Geum.ru

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар

Вид материалаУчебно-методическое пособие

Содержание


8.1 Радиационная разведка
8.2 Биотестирование радиоактивных загрязнений
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

8.1 Радиационная разведка


Радиационная разведка – важная составная часть мероприятий, проводимых при чрезвычайных ситуациях, связанных с возможным поступлением расщепляющихся материалов в окружающую среду. Радиационная разведка определяет границы зон радиоактивного загрязнения (на местности, объектах и др.) и зон с различными уровнями зараженности. В армии и гражданской обороне осуществляется специальными подразделениями.

Радиационная разведка решает следующие задачи:

- обнаружение загрязнения местности и приземного слоя воздуха радиоактивными веществами и передача информации об этом руководителю работ;

- определение мощности дозы гамма-излучения на маршрутах движения и обозначение границ зон радиоактивного загрязнения;

- отыскивание (при необходимости) путей обхода для преодоления загрязненных участков;

- контроль за динамикой изменения радиационной обстановки;

- взятие проб воды, продовольствия, растительности, грунта, объектов техники, имущества и отправка их в лаборатории;

- метеорологическое наблюдение;

- дозиметрический контроль личного состава после выхода из зоны радиоактивного загрязнения;

При организации радиационной разведки необходимо учитывать обстановку, которая может сложиться в районах проведения работ при изменении внешних условий (направление ветра и т.д.) или в случае повторного радиоактивного загрязнения. Для наблюдения за радиационной обстановкой на объектах проведения работ создаются посты радиационного наблюдения, основными задачами которых являются:

- своевременное обнаружение радиоактивного загрязнения и подача сигналов оповещения;

- определение направления движения облака радиоактивного вещества;

- разведка участков, загрязненных радиоактивными веществами в районе поста, а также метеорологическое наблюдение.

Пост радиационного наблюдения состоит, как правило, из трех человек. Он оснащается измерителями дозы излучения ДП-5 (А, Б, В), ДРГ-01Т и т.д., метеокомплектом № 3, индивидуальными измерителями мощности дозы излучения ИД-11 (ДКП-02 и т. д.), измерителями дозы излучения ИД-1, секундомером, средствами оповещения и связи, журналом для записи параметров радиационной обстановки, комплектом оборудования для взятия проб воздуха.

8.2 Биотестирование радиоактивных загрязнений


В последние десятилетия во многих странах биотестирование стало общепризнанным способом контроля качества водной среды при возможном поступлении различных токсикантов. Свойства воды в природе как объекта потребления определяются, наряду с химическим составом, присутствием в ней живых организмов (гидробионтов). С биологической точки зрения чистая нетоксичная вода - это вода, в которой нормально протекают биологические процессы полезных человеку гидробионтов (т.е. организмов, обеспечивающих чистоту воды). Биологическим критерием токсичности является сохранность видов и качества потомства. Этот критерий токсичности особенно важен при малых дозах токсических веществ. Испытания, выполняемые по определенной схеме и в определенных условиях, заключаются в определении действия того или иного вещества (или смеси веществ) на водные организмы (или их сообщества) путем регистрации изменения одного или нескольких биологических (или физиолого-биохимических) показателей состояния тест объектов.

С точки зрения эколога результаты определения концентрации токсических веществ имеют относительную ценность. В конечном счете, важно знать не уровни загрязнения, а вызванные ими изменения в биологических организмах. Однако, даже самый точный и совер­шенный химический анализ не может дать информацию об этих эффектах. К тому же, большинство известных токсических веществ, обладая однонаправленным механизмом действия на человека, проявляет суммарный токсический эффект. Известны случаи токсикологического синергизма. Широко применяемый гидрохимический анализ показывает лишь конкретную точку на шкале концентраций химического соединения, учитывается лишь одно отдельно взятое химическое вещество, а не комбинированное действие их большого числа. Только регистрация соответствующих аномальных состояний организма, популяции или сообщества позволяет судить о качестве водной среды с биологических позиций. Особенность информации с применением тест организмов состоит в интегральном отражении всей сово­купности свойств испытуемой среды с позиций восприятия их живыми объектами. С из­вестной степенью условности можно говорить о моделировании биотестовой системой некоторых форм восприятия экологической ситуации человеком, в частности, реакцией на од­новременное воздействие нескольких вредных факторов на преобладающем благоприятном фоне, реакцией адаптационного типа.

Основное назначение биотестов - быстрая интегральная оценка экологической ситуации. Если она имеет отклонение от нормального состояния, то деталь­ный анализ и выявление опасных компонентов необходимо продолжить специальными анализаторами. Целесообразно дополняя друг друга, биотестовые и физико-химические средства могут значительно повысить эффективность контроля за счет снижения стоимости комплексного анализа, увеличения его оперативности.

Биотест как экспериментальная оценка состояния окружающей среды по реакции жи­вого организма известен с давних пор. Как бы ни был совершенен тот или иной прибор для определения вредных примесей, он не может сравниться по сложности и точности реагиро­вания на токсическую примесь с живым организмом, механизмы взаимодействия которого со средой формировались на протяжении многих миллионов лет и поколений в процессе эволюционного развития. В то же время биотестирование не отменяет систему традицион­ных аналитических и аппаратурных методов контроля качества компонентов ландшафта, а лишь дополняет ее важными биологическими показателями.

