joomla
В. І. ВЕРНАДСЬКИЙ – ОСНОВОПОЛОЖНИК РАДІОЕКОЛОГІЇ
Право - Вісник Донецького національного університету економіки і торгівлі

Гудков І. М.

Світовій науковій громадськості В. І. Вернадський (1863-1945) відомий як видат­ний природознавець – мінеролог, кристалограф, геохімік, біогеохімік, радіогеолог, зреш­тою, як філософ. В усіх цих науках він залишив велику і глибоку наукову спадщину, яка дотепер Будоражить Уми дослідників (як теоретиків, так і експериментаторів). До­тепер його праці не втратили актуальності: їх читають, вивчають, обговорюють, цитують. Будучи засновником низки наукових шкіл, В. І. Вернадський розпочав розви­ток нових напрямів, що виникли на межі декількох наук. Одним із них є радіоекологія – наука про міграцію у довкіллі радіоактивних речовин та їх вплив на живі організми, яка виникла на межі радіобіології та екології, одна з найактуальніших природничих наук нашого часу. Саме під його керівництвом у 30-ті роки минулого століття вперше в світі були розпочаті дослідження про міграцію в навколишньому середовищі природних радіоактивних елементів і вивчення їх дії на рослини, тварин та їх угруповання.

Ключові слова: В. І. Вернадський, радіоекологія, радіоактивні елементи, радій, Міграція елементів, мутагенна дія, радіаційний фон.

Позаминулого року наукова громадськість відзначила 80-річчя заснування Біоге­охімічної лабораторії АН СРСР, в якій остаточно сформувалися такі нові напрями при­родничих наук як радіогеологія і біогеохімія. Цій події було присвячено декілька між­народних наукових конференцій, що відбулися в Москві та Санкт-Петербурзі. Заснов­ником лабораторії, як і вищезгаданих наук, був великий вітчизняний вчений, предки якого походили з України, перший президент Академії наук України, академік АН СРСР і АН УРСР Володимир Іванович Вернадський. Вчений був дійсним і почесним членом численних наукових світових товариств, у тому числі й українських. Так, він був членом Українського наукового товариства, Наукового товариства імені Тараса Григоровича Шевченка, Комітету пам'яті Т. Г. Шевченка у зв'язку з 50-річчям-річчям з дня смерті поета й членом інших товариств.

Ось вже 65-й раз 6 серпня світ відзначатиме чергову річницю вибуху атомної бом­би в Хіросимі, який забрав у 1945 р. життя більше половини населення міста – близько 150 тисяч осіб. Володимир Іванович Вернадський, який помер 6 січня 1945 р., не дожив до цієї трагічної дати рівно 8 місяців. Та ще задовго до Другої світової війни, на почат­ку 20-х рр. минулого століття, коли навіть фізики не вірили у створення атомної зброї, він писав про величезну відповідальність вчених перед суспільством, попереджаючи про можливість використання атомної енергії у військових конфліктах. У 30-ті рр., ма­ючи багаторічний досвід роботи з природними радіоактивними елементами, знаючи про роботи зі створення штучних радіоактивних ізотопів і спроби фізиків різних країн розщепити атом, він припускав небачені потенційні можливості атомної енергії та од­ночасно глобальну радіаційну загрозу для людства та знову і знову закликав вчених до відповідальності й обережного поводження з атомною енергією [11; 12].

26 квітня 1986 р. світ здригнувся від нової ядерної катастрофи – аварії на Чорно­бильській атомній електростанції. Та це вже був результат не військового конфлікту, а наслідок недостатньо грамотного використання енергії атома у мирних цілях. Так, дійс­но, з ядерною енергією слід поводитись відповідально і обережно.

