Стадии алкоголизма, последствия и профилактика

Поверхность альвеол в 50 раз больше поверхности кожи, поэтому ингаляционное поступление РВ в организм может вносить значительный вклад в общее поступление их в организм, особенно в первые дни после радиоактивного загрязнения местности газообразными и аэрозольными коротко живущими продуктами ядерного распада в виде пыли, тумана, дыма. Проникая
в легкие, растворимые радионуклиды быстро всасываются в кровь и разносятся по органам, тканям; труднорастворимые РВ оседают в альвеолах, проникают в межальвеолярное пространство и лимфоузлы, которые становятся критическими органами для этих радионуклидов.

4.1.3. Поступление радионуклидов через кожу,
слизистые оболочки и раны

Этот путь поступления радиоактивных веществ может иметь место при осаждении аэрозольных и твердых радиоактивных частиц на поверхности кожи, всасываемость через поверхность кожи может усиливаться при воздействии химических факторов (отравляющие вещества), других физических факторов – высокой температуры и инфракрасных лучей (ожоги кожных покровов), биологических факторов (бактериальные токсины и воздействие самих микроорганизмов). Через кожу и слизистые оболочки обычно всасываются газообразные радионуклиды йода, трития, водорастворимые соединения плутония, газообразные радон и торон. Критическим органом при этом пути поступления радионуклидов являются кожа и слизистые оболочки.

4.2. Типы распределения радионуклидов в организме
сельскохозяйственных животных.
Группы радиотоксичности РВ

В реальной ситуации возможны различные варианты поступления радионуклидов в организм животных, они могут поступать одно- и многократно. Поведение радионуклидов в организме животных определяется следующими факторами:

1) биогенной значимостью для организмов стабильных изотопов поступающих радионуклидов, тропностью их к определенным тканям и органам: например, кальций выполняет специфическую роль, всегда входит в состав костной и других тканей, проявляет тропность к костной ткани, йод имеет большую тропность к щитовидной железе;

2) физико-химическими свойствами радионуклидов – положением элементов в периодической системе элементов Д.И.Мен­делеева, валентной формой радиоизотопа и растворимостью химического соединения, способностью образовывать коллоидные соединения в крови и тканях и другими факторами.

Основываясь на вышеперечисленных обстоятельствах, по типу распределения радионуклиды подразделяются на четыре основные группы.

Таблица 17

Типы распределения радиоактивных элементов в организме

Орган, в котором происходит избирательное накопление радионуклидов и вследствие чего он подвергается наибольшему облучению и повреждению, называется критическим.

Попавшие в организм радиоактивные изотопы так же, как
и стабильные изотопы элементов, в результате обмена выводятся из организма с калом, мочой, молоком, яйцом и другими
путями. Период времени, в течение которого из организма выводится половина поступивших радионуклидов, называется биологическим периодом полувыведения (Тбиол.).

Убыль радиоактивных изотопов элемента из организма ускоряется за счет радиоактивного распада. Период времени,
в течение которого распадается половина исходного количества радионуклидов (согласно закону распада радионуклидов), называется физическим периодом полураспада иобозначается Тфиз.Таким образом, снижение количества радионуклидов в организме происходит за счет биологических и физических процессов.

Время, в течение которого активность радионуклидов в организме уменьшается вдвое, называется эффективным периодом полувыведения,обозначается Тэфф.Эффективный период выведения рассчитывается по следующей формуле:

Т_{эфф. =} Т_физ ´ Т_биол./Т_физ. Т_биол. .

Эффективный период для различных радиоактивных изотопов отличается широким разнообразием: от нескольких часов (для ²⁴Na, ⁶⁴Cu-) и дней (для ¹³¹I, ³²Р, ³⁵S) до десятков лет (для ²²⁶Ra, ⁹⁰Sr). Чем больше эффективный период у изотопа, тем выше степень радиотоксичности.

4.3. Классификация радионуклидов по степени
их токсичности

Радиотоксичность – свойство радиоактивных изотопов вызывать бо´льшие или ме´ньшие патологические изменения при попадании их в организм. Она зависит от следующих их свойств:

1. Вида радиоактивного превращения. При альфа-распаде поглощенная доза при одной и той же активности в органе или ткани будет в 20 раз больше по сравнению с поглощенной дозой при бета-распаде, следовательно, лучевое поражение в первом случае будет более выраженным.

2. Имеет значение величина энергии излучения радионуклидов – при большей энергии степень радиопоражаемости выше.

