Александров Ю.А. Основы радиационной экологии

Подождите немного. Документ загружается.

4.1. Наземные экосистемы

201

При локальных радиоактивных загрязнения критерием вмешатель-

ства является следующее:

1. При возможной годовой эффективной дозе населения от 0,01-0,3

мЗв/год требуется выполнить исследование источника загрязнения с це-

лью уточнения оценки годовой эффективной дозы и определения вели-

чины дозы, ожидаемой за 70 лет.

2. Уровень вмешательства – более 0,3 мЗв/год. При превышении

этого уровня требуется проведение защитных мероприятий с целью ог-

раничения облучения населения.

По времени, прошедшего с момента чрезвычайной ситуации, разли-

чают период «йодной опасности», период поверхностного загрязнения

территории и период корневого поступления РВ в сельскохозяйствен-

ные культуры. Вышеназванное разделение на отдельные зоны относится

к периоду именно «йодной опасности».

4.1.1.2. Ведение сельскохозяйственного производства

в период «йодной опасности»

Первые дни и недели после чрезвычайной ситуации являются пе-

риодом «йодной опасности» (до 60 дней) потому, что в это время идет

интенсивное выпадение радионуклидов из воздуха на объекты внешней

среды – растения, почву, здания и сооружения и на животных коротко-

живущих радионуклидов, преимущественно

131

I и др., которые пора-

жают щитовидную железу.

В этот период в зоне выборочного радиационного контроля

(зона 1) проводится выборочный радиационный контроль продукции

растениеводства и животноводства. Если эта продукция содержит РВ не

выше временно допустимых уровней (ВДУ), эта продукция использует-

ся без ограничения, если радиоактивное загрязнение выше ВДУ, прово-

дится пересмотр границ этой зоны или выбор пастбищ с низкой удель-

ной радиоактивностью трав.

В зоне жесткого радиационного контроля (зона 2) вся продукция

растениеводства и животноводства подвергается радиационному кон-

тролю. С целью снижения радиационного воздействия на животных и

уменьшения радиоактивного загрязнения продукции животноводства

устанавливается запрет на выпас животных на пастбище, организуется

их стойловое содержание с соответствующим типом кормления или

кормят зеленой массой однолетних и многолетних кормовых культур

с низким содержанием РВ.

Для ограничения поступления населению молока с высоким содер-

жанием радионуклидов выполняют следующие меры:

Р а з д е л 4 РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

ЭКОСИСТЕМ

202

1) все свежее молоко как общественного, так и частного секторов

изымается из употребления;

2) молоко перерабатывается на молокозаводах на молочные продук-

ты, которые выдерживаются до естественной дезактивации или подвер-

гаются искусственной дезактивации;

3) в рацион молочного скота вводятся препараты стабильного йода,

вызывающие ускоренное выведение радиоактивного йода из организма.

Содержание свиней и кур в закрытых помещениях в этой зоне не

требует специальных защитных мероприятий. Также не требуют специ-

альных защитных мероприятий крупные предприятия по доращиванию

и откорму скота с использованием следующих типов кормления: силос-

но-концентратного в сочетании с грубыми кормами; сенажно-кон-

центратного; жомового или бардяного в сочетании с грубыми кормами,

силосом, сенажом и концентратами. Такие типы кормления предотвра-

щают поступление РВ с зелеными кормами, потому что используются

ранее заготовленные корма.

Клеточное звероводство ведется в обычном порядке.

Убой животных разрешается только на специально оборудованных

убойных пунктах и мясокомбинатах с обязательным исследованием мя-

са и других продуктов убоя на радиоактивность.

Запрещается охота на диких и промысловых животных, отлов рыбы,

сбор ягод, грибов и т.д.

Зона 3 – отселения. После истечения 4-7 дневного срока после на-

чала радиоактивного загрязнения все работы в растениеводстве и жи-

вотноводстве прекращаются. Население и животные эвакуируются в

безопасные места. Уборка созревшего урожая сельскохозяйственных

культур ведется вахтовым методом и используется после соответст-

вующей дезактивации. При снижении уровня радиоактивности в этой

зоне может устанавливаться режим 2 зоны.

