РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ В ЗОНЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС (1986-1996 гг.) ■’йг* Хт- I
■ 1' .1 ■1 • • 1 )
СС/еа . . л 03 Российская академия наук Уральское отделение Коми научный центр Институт биологии ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ В ЗОНЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС (1986-1996 гг.) (Труды Коми научного центра УрО Российской АН, № 145) В двух томах Том I Рецензент И.Н.Воронова Сыктывкар 1996
055(02)7 УДК 574.4:504.054:621.039(477.41) Воздействие радиоактивного загрязнения на наземные экосистемы в зоне аварии на Чернобыльской АЭС (1986-1996 гг.). В 2 т. Т. 1. — Сыктывкар, 1996. — 204 е. — (Тр. Коми науч, центра УрО Российской АН, № 145). В двух томах подведены итоги 10-летнего планомерного радиационного мониторинга за состоянием отдельных элементов природных экосистем (леса, травянистого покрова, мышевидных грызунов), проведенного сотрудниками Института биологии в 30-километровой зоне аварии Чернобыльской АЭС на стационарных участках с различным уровнем и типом радиоактивного загрязнения. Рассмотрены аспекты близкого и отдаленного влияния радиоактивных выпадении на генетические, морфологические, биохимические, физиологические, иммуно- гормональные изменения у животных и растительных организмов. Сделаны прог позы относительно последствий радиоактивного загрязнения территорий для флоры и фауны. Предназначены для морфологов, генетиков, физиологов^ экологов, работающих в области радиоэкологии и радиобиологии, а также для преподавателей и студентов вузов биологического и медицинского профилей. р Редакционная коллегия А.И.Таскаев (отв. редактор), О.Н.Попова (отв. секретарь), Н.П.Фролова, И.В.РапоТа * © Коми научный цент]) УрО Российской АН, 1996 Коми научный центр Уро РАН
РАЙОН НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ — ЧЕРНОБЫЛЬ А.И.Таскаев 26 апреля 1996 г. исполняется 10 лет со дня аварии на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС. По принятой международной шкале оценки событий на атомных станциях — это авария седьмого, самого высокого, уровня. ООН назвала ее самой крупной экологической катастрофой по большим масштабам своих последствий для природной среды и населения, многообразию действующих радиационных и нера- диацпонных факторов и длительности воздействия. Крупномасштабные мониторинговые работы, проведенные в по- •слеаварнйный период во многих странах мира, показали, что авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению очень больших территорий почвенно-растительного покрова, сельскохозяйственных и естественных угодий, лесов и водоемов. При этом на значительной части заряженных площадей содержания радиологически значимых радионуклидов достигают весьма высоких уровней. Ни одна радиационная авария в мире по своим масштабам не может сравниться в этом плане с Чернобыльской аварией, в том числе и наиболее крупная из них Кыштымская. , В огшчие от Кыштымской аварии, где произошел одномоментный выброс высокоактивных жидких отходов, в которых основным радионуклидом был “"8г. на аварийном блоке Чернобыльской АЭС происходил пролонгированный (в точение 15-30 дней) выброс целого букета радионуклидов (продукты ядерного деления, нейцэонной активации, ядериого топлива) с .шспергнроваНиым топливом, цэафитом, конструкционными материалами. Все это и определило существенно неравКоми научный центр Уро РАН
номерное (мозаичное) распределение радиоактивного загрязнения, особенно в ближней к реактору зоне. ' Наиболее сложная радиационная обстановка сложилась на выделенной 30-километровой зоне аварии с территорией около 300 км2, где, как установлено, была сосредоточена большая часть долгоживущих 1,7С», 908г и изотопов плутония, а непосредственно после аварии — тугоплавких коротко- и среднеживу щих 14|144Се, 952г и 95ЫЬ, которые в основном и создавали высокие мощности экспозиционных доз на мест ности. Экстремально высокие* уровни радиоактивного загрязнения снижались по мере распада короткоживущих радионуклидов и вследствие естественных процессов самоочищения биогеоценозов, а также в результате принятых при ликвидаций аварии контрмер (пылсподавле- ния, дезактивация, водоохранные мероприятия). Естественно, в первые дни и месяцы после аварии основное внимание уделяли эвакуационным и защитным дезактивационным мероприятиям, строительству "укрытия" над