Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 165
Текст из файла (страница 165)
Подробности об этой и аналогичных работах см. Ю. Одум и Кюнцлер, 1963; Вигерт, Одум и Шнелль, 1967; де ла Круц и Вигерт, 1967; Вигерт и Одум, 1969, Болл, 1963; Кроссли„1963; Райхле и Кроссли, 1965. Некоторые недостатки метода радиоактивных меток обсуждает Шари (1970). ' Хлопковые крысы — грызуны рода ЯятоИоп (понсемейство Слсенпае).
Живут на юге Северной Америки и в Центральной Америке. — Прим, ред. 2 З О б О 3 Воамя, недели бает Г' Не1еготйеса кобаминантнме яробунтт г ' г ° ° ° ° ° ° ае ° и Питающиеся на Нветкая Комплекс мировом-тли Пехшиеные 1'1Ю беьминир Камялвкс Ргуеор!ега-Ноторбвга РтносительОтносмтвль- ная биомасса Р ный нервное 2 Фиг. 227. Применение радиоактивных меток для составления схем пищевых пеней в интактных природных сообществах. А введение метни в отдельное растение при помаши небольшого прокола на стебле В. погас. щенне метки иа разнмх трофических уровнях.
1 — питающиеся нектаром; П вЂ” травоядные; Лl — растения; 1Р— дтрнтофагн; У вЂ” хищники. В. Схема сети питания, состоящей из двух доминирующих видов растений и потребляющих их травоядных. Дальнейшие объяснения — в тексте гл. и. гкдикционнля экология 5. ПРОБЛЕМА РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ Радиоактивную пыль, оседающую на землю после атомных взрывов, называют радиоактивными осадками. Эта пыль смешивается и взаимодействует в атмосфере с частицами естественного происхождения (естественные осадки — см. фиг. 34) и со все возрастающими искусственными загрязнениями воздуха. Характер радиоактивных осадков зависит' от типа бомбы.
Прежде всего надо четко различать два типа ядерного оружия: 1) в атомной бомбе происходит расщепление тяжелых элементов, например урана или плутония, сопровождающееся выделением энергии и радиоактивных «продуктов распада»; в водородной бомбе, представляющей собой термоядерное оружие, легкие элементы (дейтерий) соединяются, образуя более тяжелые элементы; при этом освобождается энергия и выделяются нейтроны.
Так как для термоядерной реакции необходима очень высокая температура (миллионы градусов), то. реакция деления используется для «запуска» реакции синтеза. В общем на единицу высвобождаемой энергии термоядерное оружие образует меньше продуктов распада н больше нейтронов (создающих наведенную радиоактивность в окружающей среде), чем атомное оружие.
Остаточное излучение, часть которого широко рассеивается в биосфере, оставляет, согласно Глестону (1957), около 10% энергии ядерного оружия. Количество образующихся радиоактивных осадков зависит не только от типа и размера бомбы, но и от количества постороннего материала, вовлеченного во взрыв. Осадки, образующиеся при атомных взрывах, отличаютсяот радиоактивных отходов тем, что порожденные взрывом радиоактивные изотопы соединяются с железом, кремнием, пылью и всем, что оказывается поблизости, в результате чего получаются относительно нерастворимые частицы.
Размеры этих частиц, часто напоминающих под микроскопом крошечные мраморные шарики разных цветов, варьируют от нескольких сот микрон до почти коллоидных размеров. Самые мелкие из них плотно прилипают к листьям растений, вызывая радиоактивные повреждения ткани листа; если такие листья съедает какое-либо растительиоядное животное, радиоактивные частицы растворяются в его пищеварительных соках. Таким образом, эта разновидность осадков может непосредственно включиться в пищевую цепь на трофическом уровне растительноядных, или первичных, консументов. Радиоактивные осадки от небольших атомных бомб или ядерных взрывов, произведенных в мирных целях (строительство портов, каналов или вскрышные работы), ложатся иа землю в виде узкой прямой полосы по направлению ветра, но некоторые мельчайшие частицы могут уноситься на большие расстояния и выпадать с дождем далеко от места взрыва.