Зона 4 – отчуждения. Население и сельскохозяйственные животные

эвакуируются в обязательном порядке. Проведение всех сельскохозяй-

ственных работ прекращается. Сельскохозяйственные угодья подлежат

залесению.

Из зоны отчуждения и отселения животные эвакуируются, поэтому

возникает необходимость их сортировки в зависимости от степени тя-

жести острой лучевой болезни и возможности получения животновод-

ческой продукции хорошего качества.

Радиационные поражения в значительной степени влияют на про-

дуктивность молочных животных и качественный состав молока. При

внутреннем облучении коров дозой 3 Ки в первые сутки удой снижается

4.1. Наземные экосистемы

203

на 33%, на 10 – на 52%, на 30 – на 85%; при тяжелой степени ОЛБ от

внешнего облучения начиная с 7 суток продуктивность падает на 50%,

а за несколько суток до смерти молокообразование прекращается пол-

ностью.

Изменяется состав молока – увеличивается показатель сухого обез-

жиренного молочного остатка (СОМО) в 1,5 раза, повышается удельная

масса, кислотность, содержание кальция (Ca); снижается жирность (на

20%) и антибактериальные свойства.

Так как в волосяных фолликулах, сальных железах и других элемен-

тах кожи при воздействии радиации происходят структурно-морфоло-

гические изменения атрофического порядка, эти изменения способст-

вуют снижению качества кожевенного сырья и шерсти: уменьшается

настриг шерсти, ее густота, длина, тонина, извитость шерсти; прочность

и толщина овчины.

Существенных изменений в мышцах как при внешнем, так и при

внутреннем облучении не происходит – образующиеся радиотоксины

разрушаются при кипячении; но возможны бактериальная обсеменен-

ность мышц, прежде всего, микрофлорой кишечника, снижение рН мя-

са. При развитии геморрагического синдрома возможны обширные кро-

воизлияния в мышцы, что ведет к снижению товарных качеств мяса.

Возможность использования молока и мяса определяется поглощен-

ной дозой внешнего облучения и степенью внутреннего загрязнения

скота радионуклидами йода –

131

I и другими короткоживущими радио-

нуклидами в первые 2 месяца после радиоактивного загрязнения;

137

Cs и

Sr – в последующие сроки.

В случае внешнего облучения кур дозой 200-400 Р яйцекладка не

изменяется, при тяжелой степени ОЛБ при внешнем облучении – пре-

кращается в разгар развития ОЛБ. При внутреннем облучении яичник

кур является критическим органом для радиоактивных веществ, кото-

рые выводятся с яйцами. Наблюдается избирательное накопление ра-

дионуклидов в отдельных частях яиц:

131

I – в желтке,

137

Cs – в белке и

Sr – в скорлупе яиц. Вопрос дальнейшего их использования решается

с учетом удельной радиоактивности.

На основании клинического обследования животных они подразде-

ляются на следующие группы:

1 группа – животные, предназначенные для дальнейшего ис-

пользования по назначению. В эту группу отбирают животных с лег-

кой степенью острой лучевой болезни (ОЛБ при внешнем обучении 1-2

Гр, при внутреннем облучении 3 мкКи/кг). При необходимости плано-

вый убой этих животных проводят в последнюю очередь. Эта группа

Р а з д е л 4 РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

ЭКОСИСТЕМ

204

животных нуждается в полноценном кормлении и в создании хороших

условий содержания, им необходимо выделять «чистые» в отношении

радионуклидов пастбища для предотвращения дальнейшего поступле-

ния в организм РВ;

2 группа – животные, нуждающиеся в лечении. В эту группу от-

бирают обычных животных со средней степенью радиационного пора-

жения (внешнее облучение в дозе 2-4 Гр, внутреннее облучение в дозе

0,1-0,5 мКи/кг); молодых животных с полноценной продуктивностью;

высокоценных в племенном отношении животных с тяжелой степенью

лучевого поражения. Эта группа животных подвергается интенсивному

лечению, им предоставляются хорошее содержание и лучшие корма;