3. В том случае, если изотоп при радиоактивном распаде дает начало новому радиоактивному веществу или целому семейству, повышение суммарной мощности поглощенной дозы повышает радиотоксичность элемента.

4. Имеет значение путь поступления радиоактивных веществ в организм, наиболее опасен пищеварительный путь
поступления их.

5. Важно то, одно- или многократно поступает радиоактивное вещество в организм. При однократном поступлении концентрация их вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается. При многократном поступлении концентрация радионуклидов остается высокой длительное время и соответственно возрастает радиопоражаемость организмов.

6. Имеет значение тип распределения радиоактивных элементов в организме. При избирательном накоплении РВ в тех или иных органах и системах последние являются критическими и наиболее радиопоражаемыми.

7. Время пребывания радионуклидов в организме определяет время облучения тканей. Чем больше эффективный период полувыведения радионуклидов, тем выше степень его радиотоксичности, так как суммарная доза при прочих равных условиях возрастает с увеличением Тэфф.

В зависимости от среднегодовой допустимой концентрации радионуклидов в воде все РВ подразделяются на 5 групп.

Таблица 18

Классификация радионуклидов по степени радиационной опасности

4.4. Радиотоксикологическая характеристика ¹³¹I

Известны 24 радиоактивных изотопа йода с массовыми числами в интервале 117-126 и 128-139, все они искусственные, являются продуктами ядерных реакций. В молодых продуктах ядерного деления (ПЯД) содержатся коротко живущие изотопы ¹³¹I, ¹³²I, ¹³³I, ¹³⁵I; через 1 неделю уже обнаруживаются только изотопы ¹³¹I и ¹³³I, через 2 недели – ¹³¹I. Период физического полураспада ¹³¹I составляет 8,05 дня. Этот изотоп является бета- и гамма-излучателем, по степени радиотоксичности относится к высоко токсичным РВ (группа Б). Реальные источники загрязнения окружающей среды следующие:

1) испытания ядерного оружия в атмосфере, в воде и под землей;

2) радиоактивные отходы промышленных предприятий,
лаборатории, научно-исследовательских учреждений;

3) использование атомной энергетики в мирных целях и др.

Например, при делении ²³⁵U в ядерных реакторах накапливается до 2,5 ´ 10⁴ Ки данного радиоизотопа на каждые 1 Мвт тепловой мощности.

Йод как химический элемент активно реагирует со многими веществами, образуя йодаты, перйодаты и йодиды. Пути поступления этого элемента в организм животных следующие: через органы пищеварения с кормом и водой, возможен ингаляционный путь поступления; поступление через кожу, слизистые оболочки, раны и др.

По биологическим свойствам данный элемент является активным биогенным веществом, обладает большой способностью к миграции по звеньям биологической цепи и включается в компоненты биосферы по цепочке: почва – вода, флора – фауна и принимает участие в биологическом цикле обмена веществ.

В растениях йод прочно фиксируется крахмалом и практически не удаляется с их поверхности при промывании водой. По размерам корневого поступления ¹³¹I превосходит ⁹⁰Sr в 14 раз при произрастании на гумусной почве и в 2 раза – на песчаной.

При попадании в организм он полностью всасывается в кровь и до 60 % откладывается в щитовидной железе (критический орган). Концентрация йода в других органах по отношению к концентрации в крови распределяется следующим образом: кровь – 1; почки, печень, яичники – 2-3; молоко – 5-15; щитовидная железа – 10000.

Из организма как стабильные, так и радиоактивные элементы йода выводятся в результате обмена веществ с мочой, калом, молоком, а у птиц – с яйцами. У лактирующих коров из 1 л молока выделяется около 1 % поступившего в организм за 1 день количества радиойода; в желток куриных яиц при длительном поступлении переходит до 16 %, в белок – до 1 % от суточного количества.

При выпасе на территории, однократно загрязненной ¹³¹I, пик выведения с молоком приходится на 3 сутки, затем наступает спад, через 3 недели выведение сокращается в 4 раза. Следует отметить, что выведение данного элемента с молоком снижает депонирование его щитовидной железой и снижает радиопоражаемость; величина депонирования и выведения с молоком также зависит от уровня содержания в рационе стабильного йода. Введение в рацион йодистого калия на 50 % снижает депонирование щитовидной железой, на 70 % – депонирование в яйцах. Таким же действием обладает хлористый калий – снижение депонирования в щитовидной железе на 90 %.

