Инкорпорирование трития культурами перца и баклажана при кратковременном воздействии окиси трития

Растения являются ключевым звеном в процессе миграции трития как в экосистеме в целом, так и в трофической структуре в частности. Значительную часть трития растения в результате фотосинтеза включают в органическое вещество. В данном аспекте исследование процессов инкорпорирования трития и его возможного вклада в дозовую нагрузку на человека при поступлении внутрь с растениеводческой продукцией является актуальной задачей. Цель исследования заключалась в количественной оценке инкорпорирования трития широко культивируемыми культурами перца (Capsicum annuum) и баклажана (Solanum melongena) при кратковременном воздействии паров окиси трития в лабораторных и натурных условиях. Для достижения данной цели проведено экспонирование предварительно выращенных в чистых условиях растений на стадии созревания в камере и натурных условиях бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Отбор воздуха производили с помощью коллектора трития «OS 1700». Подготовку растений для измерения органически-связанного трития выполняли с использованием установки «Sample Oxidizer». Активность трития в пробах измеряли на «QUANTULUS 1220». Установлено, что активность трития в свободной воде тканей листьев Capsicum annuum и Solanum melongena на 1–2 порядка выше, чем в стеблях и плодах. Разница между концентрацией трития в свободной воде тканей и органически связанным тритием во всех вариантах экспозиции составила также 1–2 порядка. Распределение трития в свободной воде тканей обеих культур при кратковременном воздействии окиси трития описывается убывающим рядом: «листья < стебли < плоды». Для органически-связанного трития не установлено четкой закономерности в распределении по органам, что, скорее всего, обусловлено коротким периодом экспозиции растений. К моменту полного созревания плодов наблюдается значительное снижение активности трития в свободной воде тканей (основного источника формирования органически связанного трития в постэкспозиционный период) во всех органах растений. Для органически связанного трития в листьях и стеблях отмечалось как повышение, так и снижение концентрации, а в созревших плодах она осталась практически на том же уровне, как в конце экспозиции. Скорость конверсии трития в органическую форму в натурных условиях Семипалатинского испытательного полигона выше, чем в камере, в 15–30 раз, а транслокация органически связанного трития в съедобную часть овощных культур – в 2–4 раза, независимо от концентрации окиси трития в воздухе и листьях. Согласно результатам консервативной оценки, возможный вклад в дозу внутреннего облучения от перорального поступления трития при употреблении 1 кг овощей, загрязненных в результате кратковременного воздействия, исходя из абсолютной активности форм радионуклида в плодах Capsicum annuum и Solanum melongena, составит: для ТСВ – 0,7 и 5,6 нЗв; для органически связанного трития − 1,7 и 2,4 нЗв соответственно. Так как уровни окиси трития в выбросах предприятий ядерного топливного цикла значительно ниже по сравнению с экспериментальными, возможный вклад трития в дозу внутреннего облучения населения от перорального поступления с растениеводческой продукцией, подвергшейся кратковременному аэральному загрязнению радионуклидом, будет пренебрежимо мал. 

1. Weinberg A.M. The future of nuclear energy // Physics Today. 1981. Vol. 34, № 3. P. 48-56.

2. Boyer C., Vichot L., Fromm M., et al. Tritium in plants: a review of current knowledge // Environmental and Experimental Botany. 2009. Vol. 67, No. 1. P. 34-51. DOI:10.1016/j. envexpbot.2009.06.008.

3. Kim S.B., Baglan N., Davis P.A. Current understanding of organically bound tritium (OBT) in the environment // Journal of Environmental Radioactivity. 2013. Vol. 126. P. 83-91. DOI:10.1016/j.jenvrad.2013.07.011.

4. Melintescu A., Galeriu D. Uncertainty of current understanding regarding OBT formation in plants // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. Vol. 167. P. 134-149. DOI:10.1016/j.jenvrad.2016.11.026.

5. Erolle F., Ducros L., Séverine L.D., et al. An updated review on tritium in the environment // Journal of Environmental Radioactivity. 2018. Vol. 181. P. 128-137. DOI:10.1016/j. jenvrad.2017.11.001.

6. Strack S., Diabat S., Muller J., et al. Organically bound tritium formation and translocation in crop plants, modelling and experimental results // Fusion Science and Technology. 1995. Vol. 28, No. 3. P. 951-956. DOI:10.13182/FST95-A30528.