энергоблоком, радиационной разведке/ обследованию населения и лиц, принимавших участие в ликвидации аварии. Однако уже к июню, когда прекратилось поступление радаонужлидов аварийного реактора в атмосферу и были выявлены обширные территории с высоким уровнем радиоактивного загрязнения, решение радиоэкологических проблем стало, пожалуй, одним из основных звеньев в разработанном комплексе мероприятий по ослаблению последствий этой кру пнейшей на планете техногенной аварии,. Основная цель развернутых широкомасштабных скоординированных исследований заключалась в определении степени тяжести возможных лучевых эффектов и в прогнозе возможного радиационного поражения различных компонентов биогеоценозов в зависимости от формируемых поглощенных доз. Проведенное изучение и оценка интегральных поглощенных .доз установили, что основная часть дозы на изучаемых объектах (65-85° о) сформировалась в первые зри месяца после аварии. Таким образом, основное радиационное воздействие на живые объекты в 30-километровой зоне произошло в течение первого года посте аварии. При этом облучение растительных сообществ произошло весной в отличие от Кыштымской аварии (осень), т.е. в один из наиболее радиочувствительных периодов онтогенеза ;ьгя наибольшею числа видов растений. Именно этими двумя причинами объясняют тог факт, что прямое лучевое воздействие, приводящее к легальному исходу, проявилось только у наиболее радиочувствительных видов (хвойные древесные породы ель, сосна; некоторые виды травянистых растений; мышевидные грызуны и отдельные виды, почвенных беспозвоночных в ос4 Коми научный центр Уро РАН
новном в наиболее загрязненной 5-километровой зоне). Для остальных объектов в этой ограниченной зоне, не говоря уже о территории за ее пределами, не было установлено прямых признаков лучевого поражения природных объектов. Таким образом, несмотря на своеобразие аварии (особенности радионуклидного состава выпадений, характер и форма распределения радиоизотопов на загрязненных территориях, обусловленных фракционированием во время их выброса из разрушенного реактора и наличием большого количества "горячих" частиц), каких-либо уникальных с радиоэкологической и радиобиологической точек зрения явлений и процессов не выявлено. И все же авария на Чернобыльской АЭС заставила специалистов по-новому, более ответственно, оценить не только возмбжное воздействие ядерной энергетики на природную среду, но и внести существенные коррективы в радиобиологические и радиоэкологические исследования. По крайней мере, в ситуации, сложившейся в радиоэкологии, произошел отчетливый "массовый" поворот: большая часть радиобиологов страны перешла от изучения воздейст вия острого облучения на живые организмы к широкомасштабным экспериментальным и полевым работам в области, так называемых, малых доз радиации (МДР). В этом плане в 1986 г. научный коллектив Отдела радиобиологии Института биологии Коми филиала АН СССР оказался, пожалуй, в наиболее выгодном положении по сравнению с другими организациями. В течение 30-тп лет до аварии Отдел мужественно отстаивал право не только заниматься изучением действия МДР на живые организмы в природных условиях, но и иметь свое, отличное от других школ,, аргументированное и подтвержденное многочисленными работами мнение об особенностях действия МДР по сравнению с острым облучением в эксперименте. Именно этот многолетний опыт, отчетливое'знаиие и понимание всех методических и методологических трудностей и особенностей проведения работ в природных условиях позволили Отделу радиобиологии одному из первых приступить к проведению радиоэкологических исследований в 30-километровой зоне в тесном содружестве с коллегами из Института обшей генетики АН СССР (науч. рук. д.б.п В.А.Шевчеико) и Института эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР (науч. рук. к.б.и. И.Н.Рябов). А начало многолетним работам северных радиоэкологов в зоне аварии положи ли вызов акад. Е.П.Велихова и поручение правительственной комиссии (пред. Л.А.Воронин) Институту обшей генетики АН СССР п Институту биологии Комп филиала АН СССР организовать и провести работы по цитогенетическому обследованию лиц, подверг- 5 Коми научный центр Уро РАН