Токсическое действие радиоактивного йода проявляется, прежде всего, в поражении щитовидной железы вплоть до разрушения (при воздействии в больших дозах). При этом быстро появляются признаки гипофункции щитовидной железы – потеря аппетита, угнетение, запоры, шелушение кожи и высыхание волоса и шерсти. Развиваются изменения в нервной и эндокринной системах, в кроветворной системе – снижение количества нейтрофилов, лимфоцитов, развитие анемии.

Изменения гормональной регуляции вызывают снижение воспроизводительных качеств, глубокие нарушения функции яичников и семенников. Структурные и функциональные изменения в других органах обуславливаются именно нарушением эндокринной регуляции со стороны щитовидной и половых
желез, надпочечников и гипофиза.

Цезий – элемент первой аналитической группы в периодической системе Д.И.Менделеева. Его химические соединения – хлориды, нитраты, карбонаты, растворимы в воде, поэтому хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте (100 % резорбция), из которой током крови разносятся по всему организму.

Из радионуклидов цезия наибольшую биологическую опасность представляет ¹³⁷Cs, ядра которого при бета-распаде излучают бета-частицы и гамма-кванты. Т_физ. = 30 годам, данный радиоизотоп долгоживущий, по степени токсичности относится к группе В – группе средней радиотоксичности. Выпадение
радионуклида ¹³⁷Csотмечается в течениеряда лет после ядерного взрыва, загрязняет воду, почву, растительность.

В значительно большей степени сорбируется почвой (по сравнению со ⁹⁰Sr), поэтому выносится из нее с урожаем меньше, чем ⁹⁰Sr; из влажных почв больше, чем из суходольных участков. В растения поступает как через корневую систему, так и через наземные его части, в растениях распределяется равномерно, аналогично калию. В организм животных поступает с кормом, водой, воздухом, почвой через желудочно-кишечный тракт и органы дыхания. С продуктами питания животного
и растительного происхождения, с водой, воздухом попадает
в организм человека.

Характер метаболизма сходен с обменом калия в организме и характеризуется высокой скоростью обмена в звене кровь–органы–ткани; быстрым снижением концентрации в крови вследствие интенсивного включения в органы и ткани, также вследствие выведения через экскреторные органы и молочную железу.

У животных ¹³⁷Cs распределяется диффузно с преобладанием в мышцах, во внутренних паренхиматозных органах. При поступлении в организм лактирующих коров большое его количество оказывается в молоке: при однократном пероральном поступлении его концентрация нарастает в течение 24 часов, достигает максимума через 24-48 часов после поступления, затем до 6-7 дня происходит медленное снижение его концентрации.

Данный радионуклид выводится в процессе обмена веществ из организма с калом, мочой, молоком, яйцами и другими путями. Выведение изотопа у высокопродуктивных животных происходит интенсивнее – при суточном удое в 20 л выводится 13 % суточного поступления, при удое в 14 л – только 8,8 %. Эффективный период полувыведения (Т_эфф.) у лактирующих коров составляет 20-50 дней и зависит от состава рациона: чем больше в рационе грубых кормов, тем меньше радиоцезия
выводится с 1 л молока.

У кур специфическим способом выведения радионуклидов являются яйца – радиоцезий концентрируется, главным образом, в белке, в желтке – в 8 раз меньше.

Из разных видов мяса максимальная концентрация наблюдается в баранине, в говядине его содержание меньше в 2 раза, в свинине – в 3 раза, в оленине – в 10 раз больше. Высокая концентрация ¹³⁷Cs в оленине обуславливается его высоким содержанием в многолетних мхах и лишайниках, являющихся основным кормом для них. Летом концентрация радиоцезия в мясе оленей снижается, так как в рацион включается однолетняя трава, содержащая меньше радионуклидов.

В суточном рационе молочного скота ¹³⁷Cs не должно быть больше 1,3 мкКи, для мясного скота – 0,33 мкКи, для овец – 0,175 мкКи.

4.6. Радиотоксикологическая характеристика ⁹⁰Sr

Стронций – щелочно-земельный элемент второй аналитической группы. Имеет ряд радиоактивных изотопов – от ⁸¹Sr до ⁹⁷Sr, но наибольший интерес представляют ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr, образующиеся при делении урана в ядерных реакторах и при ядерных взрывах как продукты ядерного деления.

⁹⁰Sr является бета-излучателем, Т_физ. = 28 лет, энергия
бета-частиц – 0,54 МэВ. По радиотоксичности относится к группе В.