Хотя общая радиоактивность уменьшается по мере увеличения расстояния от места взрыва, уже давно было установлено, что некоторые радиоактивные изотопы, имеющие важное биологическое значение, особенно стронций-90, в наибольшем количестве обнаруживаются у диких животных на расстоянии 100 — 150 км от эпицентра взрыва (Нишита и Ларсон, 1957). Это объясняется тем, что у '»Зг есть два газообразных предшественника (»«Кг — +юКЬ вЂ” '«Яг) и ои образуется относительно нескоро после взрыва бомбы. Поэтому стронций-90 включается в мельчайшие частицы (меиее 40 мкм), которые оседают вдали от эпицентра и легче включаются в пищевые цепи. Цезий-137 также имеет газообразных предшественников и является существенной составной частью более легко растворимых «дальних осадковж Прн взрывах больших мощных «мегатонных» бомб, которые весьма широко испытывались в начале 60-х годов, происходит выброс вещест- ЧАСТЬ К ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ ва в стратосферу, что привело к глобальному заражению с выпадением осадков по всему земному шару, которое будет продолжаться еще много лет.
Количество осадков, выпадающих в данной области, примерно пропорционально количеству атмосферных осадков. В США, например, к 1965 г. количество накопленного стронция-90 составляло во влажных районах (например, на востоке в зоне листопадных лесов) около 60 мКИ/кмз, а в сухих районах (пустыни, степи и т. д.) — 35 ЭГКИ/кмз (Клемент, 1965). Исследования, проведенные после испытаний ядерного оружия на атоллах Тихого океана, показали, что радиоактивные изотопы, включающиеся в пищевые цепи в океане, достаточно легко отличаются от включающихся в наземные пищевые цепи (Сеймур, !959; Пеламбо, 1961). В морских организмах в больших количествах обнаружены те радиоактивные изотопы, которые образуют прочные комплексы с органическими веществами, например кобальт-60, железо-59, цинк-65 и марганец-54 (все эти изотопы порождены нейтронной бомбардировкой), и те, которые присутствуют в виде частиц или коллоидов ('"Се, '"Рг, ~'сг и шбцп).
В наземных растениях и животных, напротив, находят больше всего растворимых продуктов распада, таких, как стронций-90 и цезий-137. Так как именно в морских животных, но не в морских растениях или наземных организмах была обнаружена наведенная активность, накапливающаяся в детрите, можно думать, что это различие связано с преобладанием в пищевых цепях морских экосистем фильтра- торов и организмов, питающихся донными осадками.
Это еще один пример того, что загрязнения могут миновать первый трофический уровень и включиться непосредственно в те звенья пищевой цепи, которые образованы животными. Количество радиоактивных изотопов, которые включаются в пищевые цепи и в конце концов попадают в организм человека, определяется не только тем, сколько их выпало из воздуха (что, как уже отмечалось, непосредственно зависит от количества атмосферных осадков), но также структурой экосистемы и природой ее биогеохимических циклов. В общем в малокормных местообитаниях большая доля осадков будет входить в пищевые цепи. В богатой среде высокая скорость обмена и большая запасающая емкость почвы или донных отложений обеспечивают такое разбавление осадков, что в растения они попадают в относительно небольшом количестве. Подушковидная растительность тощих почв, такая, как моховые болота, заросли вереска, сообщества на выходах гранита, альпийские луга и тундры (и эпифиты в тропических экосистемах), действует как ловушка для осадков, ускоряя их потребление животными (Рассел, 1965), подобно тому как это происходит в детритных пищевых цепях.
Два примера такого рода представлены в табл. 60 и 6!. В Англии овцы, пасущиеся на возвышенных местах, накапливают в костях в 20 раз больше стронция-90, чем овцы, пасущиеся в долинах, потому что для высоких пастбищ характерны низкое содержание кальция и подушковидная растительность (табл. 60). В табл. 61 мы видим, что у оленей с низменной песчаной прибрежной равнины на юго-востоке США содержание цезия-137 гораздо выше, чем у оленей вблизи гор Пидмонт, где почвы хорошо дренированы и содержат много глины. По количеству атмосферных осадков эти районы не различаются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