гггихся облучению при ликвидации последствий аварии. В считанные дни на базе районной центральной больницы (г. Чернобыль> и МСЧ-126 (пионерлагерь "Лесная сказка", г. Тетерев) были развернуты две цитогенетические лаборатории. И самый первый "десан т" из далекой северной республики в соста- » ве к.б.н. В.Г.Зайнуллина, к.м.гг. П.А.Бородкина и ст.лаб. Л.А.Башлыковой вместе с сотрудниками Института общей генетики АН СССР, не считаясь со временем и усталостью, начал работы по, определению уровня генетических повреждений в хромосомах лимфоцитов периферической крови обследованных лиц с целью определения у них методами биологической дозггмегригг поглощенных доз. Эта информация была крайне необходима Для принятия решений о методах и формах лечения пациентов, пострадавших во время аварии и ее ликвидации. В связи с большими объемами работ позднее .к первой группе исследователей были прикомандированы врач-лаборант Г.П.Хлыбова и лаб. Г.А.Овчинникова из медико-генетической консультации детской республиканской больницы (г. Сыктывкар). На базе двух цитогенетических лабораторий, благодаря самоотверженности всех участников, были определены поглощенные дозы дчя 530 лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии (сотрудники АЭС, жители г. Припять, врачи, работники МВД, вертолетчики, водители, военные, строители). В настоящем сборнике нет ни одной статьи, посвященной этим важным в научном и практическом планах исследованиям. После двух лез напряженной работы часть посланцев земли Коми вернулась в своп организации, а сотрудники Отдела радиоэкологии переключились на радиоэкологические работы. Но полученные этими небольшими коллективами результаты были использованы не только для принятия обоснованных решений о .способах и методах лечения пациентов, но и для оценки отдаленных генетических последствий воздействия аварии на население, а также нашли отражение в целом ряде публикаций. Одновременно при выполнении заданий правительственных комиссий и штаба Академии наук СС;СР (в основном по радиационной разведке в 30-кплометровой зоне) нами были отобраны 26 полигонов для комплексного изучения широкого диапазона доз радиации на природные биогеоценозы н отдельные их компоненты. Не останавливаясь на принципах и методах их отбора, следует отменит., что позднее большая их часть стала политопами и для других академических и отраслевых институтов России и Украины. Уже в июне на э тих полигонах были развернуты работы по изучению действия радиации па травянистые фитоценозы, а несколько позднее па мышевидных грызунов и дрозофиле (к.б.н: Б.В.Тестов, к.б.н. В.Г.Зайнуллнн, к.б.н. 6 Коми научный центр Уро РАН
Т.М.Семяшкина, к.б.н. Л.Д.Материй, ст.лаб. А.И.Кичигин и Л. А. Башлыкова). Поскольку к середине лета 1986 г. наблюдали массовое усыхание сосновых лесов в радиусе 3-5 км ог аварийного реактора, то возникла настоятельная необходимость в изучении облученных лесов. Заведующий отделом лесобиологических проблем Севе га д.б.н. проф. Г.М.Козу- бов разработал программу комплексного изучения древесных растений в зоне аварии, включающую морфологические, биометрические, анато- мо-ульзрас грукту рные и эмбриологические исследования. В начале октября первая группа сотрудников этого отдела в составе зав.отделом д.б.н проф. Г.М.Козубова, м.н.с. к.б.н. Н.В.Ладановой, м.н.с. к.б.н. С.В.Ку Ливановой (Загировой) и ст. лаб. В.В.Алексеева присоединилась к радиоэкологам и приступила к обследованию лесов и отбору проб на ранее выбранных Полигонах. После возвращения в Сыктывкар весь мазериал был обработан и проанализирован. Полученные результаты были изложены в научном сообщении "Радиоэкологические исследования сосновых лесов в районе аварии на Чернобыльской АЭС" первой Публикации Института биологии по результатам исследований в 30-киломезровой зоне Чернобыльской АЭС. В эзо время Постановление Совета Министров СССР № 1306-357 от 01.11.86 г. и распоряжение Президиума АН СССР №0184 от 16.12.86 I . определили Институт биологии Коми НЦ УрО РАН ответственным исполнителем одиннадцати крупйых тем в рамках общегосударственного задания комплексных программ на 1986-1990 г г. и далее до 2000 1. по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС нц гему "Влияние радиоактивного загрязнения на флору и фауну" (раздел I "Эколог ия", науч. рук. акад. В.Е.