Skażenie roślin
radionuklidami

Wpływ promieniowania jonizującego na

roślinność jest zależna od:



Dawki promieniowania



Fazy rozwoju rośliny

(im wyższa tym wpływ

mniejszy)



Stanu fizjologicznego rośliny

(rośliny osłabione

są bardziej podatne na wpływ promieniowania)

Skażenie roślin
radionuklidami



W roślinach w warunkach naturalnych

znajdują się wszystkie radionuklidy zawarte w
skorupie ziemskiej.



Większe stężenie nuklidów w pędach niż w

ziarnie.



Rośliny górskie wykazują kilkukrotnie wyższą

promieniotwórczość niż rośliny rosnące na
nizinach.



U roślin chorych naturalna

promieniotwórczość obniża się

Skażenie roślin
radionuklidami

Skażenia

roślin

radionuklida

mi

Skażenia

roślin

radionuklida

mi

Bezpośrednio

Bezpośrednio

Naziemne

części roślin

Naziemne

części roślin

Pośrednio

Pośrednio

System

korzeniowy

System

korzeniowy

Skażenie roślin
radionuklidami



Przyjmuje się, że na naziemnych częściach

roślin pastwiskowych, po skażeniu utrzymuje
się 25% Sr. Przechodzenie go wnętrza jest
powolne i małe



Szybciej i w większej il. przechodzi do roślin

137

Cs gromadząc się w nasionach roślin

motylkowych i oleistych,w bulwach
ziemniaków i korzeniach buraków



Na powierzchni roślin dłużej znajduje się

radiojod. trudno zmywalny z powierzchni

Skażenie roślin
radionuklidami

Następuje wzrost stężenia cukrów i

niebiałkowego azotu w nadziemnych
wegetatywnych częściach rośliny.

Szybkość zamierania roślin jest na ogół
proporcjonalna do wielkości dawki
promieniowania jonizującego.

W porównaniu do młodych roślin suche
nasiona reagują słabiej, podobnie jak
wszystkie wegetatywne części rośliny.
Rozmieszczenie radionuklidów jest wyższe w
pędach niż w ziarnie.

Skażenie roślin
radionuklidami

Wrażliwość roślin na napromieniowanie

fasola, kukurydza, pszenica, żyto, tymotka

groch, wyka, soja, owies, słonecznik, łubin, jęczmień

len, lucerna, koniczyna, tytoń, nostrzyk, rącznik

Przenikanie radionuklidów do roślin:

Sr, J, Ba, Cs, Ra, Ce, Zr, Mb, Pu

Skażenie zwierząt radionuklidami

W zależności od sposobu przechodzenia
radionuklidu do ustroju rozróżniamy skażenia:



Przez powłoki zewnętrzne



Skażenia oddechowe



Skażenia pokarmowe

Specjalną formą skażeń są przypadki wzbudzania
promieniotwórczego pierwiastków normalnie
występujących w organizmie np. Na, Cl, K, Ca.

Skażenia oddechowe

Stanowią ok. 10-15-20% w całokształcie skażeń
wewnętrznych.

Ważna jest rola ruchu rzęsek, kaszlu i
odkrztuszania.

Radionuklidy rozpuszczalne w pęcherzykach
płucnych ulegają wchłanianiu i włączaniu w
ogólne procesy metaboliczne, zaś
nierozpuszczalne podlegają fagocytozie i
odprowadzeniu do układu limfatycznego płuc

Narządy krytyczne

Wchłonięte do krwi radionuklidy są rozprowadzane po całym
organizmie, przy czym wykazują one często szczególne
powinowactwo do niektórych tkanek i narządów nazywanych
krytycznymi.



Kości – Be-7, C-14, Ca-45, Sr-89,90, U-233, Ra-226, La-140



Tarczyca – J-131



Mięśnie – K-42 , Cs-137



Skóra – S-35



Wątroba – Co-60, Cu-64



Nerki – As-76



Płuca – U-223



Krew – Fe-59



Trzustka – Zn-65

Skażenie z układu pokarmowego

Zależy od:



Właściwości fizykochemicznych radionuklidów



Wieku zwierzęcia



Budowy przewodu pokarmowego



Sposobu karmienia



Przemiany mineralnej



Konsystencji karmy

Kumulacja i dyskryminacja
radionuklidów

Kumulacja polega na gromadzeniu się radionuklidów w
różnych częściach organizmu. Jej nasilenie określa się przez
współczynnik kumulacji:

st. radionuklidu w akceptorze

CF=

st. radionuklidu w prekursorze

Dyskryminacja polega na różnicowaniu przenikania
radionuklidu do poszczególnych narządów w stosunku do
zbliżonych im chemicznie pierwiastków

Sr/Ca w akceptorze

DF=

Sr/Ca w prekursorze

Radiojod

Radiojod powstaje w czasie próbnych

wybuchów i wypadków jądrowych. Przy
rozpadzie U-235 tworzy się 11 radionuklidów
jodu, z których biologicznie najważniejszy jest
J-131, emitujący promieniowanie beta o
energii 0,6MeV i gamma o energii 0,36MeV

Półokres fizyczny wynosi 8,05 dni, biologiczny
w tarczycy 80 dni, lecz w wyniku recyrkulacji
przedłuża się do 120 dni.

