Радіація в Біосфері

Реферат по Біології

На тему:

«Радіація в біосфері»

Зміст

1. Введення в проблему

2. Шляхи попадання і вплив на організми радіації

3. Джерела радіації

4. Характеристика впливу різних доз радіації на людину

5. Висновок

6. Список літератури

Введення в проблему.

З давніх часів людина удосконалював себе, як фізично, так і розумово, постійно створюючи й удосконалюючи знаряддя праці. Постійна нестача енергії змушувала людини шукати і знаходити нові джерела, впроваджувати їх не піклуючись про майбутнє. Таких прикладів безліч: паровий двигун спонукав людину до створення величезних фабрик, що за собою спричинило миттєве погіршення екологи в містах. Іншим прикладом служить створення каскадів гідроелектостаній, що затопили величезні території і змінили до невпізнання екосистеми окремих районів. У пориві за відкриттями наприкінці XIX в. двома вченими: П'єром Кюрі і Марією Сладковський-Кюрі було відкрите явище радіоактивності. Саме це досягнення поставило існування всієї планети під загрозу. За 100 з гаком років людина наробив стільки дурниць, скільки не робив за все своє існування. Давно вже пройшла Холодна війна, ми вже пережили Чорнобиль і багато засекречених аварії на полігонах, однак проблема радіаційної загрози нікуди не пішла і посій день служить главою загрозою біосфері.

Шляхи потрапляння і вплив на організми радіації.

В результаті впливу іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах можуть відбуватися складні фізичні, хімічні і біохімічні процеси.

При попаданні радіоактивних речовин всередину організму нищівну силу надають в основному альфа-джерела, а потім і бета-джерела, тобто в зворотній зовнішньому опроміненню послідовності. Альфа-частинки, що мають невелику щільність іонізації, руйнують слизову оболонку, що є слабким захистом внутрішніх органів у порівнянні із зовнішнім шкіряним покривом.

Існує три шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: при вдихання повітря, забрудненого радіоактивними речовинами, через заражену їжу або воду, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран. Найбільш небезпечний перший шлях, оскільки:

· Обсяг легеневої вентиляції дуже великий

· Значення коефіцієнта засвоєння в легенях більш високі.

Пилові частинки, на яких сорбованих радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря через верхні дихальні шляхи частково осідають в порожнині рота і носоглотці. Звідси пил надходить в травний тракт. Інші частки надходять у легені. Ступінь затримки аерозолів у легенях залежить від дисперсійні. У легенях затримується близько 20% всіх частинок; при зменшенні розмірів аерозолів величина затримки збільшується до 70%.

При всмоктуванні радіоактивних речовин зі шлунково-кишкового тракту має значення коефіцієнт резорбції, що характеризує частку речовини, що потрапляє з шлунково-кишкового тракту в кров. Залежно від природи ізотопу коефіцієнт змінюється в широких межах: від сотих часток відсотка (для цирконію, ніобію), до декількох десятків відсотків (водень, лужноземельні елементи). Резорбція через неушкоджену шкіру в 200-300 разів менше, ніж через шлунково-кишковий тракт, і, як правило, не відіграє суттєвої ролі.

При попаданні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через кілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було одноразовим, то концентрація їх в крові спочатку зростає до максимуму, а потім протягом 15-20 діб знижується.

Концентрації в крові довго живучих ізотопів надалі можуть утримуватися практично на одному рівні протягом тривалого часу внаслідок зворотного вимивання речовин, що відклалися.

Основні етапи впливу випромінювання на тканини показані в таблиці 1:

Таблиця .1 Вплив іонізуючого випромінювання на тканини організму

Заряджені частинки. Проникаючі в тканини організму альфа-і бета-частинки втрачають енергію внаслідок електричних взаємодій з електронами тих атомів, біля яких вони проходять (Гамма-випромінювання і рентгенівські промені передають свою енергію речовині декількома способами, які, в кінцевому рахунку, також приводять до електричних взаємодій. )

Електричні взаємодії. За час близько десяти трильйонних секунди після того, як проникаюче випромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цього атома відривається електрон. Останній заряджений негативно, тому інша частина вихідного нейтрального атома стає позитивно зарядженою. Цей процес називається іонізацією. Відірвавшись електрон може далі іонізувати інші атоми.

