Ekotoxikologické následky havárie atomové elektrárny v Černobylu

(26.4.1986)

Základní informace

odhadované celkové množství rozptýlených radioaktivních látek odpovídá 1,851018 Bq (řádově vyšší únik než u předchozích havárií jaderných reaktorů)

25% radioaktivního materiálu uniklo během prvního dne, zbytek během následujících 9 dnů

část radioaktivního materiálu vyvržena až do výšky 1500 m – dálkový transport po celé severní polokouli 26.dubna 1986 – havárie v Černobylu 2. května 1986 – Japonsko 4. května 1986 – Čína 5.května 1986 – Indie 5.-6. května 1986 – USA a Kanada dále např. Kuvajt, Izrael a Turecko radioaktivní materiál z Černobylu nezaznamenán na jižní polokouli

Základní informace

nejvíce zasažená oblast v okruhu 30 km od reaktoru

37 000 000 Bq/km2

131I, 127Te, 132Te, 140Ba, 140La, 141Ce, 144Ce, 95Zr, 95Nb, 103Ru, 106Ru, 134Cs, 137Cs, 89Sr, 90Sr, 238Pu, 239Pu, 240Pu, 241Pu, 110Ag, 125Sb, …..

oblast o rozloze 28 000 km2 na hranici Ruska, Běloruska a Ukrajiny

> 185 000 Bq 134+137Cs/m2

oblast o rozloze 105 000 km2

37 000 Bq/m2

v prvních letech po havárii bylo z užívání vyjmuto více než 144 000 ha zemědělské půdy a 492 000 ha lesa (pro srovnání - zemědělská půda v ČR v roce 2009 – 3,5 mil ha, lesy v ČR – 2,6 mil ha)

konec dubna – období aktivního růstu, vývoj reprodukčních orgánů

PBq = penta bequerel = 1015 Bq

- záření částice ( 2 protony + 2 neutrony – 4

2He ) nízká prostupnost (kůže – desítky μm) vysoce ionizující nebezpečné zejména při interní expozici

Radiace

zářič Z

241 Am 95

236 Pu 94

238 U 92

232 Th 90

226 Ra 88

222 Rn 86

210 Po 84

- záření částice (+, - - vysoko-energetické pozitrony či elektrony ) střední prostupnost (Al fólie, několik mm kůže, několik m vzduchu) středně ionizující nebezpečné zejména při interní expozici

zářič Z

3 H 1

14 C 6

40 K 19

90 Sr 38

129/131 I 53

210 Pb 82

241 Pu 94

Radiace

- záření vysokoenergetické elektromagnetické záření (fotony) slabě ionizující, vysoká prostupnost materiály nebezpečné zejména při vnějším ozáření

Radiace

Celková aktivita A A = -dN/dt = N (N-počet částic, t – čas, - rozpadová konstanta)

Bequerel [Bq] – počet rozpadů za sekundu

Poločas rozpadu T1/2

T1/2 = ln2/ = ln2 ( - střední doba života dané částice)

doba, za kterou se množství radioaktivní látky zmenší na polovinu

Absorbovaná dávka DT,R

Gray [Gy] = J.Kg-1 (množství energie absorbované na jednotku hmotnosti)

Dávková intenzita Gy.s-1 (absorbovaná dávka za jednotku času)

Jednotky

Dávkový ekvivalent HT,R

HT,R = wR DT,R

Sievert [Sv] = J.Kg-1 (množství energie absorbované na jedn. hmotnosti)

wR - pohybuje se v hodnotách 1 – 20

- nejvyšší hodnoty pro - záření

Kolektivní dávkový ekvivalent [manSv] – dávkový ekvivalent vynásobený počtem osob, které dávku obdržely použití při hodnocení zdravotního rizika v zasažené populaci

Jednotky

Zdroje chyb při studiu následků

extrémní heterogenita radioaktivního zamoření jednotlivých území, rozdílné meteorologické podmínky – „hot spots“ s vysokým zamořením a unikátním spektrem radionuklidů

nemožnost změřit skutečně absorbované dávky záření – monitoring v prvních dnech po havárii nemožný, rychlý rozpad radionuklidů s krátkým poločasem života, rychlá redistribuce radionuklidů v jednotlivých složkách ŽP

