Радиационная авария на ПО Маяк - Отдаленные радиационные эффекты в фауне ПО Маяк 1957

Наблюдаемые отдаленные радиационные эффекты в фауне.

Мышевидные грызуны.

Исходя из оценки доз облучения в течение “острого” периода (см. табл. 2.68), можно предполагать, что в головной части следа мышевидные грызуны могли получить летальные дозы. Восстановление численности их популяций на этой территории могло происходить за счет миграции уцелевших животных с соседних, менее загрязненных территорий, и сложившиеся к началу наблюдений (1962 г.) популяции могли быть составлены из потомков от исходных родителей с разными уровнями облучения.
Обширные исследования отдаленных эффектов облучения мышевидных грызунов были осуществлены на экспериментальных участках с начальной плотностью загрязнения в пределах 67-120 МБк м-2 пo ⁹⁰Sr. Вследствие концентрирования ⁹⁰Sr в скелете мелких грызунов поглощенная годовая доза на костный красный мозг составила 68 мкГр в 1962 г. и 5 мкГр в 1981 г. в расчете на 1 кБк м-2 по ⁹⁰Sr, для максимальных на участке доз соответствующие значения равны 8,7 и 0,7 Гр [74, 75].
В результате воздействия таких доз были зарегистрированы статистически достоверные радиационные эффекты и на уровне организма, и на уровне популяции [76]. В частности, констатировалось наличие изменений в составе крови животных, массе и длине тела, массе селезенки и печени, краниологических характеристиках и других морфофизиологических показателях (табл. 2.71). Популяционные данные свидетельствуют о сокращении продолжительности жизни облученных животных, снижении выживаемости и повышении смертности за время зимовки, уменьшении репродуктивного потенциала, повышении уровня зараженности животных паразитами крови и эктопаразитами (табл. 2.72).

Таблица 2.71
Относительные морфофизиологические показатели мелких грызунов и насекомоядных (бурозубки) по данным 60—70-х гг. по сравнению с контролем, % (за 100% приняты относительные морфологические показатели в контрольной группе)

Таблица 2.72
Относительные популяционные показатели мелких грызунов по данным 60-70-х годов по сравнению с контролем, % [76]

Как правило, степень изменения морфофизиологических и популяционных показателей усиливалась по мере возрастания содержания ⁹⁰Sr в скелете животных. Мышевидные грызуны, обитающие на загрязненной территории, характеризуются повышенной устойчивостью их популяций к воздействию экстремальных факторов (например, к резкому понижению среднемесячной температуры) [75]. Важным результатом исследований [55, 75, 76] явились доказательства существования радиоадаптации популяций, у которых она была обнаружена после смены 20-30 поколений животных. При дополнительном внешнем γ-облучении (60Со) на уровне летальных доз продолжительность жизни животных, отловленных в 1970-1972 гг. на экспериментальном участке, либо не отличалась (лесные мыши), либо превышала в 1,5 раза (красные полевки) продолжительность жизни контрольных животных (табл. 2.73). Это доказывает наличие и устойчивость изменений генотипа популяций животных и существование наследования приобретенных качеств, вызванных хроническим облучением популяций на протяжении нескольких десятков поколений.

Таблица 2.73
Радиорезистентность мышевидных грызунов, обитающих на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, после дополнительного γ-облучения 60Со на уровне летальных доз (1970-1972 гг.; популяции, прожившие 30 поколений) [75]

Почвенные беспозвоночные.

Изучение влияния радиоактивного загрязнения территории на состояние почвенной фауны было начато в 1969 г. [55, 73]. Исследования проводились на участке березового леса на серой лесной почве с начальной плотностью загрязнения 67-120 МБк м-2 пo ⁹⁰Sr. Измерения поглощенных доз в почве методом термолюминесцентной дозиметрии [77] показали, что в конце 70-х годов мощность поглощенной дозы в почве этого участка составляла (в сГр сут-1) 0,5-1,2 на поверхности слоя подстилки толщиной 1 см; 1,4-3,0; 0,8-1,8; 0,3-0,5 и 0,1-0,15 соответственно в слоях минерализованной почвы толщиной 1-4, 4-6, 6-9 и 8-9 см. Представляется, что уровень поглощенной дозы не может быть летальным для беспозвоночных даже при максимальных значениях, достигающих 10 Гр год, так как диапазон летальных доз ЛД50 для сообществ наземных и почвенных беспозвоночных составляет 102-103Гр с преимущественными значениями в большей области. Однако проведенные наблюдения показали наличие угнетающих эффектов в состоянии популяций этих животных на экспериментальном участке.
Как видно из табл. 2.74, численность почвенной мезофауны на экспериментальном участке в 1969-1971 гг. была в целом в 2 раза ниже по сравнению с незагрязненной территорией. При этом реакция разных групп почвенных обитателей на облучение была различной. Наибольшее снижение численности животных отмечено для потребителей лесной подстилки - сапрофагов и потребителей мертвого растительного опада - двупарноногих многоножек и дождевых червей, которые почти отсутствовали в мезофауне. Такое резкое снижение численности этих групп животных связывают, прежде всего, с относительно малой подвижностью сапрофагов, жизненный цикл которых проходит в условиях постоянного контакта с более загрязненной средой обитания - почвой, но не с большей их радиочувствительностью.

Таблица 2.74
Численность популяций почвенной мезофауны в 1969-1970 гг. на радиоактивно загрязненном участке территории, % контроля [78]

Численность панцирных клещей достоверно не отличалась от контроля (не отличалась она и для энхитреид и коллембол - других представителей почвенной микрофауны, потребителей лесной подстилки), однако число видов панцирных клещей снизилось в 4 раза, иллюстрируя тенденцию к упрощению ценоза.
Повторная оценка влияния радиоактивного загрязнения территории на состояние почвенной мезофауны была проведена через 30 лет после аварии (табл. 2.75). Она показала, что даже по истечении столь длительного периода мезофауна не восстановилась до состояния, сходного с состоянием незагрязненных территорий, при этом численность изученных групп животных достигала максимально 40-70% от контроля. При возрастании численности некоторых групп животных по сравнению с 1969-1979 гг. в 1,5- 5,0 раз наблюдается снижение численности в других группах в 3-15 раз (долгоносики, проволочники и стафилиниды).
Таблица 2.75
Численность основных групп почвенных беспозвоночных на радиоактивно загрязненной территории в 1987-1989 гг. [78]

Приведенные экспериментальные доказательства радиационного повреждения почвенной мезофауны на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа оказались несколько неожиданными вследствие несоответствия уровня оцененных доз облучения представителей мезофауны существующей шкале радиочувствительности низших животных.

Четкие объяснения причин проявления таких эффектов отсутствуют, однако можно полагать, что они кроются в следующих возможных факторах:

1. Биологические эффекты облучения почвенной мезофауны в условиях преимущественно хронического β-облучения (и внешнего, и внутреннего) характеризуются иными, существенно меньшими, уровнями летальных доз по сравнению со значениями ЛД для видов животных, составляющих почвенную мезофауну, полученными для условий разового γ- облучения. Вероятно, относительная биологическая эффективность β-излучения для организмов с малыми размерами тела больше 1, принимаемой за такой показатель для человека.
2. Можно допустить, что наблюдавшиеся через 11 и 30 лет после аварии признаки радиационного угнетения популяций наземной и почвенной мезофауны являются последствием интенсивного облучения их в течение “острого” периода, прежде всего вследствие относительной “неподвижности” большей части популяций, “привязанных” к участку небольших размеров и фактически не мигрирующих за его пределы, а также медленных темпов биологического пострадиационного восстановления, включая отсутствие притока “свежей крови” со стороны.
3. У видов животных с длительным жизненным циклом, включающим несколько стадий превращения и достигающим нескольких лет до превращения в имаго, могут существовать стадии, преимущественно эмбриональные, с невысокими значениями ЛД по сравнению с имаго, и именно на этих стадиях развития облучение почвенной мезофауны на уровне 1 сГр сут-1 может быть достаточным для инициирования вредных для популяции эффектов.