Фундатора Засновника багатьох напрямів у науці В. І. Вернадського з усіма під­ставами можна вважати й основоположником радіоекології, або радіаційної екології, – науки, яка вивчає концентрацію та міграцію радіоактивних елементів й ізотопів у до-


Вкіллі, дію іонізуючих випромінювань на живі організми та їх угруповання, науки, що займає місце на межі радіобіології і екології. Саме з його робіт з накопичення радію на­земними і прісноводними рослинами, які розпочались наприкінці 20-х рр., починається перший етап розвитку не лише вітчизняної, але й світової радіоекології. Ці роботи про­водились на базі Радієвого інституту в тодішньому Петрограді, на кафедрі агрохімії Ті-мірязевської сільськогосподарської академії в Москві, у відділі живої речовини при Комісії з вивчення природних продуктивних сил і широко розгорнулися у створеній ним понад 80 рр. тому Біогеохімічній лабораторії Академії наук СРСР.

Слід зазначити, що самого терміна «радіоекологія» у той час ще не було. Але він виник саме в стінах Біогеохімічної лабораторії в 1956 р. через 11 років після смерті В. І. Вернадського. Термін «радіоекологія» був запропонований його науковим співро­бітником О. О. Передельським [16; 18] і згодом став визнаним на всьому науковому просторі й офіційно прийнятий як найточніше визначення нової науки. Вважається, що до виникнення цього терміна причетні відомий російський радіобіолог О. М. Кузин [16], великий американський еколог Е. П. Одум [20], який зробив вагомий внесок у розвиток радіоекології. Можливо, термін витав у ноосфері, але О. О. Передельський все ж таки був першим серед тих, хто його усвідомив і осмислив.

До радіоекології В. І. Вернадський прийшов через радіогеологію і біогеохімію, ос­новоположником яких також був він. Роботи в сфері вивчення фізичних і хімічних властивостей природних радіоактивних елементів були розпочаті ним ще у 1909 р. і не припинялися до кінця його життя. Безсумнівно, і раніше він знав про великі відкриття в галузі фізики, зроблені на межі ХІХ-ХХ ст. і увінчаних нобелівськими преміями: від­криття природної радіоактивності урану А. Беккерелем у 1896 р., роботах М. Склодов-ської-Кюрі і П. Кюрі з пошуку нових радіоактивних елементів у 1897-1899 рр., Е. Ре­зерфорда 1899-1903 рр. з будови атома. Та про можливе значення їх для геології впер­ше, мабуть, дізнався з доповіді професора мінералогії і кристалографії Джона Джолі у серпні 1908 р. у м. Дубліні на з'їзді Британської асоціації наук [14]. Джолі перший, як геолог, зрозумів і оцінив значення явища радіоактивності як нової властивості багатьох мінералів, як нового методу вивчення структури і властивостей матерії. І хоча зараз ба­гато його міркувань з цього приводу здаються наївними, а деякі гіпотези неспромож­ними, не можна недооцінювати його далекоглядності. В особі багатьох учасників з'їзду він знайшов прихильників і послідовників. І першим з них слід вважати В. І. Вернадсь-кого.

Заради справедливості слід відзначити, що явище радіоактивності мінералів при­вертало увагу й інших російських вчених. Ще до поїздки В. І. Вернадського до Англії Російська Академія наук з подання геологів-академіків О. П. Карпінського (до речі, першого президента АН СРСР, що очолював її з 1917 по 1936 р.) і Ф. М. Чернишева ух­валила рішення про необхідність пошуку та вивчення у Росії радіоактивних руд. Більше того, з цією метою була зроблена спроба організувати цілу низку експедицій. Та на практиці все звелося лише до поїздки одного геолога до Середньої Азії для поперед­нього дослідження мінералів одного з родовищ.

І лише після повернення В. І. Вернадського з Англії було ухвалено рішення про організацію радієвих експедицій для широкого обстеження родовищ радіоактивних руд Росії. На річних загальних зборах Академії наук В. І. Вернадський виступає з доповіддю «Завдання дня в галузі радію», у якій акцентував увагу на цьому елементі як новому джерелі хімічної і теплової енергії та тих можливостях, які відкривають роботи з радієм з проникнення у глибини матерії, вивчення структури речовин, щодо його практичного застосування у різних сферах діяльності людини [3].