široké spektrum možných účinků – neexistence zavedené metodiky pro výzkum podobných jevů

Lesní porosty

v okruhu 10 km od elektrárny – lesy s převahou 30 – 40 let starých borovic lesních (Pinus sylvestris L.)

na počátku 60 – 90 % radionuklidů zachyceno v korunách stromů

vysoké dávky -záření absorbovány zejména buňkami apikálního meristému (nediferenciované buňky umožňující další růst rostlinných pletiv)

během dvou měsíců 95 % radionuklidů přechází do hrabanky a během dalších 7 let se akumuluje v 3 – 5 cm silné vrstvě půdy – ozáření kořenového systému

Lesní porosty

Čtyři zóny s různou mírou poškození porostů v 30 km oblasti kolem reaktoru

1. zóna letálních účinků 600 ha, průměrná absorbovaná dávka do 1 června 1986 byla 60 – 100 Gy 2 – 3 týdny po havárii žloutnutí a opad jehličí u borovic, kde lokální

ozáření jehlic a apikálního meristému přesáhlo 500 Gy (100 ha) radiační popálení kůry borovic při externím ozářením dávkovým

příkonem přesahujícím 27 mGy/den do konce roku 1987 probíhá masivní odumírání borovice lesní (Pinus

sylvestris) zjevné radiační poškození břízy bělokoré (Betula pendula) a olše lepkavé

(Alnus glutinosa)

Lesní porosty

Čtyři zóny s různou mírou poškození porostů v 30 km oblasti kolem reaktoru

2. zóna subletálních účinků 3 800 ha, průměrná absorbovaná dávka do 1. června 1986 byla 30 – 40 Gy 40 – 75 % porostu usychá nekróza meristému a mladých výhonků u 95 % borovic odumírání vrcholů stromů a potlačení růstu po dobu 5 – 7 let se netvoří semena lokální dávka v apikálním meristému přesahující 10 – 12 Gy vede k úmrtí

čerstvých výhonků, rok staré výhonky normálně rostou až do dávky 25 Gy lokální dávky 3,8 – 5,2 Gy absorbovaná reprodukčními orgány – částečná

sterilita samičích stromů smrk ztepilý (Picea abies) více radiosensitivní než borovice (25 let staré

stromy masivně hynou do tří let po dávce 8 – 10 Gy) listnaté stromy mnohem odolnější než jehličnany

Lesní porosty

Čtyři zóny s různou mírou poškození porostů v 30 km oblasti kolem reaktoru

3. zóna středního poškození 11 900 ha, absorbovaná dávka 5 – 6 Gy potlačení růstu a opadávání jehličí zejména ve

vrcholových partiích, poškozené pupeny

4. zóna mírného poškození zbytek oblasti, absorbovaná dávka 0,5 – 1 Gy pomalejší růst 10 až 12 % nárůst počtu poškozených semen

v šiškách

Lesní porosty

Genotoxické účinky záření – borovice lesní (Pinus sylvestris L.)

sledování frekvence záměn aminokyselin u vybraných enzymů v endospermu semen

1986 - frekvence záměn v zasažené zóně (vnější -záření 10 – 20 Gy) byla 4 až 17-krát častější než v kontrolní nezasažené zóně

sledování chromozomových aberací u semenáčků a u jehlic dospělých stromů

1986 – frekvence aberací v zasažené zóně 1,5 až 7,2-krát častější než v kontrolní zóně

1987 až 1989 – semenáčky ze zasažené oblasti vykazují častější mutace vedoucí k morfologickým anomáliím, mutace týkající se chlorofylu stejně četné jako v kontrolní oblasti

Lesní porosty

Genotoxické účinky záření – borovice lesní (Pinus sylvestris L.)

míra hypermethylace genomové DNA v zasažených oblastech koreluje s absorbovanou dávkou – převažující epigenetický mechanismus účinku záření

u populací zasaženými dávkou nad 5 Gy pozorována gametická selekce proti některým alelám - poškození heterozygotních jedinců a změny v genetické struktuře následujících generací

1987 – 1990 – cytogenetická poškození jehlic ustupují pomaleji než odpovídá poklesu dávky