Соколов). В соответствий с этим заданием Институт биологии с 1987 г. приступил к выполнению плановой темы "Провести комплексные исследования изменений во флоре и фауне под воздействием радиоактивного загрязнения, изучить его влияния на структуру и функции растений и животных, их генетический аппара т. Разработать основы экологического прогнозирования и предложения по уменьшению вредных последствий аварии на объекты растительного и животного мира". В свя’зи с расширением тематики исследовании в 1987 г. вместе с "чсрнобыльцами-86" в 30-километровой зоне работали к.е.-.х.н В.Б.Ларин. к.б.н. В.Б.Скупченко. науч. созр. В.А.Артемов и ст. лаб. Е.В.Гадкипа, Е.Макеева. В 1988 I. к этому отряду Присоединились к.б.н. О.Н.Попова. Н.П.Фролова. А.Г.Кудяшева, И.И.Шуктомова, И.Г.Кочан, В.И.Шершунова, Ю.А.Паутов, м.н.с. А.О.Ракин. Н.П.Сердитов, Е. Б. Куприянова, Н.Г.Загорская. ст.лаб. Е.А.Ку зив и А.А.Рогов, Этот коллектив в тесном созрудничесз ве с кол- 7 Коми научный центр Уро РАН
летами из ИОГен АН СССР (рук. д.б.н. проф. В.А.Шевченко), МГУ (рук. д.б.н. проф. Ф.А.Тихомиров), ИЭМЭЖ АН СССР (рук. к.б.н. И.Н.Рябов), лаборатории лесоведения АН СССР (рук. к.б.н. Ю.Д.Абатуров), Института ботаники АН УССР (к.б.н. Е.«.Остапенко) провел в весьма сложных условиях комплексное изучения влияния ра- диоактивного зтирязнения на флору и фауну. Наряду с научно- теоретическими исследованиями, неизменно большое внимание уделяли разработке практических рекомендаций по. ликвидации аварии и составлению прогнозов. Успешность выполнения экспедиционных работ в 30-километро- вой зоне Чернобыльской АЭС во многом зависела ог наличия транс; портных средств, опыта и ответственности водителей. Полноценными участниками чернобыльских экспедиций стали водители Н.И.Вовко- дав (1987 г.), А.А.Хомутппников (1987-1989 гг.), А.И.Топорков (1987-1990 гг.), В.М.Сазанскнй (1987 г.) и Д.Т.Горбачев (1988 г.), которые, наряду со своими прямыми обязанностями, помогали научным сотрудникам в сборе экспериментальных материалов. Выполнение большого объема аналитических работ в подразделениях Института биологии было бы невозможно без активной помощи инженернолаборантского состава (Л.В.Батура, Н.А.Трофимова, Э.И.Кирушева, Т.Н.Музакка и др.). Следует особо отметить, что проведение всех этих исследований было бы существенно затрУднено, если бы участники работ в зоне Чернобыльской аварии не испытывали с самого первого ;щя и до настоящего времени действенной поддержки президиума Комн НЦ УрО РАН и его председателя акад. М.П.Рощевского. "Зеленая" улица для выпуска серии научных сообщений и монографий позволила созру;щикам первыми в стране опубликован, монографию и, пусть и под грифом "Секретно", научные сообщения об экологических последствиях аварию. А в целом по итогам 10-летней работы в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС сотрудники Института биологии Комп НЦ УрО РАН опубликовали 191 научную работу, в том числе 5 монографии, 3 сборника научных статей, 9 научных сообщений, 72 статьи в международных, российских И региональных изданиях, 400 тезисов докладов в материалах более 20-ти конференций. Библиографический указатель публикаций выйдет из печати одновременно с этим юбилейным сборником, в котором ведущие специалисты подвели итоги работ по основным направлениям научных исследований в зоне отчуждения. В последние годы к рабо там в этой зоне привлечены молодые специалисты, ко торые в трудных условиях, наравне и под руководством с тарших сотрудников, 8 Коми научный центр Уро РАН
провели самостоятельные исследования. Некоторые результаты этих работ также представлены в сборнике, подчеркивая не только взаимосвязь поколений, но и стремление молодых ученых выйти на новые рубежи радиоэкологических исследований. Все дальше и дальше отодвигает нас время от той апрельской ночи 1986 г., когда мирный, как его часто называли, атом вырвался из повиновения и больно отозвался в сердце каждого из нас. Сейчас, спустя К) лет после катастрофы, важно проанализировать биологические последствия, аварии и оценить выявленные изменения в сообществе животных и растений в зависимости от дозовых нагрузок. Полагаю, что данный сборник вместе с другими пятью монографиями в какой-то мере позволил обобщить и систематизировать полученные уникальные данные. Анализ имеющейся литературы о чернобыльской, кыштымской и другим ядсрны.