3 группа – животные, предназначенные для убоя. В эту группу

включают животных с крайне тяжелой (более 6 Гр при внешнем и более

3 мКи/кг при внутреннем облучении) и тяжелой (4-6 Гр при внешнем

облучении, 1,0-3,0 мКи/кг при внутреннем облучении ) степенями ост-

рой лучевой болезни; ослабленных, старых, малопродуктивных живот-

ных со средней степенью лучевого поражения. Эта группа животных

нуждается в поддерживающем лечении до убоя. При выборе очередно-

сти убоя животных этой группы необходимо руководствоваться сле-

дующими правилами:

1) животных, имеющих только внешнее облучение, забивают как

можно раньше с целью предупреждения потери упитанности и профи-

лактики бактериальной обсемененности мяса и внутренних органов –

при крайне тяжелой степени ОЛБ – не позднее 3-5 суток, при тяжелой

степени ОЛБ – в первые 6-10 суток, при средней тяжести ОЛБ – в пер-

вые 10-12 суток после радиационного воздействия;

2) при внутреннем облучении, если нет нового поступления радио-

нуклидов, убой животных со средней и тяжелой степенью радиационно-

го поражения задерживают для снижения удельной радиоактивности за

счет физического распада (Т

физ.

) и биологического выведения (Т

биол.

);

животным этой группы предоставляют «чистые» корма и воду;

3) при сочетанном облучении животных (внешнее + внутреннее об-

лучение) поступают как с животными с тяжелой и крайне тяжелой сте-

пенями острой лучевой болезни.

4 группа – животные в агональном состоянии. Животные этой

группы подвергаются немедленному убою в первую очередь. Туша под-

вергается утилизации.

При определении сроков и процентов убоя и использования можно

пользоваться данными таблицы 56.

4.1. Наземные экосистемы

205

Таблица 56 – Сроки и процент использования для убоя

на мясо сельскохозяйственных животных

Дозы облучения

Время после

облучения, сут.

Выжило животных,

Используется

в пищу мяса, %

350 Р-ЛД

50/30

365

100

550 Р-ЛД

50/30

365

100

750 Р-ЛД

100/30

365

100

Существует следующий порядок оценки продуктов убоя, получен-

ных при убое животных при внешнем, внутреннем облучении и внеш-

нем загрязнении:

1. Продукты убоя, полученные при внешнем облучении при от-

сутствии патологических изменений выпускаются без изменения; но

при наличии патологических изменений мяса и внутренних органов

подвергаются бактериологическому исследованию – при отрицательном

результате они используются без ограничения, при положительном ре-

зультате – подвергаются обеззараживанию от микроорганизмов путем

термической обработки (проварка).

2. Продукты убоя, полученные от животных при инкорпорации

РВ и подвергшихся внутреннему облучению и при сочетанном ра-

диационном поражении – подвергаются обязательной радиометрии.

При отсутствии патологических изменений, если удельная радиоак-

тивность не выше ВДУ, используются без ограничений; а если выше

ВДУ – подвергаются дезактивации существующими методами. При на-

личии патологических изменений, если удельная радиоактивность не

выше ВДУ, подвергаются бактериологическому исследованию, при от-

рицательном результате используются без ограничений, а при положи-

тельном результате – подвергаются обеззараживанию путем термиче-

ской обработки.

Р а з д е л 4 РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

ЭКОСИСТЕМ

206

3. Внутренние органы, полученные от животных при внутреннем

и сочетанном облучении, подвергаются утилизации или захоронению.

4. При поверхностном загрязнении продуктов убоя РВ они долж-

ны обязательно подвергаться радиометрии, если удельная радиоактив-

ность выше ВДУ, подвергаются дезактивации путем обмывания или за-

чистки поверхностных слоев. Если удельная радиоактивность ниже

ВДУ, то такие продукты убоя используются без ограничений.

5. При наличии наведенной радиоактивности продукты убоя под-

вергаются хранению при низкой температуре в течение 5-7 суток, затем

они подлежат повторной радиометрии, если удельная радиоактивность

ниже ВДУ – продукты используются без ограничений.

Если удельная радиоактивность сельскохозяйственной продукции

выше ВДУ, она подвергается дезактивации.