Являясь аналогом кальция, радиостронций при поступлении в организм включается в минеральный обмен, все его соединения растворимы в воде, поэтому активно включаются в компоненты биосферы, мигрируют по биологическим цепочкам и с продуктами растительного и животного происхождения попадают в организм животных и человека.

В организме радиостронций хорошо всасывается в ЖКТ
(5-100 %), значительное количество его откладывается в костях (остеотропный тип распределения), депонирование в мягких тканях составляет не более 1 %. Наибольшая концентрация наблюдается в участках костей, обладающих наибольшей зоной роста (в диафизе).

⁹⁰Sr выделяется из организма в основном с калом, а при ингаляционном поступлении – с мочой. Период полувыведения его из мягких тканей составляет 2,5-8,5 суток, из костей – 90-154 суток; выделяется и с молоком.

Благодаря специфике отложения радиостронция создаются такие условия, когда облучается не весь организм, а преимущественно скелет и костный мозг. Поэтому наиболее выраженные изменения возникают в этих органах. В отдаленные сроки после радиационного поражения как при однократном, так и многократном длительном поступлении радиостронция развиваются лейкозы, остесаркомы, новообразования желез внутренней секреции, молочных желез. Существенное влияние излучение стронция-90 оказывает на спермиогенез и овогенез, состояние функций печени и почек, иммунологическую реактивность овец.

В продуктах питания животного происхождения обычно регламентируется содержание радионуклидов стронция и цезия.

Плутоний – радиоактивный химический элемент из группы актиноидов, имеет 15 изотопов. В очень малом количестве существует в природе на поверхности Земли, образуясь из урана под действием нейтронов космических лучей и нейтронов при делении урана. При этом образуется долгоживущий изотоп ²³⁹Pu с периодом полураспада 24360 лет. Большое количество плутония получают в атомных реакторах при делении урана
и используют для изготовления ядерных зарядов.

В почве плутоний прочно фиксируется и поступает в растения в небольших количествах. Поэтому основной источник поступления плутония в организм животных и человека – воздушный, через кожу или с пищей при загрязнении кормов и продуктов питания. Из желудочно-кишечного тракта всасывается менее 1 % поступившего плутония; он депонируется в основном в костной ткани. При попадании на кожу растворимые соли плутония быстро всасываются, а нерастворимые депонируются в эпидермисе и транспортируются в региональные лимфоузлы. При ингаляции распределение плутония в легких сильно зависит от размера и растворимости частиц. Растворимые соли (нитраты и хлориды) быстро всасываются и поступают в кровь. Нерастворимые частицы могут годами находиться в легких. Их выведение происходит путем медленного растворения или перемещения в бронхиальные лимфоузлы. При этом происходит длительное облучение легочной ткани. Чем крупнее частица, тем неравномернее облучение. В зависимости от дозы облучения в легких могут развиться лучевой пневмонит, фиброз
и пневмосклерозы, гемангиосаркомы, мезателиомы и карциномы.

В желудочно-кишечном тракте изотопы плутония, поступающие с кормом, всасываются в 25 раз лучше, чем из неорганической соли. После внутривенного введения плутония через 5 мин в крови его остается 50 %. Попавший в организм плутоний вызывает подавление миелоидного кроветворения, истощение лимфоидных фолликулов селезенки, атрофию лимфоузлов, снижает продолжительность жизни эритроцитов и т.д. Иммуногенез нарушается, так как подавляется образование антителобразующих клеток в лимфоузлах. Происходит образование остеосарком.

Плутоний имеет выраженные гепатотропные свойства. Из крови до 45 % плутония депонируется в печени с периодом биологического полувыведения 20 лет. Уже через два-три месяца после поступления плутония возникает цирроз печени, а при высоких дозах – диффузный некроз; возможны гематомы и аденомы желчных протоков. В семенниках он концентрируется в макрофагах интерстициальных тканей, а в яичниках – в атретических фолликулах мозгового слоя.

Выводится в основном печенью и желчью.

Плутоний способен преодолевать плацентарный барьер, но в плаценте его концентрируется в 10 раз больше, чем в плоде.

Изотоп ²³⁸Pu (период полураспада 87,7 года) обладает высокой генетической эффективностью, индуцируя хромосомные аберрации. При инкорпорации ²³⁸Pu локализация радиационных опухолей (остеосаркомы) зависит от возраста. У взрослых животных они локализуются в основном в конечностях, а у молодых – в голове или в позвонках.

