Визначення й напрями розвитку радіоекології

Розділ 1. Основні поняття і положення радіоекології
1.1. Визначення й напрями розвитку радіоекології

Визначення і об'єкт радіоекології. Відома низка різних визначень радіоекології як науки, що досліджує розподіл, міграцію та кругообіг радіоактивних речовин у екологічних системах (екосистемах), а також дію іонізуючого випромінювання на біогеоценози (Гродзинський, 2000). Водночас існує думка, що радіоекологія вивчає вплив іонізуючого випромінювання і радіоактивних елементів на все природне середовище та окремі його компоненти, а також екосистемну міграцію радіонуклідів (Сапожников, Бердоносов, 1995). Тобто радіоекологію, з одного боку, розглядають як розділ радіобіології, а з іншого – як самостійний науковий напрям, що сформувався на стику радіології й екології.

Більшість фахівців-радіологів (Ильенко, Криволуцкий, 1985; Сапожников, Бердоносов, 1995; Холл, 1989 та ін.) дотримуються думки, що під радіоекологією слід розуміти самостійний науковий напрям. На їхню думку радіоекологія – це наука, що вивчає різноманітні аспекти дії іонізуючого радіоактивного випромінювання на екосистеми різних рівнів територіально-просторової організації, в тому числі на їхні живу і неживу складові.

Будь-яка самостійна наукова дисципліна має чітко визначений об'єкт досліджень. В екології таким об'єктом вважається взаємодія живих організмів та їхніх угруповань із рештою компонентів довкілля. Виходячи з такого розуміння об'єктом досліджень у радіоекології є відповідна реакція екосистем на дію іонізуючого випромінювання.

Із поданих визначень радіоекології очевидно, що коло реальних об'єктів, у межах яких досліджується вплив іонізуючого випромінювання на природне середовище, надзвичайно широке. Воно охоплює всі складові екосистеми: літогенну основу, ґрунтовий покрив, водне та повітряне середовища, рослинний та тваринний світ, а, зрештою, й людину. Об'єктом радіоекологічного дослідження також вважається сукупність природних (геологічних, геоморфологічних, фізико-географічних та ін.) процесів, що відбуваються в екосистемах.

Напрями радіоекології. Унаслідок різноманітності досліджуваних екологічних об'єктів і процесів радіоекологія використовує різні методи досліджень, запозичивши їх у фізики, хімії, біології, генетики і географії. Відповідно до рівнів організації природних чи техногенних екосистем, у радіоекології виділяють розділи, які виступають як самостійні наукові напрями: радіаційна фізика, радіаційна хімія, радіобіологія, радіаційна генетика і радіаційна географія. Зауважимо, що ці розділи радіоекології тісно пов'язані між собою, доповнюють один одного й у сукупності створюють загальну теорію і методику дії іонізуючого випромінювання на екосистеми.

Радіаційна фізика розглядає процеси передачі енергії компонентам природного середовища іонізуючого випромінювання на рівні атомів і молекул. Будь-який процес у радіоекології розпочинається саме із взаємодії радіації з речовиною, тобто фізичного явища.

Радіаційна хімія вивчає властивості різних хімічних форм і сполук, які виникли внаслідок дії іонізуючого випромінювання із іншими речовинами та особливості їх відповідних хімічних перетворень. Із застосуванням методів радіаційної хімії досліджують реакції, що відбуваються за участю змінених опроміненням активних хімічних форм молекул.

Радіобіологія вивчає вплив іонізуючого випромінювання на біогеоценози різних рівнів, у тому числі на тваринні та рослинні угруповання й людину. Водночас вона досліджує реакції на опромінення будь-яких біологічних систем, а також особливості процесів, що спричинюють формування екологічної відповіді біогеоценозу на вплив радіації.

Радіаційна генетика досліджує механізми виникнення генетичних та спадкових змін й мутацій унаслідок опромінення клітин, процеси їхнього збереження, перетворення тощо.

Радіаційна географія розглядає питання просторово-територіального розміщення об'єктів радіоекологічного дослідження, аналізує особливості радіаційної ситуації в екосистемах локального, регіонального і глобального рівнів.

Факти з історії радіоекології. Явище радіоактивності не нове – новизна полягає лише у тому, що люди навчилися його використовувати. На Землі радіоактивність існувала ще до зародження життя і вже була присутня в космічному просторі до виникнення самої планети. Навіть людина, певною мірою, є дещо радіоактивною, оскільки в її організмі у незначній кількості присутні радіоактивні речовини.

Дослідження екологічної дії іонізуючого випромінювання розпочалося відразу після відкриття цього явища Вільгельмом Рентгеном у 1895 р. та природної радіоактивності Анрі Бекерелем у 1896 р. Цією проблемою зацікавилися Марія і П'єр Кюрі, які у 1898 р. ввели раніше неіснуюче поняття «радіоактивність» і визначили, що уран має властивість перетворюватися в інші радіоактивні хімічні елементи. Головним об'єктом радіоекологічних досліджень кінця ХІХ ст. була будова атома урану, радію, плутонію, цезію тощо.

На жаль, учені-першовідкривачі й зіткнулися першими із небезпечною дією іонізуючого випромінювання, а саме – з його руйнівним впливом на тканини людини. Анрі Бекерель зазнав опіку шкіри, коли пробірку з радієм поклав до кишені, а Марія Кюрі померла від злоякісного захворювання крові, оскільки не раз працювала з радіоактивними матеріалами.

Становлення радіоекології на Україні не відставало від світового рівня. Вже у 1896 р. І. Тарханов та О. Кулябко виявили, що внаслідок опромінення радіацією паростків окремих рослин припиняється їхній розвиток (Гродзинський, 2000). Протягом 1986-1917 рр. на Україні створено потужну мережу рентгенодіагностичних кабінетів, а з 1910 р. в Одесі розпочала працювати потужна радіологічна лабораторія, де досліджувалась природна і техногенна радіоактивність, дія іонізуючого випромінювання, вирішувались проблеми радіотерапії і дозиметрії.

Значним поштовхом у розвитку радіоекології послужило вивчення наслідків ядерного бомбардування японських міст Хіросіми й Нагасакі у 1945 р. Саме тоді світу стало зрозуміло, що людство оволоділо вкрай небезпечною ядерною зброєю. Це підтвердили численні радіоекологічні експерименти, що супроводжували багаторічні випробування ядерної зброї у ряді держав світу.

Особливо гостро постала проблема забруднення довкілля у результаті цих випробувань і екологічної дії малих доз радіації. Відтак у 1950-60-х роках ХХ ст. розпочалося формування радіоекології як науки, яка на той час вивчала поширення у природному середовищі продуктів поділу урану, що розносилися по всій земній кулі й у вигляді глобальних опадів осідали на поверхні континентів та океанів.

Аварія на Чорнобильській АЕС у 1986 р. викликала черговий спалах інтересу до радіоекології. Над екологічними проблемами, від вирішення яких залежить ефективність заходів боротьби з негативними наслідками впливу радіації на людину, починають працювати численні фахівці-радіоекологи на Україні та за кордоном. Особливої актуальності у цей час набувають дослідження екологічної дії малих доз опромінення на довкілля.