Lesní porosty

Ozdravné procesy

od jara 1987 začíná obnova poškozených stromů, které ztratily větší část jehlic – růst rezistentních buněk chráněných před -zářením vnějšími pletivy

obnova borovic v zónách průměrné dávky 50 – 60 Gy obnova smrků v zónách 10 – 12 Gy vážně poškozené borovice v zónách 15 – 20 Gy tvoří 1,5 – 2,3-krát větší

jehlice s prodlouženou dobou života pomalejší růst vlivem snížené míry fotosyntézy a

transpirace obnova spojena s vysokým výskytem

morfologických anomálií – změny velikosti a tvaru jehlic, výskyt čarověníků (witch`s brooms), degenerace semen

detekováno 12 genů jejichž poškození vede k nadměrnému vzniku anomálií

morfologické změny spojeny s výraznými odchylkami v metabolismu buněk

Bylinná společenstva

vnitřní ozáření absorbovanými β – zářiči tvořilo 70 – 95 % celkové dávky největší množství radionuklidů absorbováno v růstových zónách, kde

dochází k intenzivnímu dělení buněk lokální ozáření těchto zón může být až o řád vyšší než u zbytku rostliny u divokých rostlin částečná či úplná sterilita semen

během prvního měsíce 10 Gy – smetánka lékařská (Taraxacum officinale) a huseníček rolní (Arabidopsis thaliana)

během prvního měsíce 40 Gy – vikev setá (Vicia sativa) v 30-km zóně sledován až 30 % nárůst sterilního podílu u pylu jetele plazivého (Trifolium

repens), vrbky úzkolisté (Chamaenerium angustifolium) a knotovky bílé (Melandrium album)

smetánka lékařská (Taraxacum officinale)

huseníček rolní (Arabidopsis thaliana)

vikev setá (Vicia sativa)

jetel plazivý (Trifolium repens)

vrbka úzkolistá (Chamaenerium angustifolium)

knotovka bílá (Melandrium album)

Bylinná společenstva

výzkum v oblasti Janov (30-km zóna), rok 1987 plocha, kde byl 10. května 1986 dávkový příkon 15 mGy/den – 740

jedinců/m2, plocha se 730 mGy/den – 310 jedinců/m2

počet jedinců některých druhů se vzrůstající dávkou stoupá, počet jiných druhů klesá – pokles mezidruhové konkurence v důsledku úhynu radiosensitivních druhů

drastický pokles počtu druhů z 90 na 39 byl pozorován na ploše s dávkovým tokem 17 mGy/m2

zhoršení úrovně biodiverzity pozorováno i v roce 1990 počet druhů na studijní ploše 100 m2 byl čtvrtinový

v porovnání s obdobím před havárií

poškození imunitního systému rostlin – nižší odolnost proti virovým onemocněním, vznik virulentnějších kmenů některých patogenů (plíseň Puccinia graminis – původce rzi travní)

Bylinná společenstva

v roce 1987 pozorovány morfologické změny rostlin jako důsledek mutagenních účinků záření v oblastech kde byl 10. května 1986 dávkový příkon v rozsahu 4,2 – 6,3 mGy/den

nepřirozené srůsty a větvení stonků zdvojování změny barvy a velikosti listů i květů

v roce 1986 test polních plodin (ozimá rýže a pšenice) množství buněk s chromosomovými aberacemi a počet těchto aberací

koreluje s absorbovanou dávkou prudký nárůst aberací po překročení dávky 3,1 Gy (prahový efekt) pozorované vztahy dávka-účinek odpovídají dřívějším testům, při

nichž byly rostliny ozařovány -zářením – tento typ záření určující pro následky v první sezóně po havárii

Mitóza – dělení buněk Profáze

chromozomy začínají kondenzovat začíná rozpad jadérka a jaderné

membrány Centrioly se pohybují směrem k

pólům buňky Tvoří se mitotické vřeténka,

mikrotubuly a proteiny

Metafáze Chromozómy jsou

maximálně kondenzovány a seřazeny v ekvatoriální rovině

Mitóza – dělení buněk Anafáze

chromatidy každého chromozómu se rozcházejí k opačným pólům buňky

Telofáze a cytokineze dekondenzace chromozómů začíná se tvořit jaderný obal oddělení cytoplazmy dc. buněk