4.10. Острая лучевая болезнь животных
при инкорпорации радионуклидов

Радиопоражаемость животных обычно наступает при поступлении РВ в пределах 3-5 мкКи/кг. В зависимости от количества поступивших радионуклидов развиваются 4 степени
болезни:

1) легкая степень – 3 мкКи/кг;

2) средняя степень – 0,1-0, 5 мКи/кг;

3) тяжелая степень – 1,0-3,0 мКи/кг;

4) крайне тяжелая степень – более 3 мКи/кг.

При сочетанном радиационном поражении тяжелая степень ОЛБ у крупного рогатого скота наступает при следующих условиях – внешнее облучение 350 Р внутреннее облучение 2 Ки, или 200 Р 2,5 Ки соответственно.

Особенности течения острой лучевой болезни при инкорпорированном облучении следующие: в латентный период развивается нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево на 20-25 сутки при легкой степени, на 5-7 сутки при тяжелой степени. В период разгара болезни наблюдается лимфоцитарная лейкопения (признак истощения органов кроветворения), расстройство функции желудочно-кишечного тракта вследствие язвенно-некротического энтероколита с кровавыми поносами, истощением. Характерны риниты, бронхиты, пневмонии (при поступлении РВ через органы дыхания), геморрагический синдром проявляется только кровоизлияниями в кишечнике. Выздоровление животных затягивается обычно до 3 месяцев и более. Чаще всего при внутреннем облучении развивается хроническая
лучевая болезнь с характерными симптомами поражения щитовидной железы.

В зависимости от поглощенной щитовидной железой дозы развиваются следующие степени радиационного поражения крупного рогатого скота (по наблюдениям в зоне аварии Чернобыльской АЭС в 1986-1988 годах):

1) субклиническая форма радиационного поражения – до 100 рад;

2) легкая степень – 100-1000 рад;

3) средняя степень – 1000-10000 рад;

4) тяжелая степень – 10000 рад и более.

Субклиническая формарадиационного поражения характеризуется кратковременным повышением функции щитовидой железы, а затем развивается ее неустойчивость. В отдаленный период у части животных развиваются склеротические процессы, различные виды зоба, снижаются хозяйственно-полезные качества.

Легкая степень хронической лучевой болезни проявляется внешне принеполноценном кормлении, плохом содержании и уходе, беременности, родах. Проявляется неустойчивой картиной крови, снижением общей реактивности, снижением продуктивности, повышением заболеваемости, нарушением полового цикла, повышением процента патологии беременности
и приплода.

Периодически уменьшается содержание гормонов щитовидной железы и ТТГ гипофиза, повышение титра аутоантител к тканям щитовидной железы, печени, легких. Гистологически обнаруживается умеренная атрофия щитовидной железы, появление кист в них. Прогноз для воспроизводства и молочной продуктивности сомнительный, для откорма – благоприятный.

Средняя степеньболезни проявляется снижением упитанности, удоев, усиленным ростом волос (взъерошенность); нарушением полового цикла; утолщением кожи и повышением складчатости; преждевременным старением. При лабораторных исследованиях наблюдается снижение количества лейкоцитов до 2,5-3 тыс. в 1 мм³ крови, тромбоцитов, эритроцитов, гемоглобина, лимфоцитов. Отмечается снижение до 30-50 % в крови гормонов щитовидной железы, повышение в 2-3 раза концентрации ТТГ гипофиза, повышение титров аутоантител к тканям щитовидной железы в сыворотке крови. Прогноз неблагоприятный – потеря хозяйственно-полезных качеств на 50-70 %,
животные в течение 5-6 месяцев подлежат убою.

Тяжелая степень проявляется снижением продуктивности, желтушностью кожных покровов, усиленным ростом волос, утолщением и сухостью кожи, отеками межчелюстного пространства, подгрудка, суставов; нарушением половых циклов, часто происходят аборты, послеродовые осложнения, аномалии и болезни приплода.

При лабораторных исследованиях отмечается уменьшение количества тромбоцитов, лейкоцитов до 1-2 тыс. в 1 мм³ крови (лимфопения, эозинофилия, анемия, протеинемия), снижение
в 5-10 раз или полное отсутствие в крови йодсодержащих гормонов щитовидной железы. При патологоанатомическом исследовании выявляются полное разрушение и некроз поджелудочной железы, дистрофические изменения внутренних органов; гиперплазия лимфоузлов.

Прогноз неблагоприятный – животные подлежат убою.

Раздел 5

РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

Ионизирующая радиация обладает сильным биологическим действием, на организменном уровне вызывает у всех млекопитающих и птиц однотипную патологию – радиационные поражения в виде:

1) лучевой болезни различных нозологических форм;

2) лучевых ожогов – ранних поражений кожи;

3) отдаленных последствий радиационных поражений вследствие генетического действия ИИ.