Дезактивацией называется снижение удельной радиоактивности

продуктов животноводства, окружающей среды, кормов, воды и других

объектов при их загрязнении радиоактивными веществами.

Дезактивация мяса. При обработке

мясной продукции следует учиты-

вать особенности распределения ра-

дионуклидов по разным органам и тканям. Например, концентрация

в костной ткани свиней, получавших с рационом этот радионуклид,

хронически превышает концентрацию в мягких тканях в 600-7000 раз.

Радионуклиды

137

Cs и

К концентрируются главным образом в мыш-

цах. В ранние периоды после поступления радионуклидов во внешнюю

среду наибольшая концентрация радиоактивного йода накапливается в

щитовидной железе. С учетом указанных особенностей распределения

радионуклидов при разделке животных часть продукции (мышцы, суб-

продукты) может быть использована для пищевых целей, а другая часть

(щитовидная железа, лимфатические узлы) выведены из пищевой цепи

или подвержены выдержке для уменьшения концентрации короткожи-

вущих радионуклидов. В последнем случае наиболее быстро содержа-

ние радионуклидов будет уменьшаться в субпродуктах, более медлен-

но – в костях. Для снижения содержания радионуклидов в костной

ткани рекомендуется вываривать ее в воде с добавлением соли. Переход

Sr из кости в бульон после хронического поступления радионуклида в

организм животного колеблется в пределах 0,009-0,18%, а при затравке

животных перед убоем – 4-10% и более. Из костей коровы, которой был

введен

131

I за неделю до убоя, в бульон переходит 2,5 ± 0,2%. Выварка

Методы дезактивации

продукции животноводства

4.1. Наземные экосистемы

207

106

Ru из костей козы, затравленной за 8 суток до убоя, не превышает

33%, а из костей разных животных в бульон переходит 67-80%

137

Сs.

В процессе варки мяса 7-месячного бычка в бульон переходит

57 ± 11%

Sr, а после добавления в воду кислоты (лимонной или мо-

лочной) – 76-85%. Примерно столько же

Sr переходит из мяса в буль-

он у кур, получавших радионуклид в течение 1 месяца. При этом

50-60% радионуклида, накопленного в мясе, переходит в бульон в пер-

вые 10 мин варки и может быть удалено вместе с бульоном.

Выварка

137

Сs не связана с длительностью затравки и видом живот-

ных, но имеет тенденцию к увеличению у взрослых животных. Так, и из

мяса телят, козлят и поросят в бульон переходит 77-81%

137

Сs, а из мяса

взрослых животных – 85-87%, что позволяет снизить концентрацию це-

зия в вываренном мясе в 3-6 раз по сравнению с сырым продуктом.

Аналогичные данные получены для рыб и кроликов.

Снизить концентрацию радионуклидов в мясе можно длительным

хранением его в засоленном виде и вымачиванием солонины. Примене-

ние этих технологических приемов (четыре обработки со сменой рассо-

ла) снижает концентрацию

137

Сs в мышечной ткани на 63-99%, причем

эти значения зависят от размеров нарезанных кусочков мышечной тка-

ни, числа обработок проточной водой, длительности вымачивания и от-

ношения твердой и жидкой фаз. Перетопка сала сопровождается пере-

ходом свыше 95%

137

Сs в шквару, в результате чего концентрация этого

радионуклида в топленом жире снижается почти в 20 раз и становится

примерно в 100 раз меньше, чем в мышцах.

Обвалка мяса – отделение мягких тканей мяса от костной ткани. Так

как костная ткань является основным органом, где происходит накопле-

ние радиостронция, удаление костей вызывает снижение радиоактивно-

сти на 15-45%.

При контактном, поверхностном загрязнении мяса РВ эффективна

промывка водой или слабыми растворами кислот (молочной, уксусной,

лимонной) и удаление поверхностных загрязненных слоев.

Таким образом, применение стандартных и специальных методов

технологической, кулинарной обработки мяса позволяет существенным

образом снизить содержание радионуклидов.

