Тяжелые металлы в окружающей среде

98
99
Пространственные особенности локализации повышенных концентраций Pu в почвах 
достаточно чѐтко подчеркивает локальный характер поступления радионуклидов от такого 
рода источников поступления в Красноярском крае и Томской области, он аналогичен тако-
вому, как и вблизи ядерных предприятий других стран Мира, например, Англии в районе 
Саллафилда. 
За фоновый уровень Pu от глобального выпадения уральские исследователи (Уткин и 
др.,2004) предлагают принять интегральную плотность выпадения 
239,240 
Pu 60 Бк/км
2
, что 
примерно соответствует 0.14 Бк/кг почвы при еѐ плотности 1500 кг/м
3
и мощность 30 см или 
0.5 Бк/кг на мощность слоя 10 см. В почвах территории ВУРСа основное количество Pu со-
средоточено в интервале 0-20 см. 
Следует отметить, что несколько иная картина, как по уровню накопления Pu в при-
родных средах, так и масштабам их загрязнения, нежели в Челябинском, Томском и Красно-
ярском регионах, наблюдается в районе расположения такого родя ядерных объектов во 
Франции, например, в районе предприятия Маркуль. 
Так, обстоятельное исследование, выполненное Celine Duffa в 2001 г. на территории 
нижней части бассейна реки Рона, в районе ядерного центра в г. Маркуль (Франция), показа-
ло, что несмотря на то, что на этом объекте работало три ядерных реактора по наработке 
оружейного Pu (Gl1, G2, G3) и с 1958 по 1997 гг. функционировал завод по переработке 
ядерного топлива UP1, выбросы в окружающую среду были весьма незначительны. 
Анализ этих данных оказывает, что средний уровень накопления Pu 
239+240
около 0.11 
Бк/кг (на глубину 30 см, при плотности почв 1400 кг/м
3
), Pu
238
около 0.003 Бк/кг, а Am 
241
около 0.05 Бк/кг, при среднем отношении Pu
238
к Pu 
239+240
0.03. 
Максимальная концентрация Pu 
239+240
в почвах, которая была зафиксирована C. Dyffa 
в зоне влияния предприятия Маркуль составила 1.1. Бк/кг и только в некоторых образцах 
мхов, являющихся прекрасным сорбентом, зафиксирована удельная активность 4.77 Бк/кг. 
Можно предполагать, что в силу действующую во Франции законодательства, запре-
щающего выброс а-излучающих радионуклидов в окружающую среду, на ядерном объекте 
Маркуль, который имеет специальное разрешение на выброс этих компонентов, используют-
ся весьма эффективные технологии, позволяющие улавливать радионуклиды и тем самым 
достигается чрезвычайно низкий уровень загрязнения природной среды. По существу дела, 
он в 2-3 и более раза ниже, чем принимаемый нами сибирский региональный фон.
Геохимия техногенеза современного этапа развития биосферы характеризуется тем, 
что все большее количество химических элементов и соединений участвует в кругообороте 
вещества, формируя техногенные потоки различных уровней, которые принимают участие в 
реализации основных биогеохимических функций, выделенных В.И. Вернадским. 
В связи с включением человечества в состав живого вещества (ЖВ), к основным био-
геохимическим функциям, выделенным В.И. Вернадским следует добавить еще несколько 
геохимических функций, обусловленных деятельностью человечества (техногенезом по А.Е. 
Ферсману, 1937). 
Прежде всего, это функция рассеивания химических элементов и функция создания 
новых, ранее неизвестных в природе химических элементов, например, трансурановых и их 
изотопов, например, 
137
Cs, 
90
Sr, 
129
I и др. 
Анализ имеющихся материалов свидетельствует о том, что в составе ЖВ в зоне тех-
ногенеза содержатся все известные химические элементы периодической таблицы Д.И. Мен-
делеева. Об этом, на заре становления учения о биогеохимии писал В.И. Вернадский, кото-
рый утверждал, что «.количество химических элементов постоянно находящихся в организ-
мах, постоянно увеличивается в сознании человечества. По-видимому, каждое вещество так 
или иначе содержит в себе постоянно и не случайно (выделено нами) огромное количество 