Лучевая болезнь – реакция организма на воздействие ионизирующей радиации, характеризующееся комплексом дозозависимых, последовательно развивающихся морфологических и функциональных изменений всех органов и систем.

Характер развития, тяжесть течения болезни зависит от вида лучевого воздействия, дозы облучения и ее мощности, кратности облучения, индивидуальной и видовой радиочувствительности животных. Различают острую лучевую болезнь при внешнем, внутреннем (инкорпорированном) и сочетанном облучении; острую и хроническую форму болезни. Хроническая лучевая болезнь чаще всего развивается при фракционированном внешнем в малых дозах облучении, при длительном поступлении радиоактивных веществ в организм сельскохозяйственных животных на территории, заряженной продуктами ядерного деления (ПЯД) в субклинической, легкой, средней и тяжелой степени тяжести.

5.1.1. Острая лучевая болезнь
сельскохозяйственных животных
при внешнем облучении

По тяжести патологических изменений выделяют 4 степени острой лучевой болезни ОЛБ крупного рогатого скота:

1) легкая степень, развивается при поглощенной дозе 1,5-2,0 Гр;

2) средняя степень – 2-4 Гр;

3) тяжелая степень – 4-6 Гр;

4) крайне тяжелая степень – более 6 Гр.

Период формирования ОЛБ четко разделяется на 4 фазы или периода:

1 период – период первичных реакции;

2 период – латентный, скрытый период;

3 период – период разгара болезни;

4 период – период разрешения ОЛБ.

Острая лучевая болезнь легкой степениклинически выражена слабо. Общее состояние животных остается удовлетворительной, при физической нагрузке животные быстро устают, продуктивность снижается. Постоянные признаки болезни – уменьшение количества лейкоцитов в крови на 50-60 % и лимфопения. Эти изменения обнаруживаются уже к концу первых суток и регистрируются в течение 3-4 недель. Исход болезни благоприятный, животные обычно выздоравливают.

Острая лучевая болезнь средней степени протекает с выраженными периодами заболевания. К концу первых суток первичная реакция проявляется небольшим общим угнетением, животные стремятся уйти из стада, часто ложатся, много пьют, плохо поедают корма. В периферической крови содержание лейкоцитов уменьшается на 50-70 %, снижается содержание эритроцитов, гемоглобина, эритроцитов и тромбоцитов. На 3-4 день общее состояние улучшается, появляется аппетит, что свидетельствует о наступлении латентного периода заболевания. При исследовании крови выявляют уменьшение числа лейкоцитов и лимфоцитов. На 8-15-е сутки отмечается разжижение кала, а у некоторых животных – понос. Снижение удоев достигает 20-30 %. В период разгара аппетит понижен, периодически исчезает жвачка, отмечают состояние угнетения, тахикардию, одышку. Животные больше лежат, на слизистой оболочке ротовой полости и глаз появляются точечные кровоизлияния. Обычно с 20-25 суток улучшаются общее состояние, аппетит, постепенно увеличивается число лейкоцитов крови – наступает период восстановления. Гибель животных в этот период составляет 25-30 %. При патологоанатомическом вскрытии устанавливают умеренные геморрагии, изменения со стороны желудочно-кишечного тракта, легки, лимфоузлов и других органах аналогичны.

Острая лучевая болезнь тяжелой степенихарактеризуется быстрым развитием. В период первичных реакции животные полностью отказываются от корма, с жадностью пьют воду, много лежат. У некоторых из них кратковременно повышается тактильная чувствительность. Содержание лейкоцитов снижается до 20-25 % исходной величины на третьи сутки. Затем на 3-14 сутки после воздействия наступает латентный период. Общее состояние животных несколько улучшается, но масса тела снижается. Изменения со стороны периферической крови прогрессируют и характеризуются лейкопенией до 15-25 % при абсолютной лимфопении и нейтропении.