Фізико-хімічні зміни. І вільний електрон, і іонізований атом зазвичай не можуть довго перебувати в такому стані і протягом наступних десяти мільярдних часток секунди беруть участь в складному ланцюгу реакцій, в результаті яких утворюються нові молекули, включно з таким надзвичайно реакційно здатні, як "вільні радикали".

Хімічні зміни. Протягом наступних мільйонних часток секунди утворилися вільні радикали реагують як один з одним, так і з іншими молекулами і через ланцюжок реакцій, ще не вивчених до кінця, можуть викликати хімічну модифікацію важливих у біологічному відношенні молекул, необхідних для нормального функціонування клітини.

Біологічні ефекти. Біохімічні зміни можуть статися як через кілька секунд, так і через десятиліття після опромінення і стати причиною негайної загибелі клітин, або такі зміни в них можуть привести до раку.

Кінцевий ефект опромінення є результатом не тільки первинного ушкодження клітин, але і наступних процесів відновлення. Передбачається, що значна частина первинних ушкоджень у клітці виникає у вигляді так званих потенційних ушкоджень, які можуть реалізовуватися у випадку відсутності відбудовних процесів. Реалізація цих процесів сприяють процеси біосинтезу білків і нуклеїнових кислот. Поки реалізація потенційних ушкоджень не відбулася, клітка може в них "відновитися". Це, як передбачається, пов'язане з ферментативними реакціями й обумовлено енергетичним обміном. Вважається, що в основі цього явища лежить діяльність систем, які в звичайних умовах регулюють інтенсивність природного мутаційного процесу.

Мутагенну вплив іонізуючого випромінювання вперше встановили російські вчені Р.А. Надсон і Р.С. Філіппов в 1925 році в дослідах на дріжджах. У 1927 році це відкриття було підтверджено Р.Меллером на класичному генетичному об'єкті - дрозофілі.

Іонізуючі випромінювання здатні викликати усі види спадкових змін. Спектр мутацій, індукованих опроміненням, не відрізняється від спектра спонтанних мутацій.

Останні дослідження Київського Інституту нейрохірургії показали, що радіація навіть у малих кількостях, при дозах в десятки бер, найсильнішим чином впливає на нервові клітини - нейрони. Але нейрони гинуть не від прямого впливу радіації. Як з'ясувалося, в результаті впливу радіації в більшості ліквідаторів ЧАЕС спостерігається "послерадіоціонная енцефлопатія". Загальні порушення в організмі під дією радіації приводить до зміни обміну речовин, які спричиняють патологічні зміни головного мозку.

Джерела радіації.

Основну частину опромінення населення земної кулі одержує від природних джерел радіації. Більшість з них такі, що уникнути опромінення від них зовсім неможливо. Протягом всієї історії існування Землі різні види випромінювання падають на поверхню Землі з космосу і надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться в земній корі. Людина піддається опроміненню двома способами. Радіоактивні речовини можуть знаходитися поза організмом і опромінювати його зовні; в цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення, або ж вони можуть виявитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або у воді і потрапити всередину організму. Такий спосіб опромінення називають внутрішнім. Опромінення від природних джерел радіації піддається будь-яка істота Землі, проте, одні з них одержують більші дози, ніж інші. Це залежить, зокрема, від того, де вони мешкають.

Рівень радіації в деяких місцях земної кулі, там, де залягають особливо радіоактивні породи, виявляється значно вище середнього, а в інших місцях, відповідно нижче. Земні джерела радіації в сумі відповідальні за більшу частину опромінення, якому піддаються організми за рахунок природної радіації. В середньому вони забезпечують більш 5/6 річної, ефективної еквівалентної дози, одержуваної істотами, в основному внаслідок внутрішнього опромінення. Іншу частину вносять космічні промені, головним чином шляхом зовнішнього опромінення.

За останні кілька десятиліть людина створила кілька сотень штучних радіонуклідів і навчилася використовувати енергію атома в самих різних цілях: у медицині, для створення атомної зброї, для виробництва енергії і виявлення пожеж, для виготовлення світних циферблатів годин і пошуку корисних копалин. Все це призводить до збільшення дози опромінення, як окремих людей, так і населення Землі в цілому. Індивідуальні дози, одержувані різними людьми від штучних джерел радіації, сильно розрізняються. У більшості випадків ці дози досить невеликі, але іноді опромінення за рахунок техногенних джерел виявляється в тисячі разів інтенсивніше, ніж за рахунок природних. Як правило, для техногенних джерел радіації згадана варіабельність виражена набагато сильніше, ніж для природних. Крім того, що породжується ними випромінювання звичайно легше контролювати, хоча опромінення, пов'язане з радіоактивними опадами від ядерних вибухів, майже так само неможливо контролювати, як і опромінення, зумовлене космічними променями або земними джерелами.

Характеристика впливу різних доз радіації на людину

Вимірювання радіаційного фону в місті Москві дозволяють вказати ТИПОВІ значення фону на вулиці (відкритій місцевості) - 8 - 12 мкР / год, в приміщенні - 15 - 20 мкР / год.

На різні органи людини різні дози одержуваної радіації можуть або привести до різкого погіршення, або викликати незначні зміни в структурі, або взагалі не подіяти.

У таблиці 2 наведені крайні значення допустимих доз радіації:

Таблиця 2.

орган

допустима доза

Червоний кістковий мозок 0,5-1 Гр. Кришталик ока 0,1-3 Гр. Нирки 23 Гр. Печінка 40 Гр. Сечовий міхур 55 Гр. Зріла хрящова тканина> 70 Гр. Примітка: Допустима доза - сумарна доза, Отримана людиною протягом 5 тижнів

При великих дозах радіації починають відбуватися незворотні реакції в кістковому мозку, внутрішніх органах і нервовій системі. При впливі радіації більше 30-40 Гр. смерть людини стає лише справою часу. З графіка 1 видно, що більшість опромінених гинуть в перші 2-3 тижні:

Графік 1.

Однак навіть малі дози радіації не нешкідливі і їх вплив на організм і здоров'я майбутніх поколінь до кінця не вивчено. Однак можна припустити, що радіація може викликати, перш за все, генні і хромосомні мутації, що надалі може привести до прояву рецесивних мутацій.

Висновок.

Людина коваль свого щастя, і тому, якщо він хоче жити і виживати, то він повинен навчитися безпечно використовувати цього "джина з пляшки" під назвою радіація. Людина ще досить молодий для усвідомлення дарунка, даного природою йому. Якщо він навчиться керувати ним без шкоди для себе і всього навколишнього світу, то він досягне небувалого світанку цивілізації. А поки нам необхідно прожити перші боязкі кроки, у вивченні радіації і залишитися в живих, зберігши накопичені знання для наступних поколінь.

Список літератури:

http://www.rosatom.ru/glossary/rad/action.htm (2000)

http://stch-chat.chat.ru/Index.html(1999 р)

Т.Х.Маргулова «Атомна енергетика сьогодні і завтра» Москва: Вища школа, 1996 г.

розділ: Екологія
Кількість знаків з пробілами: 11702
Кількість таблиць: 2
Кількість зображень: 1

... життя? Чи не створює людина навколо себе додаткові джерела радіації при тій чи іншій діяльності, не користуємося ми цими джерелами, часом не асоціюючи їх з дією атомної радіації? У сучасному житті людина дійсно створює ряд впливають на нього джерел, іноді дуже слабких, а часом і досить сильних. Розглянемо добре відомі рентгенівські діагностичні ...

... передбачені законом заходи, аж до припинення виробництва і будь-яких робіт, якщо порушуються норми охорони навколишнього середовища. Крім забруднення середовища, антропогенний вплив виражається у виснаженні природних ресурсів біосфери. Величезні масштаби використання природних ресурсів призвели до значної зміни ландшафтів в деяких регіонах (наприклад, у вугільних басейнах). Якщо на зорі ...

... життєдіяльності. Головна специфіка сучасної біосфери - це чітко спрямовані потоки енергії і біогенний (пов'язаний з діяльністю живих істот) круговорот речовин. (10) Розробляючи вчення про біосферу, В.І. Вернадський прийшов до висновку, що головним трансформатором космічної енергії є зелена речовина рослин. Тільки вони здатні поглинати енергію сонячного випромінювання і ...

... потужність 20-30 км, однак заселені живими організмами лише товща вод і переважно тонка планетарна "плівка". Останнім часом нерідко саме її і називають біосферою, хоча тут краще вживати вираз "населена біосфера". Жила біосфера може бути визначена як гігантська планетарна екосистема. У різних публікаціях її називають біогеосфери, ландшафтної оболонкою. В сутності ...