Radiojod

W największych ilościach odkłada się w

tarczycy.

Zdolność kumulowania pojedynczej dawki radiojodu

przez tarczycę zależy od:



Jej stanu czynnościowego



Sezonowość (wyższa na wiosnę)



Płeć (u krów nie)



Rasa



Laktacja (najwyższa aktywność po porodzie)



Wiek (z wiekiem spadek poziomu)

Radiojod

Interesująca jest właściwość łożyska, które przepuszcza J-131 do
płodu dopiero po 60-78 dniach chroniąc go w okresie
najintensywniejszego rozwoju.

Znaczna część radiojodu jest wydzielana z mlekiem (od 1, 2% do
5, 10%), z czym wiąże się największe po tarczycy stężenie J-131 w
wymieniu.
W okresie późnej zimy i wczesnej wiosny wzrasta stężenie
radiojodu w mleku w związku ze zmniejszonym w tym czasie
odkładaniem jodu w tarczycy.

Wydalanie z organizmu odbywa się głównie z moczem szczególnie
u zw. monogastrycznych, poprzez drogi oddechowe (ok. 25%) a
pozostała ilość z kałem i w nieznacznym stopniu z potem.

Radiojod

U kur J-131 przenika do jaj, z którymi jest wydalany – u

niosek nawet 25% pochłoniętej dawki.

U karpi jednorocznych nagromadzenie radiojodu
przebiega najszybciej w łuskach, następnie w skrzelach
i przewodzie pokarmowym.

Tarczyca należy do narządów mniej wrażliwych na
promieniowanie jonizujące aniżeli układ krwiotwórczy,
przewód pokarmowy i inne. Dawki wywołujące wczesne
skutki biologiczne są duże.

Radiostront

Stront jest pierwiastkiem znanym od ponad
200 lat. W przyrodzie występuje w postaci
minerałów jako: węglan strontu (SrCO

3

) oraz

siarczanie strontowym (SrSO

4

).

Występuje w śladowych ilościach.

Jego nazwa pochodzi od nazwy regionu
Stronthian w Szkocji, którego okolice znane są
z wysokiej zawartości Sr w podłożu.

Radiostront

Liczby…



100-300µg/1g trzonu kości



50-350 ppm – zęby



0,5 – 1g – całkowita ilość naturalnego Sr w ustroju

Nadmierne dawki u młodych zwierząt mogą powodować

zaburzenia w wapnieniu kości nazywane krzywicą strontową.

Radiostront nie występuje naturalnie – wypadki i wybuchy jądrowe

(pr. rozszczepienia U-235 i Pu-239).

Sr-89: moc promieniowania 1,46 MeV; półokres rozpadu 50,5dnia
Sr-90: moc promieniowania 0,36 Mev; półokres rozpadu 27,7LAT


Emisja promieniowania beta

Chemiczne podobieństwo do wapnia!

Radiostront

Przenikanie radiostrontu z przewodu pokarmowego zwierząt
kształtuje się w granicach 5 – 100% i w znacznej mierze jest
zależne od konsystencji podawanej skażonej karmy.
Najintensywniejsze wchłanianie następuje w okresie
początkowym po podaniu.
W przypadku skażeń inhalacyjnych do płuc przenika ok. 10%
z wdychanego pierwiastka, z czego po 1h pozostaje tylko 5%.
Występuje podobieństwo do wapnia w zachowaniu się w
organizmie, lecz faworyzowanym pierwiastkiem jest zawsze
wapń.

Z wchłoniętego strontu powyżej 99% pozostaje w kościach!

Radiostront

Objawami syndromu popromiennego skażenia
strontem są:



Gorączka



Zmiany behawioralne



Zmniejszenie masy ciała



Tworzenie się owrzodzeń na skórze i w pysku



Anemia



Uszkodzenia okostnej i szpiku kostnego

Po okresie latentnym trwającym 2 – 4 lata mogą
powstawać nowotwory kości.

Radiostront

Szybkie przechodzenie z organizmu matki do płodu.

W czasie laktacji ustrój matki traci znaczne ilości

wapnia i strontu na skutek wydzielania ich do mleka.

Stosunek stężenia wapnia i strontu w wydzielinie

gruczołu mlekowego w porównaniu do ich stosunku
we krwi wynosi ok. 0,4.

Przy zwiększeniu zawartości wapnia w paszy

zmniejsza się zawartość strontu w mleku--->
konkurencyjność.

Radiostront

Wydalanie promieniotwórczego izotopu z ustroju odbywa się
głównie z kałem co przedstawia się zupełnie odwrotnie niż w
przypadku strontu niepromieniotwórczego.