В период разгара болезни существенно ухудшается общее состояние животных – они угнетены, мало двигаются, отказываются от корма, упитанность снижается. Иногда возможно кратковременное повышение температуры тела, нередко наблюдаются отеки конечностей, подгрудка, межчелюстного пространства. Взрослые животные в результате поражения внутренних органов принимают несколько необычные позы, горбятся. Постоянные устойчивые клинические признаки – одышка, хрипы, кашель, тягучие светлые, иногда с кровью, выделения из носовых отверстий, диарея. Период разгара болезни продолжается до 30 дней, за этот срок масса тела животных снижается на 10 % и более, гибель животных наблюдается на 20-30 сутки. При патологоанатомическом вскрытии обычно обнаруживаются множественные точечные и разлитые кровоизлияния в подкожной клетчатке, серозных и слизистых оболочках и паренхиме органов. Регистрируют выраженные изменения миокарда, легочной ткани, различные виды пневмонии, отеки, полнокровие, дегенерацию печени, дряблость селезенки, воспаление слизистой кишечника. Лимфатические узлы, особенно брюшной полости и средостения, темно-красные на разрезе, структура их сглажена.

Улучшение общего состояния и восстановление функции органов происходит в течение 6 месяцев и более, даже не достигая физиологической нормы.

Острая лучевая болезнь крайне тяжелой степени клинически проявляется спустя несколько часов после поражения. Животные больше лежат, вялые, позывы на корм слабые, воду пьют. Отмечаются взъерошенность волосяного покрова
и повышение тактильной чувствительности, общее угнетение и коматозное состояние. Расстройство пищеварения наблюдают у всех животных с 3-5 дня, на 10 день начинается понос с примесью крови, руминация и перистальтика кишечника отсутствуют.

Изменения в картине крови регистрируют с первых дней – через 2 суток число лейкоцитов составляет 25-30 %, на 10 сутки – 15-20 % от исходного количества. Перед гибелью содержание лейкоцитов достигает 0,9-1 тыс./мкл., угнетается фагоцитоз, увеличивается микробная обсемененность слизистой ротовой полости.

Средняя продолжительность жизни пораженного крупного рогатого скота составляет 21-27 дней. При патологоанатомическом вскрытии павших животных устанавливают выраженный геморрагический диатез, изменения язвенно-некротического характера во внутренних органах и лимфатических узлах.

Особенности острой лучевой болезни овец, наблюдаемые в процессе собственных экспериментов (ВНИВИ г. Казань, 1988-1992 гг.), представлены в таблице 19.

Основные признаки ОЛБ взрослых овец

При вскрытии трупов павших животных выраженность патологоанатомических изменений зависит от степени тяжести, длительности и периода течения ОЛБ. В период разгара наиболее характерными признаками будут эпиляция, множественные кровоизлияния, воспалительно-некротические очаги на коже и видимых слизистых оболочках; в плевральной полости скопление серозно-фибринозного или геморрагического экссудата, кровоизлияния различного характера и величины на диафрагме, плевре, под эпикардом, особенно по ходу кровеносных сосудов и реже в эндокарде, дыхательных путях и в долях легких. В легких обнаруживаются воспалительно-некротические очаги и явления лейкопенической пневмонии; в брюшной полости скопление кровянистой жидкости, на серозных и слизистых оболочках желудка и кишечника также кровоизлияния различного характера и величины. Стенки желудка и кишечника отечны, в слизистой оболочке обнаруживаются очаговые некрозы и язвы. В просвете кишечника жидкое, часто с примесью крови, содержимое. В печени – полнокровие, в корковом слое почек, околопочечной клетчатке, лоханке и в слизистой оболочке мочевых путей – кровоизлияния. Селезенка уменьшена, при ее микроскопии обнаруживается резкое обеднение клеточной пульпы клеточными элементами. Костный мозг имеет вид кровянистой массы, содержит в основном жировые, ретикулярные и плазматические клетки.

5.1.2.2. Иммунобиологические аспекты острой
лучевой болезни овец

Радиационное воздействие в различных дозах – от малых до абсолютно летальных – вызывает глубокие сдвиги в иммунобиологической реактивности овец. Направленность и степень этих изменений определяются величиной дозовой нагрузки: малые дозы повышают общую иммунобиологическую активность, а облучение в дозах, достаточных для развития лучевой болезни, приводят к ее ослаблению или угнетению. При оценке тяжести острой лучевой болезни весьма важное диагностическое и прогностическое значение приобретает изучение клеточных
и гуморальных факторов иммунной реактивности: содержания Т- и В-лимфоцитов, аутоантител, уровня циркулирующих
иммунных комплексов и иммуноглоблинов различных классов.

Напряженность аутоиммунных процессов у овец, определяемых титром аутоантител к лизату собственных эритроцитов (по реакции Уанье) и содержанием клеток – аутогемолизинов (анителообразующих клеток), характеризуется стабильностью
в период первичных реакций при легкой и средней тяжести,
а при тяжелой и крайне тяжелой степени болезни она статически значимо возрастает уже к 3-4 суткам, а в период разгара болезни достигает пиковых значений, имеющих неблагоприятное прогностическое значение.

