Радионуклиды в гидросфере

Интерес к водной радиоэкологии диктуется рядом причин:

• — моря и океаны — основной резервуар, куда поступают радионуклиды (выпадения из атмосферы, жидкий и твёрдый сток с суши);
• — в водной среде обитают некоторые виды организмов с относительно высокой радиочувствительностью;
• — физико-химические свойства водной среды обеспечивают высокое накопление радионуклидов водными растениями и животными (коэффициенты накопления отдельных радионуклидов гидробионтами равны десяткам и сотням тысяч); аккумуляция радиоактивных веществ живым веществом в воде относительно среды значительно выше, чем на суше.

Радионуклиды поступают в гидросферу путём выпадения с осадками и путём сухого осаждения радиоактивных веществ, находящихся в атмосфере, или при растворении и смыве водами радионуклидов почвы. Радиоактивное загрязнение рек и озер обусловлено смывом радионуклидов с поверхности загрязненной почвы, а морей — атмосферными выпадениями на акваторию и выносом радионуклидов с речной водой. Испарение воды с поверхности континентов и океанов обусловливает относительно низкую активность атмосферной влаги, а движение воды по цепочке «осадкиповерхностный сток-море» увеличивает её активность. Основной вклад в радиоактивность вод даёт 4°К, а из радионуклидов техногенного происхождения — 9°Sr и *3?Cs.

В гидросфере воды представлены двумя фазами: собственно водной и твёрдой (осадки, взвешенные в воде частицы, частицы горных пород). Радионуклиды перераспределяются между этими фазами путём сорбции на неорганических и органических взвешенных частицах, осаждения и растворения, коагуляции и диспергирования коллоидов, деятельности микроорганизмов, и т. п. Распределение характеризуется коэффициентом Kd, равным отношению концентрации радионуклида в твёрдой (Бк/кг) и в жидкой (Бк/л) фазах. Для различных радионуклидов Kd различается на 6 порядковых величин, а для одного радионуклида в разных условиях — на з порядка (в зависимости от состава раствора и природы твёрдого вещества).

Если перенос радионуклидов в атмосфере обусловлен в основном геохимическими процессами, то в переносе радионуклидов в гидросфере важны как геохимические, так и биохимические процессы. Основными путями поступления радионуклидов моря, океаны, озёра и реки за счет геохимических процессов являются процессы осаждения радиоактивных веществ из атмосферы, и миграцию радионуклидов с жидким и твердым стоком с поверхности земли. Миграция радионуклидов в водной среде определяется переносом за счет течений, адвективного и турбулентного обмена, сорбцией на взвешенных в воде частицах и в донных отложениях, десорбцией со взвешенных частиц и переходом в растворенную фазу, отложением на дно водоема и взмучиванием со дна, поглощением, переработкой и переносом гидробионтами, выносом за пределы водоема за счёт испарения и потерь на фильтрацию.

Живые организмы вносят существенный вклад в перенос радионуклидов, если их концентрация превысит 5 кг/мз водной среды. При этом гидробионты способны накапливать в биомассе значительные количества радионуклидов, удерживая их в верхних слоях. Меньшее содержание солей обеспечивает большее накопление радионуклидов в пресноводных растениях и животных по сравнению с морскими и океаническими.