известных нам типов атомов» (Вернадский, 1960
с
, с. 145). Так, уже в 1936 г в ЖВ фиксиро-
валось до 60 элементов. Эта тенденция особенно усилилась в связи с развитием техногенеза. 
Это предопределяется прежде всего яркой проявленностью у ЖВ концентрационной биогео-
химической функции. Концентрационные функции ЖВ, объясняют присутствие в нем всех 
известных на сегодняшний день химических элементов, в том числе техногенных рукотвор-
ных изотопов и элементов, например, Am, Pu и др., а их отсутствие в тех или иных объектах 
природы не означает, что их в них нет, как таковых, они просто не обнаруживаются суще-
ствующими на сегодняшний день методами анализа химического состава вещества. 
Так, до недавнего времени обстояла проблема с изучением уровня накопления плуто-
ния. На сегодняшний день концентрации Pu на уровне 10
-14 
% обнаруживаются современны-
ми ядерно-физическими методами и уже нет необходимости утверждать, что Pu в природе не 
обнаруживается (Эмсли, 1991). В качестве наиболее яркого примера присутствия Pu в орга-
нах и тканях людей могут быть материалы по районам функционирования предприятий 
ядерно-топливного цикла (Уткин и др., 2004) или в зонах аварий АЭС (табл. 1). 
Обращает на себя внимание весьма существенные диапазоны вариаций уровней 
накопления в живом веществе (ЖВ) химических элементов. ―Химический состав организмов 
колеблется едва ли менее, чем состав минералов‖, писал В.И Вернадский (1960
с
). 
Так, крайне неравномерное распределение в почках, например, характерно для урана, 
известного с момента его открытия как просто химического элемента ―почечного яда‖. Де-
тальные исследования его распределения с использованием методов радиографии показала, 
что в этом органе элемент концентрируется преимущественно в корковом слое и прокси-
мальных канальцах (Вредные химические вещества …, 1990). 
На наш взгляд, при геохимической характеристике ЖВ, целесообразно ввести в оби-
ход, по аналогу с устоявшейся терминологией, используемой при геохимической характери-
стике горных пород и минералов: минералы-носители и минералы-концентраты (Таусон, 
1961), два новых понятия: орган (ткан) – концентратор и орган (ткань) – носитель. Выделе-
ние органов и тканей ЖВ носителей и концентраторов химических элементов можно осу-
ществлять по коэффициенту концентрации (К
к
) относительно содержания элемента в биоло-
гическом виде в целом, т.е. речь идет о выявлении основной депонирующей среды. 
Если К
к 
> 1, мы можем говорить об органе или ткани – концентраторе, при К
к
< 1 – 
носителе. 
Так, например, для йода органом – концентратором будет щитовидная железа (К
к 
> 
1000), для кобальта – жировая ткань, подкожная клетчатка, скелет, соединительная ткань.
Депонирующей средой (органом - концентратором) для Pu, по-видимому, будет пе-
чень (рис. 1). 
В.И. Вернадский (делал также попытку выделять организмы по количеству накапли-
ваемого им элемента относительно среднего валового состава ЖВ. 
По этому показателю организмы он делил на четыре группы: 
- организмы данного элемента; 
- организмы богатые ими; 
- организмы обычные; 
- организмы бедные ими. 
Он даѐт примеры организмов – концентраторов для 11 химических элементов: Si, Al, 
Fe, Ca, Mg, Ba, Mn, S, Sr, P, C (Вернадский, 1960). 
Все эти элементы, включая H и O, которые присутствуют в любом ЖВ, относятся к 
основным (конституционным) и сопутствующим (второстепенным) структурообразующим 
элементам. 
Так, для Si он выделял: 
1) Кремниевые организмы. Si > 10%. Примером таковых были диатомеи, радиолярии 
и др.; 
2) Богатые кремнием организмы. Si около 1-2 %. К таковым он относил некоторые 
злаки, хвощи и др.; 
3) Обычные организмы. Содержание Si n*10
-1
– n*10
-3
%. Большинство растений, по-
звоночные (овца) и др. 

100
101
Таблица 1

жүктеу/скачать 6.49 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: