Рослинність України та вплив на неї антропогенної радіонуклідної аномалії (стр. 5 из 9)

Швидкість розкладання свіжого листового опаду була в 10 разів більше, ніж у варіанті без підстилки. Міграція радіонуклідів з підстилки ґрунту в рослини за 5 років склала близько 0,01 %.

Особливості біологічної дії іонізуючих випромінювань на багаторічні рослини в 30-кілометровій зоні ЧАЕС пов'язані з нерівномірним розподілом дозових навантажень на окремі частини й органи рослин протягом після аварійного періоду, обумовлених процесами міграції, нагромадження й перерозподілу радіонуклідів як у ґрунті, так і в самій рослині.

Відмінною рисою деревних рослин є високий ступінь локалізації радіочуттєвих тканин. Практично всі біологічні ефекти на рівні багаторічного організму викликані дією випромінювання на верхівкову меристему рослин. Навіть такі ефекти, як посилення кущіння, інтенсивне зростання бічних пагонів або пробудження сплячих бруньок, пов'язані з поглиненою дозою у верхівковій меристемі, оскільки поразка конуса наростання проводить до зняття апікального домінування. Тому для прогнозування стану багаторічних рослин в 30-кілометровій зоні ЧАЕС необхідно досліджувати не тільки формування загальної дозової навантаження на біоценоз, але й динаміку формування дозових навантажень на критичні тканини рослин (меристеми), тобто досліджувати геометрію розподілу доз по ярусах багаторічних рослин.

Для одержання даних про експозиційну дозу в різних ярусах деревостою використовували термолюмінесцентні, біологічний і рентгенографічний методи дозиметрії.

Таблиця 1.

Вертикальна міграція радіонуклідів у ґрунті (Бк/кг). Полігон - с.Новошепеличи, 1991 р.

Глибина, см.	106Ru, %	134Cs, %	137Cs, %	144Ce, %	154Eu, %	Загальна активність Бк/кг
0-5	6,7	8,50	84,80	-	-	44172,30
5-10	-	7,70	92,30	-	-	285,5
0-15	-	-	82,80	17,40	-	187,7
5-20	-	-	63,90	36,10	-	76,3
20-25	-	-	100	-	-	92,1

За допомогою датчиків, розташованих у ярусах крон представників голосім’яних рослин - ялина (Picea excelsa), сосна (Pinus sylvestris) — на різній висоті від поверхні ґрунту, отримані дані про зміну дозових навантажень на вегетативні апекси протягом вегетаційного періоду на фіксованих полігонах (села Новошепеличи, Черевач, Залісся, лінії електропередач (ЛЕП)), які свідчать про те, що відзначаються істотні розходження в дозових навантаженнях на апекси як по вертикалі в межах кожної рослини, так і в межах кожного з полігонів.

Якщо в перші роки після аварії дозова навантаження визначалося зовнішнім забрудненням кори й хвої (близько 70 % радіонуклідів у вигляді дрібних аерозолів утримувалося обростаючою деревиною, корою, хвоєю й тільки 30 % перебувало в листовому опаді й ґрунті), то в цей час активність розподілилася по досліджуваних компонентах у такий спосіб, %: хвоя, листя — 1 - 3; кора – 4 - 20; ґрунт – 0,2 - 0,4; трава – 4 - 6; підстилка — 78 - 95. Наслідком перерозподілу дозових навантажень з'явилося різке посилення відбудовних процесів в апексах верхніх ярусів дерев, що виявилося в значному зменшенні кількості аномалій у формостворюючих процесах.

Аналіз отриманих результатів показав, що максимальну дозову навантаження в 1991 р. мали точки росту нижнього ярусу деревостоя, розташовані в безпосередній близькості від поверхні ґрунти. Так, у районі с.Новошепеличи доза опромінення меристем апексів верхівкових бруньок сосни і ялини склала 82,3 мГр/рік, бічних пагонів, розташованих на висоті 50 см. — 103,4 мГр/рік.

Інша закономірність дозових навантажень виявлена на полігонах з більш низькою щільністю забруднення. Так, у районі с. Залісся доза опромінення бруньок нижнього ярусу склала 28,9 мГр/рік, а верхівкових бруньок — 27,2 мГр/рік. Слід зазначити, що на висоті першого ярусу рослин сосни і ялини п'ятирічного віку на полігоні с. Новошепеличи потужність експозиційної дози більш ніж на порядок вище, ніж у районі полігона с.Залісся (табл. 2.).

Таблиця 2.

Потужність експозиційної дози на різній висоті від поверхні ґрунту на полігонах 30-кілометрової зони ЧАЕС в 1991 р. (24.04 - 16.10)

Висота,см.	с. Залісся									с.Новошепеличи
	Цілина		Рілля
			верх		середина			низ
	мкГр/год	мГр/ рік	мкГр/год	мГр/ рік	мкГр/год	мГр/ рік	мкГр/год	мГр/ рік	мкГр/год	мГр/ рік
250	3,1	27,2	9,4	82,3
200	3,2	28,0	10,4	91,1
150	3,4	29,7	11,8	103,4
100	3,2	28,0	4,0	5,0	3,9	4,2	3,8	3,3	11,1	97,2
50	3,1	27,2	4,9	2,9	3,9	4,2	3,5	0,7	11,8	103,4

Характерною рисою вегетативного періоду 1992 р., як опромінення в сумарну дозу на полігонах показали результати аналізу кернів зі стовбурів рослин, з'явилося значне кореневе надходження радіонуклідів у вегетативні органи рослин, що істотно позначилося на формуванні дозових навантажень за рахунок інкорпорованих радіонуклідів.

Дані, отримані за перше півріччя 1992 р., свідчать про більш низькі в порівнянні з попередніми роками дозах, поглинених кореневою системою багаторічних рослин. Так, експозиційна доза на поверхні ґрунту полігона с.Залісся склала 5-8 сГр, а на глибині 50 см. — 0,3 - 0,4 сГр. Чітко простежується значне зниження дозових навантажень на кореневу систему багаторічних рослин у порівнянні з попередніми роками. В 1991 р., використовуючи методи термолюмінесценції й електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) керамічних зразків, відібраних на полігонах 30-кілометрової зони, удалося реконструювати первинну дозу, отриману багаторічними насадженнями в перший рік після аварії. Результати цих досліджень свідчать про те, що основна, ударна доза була отримана в 1986 р. Ця доза становить 11,0 Гр для полігона с. Новошепеличи й 4,5 Гр для полігона с.Залісся. Від сумарної дози, отриманої за 6 років після аварії, ударна доза становить 96 - 97 %. Ці дані істотно змінюють уявлення про внесок гострого й хронічного опромінення у формування радіобіологічних реакцій багаторічних рослин.

Мал. 2. Радіоавтограф сіянців сосни й брусниці, що виростають на полігоні з рівнем забруднення понад 200 Ки/км.

Такий перерозподіл дозових навантажень, природно, позначається на характері прояву різних аномалій у рості й розвитку латеральних і термінальних бруньок рослин. [10, 16-17]

Розділ ІІІ. Тератогенез в зоні антропогенної радіонуклідної аномалії

Крім ростових реакцій на радіонуклідний пресинг, у рослин в 30-кілометровій зоні ЧАЕС виникли різного роду аномалії в морфогенетичному процесі, що зв'язано не тільки із зовнішнім опроміненням, але й з нерівномірністю розподілу радіоактивних елементів у тканинах рослин, що формуються.

Отримано багаторічні дані [10, 17] по виходу морфологічних аномалій в озимої пшениці. В 1986 - 1987 р. кількість аномалій перевищувало 40 %, а в наступні роки ця цифра значно зменшилася. Спектр виявлених аномалій досить широкий, однак частота їхньої зустрічальності різна. Так, у перший рік після аварії в рослин озимої пшениці, що перебувають у фазі кущіння, найбільш частим проявом ушкоджень (49 %) було утворення в колосі стерильних зерен або так звана череззерниця. В 1987 р. кількість аномалій цього типу досягло 30 %, а в наступному поколінні зменшилося (1,9 %). Часто зустрічалися колосся з додатковими колосками ("грижі") і вкорочені колосся. Утворення додаткових колосків у наступних поколіннях зростало майже в 2 рази. До розповсюджених змін структури колосся можна віднести аномалії типу скверхед.

Викид радіонуклідів зі зруйнованого реактора в період, коли багаторічні деревні рослини перебували в стані найбільшої радіочуттєвасті привів їх до короткочасного гострого тотального опромінення, що перейшло потім у хронічне. У результаті такого впливу на ділянках, де розрахункові значення доз склали за перший рік 7,4 Гр, за другий — 2,54, за третій — 1,55 Гр, реєстрували появу різного роду аномалій у формостворювальному процесі багаторічних рослин. (Мал. 4) Форма прояву аномалій залежала від дозових навантажень, які визначалися характером розподілення радіонуклідів по асиміляційній поверхні вегетативних органів рослин.

Під впливом гострого опромінення у весняний період 1986 р. (полігон в 10-кілометровій зоні) у цьому ж році відбулися зміни листових пластин у хвойних і листяних дерев. Листові пластини ялини іноді збільшувалися в 3 рази. Різко змінився колір голочок. У сосни вони були ясно-жовті, а в ялини — малинові. Листові пластинки дорослих дерев дуба помітно втратили властиву їм конфігурацію, аж до придбання форми овалу. У зв'язку з більшим нагромадженням антоціанів листя змінило фарбування — стало малиновим. В однолітніх саджанців дуба (Quercus robur L.) спостерігалося сильне кущіння прикореневих пагонів, укорочення черешків, утворення пальмовидних пагонів на одній гілці. Однолітні саджанці каштана (Castanea sativa L.) являли собою рослини з різко вкороченими пагонами, невеликими листовими пластинками, що мали зелено-жовтий колір. Відзначено розсічення листових пластин, збільшення кількості радіальних прожилок і зменшення між ними мезофільних прошарків клітин. [11, 57]

Мал. 3 Порушення в процесі морфогенезу у вегетативних пагонах ялини, що виростає на полігоні з рівнем радіонуклідного забруднення понад 150 Ки/км

Мікроскопічні дослідження пагонів, на яких виявлені порушення формостворюючих процесів, показали [17, 16-17], що розвиток латеральних бруньок у цьому випадку загальмовано, а організація термінального апекса порушена. Спостерігалася елімінація зони центральних материнських кліток і перехідної зони; клітки периферичної зони формували значну частину бруньки; закладка луски модифікувалася. Верхівки пагонів із укороченими стеблами й хвоєю не мали термінальної бруньки — її заміщали кілька латеральних.