Chromozómové aberace

Bylinná společenstva

tří generace rýže a pšenice pěstované na kontaminovaných plochách (sledovány buňky interkalárního meristému)

silný nárůst počtu aberací mezi první a druhou generací druhá a třetí generace v počtu aberací srovnatelná destabilizace genomu rostlin pěstovaných z ozářených semen –

přetrvávání těchto změn po mnoho generací

studie letálních mutací a změn chlorofylu u embryonálních stádií huseníčku (Arabidopsis thaliana)

v roce 1987 se externí dávky záření pohybovaly mezi 0,02 – 185 Gy během prvních třech let dávky klesají, počet mutací stoupá v roce 1992 počet letálních mutací klesá, ale je 4-8-krát vyšší než u kontrol vysoké dávky záření indukují méně mutací než nízké ochuzení genetické variability, eliminace radiosenzitivních jedinců selektovaní jedinci mnohem (10-krát) odolnější proti účinkům záření i

chemických mutagenů

Půdní fauna

Černobylská havárie zasáhla do nejvíce citlivé fáze vývoje půdních živočichů – doba reprodukce, metamorfóza (přechod mezi juvenilní fází vývoje a dospělcem) následující po zimním spánku a jarním prohřátí půdy

v prvních letech většina radionuklidů zachycena ve svrchní vrstvě půdy a lesní hrabanky

společenstva lesních půd zasažena mnohem více než společenstva orných půd – dávka -záření v horních vrstvách orné půdy 3-10-krát nižší než v lesní půdě (stínění tenkou nejsvrchnější vrstvou)

redukován jak počet druhů tak počet jedinců jednotlivých druhů

pancířníci (Oribatida) – v okolí Černobylu 15 druhů, na hranici 30-km zóny 25 druhů, v referenční oblasti 33 druhů

Půdní fauna

1986 - ranná vývojová stádia kroužkovců v lesních půdách totálně vyhubena, přestože dospělí kroužkovci patří mezi nejvíce radiorezistentní mnohobuněčné organismy

V lesních půdách poklesla populace kroužkovců v prvních letech po havárii na 15% původních počtů, celkový pokles bezobratlých byl na 45% původních počtů

obnova postižených ploch migrací z nezasažených oblastí

během 2,5 roku obnoveny původní počty půdních bezobratlých, přičemž druhové složení 10 let po havárii na 80% původních hodnot

díky redukci zemědělské činnosti výrazně omezen výskyt hmyzích škůdců vázaných na určitou plodinu - nárůst hmyzích společenstev vázaných na louky (sarančata – Acrididae, kobylky – Tettigoniidae)

Dendrobaena octaedra

Půdní fauna

asymetrie morfologických struktur u hmyzu - mandelinka bramborová (Leptinotarsa decemlineata), asymetrie žilkování křídel u vážek (Odonata) zejména v oblastech se středním zamořením

v roce 1996 – roháč obecný (Lucanus cervus) – vysoká míra asymetrie v délce „rohů“ v porovnání s kontrolní oblastí i s jedinci sebranými před havárií, samečci žijící v páru měly menší míru asymetrie, než samotáři – poškození vlivem záření mělo vliv na schopnost najít si partnera

Lucanus cervus

Obojživelníci

sedm populací skokana hnědého (Rana temporaria L.) obývajících kontaminované oblasti Běloruska - statisticky významně vyšší míra aberací buněk kostní dřeně

kontaminace ve studovaných oblastech - 137Cs 177 až 2331 kBq/m2 a 90Sr 3,7 až 284 kBq/m

v roce 1989 stejná míra aberací jako v roce 1986 po havárii Rana temporaria L.

pouze první rok koreloval počet aberací s koncentrací 90Sr v kostech

v letech 1990 až 1994 nekopíruje pokles počtu aberací pokles úrovně radiace

v letech 1988 až 1991 vyšetřeno 2500 žab ze 13 biotopů - 7 případů kostní neoplasie (5 případů v Mogilevské oblasti - všechny žáby 1 rok staré v době havárie - období největšího růstu), v pozdějších letech nezjištěny žádné případy nádorových onemocnění

Vodní fauna

v době havárie obývalo nádrže s chladící vodou v areálu černobylské elektrárny více než 30 druhů ryb

nejvyšší dávku absorbovaly litofylní druhy vytírající se na kamenitém dně - zejména dravci - candát obecný (Luciopherca luciopherca) a bolen dravý (Aspius aspius) - v letech 1990 až 1995 dávka 10 - 17 Gy