Дезактивация молока. В случае превышения ВДУ загрязнения мо-

лока радионуклидами оно подвергается дезактивации. Так, после сепа-

рирования цельного молока 85-90%

Sr,

131

137

Cs остаются в обезжи-

ренном молоке и 8-16% – в сливках. Двух-, трехкратная промывка

сливок теплой питьевой водой и обезжиренным молоком снижает со-

держание в них

Sr еще в 50-100 раз. При переработке сливок в сли-

Р а з д е л 4 РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

ЭКОСИСТЕМ

208

вочное масло основная часть указанных радионуклидов переходит в

пахту и промывные воды. Концентрация

Sr,

131

137

Cs в сливочном

масле составляет 36, 76 и 49% концентрации радионуклидов в молоке.

Очевидно, из загрязненного молока прежде всего целесообразно полу-

чать сливки и сливочное масло. Переработка сливок на масло и пахту –

в пахте остается 7-13% радиоактивных веществ от первоначального со-

держания в молоке, в масле – 2-3%. Перетопка сливочного масла позво-

ляет удалить из этого продукта практически полностью

Sr и

137

Cs,

131

I – 10%. Переработка молока на сыры, творог, порошковые и сгущен-

ное молоко, которые также могут быть подвергнуты длительному хра-

нению, позволяет значительно снизить или исключить содержание в

этих продуктах короткоживущих радионуклидов, например

Sr,

131

140

Ba. Обезжиренное молоко, в котором остается основная часть радио-

нуклидов, может быть использовано для получения белковых концен-

тратов – творога и сыра. При переработке обрата на кислый казеин и

сыворотку в казеине остаточное количество РВ составляет 2-6,5%,

в сыворотке – 80-85% от первоначального содержания в молоке.

В результате такой технологической обработки молока получают

относительно «чистые» в отношении радионуклидов конечные продук-

ты – топленое масло и кислый казеин.

По способности переходить из молока в творог при кислотном спо-

собе свертывания радионуклиды образуют следующий ряд:

131

I >

137

Cs >

Sr. После промывки кислотного сгустка происходит эф-

фективное вымывание из него

131

I и особенно

137

Cs, тогда как

Sr оста-

ется в сгустке. В кислотный казеин из молока поступает 6,3-8,2%

Sr,

3,0-3,9%

131

I и лишь 1,0-1,6%

137

Cs. Из обезжиренного молока может

быть выработан сыр типа коттедж, в который переходит лишь 2,7%

и 1,1%

137

Cs. Концентрация радионуклидов в сыре соответственно в 1,9

и 6,2 раза меньше, чем в молоке.

Таким образом, замена в рационе молока, содержащего повышенные

концентрации радионуклидов, полученными из него продуктами позво-

ляет более чем в 10 раз снизить поступление радионуклидов в рацион

человека. Переработка цельного молока в сметану и творог домашним

способом исключает из питания человека до 63-82% содержащихся в

нем

Sr,

137

Cs и

131

I, а переработка такого молока на творог и сыр заво-

дским способом снижает содержание в рационе

Sr,

137

Cs на 90%, а

131

на 70%.

Радиоизотопы цезия и йода находятся главным образом в водной

фазе молока, поэтому при получении масла и сыров они в основном ос-

таются в водной фазе. Стронций же, являясь аналогом кальция, в основ-

4.1. Наземные экосистемы

209

ном связан с казеином в виде казеинат-фосфатного комплекса. Поэтому

для очистки в молоке необходимо вначале разрушать этот комплекс

путем подкисления лимонной или соляной кислотой. При сквашивании

молока этот комплекс разрушается молочной кислотой, выделяемой

молочнокислыми бактериями. При кислотном свертывании молока до

85% стронция удаляется с сывороткой, а при бескислотном сычужном

свертывании молока с сывороткой удаляется не более 20% стронция и

80% его переходит в сыр. Удаление с сывороткой

137

Cs и

131

I практиче-

ски одинаково как при сычужном, так и при кислотном свертывании

молока. В полученном таким образом сыре остается в среднем 6% це-

зия и около 10% йода.