Але ще в опублікованій у 1910 р. статті «Про необхідність дослідження мінералів Російської імперії» він довів важливість пошуків радіоактивних елементів і насамперед


Радію як найпотужнішого на той час джерела іонізуючої радіації, котре використовува­ли у наукових дослідженнях і практичній медицині [2]. Саме завдяки дослідженням В. І. Вернадського почав формуватися новий розділ геології – радіогеологія.

Плідно працюючи в цій галузі, В. І. Вернадський виділяє з-поміж хімічних елемен­тів періодичної системи Д. І. Менделєєва групу дуже радіоактивних елементів (полоній, радон, радій, актиній, торій, протактиній, уран) [1]. Йому були відомі і роботи про те, що радіоактивність властива і іншим легшим елементам та ізотопам деяких елементів, які вважаються нерадіоактивними. У публікації «Про радіоактивні хімічні елементи в земній корі» він пише: «Геологічно повільно атомний хімічний склад земної речовини змінюється. Зникають одні хімічні елементи та з’являються нові. Зникають уран, торій, актиноуран, один з ізотопів калію і рубідію, а виникають гелій і свинець» [5].

У період 1910-1914 рр. він організовує ряд наукових експедицій на Урал, Кавказ, Забайкалля, Середню Азію та інші регіони Росії для пошуку і аналізу радієвих мінера­лів, публікує звіт про успішне їх проведення [4]. На жаль, Перша світова війна, рево­люція і громадянська війна перешкодили продовженню цих робіт.

Після закінчення воєн ці роботи відразу ж були відновлені. В. І. Вернадський без­посередньо керує експедиціями з пошуку радіоактивних руд. Він доводить уряду країни і керівництву Російської Академії наук необхідність створення спеціальних наукових установ, які займалися б проблемами радіоактивності та впливу іонізуючої радіації на живі організми [6]. І в 1922 р. за його ініціативою у Петрограді було створено Радієвий інститут, яким він керував з дня заснування і до 1939 р. Ще раніше у 1920 р. за його участю в Україні були створені Київський рентгенівський інститут і у Харкові Україн­ська рентгенівська академія [20], які у цьому році відзначають своє 90-річчя.

У 1923 р. В. І. Вернадський на запрошення ректора Паризького університету (ві­домої всьому світу Сорбонни) їде у відрядження до Парижу. Тут він читає лекції з гео­хімії та працює в лабораторії М. Склодовскої-Кюрі, де проводить радіохімічні дослід­ження з радієвими рудами. Слід відзначити, що вжевідзначити, що тоді у багатьох кра­їнах, у тому числі і у Франції, роботи з радіоактивними елементами були засекречені, оскільки вчені, які працювали з ними, розуміли, що в них таїться джерело величезної енергії. У Франції до цих робіт іноземці не допускалися. І лише величезний авторитет Володимира Івановича серед учених зіграв визначальну роль в залученні до них його – російського (радянського!) природодослідника.

Після повернення через два роки з Франції Володимир Іванович продовжує ці ро­боти. У передмові до збірки «Нариси і промови» він пише: «Ми підходимо до великого перевороту у житті людства, з яким не можна порівняти всі ним раніше пережиті. Не­далеким є той час, коли людина отримає у свої руки атомну енергію, таке джерело си­ли, яке дасть йому можливість будувати своє життя як вона захоче. Це може трапитися найближчими роками, може трапитися через сторіччя. Але зрозуміло, що це має ста­тись» [7].

Практично паралельно дослідженням у сфері радіогеології розвивалися роботи з біогеохімії.

Багато проблем біології цікавили В. І. Вернадськогоусе життя. Це і такі глобальні, як проблема походження життя на Землі, еволюції живих організмів, закономірності їх розмноження, енергетика біосфери, і більш спеціальні – такі, як хімічний склад орга­нізмів, роль окремих елементів у забезпеченні життєвих процесів. Якнайповніше його інтереси у біології відображені у монографії «Біосфера», що вийшла з друку російсь­кою мовою у 1926 р. і практично відразу ж була перекладена багатьма іноземними мо­вами [8].

