Способ биоиндикации радиоактивного загрязнения местности

 

Сущность изобретения: на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению, у березы (повислой или пушистой) срезают в конце вегетационного периода среднюю часть хорошо развитых однолетних (или многолетних) побегов. Полные поперечные микросрезы окрашивают, под микроскопом подсчитываются число аномалий микроструктуры стебля на срез. По расчетной кривой по числу обнаруженных аномалий снимают показатели радиационной характеристики загрязнения территории. Использование метода биоиндикации позволяет, не прибегая к физической дозиметрии, цитологическим и биохимическим исследованиям, показать уровень радиационного загрязнения территории, установить порог дозовых нагрузок, восстановить динамику радиационной обстановки на загрязненной территории. 3 ил.

Способ относится к радиобиологии и анатомии растений и может быть использован при радиологической и радиобиологической характеристике территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

Всесторонняя оценка радиоактивного загрязнения местности затруднена сложностями оперативной дозиметрии и не всегда представляется возможной. Остро реагируют на радиационные поражения древесные растения, в первую очередь, хвойные, затем лиственные. Заметные радиационные изменения вегетативной сферы древесных растений обнаруживаются лишь при очень высоких и летальных дозах ионизирующего облучения. Одновременно с изменениями при продолжительном облучении идут процессы репарации (восстановления) (Действие ионизирующей радиации на биоценоз/Криволуцкий Д.А. Тихомиров Ф.А. И др.-М.Наука.1988.-С. 134-151).

Известен способ биоиндикации радиационного заражения с использованием растительного тест-объекта-традесканция клона 02 (Нилова И.Н. И др. Традесканция клона-02 высокочувствительный биоиндикатор радиационного заражения в зоне аварии на ЧАЭС / Тез.докл.1 междунар.конф."Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на ЧАЭС".-М. 1990.-С.162).

Недостатками этого способа являются: 1.Вид-индикатор-культурное травянистое растение в природных условиях не произрастает и в зону вносится извне. 2. При оценке последствий радиационного облучения используют трудоемкие цитогенетические и биохимические методы (Сидоров В.П. Дьяков В.Л. Радиобиологические и генетические последствия облучения сосны обыкновенной в 30-км зоне ЧАЭС /Тез.докл. 1 Междунар.конф."Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на ЧАЭС.-М.1990.-С.167).

Это достигается использованием вида-индикатора-березы повислой или пушистой (многолетнее древесное растение-космополит, отличающееся высокой радиочувствительностью) и подсчетом на поперечных срезах побегов аномалий анатомической структуры стебля, которые в обычных условиях роста деревьев отсутствуют.

Способ заключается в следующем. Для анализа в конце вегетационного периода вырезают среднюю часть хорошо развитых однолетних побегов у деревьев березы, произрастающих на территориях с различными плотностями радиоактивного загрязнения. Из отрезков побегов на микротомах готовят полные поперечные микросрезы, которые окрашивают красителем для гистологии (суданом Ш, сафранилом, эозином, нитразиновым желтым). Затем микросрезы помещают в каплю глицерина и подсчитывают под микроскопом количество аномалий микроструктуры стебля на поперечный срез.

В однолетних побегах березы аномалии микроструктуры стебля начинают образовываться при мощности экспозиционной дозы в 0,5 мР/ч. Одна полностью развитая аномалия в конце периода вегетации обычно состоит из комплекса новообразованных структур: ложноширокого дилатированного луча (10), берущего, в большинстве случаев, начало от листового следа (8); крупной группы склереид (11) во флоэмной части этого луча и выемки в древесине (12) под склереидами (см.фиг.2).

На фиг.1 представлен поперечный срез однолетнего побега березы повислой типичной структуры, без признаков аномалий. В направлении к центру ткани располагаются в следующем порядке: перидерма (1), паренхима первичной коры (2), волокна протофлоэмы (3), флоэма (4), камбий (5), древесина (6), лучи (9) и сердцевина (7). В углах сердцевины находятся листовые следы (8).

На фиг. 2 четко выделяется 7 аномалий микроструктуры стебля, образовавшихся при экспозиционной дозе, равной 25 мР/ч.

С возрастанием дозы радиации количество аномалий увеличивается. Кривая фиг. 3 отражает зависимость числа аномалий от мощности экспозиционной дозы (Х, мР/ч) на 10.05.46г. и величины поглощенной дозы (Д, Гр) на конец вегетационного периода (01.10.86г.) в 30-километровой зоне Чернобыльской АЭС. Образовавшиеся аномалии сохраняются и в последующие годы жизни растений, то есть процесса репарации в данном случае не происходит. Это свидетельствует о том, что у древесных растений, произрастающих на территориях с гамма-фоном в 0,5 мР/ч и выше, происходят существенные изменения генотипа, которые могут повлечь весьма важные отдаленные последствия. На основании анализа побегов разного возраста (2, 3, 4 и т.д. лет) у одних и тех же деревьев можно восстановить динамику радиационной обстановки на местности за предыдущие годы.

Проведя подсчет числа аномалий на полный поперечный срез побега березы, на кривой фиг.3 снимают показатели радиационной характеристики территории и судят о степени ее загрязнения.

Использование предлагаемого способа биоиндикации радиоактивного загрязнения местности позволяет: а) применять, не прибегая к физической дозиметрии, вид-индикатор (береза повислая или пушистая) в качестве объекта продолжительного генетического мониторинга в широком диапазоне радиоактивного загрязнения территорий (от 0,5 до 300 мР/ч); б) не проводя дорогостоящих цитогенетических и биохимических исследований установить порог дозовых нагрузок, приводящих к необратимым наследственным изменениям, который фиксируется появлением аномалий у побегов березы; в) восстановить динамику радиационной обстановки за предыдущие годы.

Формула изобретения

Способ биоиндикации радиоактивного загрязнения местности, включающий изучение анатомического показателя у вида-индикатора, по результатам которого проводят биоиндикацию, отличающийся тем, что у вида-индикатора березы повислой или пушистой в качестве анатомического показателя изучают микроструктуру стебля на поперечных срезах зрелых побегов и судят о дозах радиоактивного загрязнения по расчетной кривой, исходя из количества образовавшихся аномалий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3