м авариям свидетельствует , по нашему мнению, о необходимости усиления исследований совместного действия ионизирующего излучения разного типа и факторов физической, химической и биологической природы на строгой количественной основе. Решение этой задачи в определенной степени позволит осветит ь и более общую проблеме модификации радиобиологических эффектов с помощью разнообразных по своей природе факторов. Трудность интерпретации результатов исследований по действию малых доз радиации на живые организмы при переходе от одного уровня организации к другому (молекулярный - клеточный органный организменный популяционный ...) определяет еще одно важное направление радиобиологических исследований изучение иигегральш>гх«реакшгй биологических систем на облучение с учетом реализации всех составляющих ее элементов. Разработку этих двух направлений во многом будет определять прогресс в области биологической дозиметрии и реконструкции доз от внутренних и внешних источников излучения с учетом их неоднородного распределения в анализируемых системах. Надеюсь, что представленные в сборнике статьи будут интересны не только радиобиологам и радиоэколог а.м разных специальностей, но и привлекут внимание ученых, работающих в других научных направлений; дтя выполнения совмест ных исследований и творческого осмысления накопленных,данных. Коми научный центр Уро РАН
I СОДЕРЖАНИЕ Т. 1. стр. Таскаев А.И. Район научных исследований Чернобыль 3 Влияние ионизирующего излучения на фауну Материй Л.Д. Динамика морфологических проявлений процессов поражения и восстановления в кроветворной сис теме по- , левок-экономок из 30-километровой зоны аварии на Чернобыльской АЭС.......................................... ............ 12 Материн Л.Д., Гончаров М,И. Мобилизация компенсаторно-восстановительных процессов в поврежденной печени поле-, вок-экономок из 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС ... 41 Ермакова О.В. Компенсаторно-восстановительные процессы в органах эндокринной системы полевок в условиях ра.тиоак- тивного загрязнения среды.................................................................. 58 Шишкина Л.Н., Кудяшева А.Г., Загорская Н.Г. Состояние систем клеточной регуляции в органах диких грызунов из районов аварии на Чернобыльской АЭС................................................. 77 Кудяшева А.Г. Процессы дегидрирования в тканях полевых мышей из 30-кило.метровой зоны Чернобыльской АЭС............... 101 Ракин А,.О., Башлыкова Л.А. Результаты цитогенетического мониторинга мышевидных фызунов из района аварии на Чернобыльской АЭС.....................................>............................................ 113 Шевченко О.Г. Состав фосфолипидов в тканях полевок-экономок, обитающих в условиях повышенной естественной радиоактивности ......................... 123 Зайнуллин В.Г. Му лабильность лабораторных линий дрозофилы в условиях хронического облучения малыми дозами радиации . ...............................................'. . 132 197 Коми научный центр Уро РАН
/ Криволуцкий Д.А. Динамика биоразнообразия и экосистем в- условиях радиоактивного загрязнения среды.................................. Исаев А.И., Ткачев А.В., Исаева Н.В. Возрастные особенности заболеваемости злокачественными новообразованиями населений Ненецкого автономного округа............................... .. . .............. Кичигин А.И., Быховец Н.М. Влияние хронического гамма-облучения в пренатальном и раннем постнатальном периодах на количество ореолообразующих клеток в белой крови лабораторных мышей.................. ■.................................... Кичигин А.И., Громыко А.А., Кирушева Т.В. Влияние хронического гамма-облучения в пренатальном и раннем постнатальном периодах на реактивность иммунной системы лабораторных мышей...................................... .. . . . ........... .. ................................ Кичигин А.И. Влияние хронического гамма-облучения в пре; натальном и раннем постнатальном периодах на некоторые показатели иммунитета рыжей полевки........ ....................................... 198 Коми научный центр Уро РАН
Воздействие радиоактивного загрязнения на наземные экосистемы в зоне аварии на Чернобыльской АЭС (1986-1996 гг.) В 2 т. Т. 1. Художник О.П.Велегжанинов Оригинал-макет И.А.Потолицына Лицензия № 0015 от 27.12.93 г. Компьютерный набор. Подписано в печать 16.04.96. Формат 60x90 1/16. Бум. типографская № 1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 12.75. Уч.-изд. 12. Тираж 400. Заказ № 89. Участок оперативной полиграфии Комп научного центра УрО РАН. 167^10, г. Сыктывкар, ул. Первомайская 48.
Ш
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=