У 1926 р. В. І. Вернадський стає головою Комісії з вивчення природних продук­тивних сил і організовує при ній відділ живої речовини – майбутню біогеохімічну ла-


Бораторію. Живою речовиною Володимир Іванович називає сукупність організмів, зве­дених до їх ваги (маси), хімічного складу й енергії [7]. Відділ за його задумами повинен був проводити дослідження з визначення хімічного складу у вагових або атомних оди­ницях і оцінки геохімічної енергії організмів.

І вже тоді було абсолютно однозначно встановлено, що різні організми по-різно­му накопичують окремі елементи, у тому числі і радіоактивні [9]. Так, було показано, що водна рослина Lemna Minor L. – всім відома ряска – накопичує радій у кількостях, що в десятки разів перевищують його вміст у навколишній воді [10]. Більше того, шля­хом ретельно проведених аналізів було встановлено, що в будь-якому організмі можна виявити залишки будь-якого хімічного елементу. На підставі цього В. І. Вернадський висуває сміливе припущення про біогенне значення всіх елементів [11]. І хоча досі біо­логічну роль більшості хімічних елементів не встановлено або вона є суперечливою, це припущення не спростоване.

82 р. тому 1 жовтня 1928 р. Президія Академії наук СРСР ухвалила рішення про перетворення відділу живої речовини у Біогеохімічну лабораторію Академії наук СРСР. Саме в цій лабораторії, якою керував Володимир Іванович, надалі були виконані кла­сичні дослідження з вивчення накопичення низки природних радіоактивних елементів рослинами і тваринами, закладені основи вивчення їх міграції в різних об'єктах навко­лишнього середовища та дії їх випромінювань на окремі фізіолого-біохімічні процеси.

Вчення В. І. Вернадського про міграцію хімічних елементів, у тому числі і радіо­активних, у біосфері заслуговує на особливий розгляд. Саме він першим привернув увагу природодослідників різних напрямів до цього дивовижного процесу кругообігу елементів у об'єктах навколишнього середовища, їх участі у забезпеченні окремих про­цесів метаболізму, ролі в житті організмів [8].

У цій же лабораторії вперше були проведені дослідження щодо біологічної дії ви­промінювань інкорпорованих природних радіоактивних елементів, зокрема урану і ра­дію, на рослини і тварин, показана їх інгібуюча дія на процеси росту і розвитку за умо­ви досягнення певних рівнів вмісту і відповідно дози опромінення [11].

У той час було ще мало даних щодо шкідливого впливу іонізуючих випроміню­вань на живі організми, зокрема людину. Та ще у 1921 р. Володимир Іванович якось, помітивши у одного зі своїх співробітників, що працював з препаратами радію, невели­кі виразки на руках, наказав йому припинити ці роботи. Рани поступово загоїлись. І то­ді стали зрозумілими їх причини [14].

Слід зазначити, що з подібними фактами свого часу зіткнулися і першовідкривачі іонізуючої радіації В. К. Рентген і А. Беккерель. Та, на жаль, ще дуже довгий час засо­бами захисту від іонізуючої радіації просто нехтували.

У 20-30-ті рр. стали відомі роботи Г. А. Надсона і Г. С. Філіппова у Росії, Г. Мел-лера й Л. Стедлера у США, Л. М. Делоне і А. О. Сапегина в Україні з мутагенної дії рент­генівських променів. Та саме В. І. Вернадський був першим, хто звернув особливу увагу на можливість генетичної дії випромінювання природних радіоактивних елементів, особливо при потраплянні їх всередину організму, концентруванні у підвищених кіль­костях в окремих тканинах.

До цього часу відносяться перші дослідження з дії підвищеного природного раді­аційного фону на популяції рослин Володимир Іванович висловив припущення про можливий його вплив на склад рослинних біоценозів, яке в подальшому було підтверд­жене дослідженнями його учнів в умовах уранових субрегіонів. Були описані рослини різних таксономічних груп, що сформувалися в умовах підвищеного радіаційного фону та мали різні морфологічні зміни, що відрізняли їх від типових видових характеристик (зміна розмірів, форми окремих органів, кольору) [15].