Luciopherca luciopherca Aspius aspius

Vodní fauna

v roce 1986 - četnost nepřirozených morfologických anomálií v nově narozené generaci candáta obecného v nádržích elektrárny 30-krát vyšší než u kontrol

chovná sádka tolstolobika bílého (Hypophtalmichthys molitrix) v areálu elektrárny - v době havárie dosaženo sexuální dospělosti, absorbovaná dávka 9 - 11 Gy

5,6 % jedinců absolutní sterilita (0,25% u kontrol), 15,4 % částečná sterilita, 11,2 % nesymetrický vývoj gonád (2,9 u kontrol)

94 % jiker oplodněno, abnormální vývoj potěru 11 %, produkce jiker u samic o 40 % vyšší, ale 8 % samců sterilních

potěr vykazuje růstovou retardaci, zvýšenou variabilitu délky a hmotnosti, zvýšený počet jedinců s poškozenými genitáliemi, zvýšený výskyt bisexuálních a sterilních jedinců

častější poškození samčích reprodukčních orgánů

Hypophtalmichthys molitrix

Hlodavci

na podzim 1986 – populace hlodavců v 30-km zóně poklesla 2 až 10-krát

na jaře 1987 dosáhly populace původních počtů – vliv migrace z nezasažených oblastí

hlodavci – obývají svrchní půdní vrstvu, početné populace, vysoká fertilita, rychlá generační obměna

po havárii vysoká embryonální úmrtnost a vysoká fertilita (zvýšená ovulace)

na jaře 1986 – populace v 30-km zóně 15% v porovnání s kontrolou (přímá úměra s mírou kontaminace)

v říjnu úmrtnost embryí hraboše severního (Microtus oeconomus) 34% (kontrola 6%), celková porodnost během podzimu 1986 byla v 30-km zóně o 30% nižší než u kontrol, na jaře 1987 nižší jen o 12% Microtus oeconomus

Hlodavci

dlouhodobá (1986 – 1992) studie poškození orgánů krvetvorby hraboše severního (Microtus oeconomus) v 30-km zóně

podzim 1986 - oblast 4 → -záření 0,84 až 1,25 mGy/den, celková absorbovaná dávka 1 Gy

oblast 6→ -záření 0,17 mGy/den, celková absorbovaná dávka 0,02 Gy

podíl vnějšího - záření na celkové dávce 2 až 5-krát vyšší než -záření, vnitřní ozáření absorbovanými radionuklidy o jeden až dva řády nižší než vnější ozáření

v letech 1987 až 1992 – výrazný pokles vnějšího ozáření, stoupá podíl absorbovaných radionuklidů 134Cs, 137Cs a 90Sr

chycená zvířata bez vnějších symptomů onemocnění, 6 měsíců po havárii zjištěno zjevné poškození orgánů krvetvorby, které v následujících letech přetrvává a zhoršuje se, více než 20% hrabošů trpí hyperchromickou anemií (snížený počet červených krvinek při zvýšené koncentraci hemoglobinu v krvinkách) – poškození tvorby erythropoietinu

Hlodavci

dlouhodobá (1986 – 1992) studie poškození orgánů krvetvorby hraboše severního (Microtus oeconomus) v 30-km zóně

počet leukocytů v zóně 4 v roce 1986 2-krát vyšší než u kontrol, v roce 1987 1,5 –krát vyšší

v letech 1988 až 1992 – nová generace v zóně 4 vykazuje pokles bílých krvinek na 60% úrovně kontrol, podobně v zóně 6

kostní dřeň nevykazuje pozorovatelné strukturální změny, zjištěno silné poškození sleziny

studium poškození jaterní tkáně hraboše severního (Microtus oeconomus) v 30-km zóně

souběžně přítomné znaky vyvolané reakcí na akutní ozáření i chronické radiační poškození

zvýšený počet dvou-jaderných hepatocytů – znak započetí regeneračních procesů (v 30-km zóně v roce 1986 – 71 až 100%, v roce 1989 – 65 až 92%, normální stav 12 až 18%)