Очистка молока от радионуклидов может быть проведена с помо-

щью малорастворимых соединений щелочноземельных элементов, ис-

пользования ионообменного метода и электродиализа. Так, применение

пирофосфата в течение 1 суток позволяет удалить из молока до 83%

Sr без существенного изменения состава и свойств продукта. Один

объем анионита Дауэкс 2Wх-8 позволяет удалить свыше 95%

131

I из

объемов молока и примерно 50%

Sr. Такой прием позволяет с помо-

щью одного катионита удалить около 70%

137

Cs из 30 объемов молока;

при этом химический состав продукта практически не изменяется.

Электродиализный метод очистки молока удаляет до 90%

Sr, 80%

140

Ba и 99%

137

Cs, а на электродиализной установке с анионообменной

мембраной из молока может быть удалено 70-90%

131

I. Этот метод

представляется перспективным для промышленного применения, так

как характеризуется компактностью оборудования, простотой эксплуа-

тации и эффективностью удаления радионуклидов из молока.

Хорошие результаты получают при использовании ионообменных

смол – анионитов, которые удаляют до 90% цезия и йода и 60-65%

стронция без ухудшения качества молока. Силикагель удаляет из моло-

ка 80-90% цезия и йода и 30-40% стронция; цеолиты снижают загряз-

ненность молока цезием на 90%.

Сорбент на основе анионообменной целлюлозы ЦМ-А2 можно ис-

пользовать как в промышленных условиях, так и в индивидуальных хо-

зяйствах. Он позволяет убрать из молока до 95% радиоактивного йода.

Метод очень прост и технически выполняется добавлением данного

сорбента прямо в ведро из расчета на 1 л молока 35-40 грамм. Через

15-30 мин перемешивания сорбент отделяют фильтрованием через слой

ваты или лавсановую ткань. Сорбент в индивидуальных хозяйствах рас-

считан на однократное использование, после чего его утилизируют как

радиоактивные отходы.

Р а з д е л 4 РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

ЭКОСИСТЕМ

210

В случае контактного загрязнения молочных продуктов (масла сли-

вочного, сыра, брынзы) их дезактивацию проводят срезанием поверхно-

стного слоя на глубину 2-3 мм.

Дезактивация яиц. Яичник кур является критическим органом для

радиойода –

131

I, при поступлении РВ в желтке откладывается до 3-4%

радиойода, в белке депонируется до 9-10%

137

Cs, в скорлупе – до 37-

40%

Sr от суммы РВ, введенных в организм. В первые дни после ра-

диоактивного загрязнения птицы радиоактивность яйца по

131

I может

составить 50% общей активности от суточной дозы, а на 19-20 сутки со-

отношение отдельных радиоактивных веществ изменяется и составляет:

по

131

I – 6,5-3,7%, по

Sr – 75-93%, по

137

Cs – 18-30%.

Дезактивация яиц проводится методом длительного хранения целых

яиц или же раздельной переработкой желтка и белка на меланж и яич-

ный порошок с закладкой их на длительное хранение.

Радиоактивность белка за 43 дня хранения, желтка за 14 суток хра-

нения уменьшается в 10 раз. Скорлупа при переработке яиц на меланж

и яичный порошок закапывается в землю.

Яйца, полученные от кур при внешнем облучении, используются без

ограничений.

Дезактивация шерсти и кожевенного сырья проводится методом

длительного хранения при соответствующих условиях.

Переработка загрязненной растениеводческой продукции дает воз-

можность существенно снизить содержание радионуклидов в конечном

продукте. Даже такие простейшие операции, как обмывание в проточ-

ной воде, позволяет снизить загрязнение зерна в 1,5-3 раза.

Таблица 57 – Эффективность приемов переработки урожая, загрязненного РВ

Культура Способ обработки

Кратность

снижения

Пшеница, рожь (зерно) Отвеивание

Отмывание проточной водой

Переработка в крахмал

Переработка в спирт

1,2

1,5-3,0

1000

Рис, гречиха, ячмень, овес Обрушение, удаление пленок 10-20

Картофель (клубни) Очистка

Переработка в крахмал

Капуста (кочан) Удаление кроющих листьев 40

Турнепс, свекла Срезание головки корнеплода 20

Томаты, огурцы Отмывание проточной водой

Засолка отмытых овощей

3-10

2-2,5

Конопля, лен Отмачивание в воде 3-4