7. ICRP Publication 67 (Annals of the ICRP Vol. 23 No. 3/4) Agedependent doses to members of the public from intakes of radionuclides: Part 2 ingestion dose coefficients international commission on radiological protection. Oxford: Elsevier science; 1993. 167 p.

8. Балонов М.И., Чипига Л.А. Оценка дозы от поступления окиси трития в организм человека: роль включения трития в органическое вещество тканей // Радиационная гигиена. 2016. Т. 9, № 4. С. 16-25. DOI: 10.21514/1998-426Х-2016-9-4-16-25.

9. Hisamatsu S., Takizawa Y. Tritium transfer from diet to human // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 1995. Vol. 197, No. 2. P. 271-280. DOI:10.1007/ bf02036005.

10. Harrison J.D., Khursheed A., Lambert B.E. Uncertainties in dose coefficients for intakes of tritiated water and organically-bound forms of tritium by members of the public // Radiation Protection Dosimetry. 2008. No 98. P. 299-311.

11. Lyakhova O.N., Lukashenko S.N., Larionova N.V., et al. Contamination mechanisms of air basin with tritium in venues of underground nuclear explosions at the former Semipalatinsk test site // Journal of Environmental Radioactivity. 2012. Vol. 113. P. 98-107. DOI:10.1016/j. jenvrad.2012.02.010.

12. Sharakshane A. Whole high-quality light environment for humans and plants // Life Sciences in Space Research. 2017. Vol. 15. P. 18-22. DOI:10.1016/j.lssr.2017.07.001.

13. Лукашенко С.Н., Ларионова Н.В., Зарембо В.П. Инновационный патент РК. № 29721. Установка для извлечения воды из образцов //Электронный бюллетень. Астана, 2015. бюл. № 4. URL: http://kzpatents.com/4- ip29721-ustrojjstvo-dlya-izvlecheniya-vody-iz-obrazcov. html (дата обращения 25.12.2019).

14. Качество воды. Определение объёмной активности трития. Метод подсчёта сцинтилляций в жидкой среде. Международный стандарт ISO 9698:2019. Астана: «КазИнСт», 2019. 32 с.

15. Atarashi-Andoh M., Amano H., Ichimasa M., et al. Conversion rate of HTO to OBT in plants // Fusion Science Technology. 2002. Vol. 41, No 3. P. 427-431. DOI:10.13182/ FST02-A22625.

16. Environmental Modelling for Radiation Safety (EMRAS) – A Summary Report of the Results of the EMRAS Programme (2003-2007)/ IAEA safety standards and related publications. Vienna, Austria: IAEA, 2012. 50 p.

17. Choi Y.H., Lim K.M., Lee W.Y., et al. Tissue free water tritium and organically bound tritium in the rice plant acutely exposed to atmospheric HTO vapor under semi-outdoor conditions // Journal of Environmental Radioactivity. 2002. No58. P. 67-85.

18. Поливкина Е.Н., Ларионова Н.В., Ляхова О.Н. Оценка аэрального поглощения НТО культурой Helianthus Annuus в условиях Семипалатинского испытательного полигона // Радиация и риск. 2020. Т. 29, № 1 С. 79-89. URL: http://radiation-and-risk.com/images/pdf/2020/1/1_ Article_7_79-89.pdf. (дата обращения 25.12.2019).

19. Polivkina Ye.N., Larionova N.V., Lukashenko S.N., et al. Assessment of the tritium distribution in the vegetation cover in the areas of underground nuclear explosions at the Semipalatinsk test site // Journal of Environmental Radioactivity. 2021. Vol. 237. P. 67-85. DOI: 10.1016/j. jenvrad.2021.106705.

20. Поливкина Е.Н., Ляхова О.Н., Ларионова Н.В., Субботина Л.Ф. Инкорпорирование трития культурой Helianthus annuus при корневом поступлении // Вестник НЯЦ РК. 2021. Т. 1. С. 48-53. DOI:10.52676/1729-7885-2021-1-48-53.

21. Кособрюхов А.А. Активность фотосинтетического аппарата при периодическом повышении СО2 // Физиология растений. 2009. Т. 56, № 1, С. 8-16.

22. Радиоэкологическая обстановка в регионах расположения предприятий Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». Изд. 2 / под общ. ред. И.И. Линге и И.И. Крышева. М.: Сам полиграфист, 2021. 555 с.