Hlodavci

studium poškození endokrinního systému hraboše severního (Microtus oeconomus) v 30-km zóně (943 jedinců)

zesílení oblasti dřeně nadledvin (zona fasciculata) produkující glukokortikoidní hormony (kortizol – vliv na vývoj, metabolismus a imunitu) a zeslabení oblasti produkující mineralokortikoidy (zona glomerulosa),hypertrofie nadledvin přetrvává 5 generací po havárii

poškození štítné žlázy – po havárii celkově zvýšená funkce štítné žlázy, později její rozdělení na vysoko a nízko aktivní zóny

Domácí zvířata

skot - těsně po havárii hlavním zdrojem ozáření radioaktivní jód 131I, 240-tý den byly v Gomelské oblasti (Bělorusko) dávky absorbované ve štítné žláze, sliznici trávícího traktu a celém těle v poměru 230 : 1,2 : 1

průměrná dávka absorbovaná sliznicí trávícího traktu u skotu žijícího 2 až 4 měsíce v 30-km zóně – 10 Gy (několik kusů), u skotu evakuovaného z 30-km zóny v prvních týdnech po havárii 7 Gy (desítky tisíc kusů) a zbytek asi 1 Gy

počet jedinců s poškozenou štítnou žlázou odpovídal míře ozáření populace (štítná žláza → průměrná dávka 50 Gy - redukce funkce u 69% jedinců, průměrná dávka 280 Gy - redukce funkce u 82% jedinců)

u evakuovaných krav byla během 5 až 8 měsíce po havárii zaznamenána zvýšená mortalita a zdravotní potíže jako snížená tělesná teplota, porucha imunitního systému, kardiovaskulární onemocnění – u uhynulých kusů zjištěna částečná atrofie či úplná destrukce štítné žlázy, degenerace jater, zvýšené množství tělesného tuku, zvětšený žlučník a slezina, dystrofie myokardu

Domácí zvířata

absorbovaná dávka souvisí s přísunem neradioaktivního jódu – ovce v Běloruském Peliessie živící se pící s nízkým obsahem přírodního jódu absorbovaly ve štítné žláze až 2,5-krát vyšší dávky záření než kontroly

ovce evakuované z 30-km zóny vykazovaly po pěti měsících závažná krevní onemocnění – leukopenie u 89% jedinců, anemie u 54% jedinců

krevní onemocnění zjištěno i u prasat, psů a koček evakuovaných z 30-km zóny

telata krav zasažených vysokými dávkami záření vykazovala sníženou váhu i přírůstek, poškození žláz s vnitřní sekrecí, validní údaje o výskytu teratogenního poškození nebyla zjištěna

reprodukční schopnost skotu se vrátila k normálnímu stavu na jaře roku 1989

Fauna – genotoxické účinky

hraboš severní – pět monitorovacích míst v Bělorusku (137Cs v půdě – 8 až 8 500 kBq/m2), četnost chromosomových aberací buněk kostní dřeně a embryonální mortalita koreluje s dávkovým příkonem

embryonální mortalita i četnost aberací zůstává zvýšená po dobu 22 generací (1986 – 1996), přičemž celotělní ozáření klesá exponenciálně s poločasem 2,5 až 3 roky

mortalita embryí zvýšená zejména ve stádiu předcházejícímu zahnízdění embrya v děloze – porušená synchronizace mezi rýhováním oplozeného vajíčka a hormonálními pochody v organismu matky

mláďata zasažených hrabošů pěstovaná v čistých laboratorních podmínkách vykazují stejnou míru aberací jako mláďata žijící v kontaminovaných oblastech

určité typy aberací se u hrabošů vyskytují až po havárii, ale nejčastější mutace se vyskytují v úsecích genomu, který je málo stabilní i v přirozených podmínkách

Fauna – genotoxické účinky

sledování mutačních spekter hraboše polního (Microtus arvalis), hraboše severního (Microtus oeconomicus) a norníka rudého (Clethrionomys glareolus) v letech 1996, 1999 a 2000 – odlov v uzavřené zóně elektrárny

s postupem času klesá u jednotlivých populací počet jedinců s vysokým podílem mutantních buněk v kostní dřeni, přestože radiace dosahuje nadlimitních hodnot

Intenzivní selekce proti radiosenzitivním formám určitých genů

rychlost selekce na radiorezistenci stoupá s úrovní zamoření (u norníka rudého rezistence po 13 generacích)

Microtus arvalis

Clethrionomys glareolus

Fauna – genotoxické účinky

Selekce na radiorezistenci u norníka rudého podle četnosti metafází s chromozomálními aberacemi.

