Нелинейность зависимости частоты цитогенетических нарушений от содержания Sr-90 в растениях Тонконога тонкого с территории Семипалатинского испытательного полигона

DOI: 10.21870/0131-3878-2021-30-2-77-88

Гераськин С.А.¹, Минкенова К.С.², Переволоцкий А.Н.¹, Байгазинов Ж.А.^2,3, Переволоцкая Т.В.¹

«Радиация и риск». 2021. Том 30. № 2, с.77-88

Сведения об авторах

Гераськин С.А. – зав. лаб., д.б.н., проф. Контакты: 249032, Калужская обл., Обнинск, Киевское шоссе, 109-й км. Тел.: (484) 399-69-64; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Переволоцкий А.Н. – вед. науч. сотр., д.б.н.
Переволоцкая Т.В. – ст. науч. сотр., к.б.н. ФГБНУ ВНИИРАЭ.
Минкенова К.С. – вед. инженер. ИРБЭ НЯЦ РК.
Байгазинов Ж.А. – зав. лаб., к.б.н. ИРБЭ НЯЦ РК, Университет Паннонии.

¹ ФГБНУ ВНИИ радиологии и агроэкологии, Обнинск
² Институт радиационной безопасности и экологии РГП «НЯЦ РК», Курчатов, Казахстан
³ Университет Паннонии, Веспрем, Венгрия

Аннотация

Имеющиеся сведения о форме зависимости основных биологических показателей (смертность, репродуктивность, заболеваемость, генетические эффекты) от дозы получены главным образом в контролируемых условиях лабораторных экспериментов с острым гамма-облучением. К сожалению, эта информация не может быть использована для оценки последствий облучения населяющих загрязнённые территории растений и животных, поскольку в результате испытаний ядерного оружия и крупных радиационных катастроф значительные территории оказываются загрязнены смесью альфа-, бета- и гамма-излучающих радионуклидов, обладающих разной проникающей способностью, биологической эффективностью и подвижностью в системе почва-растение. Широкомасштабное (105 экспериментальных точек, диапазон концентраций ⁹⁰Sr в растениях от менее 10² до +-10⁸ Бк/кг) исследование частоты цитогенетических эффектов в популяциях Тонконога тонкого с площадки «4А» Семипалатинского испытательного полигона, где проводили испытания боевых радиоактивных веществ, позволило впервые в условиях полевого эксперимента оценить форму зависимости частоты цитогенетических нарушений от содержания ⁹⁰Sr в растениях. Показано наличие практического порога по частоте цитогенетических нарушений вплоть до концентрации 1,58x10⁵ Бк/кг ⁹⁰Sr в растениях. Превышение этого порога ведёт к статистически значимому (p<0,001) увеличению частоты цитогенетических нарушений от менее 2% до 18%. Основной вклад в частоту цитогенетических нарушений вносят двойные мосты и фрагменты, что подтверждает радиационную природу наблюдаемых эффектов.

Ключевые слова
Семипалатинский испытательный полигон, боевые радиоактивные вещества, радиоактивное загрязнение, ⁹⁰Sr, удельная активность, Тонконог тонкий, цитогенетические эффекты, нелинейная зависимость, пороговая концентрация.

Список цитируемой литературы

1. Larionova N.V., Lukashenko S.N., Kabdyrakova A.M., Kunduzbayeva A.Ye., Panitskiy A.V., Ivanova A.R. Transfer of radionuclides to plants of natural ecosystems at the Semipalatinsk Test Site //J. Environ. Radioact. 2018. V. 186. P. 63-70.

2. Мозолин Е.М., Гераськин С.А., Минкенова К.С. Радиобиологические эффекты у растений и животных Семипалатинского испытательного полигона (Казахстан) //Радиационная биология. Радиоэкология. 2008. Т. 48, № 4. С. 422-431.

3. Гераськин С.А., Мозолин Е.М., Дикарев В.Г., Удалова А.А., Дикарева Н.С., Спиридонов С.И., Тетенькин В.Л. Цитогенетические эффекты в популяциях Koeleria gracilis Pers. с территории Семипалатинского испытательного полигона //Радиационная биология. Радиоэкология. 2009. Т. 49, № 2. С. 147-157.

4. Минкенова К.С., Байгазинов Ж.А., Гераськин С.А., Переволоцкий А.Н. Цитогенетические эффекты у Тонконога тонкого с площадки, где проводили испытания боевых радиоактивных веществ на Семипалатинском испытательном полигоне //Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 3. С. 249-264.

5. Паушева З.В. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1980. 225 с.

6. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 816 с.

7. Lutz W.K., Lutz R.W. Statistical model to estimate a threshold dose and its confidence limits for the analysis of sublinear dose-response relationships, exemplified for mutagenicity data //Mutat. Res. 2009. V. 678, N 2. P. 118-122.

8. Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environ-ments. Technical Reports Series No. 472. Vienna: IAEA, 2010. 194 р.

9. Streffer C., Bolt H., Follesdal D., Hall P., Hengstler J.G., Jakob P., Oughton D., Prieb K., Rehbinder E., Swaton E. Low dose exposures in the environment. Dose-effect relations and risk evaluation. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. 471 p.

10. Garnier-Laplace J., Geras’kin S., Della-Vedova C., Beaugelin-Seiller K., Hinton T.G., Real A., Oudalova A. Are radiosensitivity data derived from natural field conditions consistent with data from controlled exposures? A case study of Chernobyl wildlife chronically exposed to low dose rates //J. Environ. Radioact. 2013. V. 121. P. 12-21.

11. Groffman P.M., Baron J.S., Blett T., Gold A.J., Goodman I., Gunderson L.H., Levinson B.M., Palmer M.A., Paerl H.W., LeRoy Poff N., Rejeski D.W., Reynolds J.F., Turner M.G., Weathers K.C., Wiens J. Ecological thresholds: the key to successful environmental management or an important concept with no prac-tical application? //Ecosystems. 2006. V. 9. P. 1-13.

12. Гераськин С.А., Зяблицкая Е.Я., Удалова А.А. Закономерности индукции -излучением структурных мутаций в корневой меристеме проростков семян гексаплоидной пшеницы //Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Т. 35, № 2. С. 137-149.

13. Гераськин С.А., Зяблицкая Е.Я., Удалова А.А. Закономерности выхода структурных мутаций в корневой меристеме облученных ионизирующим излучением семян ячменя //Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. Т. 37, № 1. С. 82-90.

14. Гераськин С.А., Дикарев В.Г., Удалова А.А., Дикарева Н.С. Закономерности индукции малыми дозами ионизирующего излучения цитогенетических повреждений в корневой меристеме проростков ячменя //Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. Т. 39, № 4. С. 373-383.

15. George J.T., Patel B.B., Rane V.A., Venu-Babu P., Eapen S., Singhal R.K., Pius J., Narula B., Shankhadarwar S. Non-linear dose response of a few plant taxa to acute gamma radiation //Cytologia. 2014. V. 79, N 1. P. 103-109.

16. Зяблицкая Е.Я., Кальченко В.А., Алексахин Р.М., Зуев Н.Д. Кинетика формирования поглощённых доз и влияние хронического -излучения на цитогенетические показатели и урожай у ячменя //Радио-биология. 1984. Т. 24, № 6. С. 774-778.

17. Гераськин С.А. Концепция биологического действия малых доз ионизирующего излучения на клетки //Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Т. 35, № 5. С. 563-571.

Полная версия статьи