Po skażeniu inhalacyjnym 97,8% początkowej promieniotwórczości
jest wydalana z półokresem biologicznym rzędu 13 minut.

U drobiu promieniotwórczość kości jest 100 – 500 razy większa
aniżeli promieniotwórczość płuc.
Jaja zawierają ok. 5 – 10% prom. całkowitej.

U ryb radiostront nagromadza się przede wszystkim w tkankach
zawierających większe ilości wapnia jak kości i łuski.

137

Cs- cez

•

Odkryty w 1860r.przez Bursena i Kirchhoffa

•

Pospolitymi zw. są CsCl i CsNO

3

•

Domieszka w naturalnych złożach potasu, stosunek Cs/K w skorupie

ziemskiej 1:3700, a w wodzie morskiej 1:770000

•

Dopiero podczas rozwoju techniki jądrowej zwrócona uwagę na ten

pierwiastek

•

U człowieka promieniotwórczy pierwiastek znaleziono w 1955r.

•

U zwierząt po raz pierwszy odkryto go w soczewce oka owcy.

T

0,5

: mysz-4,4dnia, kura-27d, świnia 18-28d, bydło 20-70d, pies 17-39d,

człowiek 81-143d.

•

Promieniotwórczy Cs może powstawać w czasie kontrolowanych

procesów rozszczepienia, jak i w trakcie wybuchów jądrowych.



Radiocez opadając z atmosfery w 25% zatrzymuje się na roślinach, a w 75%
osiada bezpośrednio na powierzchnie gleby.



Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie-> łatwość przenikania do roślin.



W glebie silnie wiązany. Np. w 80% przez piasek, w 90% przez glinę-
>przenikanie przez system korzeniowy ograniczone.



U zwierząt lądowych Cs przechodzi przez p.pok. i drogi odd. (w ciągu
15min.jest już w 44% w tuszy, 28% w skórze, 15% w p.pok. i 8% pozostaje w
płucach.)



U bydła z p.pok. wchłania się w il. 70-80% i w ciągu 30min. Znajduję się we
krwi, następnie szybko znika w narządach i tkankach.



Ważnym miejscem gromadzenia się Cs jest tk. Mięśniowa



Resorpcja i retencja w org. K>Cs, jednak zdolność pobierania tych
pierwiastków przez tk. jest zróżnicowana.



Cs przenika do krwiobiegu przez jelita i płuca w postaci dodatnio
naładowanych jonów.



Przez plazmę krwi i płyny tkankowe jony dochodzą do nerek i wątroby,
gdzie częściowo zostają zgromadzone i wydalone.
Wynika z tego ,że kom. nie rozróżniają jonów Cs

+

od K

+



Jony Cs

+

przenikają z płynów pozakomórkowych do kom. Przez pompę

sodowo-cezową, której mechanizm jest analogiczny do pompy Na/K.



obecność ATP warunkuje kumulację Cs w kom. mięśniowych. Brak
energii po uboju powoduje przenikanie jonów do płynów
pozakomórkowego.



Nuklid wydzielany jest wraz z mlekiem w il. 10-13% pobranego
pierwiastka z paszą.



Do płodów przenika słabo i nie kumuluje się w mm. gromadzi się
jednak w płynie i błonach płodowych.



Wydalany głównie przez nerki(do 70%), z kałem (do 50%).



Różny skład pasz może wpływać na wydalanie Cs.
Niedobór K obniża wydalanie Cs przez nerki i jelita, nadmiar zaś K
działa stymulująco.



Resorpcja i retencja w org. K>Cs, jednak zdolność pobierania tych
pierwiastków przez tk. jest zróżnicowana.



W jajach gromadzi się głównie w białku.



U ryb słodkowodnych stwierdza się znaczna kumulację Cs.

Granice dawki dla narządów krytycznych ustalono na 1110kBq przy
jednorazowym i 111kBq przy wielokrotnym obciążeniu.

231

U- uran



Zawartość radiouranu w paszach nie ma

znaczenia radiacyjnego, ponieważ jest w
bardzo małych il. wchłaniany z p.
pokarmowego oraz małą
promieniotwórczność.



Bierze udział w tworzeniu ciepła w skorupie

ziemskiej.

226

Ra-rad



Odkryty przez M. Skłodowską-Curie w 1898r.



Jest produktem rozpadu uranu



Wykazuje podobieństwo do wapnia, jest więc

pobierany przez rośliny, zwierzęta i ludzi i
gromadzony w kośću.



Wydalany z kałem



Wchłanianie z p.pok. nie przekracza 30% a z

płuc 40%

40

K-potas

•

Odgrywa znaczącą rolę w wytwarzaniu ciepła
w skorupie ziemskiej.

•

Wchłanianie K z p.pok. Jest 100% i nastepuje
b. szybko

•

Nadmiar nuklidu jest usuwany z org. Z
moczem i kałem.

•

Komponenta promieniotwórcza potasu (

40

K)

wpływa na energetyczne procesy w
strukturach komórkowych.