Glazko V.I., Glazko T.T., Genetické důsledky Černobylu, Vesmír 85 (4), 201 – 208 (2006)

Fauna – genotoxické účinky

v roce 1987 odloven v 30-km zóně býk (Uran) a tři krávy (Alfa, Beta, Gama) – základ experimentálního stáda trvale žijícího v podmínkách přibližně 100-krát zvýšené radiace (rok 2006 – 7,4106 Bq/m2)

nerovnoměrné předávání alel některých genů potomkům (jedinci nesoucí varianty genů nevhodné pro přežití se nenarodili), u jiných genů zvýšený výskyt heterozygotů – jedinec s oběma variantami genu lépe vzdoruje ztíženým podmínkám

selekce genů typických pro vývojově starší plemena

krávy narozené v uzavřené zóně elektrárny – vysoká sterilita

Fauna – genotoxické účinky

Glazko V.I., Glazko T.T., Genetické důsledky Černobylu, Vesmír 85 (4), 201 – 208 (2006)

0,001

Smrt opadavých stromů a keřů

Smrt jehličnanů

Sterilita bylinných semen

Pokles počtu jedinců a druhů půdní fauny na m2

Pokles reprodukce ryb

Pokles počtu jedinců a druhů bylin na m2

Smrt oslabených semenáčků jehličnanů

Závažné poškození kostní dřeně hlodavců

Poškození reprodukčního systému jehličnanů

Morfologické změny rostlin rok po havárii

Dlouhodobé genetické změny jehličnanů a savců

0,01 0,1

Pří

rodn

í poza

dí

1,0 10 100

Gy/rok

1000

Černobyl - souhrn ekotoxických účinků radioaktivního záření v 30-km zóně

Sekundární účinky záření

změny mikroklimatických a půdních podmínek – rychlé opadávání jehličí způsobí změnu v dostupnosti světla, vody a minerálů

poškození synchronizace ekologicky provázaných společenstev – opožděný růst listů a květů vede k opožděnému kladení vajíček škůdců

změna dostupnosti potravy

změny ve vnitrodruhové i mezidruhové konkurenci – vymírání radiosenzitivních jedinců a druhů

vyprázdnění ekologických nik pro imigraci invazních druhů

Aktuální stav

úroveň radiace v 30-km zóně stále neumožňuje trvalé lidské osídlení

absence zemědělské činnosti, lesního hospodaření, lovu a rybolovu - vznik specifických přírodních podmínek

opuštěná pole poskytují nadbytek potravy zejména pro hlodavce a divoká prasata (1988 – nárůst populace 8-krát)

mnohonásobné zvýšení početnosti populace vysoké zvěře, vlka a lišky

30-km zóna hnízdištěm orla mořského (Haliaeetus albicilla), orla volavého (Aquila clanga), výra velkého (Bubo bubo), jeřába bílého (Grus leucogeranus) a čápa černého (Ciconia nigra)

ztráta imunity rostlin a zvířat vede ke vzniku ohnisek nemocí – tularemie, encefalitida a plísňová onemocnění, rozvoj hmyzích škůdců v poškozených lesních porostech

migrace jedinců z méně zasažených zón – obsazování uprázdněných nik – vlaštovky, radiační poškození těchto jedinců

Haliaeetus albicilla Aquila clanga Bubo bubo

Grus leucogeranus

Ciconia nigra

Radiační poškození - vlaštovka obecná (Hirundo rustica)

Literatura

1. Geraskin S.A., Fesenko S.V., Alexakhin R.M., Effects of non-human species irradiation after the Chernobyl NPP accident, Environmental International 34, 880 – 897 (2008)

2. Glazko V.I., Glazko T.T., Genetické důsledky Černobylu, Vesmír 85 (4), 201 – 208 (2006)

3. Hoffman D. J., Rattner B. A., Burton G. A, Jr., Cairns J. Jr., "Handbook of Ecotoxicology", ISBN 1-56670-546-0, Lewis Publishers (2003)