях), а также тех, которые обладают высокой активностью и длительным периодом полураспада. Кроме того, создает­ся впечатление, что коэффициенты накопления выше в малокормных местообитаниях, чем в кормных. В общем сле­дует ожидать больших тенденций к накоплению в водных экосистемах, чем в наземных, так как потоки питательных веществ в «жидкой» вод­ной среде более интенсивны,

Фиг. 227. Применение радиоактивных меток для составления схем пищевых цепей в интактных природных сообществах.

А. Введение метки в отдельное растение при помощи небольшого прокола на стебле. Б. Погло­щение метки на разных трофических уровнях. / ~-питающиеся нектаром; // — травоядные; /// — растения; IV — детритофаги; V — хищники. В. Схема сети питания, состоящей из дпул доминирующих БИДОН растений и потребляющих их травоядных. Дальнейшие объяснения — в. тексте.