Необходимость такого дополнения диктуется несколькими обстоятельствами. Одно из них связано с тем, что даже самые совершенные современные методы аналитического контроля не обеспечивают определения в окружающей среде всех загрязняющих веществ. Из многих тысяч загрязнителей достоверно определяются лишь десятки, в лучшем случае сотни, компонентов загрязнения. Однако, даже если бы удалось получить исчерпывающую информацию о хими­ческом составе всех экотоксикантов, остался бы нерешенным самый главный вопрос - степень опасности измеренных уровней загрязнения для жизни в данной среде обитания.

Такибаев Ж.С. и Ветринская Н.И. предлагают использовать для биотестирования биологического качества природных вод геоландшафтов, подвергшихся значительным техногенным нагрузкам, включая радиационные, изменение ионной проницаемости мембран растительных клеток. Этот метод может использоваться в комплексе с другими методами как экспрессный метод при мониторинге качества природных вод, а также в инспекционных целях. Надежность экспрессного определения биологического качества воды подтверждена многолетними экспериментами.

В качестве тест-объекта ими была выбрана часто используемая для этих целей элодея, а полученные результаты сопоставлялись с данными долговременных экспериментов. Элодея - одно из самых распространенных высших водных растений пресных водо­емов. В экспериментальной водной токсикологии элодея - тест-объект для оценки токсич­ности водной среды по движению хлоропластов в листьях и по угнетению ростовых процес­сов. Элодея (Elodea canadensis Rich.) относится к отряду Angiospermae, классу Munocoty-ledoneae, порядку Helobial, семейству Hydrocharitaceae.

В качестве тест-функции авторы использовали биофизический процесс - ионную про­ницаемость мембран клеток. Выбор тест - функции обусловлен тем, что в экспериментальных условиях при различных воздействиях, в первую очередь, нарушается транспортная функция мембран, что возможно зарегистрировать почти сразу после воздействия. В долговременных экспериментах использовалась другая тест-функция - угнетение ростовых процессов. В экспериментах они использовали молодые части растений длиной 4-5 см, инкубируемые в токсичной воде, пробы которой отбирались в на участке Дегелен, из штолен, в которых проводились ядерные испытания.

Инкубация растений в отобранных пробах проводилась в течение 1, 6, 10 суток. Затем растения отмывались и помещались в дистиллированную воду. Через 30 минут, 1 - 24 часа в воде с растениями измерялась электро­проводность, изменяющаяся за счет электролитов, выходящих из клеток элодеи в дистилли­рованную воду. Показателем токсичности принималось отношение величины электропроводности в опыте к величине электропроводности в контрольном эксперименте (оп/контр). В долгосрочных экспериментах элодея выдерживалась в токсичной воде 60 суток. Проводились наблюдения за физиологическим состоянием растений, интенсивностью роста на 1-ые, 10, 60 сутки.

Результаты экспериментов показали, что уже после односуточного инкубирования растений в токсичной воде нарушается функция мембран клеток элодеи. При кратковременном инкубировании в токсичной воде из штолен, загрязненных радионуклидами, (сроком до 1 суток) растения способны восстановить физиологиче­ские процессы до первоначального уровня очень быстро, практически в течение суток, а при больших сроках инкубации, для восстановления требуется более длительное время или они нарушаются необратимо.

Результаты экспрессного определения степени токсичности (время определения - 1 сутки) подтверждаются долгосрочными экспериментами (60 суток инкубации), где значи­тельные морфологические изменения произошли в тех случаях, где ранее была зарегистри­рована высокая степень токсичности – рисунок 11, и, напротив, ни­каких изменений по сравнению с контролем не обнаружено в тех случаях, где была зареги­стрирована низкая степень токсичности – рисунок 12.

По результатам экспериментов авторы сделали выводы, что нарушения ионной проницаемости мембран клеток элодеи проявляются в воз­растании степени токсичности, что возможно зарегистрировать после кратковременной инкубации растений (1 сутки) через 30 минут после воздействия токсичной воды. Применение подобного метода биотестирования позволяет использовать его как экспресс-метод для определения биологического качества анализируемой во­ды.

Метод позволяет проводить серийные наблюдения одновременно в большом количе­стве проб. К достоинствам метода следует отнести также простоту измерений, небольшую стоимость стандартной аппаратуры. В комплексе с другими методами он может использо­ваться как экспресс-метод при мониторинге качества природных вод в экологическом радиационном аспек­те.





Тестирование качества природной среды применяется достаточно широко, при этом в качестве тест-объектов применяются различные объекты. Существуют стандартные методики, как например:

- «Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний» (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.3-99).

- СТ РК 17.1.4.02-96 “Охрана природы. Гидросфера. Методика определения острой токсичности воды на цериодафниях".

- СТ РК 17.1.4.03-96 “Охрана природы. Гидросфера. Методика определения острой токсичности воды на водорослях" и др.

- СТ РК 17.1.4.04-98 “Охрана природы. Гидросфера. Методика определения острой токсичности воды на инфузориях".

- Методические рекомендации по определению токсичности проб воды экспресс методом на приборе "Биотестер-2" с использованием парамеций. Алма-Ата, 1995.




- Пожаров А.В., Папутская Н.И., Титаренко Ю.Н., Лебедев В.Ф., Захаров И.С. Метод биотестирования по хемотаксической реакции парамеций.//Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С.99-102.

Биотестирование следует рассматривать как введение в более тщательный и всесторонний анализ химического состава исследуемых объектов. Главная задача, которую решает биотестирование, заключается в получение быстрого и достаточно дешевого ответа - есть или нет токсичность в исследуемой среде.