Наприкінці 30-х рр. були виконані роботи з вивчення розповсюдження у ґрунті так званих важких природних радіонуклідів (уран, радій, торій і деякі інші). Було дове­дено, що вони можуть проникати крізь біологічні мембрани рослинних і тваринних клі­тин, накопичуватися та концентруватися у великих кількостях в окремих тканинах, піддаючи їх підвищеному, порівняно з іншими тканинами, локальному опроміненню.

У процесі розширення досліджень з вивчення явища радіоактивності, впливу іоні­зуючих випромінювань на живі організми, практичного використання їх у різних сфе­рах народного господарства зростали потреби у природних радіоактивних елементах. І школа В. І. Вернадського почала активно розвивати біогеохімічні методи розвідки руд­них копалин, що дають можливість оперативно та дешево виявляти локалізацію рудних мінералів. Так, було обґрунтовано та розроблено метод біогеохімічних індикаторів, в основі якого лежить ідея Володимира Івановича про специфічну здатність окремих ви­дів рослин вибірково накопичувати різні елементи, у тому числі і радіоактивні.

Ініціатором і керівником усіх цих робіт був В. І. Вернадський, а в подальшому його справу продовжили учні та послідовники, насамперед, академік АН СРСР О. П. Вино­градов і член-кореспондент ВАСГНІЛ В. В. Ковальський, які після смерті Володимира Івановича керували заснованими ним науковими підрозділами, у тому числі і Біогеохі­мічною лабораторією. Вони узагальнили результати досліджень у монографіях, що ста­ли класичними, в яких певне місце відведене і радіоекологічним питанням [13; 15].

Слід зазначити, що далеко не завжди під роботами, що виходили з наукових під­розділів, якими керував академік В. І. Вернадський, виконаних за його задумами, стояло його прізвище. Сучасники, співробітники завжди підкреслювали надзвичайну скром­ність і доброту Володимира Івановича, його щедрість щодо роздачі ідей [17]. Це стосу­ється й авторства багатьох публікацій, у тому числі і в сфері радіоекології.

В межах нового напряму науки почали формуватися і окремі його напрямки. Ціл­ком упевнено можна стверджувати, що саме в той передвоєнний час зародилася сільсь­когосподарська радіоекологія, розвиток якої відбувався буквально паралельно розвитку загальної радіоекології. Адже найперші дослідження щодо накопичення природних ра­діоактивних елементів були виконані з використанням сільськогосподарських рослин. Більше того, акцентувалася особлива увага щодо надходження радіоактивних елементів і їх концентрації в продуктивних органах рослин – тих частинах, які йдуть у корм сіль­ськогосподарським тваринам, у їжу людини та можуть формувати підвищений рівень опромінення.

Таким чином, завдяки розвитку радіогеології і біогеохімії розпочалось розпоча­лося дослідження вмісту природних радіоактивних елементів у різних об'єктах навко­лишнього середовища, включаючи рослини, тварин і людину, вивчення шляхів їх міг­рації в біологічних ланцюгах, дії на живі організми. Це відіграло визначальну роль у становленні радіоекології як самостійної наукової дисципліни.

У наш час основна увага радіоекологів приділяється поведінці у навколишньому середовищі та дії на живі організми довгоживучих штучних радіонуклідів, що виникли у результаті розпаду урану за масових випробувань атомної зброї (близько 1600 атом­них вибухів), ядерних аварій на підприємствах атомної енергетики (за різними оцінка­ми, від 250 до 450), таких як 90Sr, 137Cs, 239Pu, 241Am і деяких інших. Загальні закономір­ності їх поведінки у ґрунті і воді, надходження в рослини і організм тварин, міграції трофічними ланцюгами, накопичення в окремих тканинах і органах, дії їх іонізуючих випромінювань на ріст, розвиток, окремі функції живих організмів у цілому не відріз­няються від таких у природних радіонуклідів, описаних В. І. Вернадським і його учня­ми. Сучасні дослідники лише уточнюють ці закономірності, доповнюють і узагальню­ють їх з урахуванням специфіки фізико-хімічних особливостей компонентів середови­ща, фізичних і хімічних властивостей окремих радіонуклідів, біологічних особливостей


Видів організмів. У цьому полягає актуальність і евристичність робіт В. І. Вернадського, виконаних ще на світанку виникнення і початковому етапі розвитку радіоекології.

Список Літератури

1. Бронский Н. В. И. Вернадский / Н. Бронский, А. Резников, В. Яковлев. – Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1963. – 104 с.

2. Вернадский В. И. О необходимости исследования радиоактивных минералов Россий­ской империи / В. И. Вернадский. – СПб.: АН, 1910. – 54 с.

3. Вернадский В. И. Задачи дня в области радия (речь, читанная в публичном заседании Общего Собрания 29 дек. 1910 г.) / В. И. Вернадский // Изв. АН. Сер. 6. – 1911. – Т. 5, № 1. – С. 61-72.

4. Вернадский В. И. Краткий отчет о ходе исследования радиоактивных месторождений Российской империи летом 1914 г. / В. И. Вернадский // Изв. АН. Сер.6. – 1914. – Т. 18, № 18. – С. 1353-1384.

5. Вернадский В. И. О радиоактивных химических элементах в земной коре / В. И. Вер­надский // Практ. мед. – 1915. – № 10-11. – С. 143-195.

6. Вернадский В. И. Записка об организации при Российской Академии Наук Государ­ственного радиевого института / В. И. Вернадский // Изв. АН. Сер. 6. – 1922. – Т. 16, № 1-8. – С. 64-68.

7. Вернадский В. И. Изотопы и живое вещество / В. И. Вернадский // Докл. АН СССР. Сер. А. – 1926. – дек. – С. 215-218.

8. Вернадский В. И. Биосфера / В. И. Вернадский. – Л.: Науч. хим.-техн. изд-во, 1926. – 146 с.

9. Вернадский В. И. О концентрации радия живыми организмами / В. И. Вернадский // Докл. АН СССР. Сер. А. – 1929. – № 2. – С. 33-34.

10. Вернадский В. И. О концентрации радия растительными организмами / В. И. Вернад­ский // Докл. АН СССР. Сер. А. – 1930. – № 20. – С. 539-542.

11. Вернадский В. И. Геохимия, биогеохимия и радиология на новом этапе / В. И. Вер­надский // Вестн. АН СССР. – 1933. – № 11. – С. 17-24.

12. Вернадский В. И. Начало и вечность жизни / В. И. Вернадский. – М.: Сов. Россия, 1989. – 704 с.

13. Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А. П. Виноградов. – М.: Изд-во АН СССР, 1957. – 238 с.

14. Гумилевский Л. И. Вернадский / Л. И. Гумилевский. – М.: Молодая гвардия, 1967. – 256 с.

15. Ковальский В. В. Геохимическая экология / В. В. Ковальский. – М.: Наука, 1974. – 300 с.

16. Кузин А. М. Радиоэкология / А. М. Кузин, А. А. Передельский // Бюллетень охраны природы. – 1956. – № 1. – С. 65-70.

17. Мочалов И. И. В. И. Вернадский – человек и мыслитель / И. И. Мочалов. – М.: Наука, 1970. – 176 с.

18. Передельский А. А. Основания и задачи радиоэкологии / А. А. Передельский// Жур­нал общей биологии. – 1957. – Т. 18, № 1. – С. 17-30.

19. Сытник К. М. Жизнь и деятельность на Украине / К. М. Сытник [и др.]. – К.: Наук. думка, 1988. – 368 с.

20. Odum E. P. Radiation ecology // Fundamental of Ecology / E. P. Odum. – Philadelphia, Penna: W. B. Saunders Co, 1957. – P. 452-479.


УДК 17.023.36:316.3