Способность организма пораженных животных к элиминации лучевых аутоантигенов, образующихся как в процессе первичного воздействия гамма-лучей, так и в процессе вторичных аутоиммунных реакций, выражается уровнем циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК). Для овец при воздействии гамма-лучей в дозах, вызывающих ОЛБ легкой и средней степени тяжести, характерны повышение уровня ЦИК в латентный период на 15-25 % и снижение концентрации иммуноглобулинов классов G и A на 15-25 %, а в период разгара болезни – снижение уровня ЦИК на 15-20 %, концентрации Ig G и Ig A – на 20-30 % от базисных значений, что, по-видимому, свидетельствует об активной элиминации продуктов тканевого распада и нахождении их в составе ЦИК в периферической крови и других биологических жидкостях, вследствие чего осаждение иммунных комплексов на тканях незначительно.

При гамма-облучении в дозах, вызывающих ОЛБ тяжелой степени, уровень ЦИК в начале латентного периода незначительно повышается (на 10-15 %). Затем динамично снижается
и в период разгара его уровень ниже на 15-25 % от базисного. Концентрация иммуноглобулинов снижается в период первичных реакции на 15-20 %. У овец, пораженных гамма-лучами
в дозе свыше 600 рад (крайне тяжелая степень ОЛБ), развивается дисиммуноглобулинемия: содержание Ig M снижается на 25-25 %, Ig G – на 50-55 %, концентрация Ig A повышается на 20 – 30 % от базисных значений; уровень ЦИК динамично снижается с 5 суток после гамма-воздействия и в период разгара болезни он ниже на 30-40 % от базисного.

Для пораженных гамма-лучами овец характерно возрастание концентрации поливалентного, высокореакционноспособного (в реакции антиген антитело) иммуноглобулина класса М. Его уровень повышается с 5 суток после воздействия, достигает значительного уровня (0,750-0,800 мкг./мкл.) в период разгара острой лучевой болезни при воздействии в дозах, вызывающих ОЛБ легкой и средней степени тяжести.

При ОЛБ тяжелой степени уровень Ig M повышается до 0,680-0,700 мкг./мкл., а при развитии ОЛБ крайне тяжелой степени снижается на 15-25 % от базисных значений в периоды латентный и разгара.

У овец, переболевших легкой степенью острой лучевой болезни, в период с 60 по 120 сутки после гамма-воздействия отмечается превышение уровня Ig M на 10-15 %, уровня Ig G – на 5-10 % от базисных значений, что свидетельствует об антигенной стимуляции иммунной системы организма продуктами тканевого распада .

У выживших животных, (при ОЛБ средней и тяжелой степени тяжести) через 2-4 месяца после гамма-воздействия отмечается стабилизация уровня ЦИК, а содержание иммуноглобулинов остается ниже на 20-30 % от базисного значения.

Срок гибели животных

При однократном облучении в дозах более 10 Гр срок гибели овец составляет от 1 до 7 дней, во всех других случаях ОЛБ тяжелой и крайне тяжелой степени летальные исходы наблюдаются на протяжении 30 дней после облучения, большая часть животных погибает между 14 и 28 днями. Как правило, молодняк погибает в более ранние сроки после облучения.

Отдаленные последствия ИИ возникают как после местного, так и после общего внешнего и внутреннего облучения спустя длительное время (месяцы – десятки лет). Различают неопухолевые и опухолевые формы отдаленных последствии.

Неопухолевые формыотдаленных последствий включают
в себя:

1) гипопластические состояния;

2) склеротические изменения;

3) дисгормональные состояния.

Гипопластические состояния развиваются в кроветворной ткани, слизистых оболочках органов пищеварения, дыхательных путей, в коже при длительном накоплении больших доз
(3-10 Гр) при внешнем и инкорпорированном облучении. Эти состояния проявляются гипо- и гиперхромной анемией, лейкопенией, атрофией слизистой оболочки желудка, кишечника, гипо- или анацидными гастритами, атрофией половых желез и бесплодием.

Склеротические процессы – для этой формы отдаленных форм характерны обширные и ранние повреждения сосудистой сети облученных органов; развитие очаговых или диффузных разрастаний соединительной ткани на месте погибших паренхиматозных клеток. Эти процессы проявляются как цирроз печени, нефросклероз, хронические лучевые дерматиты, атеросклероз, лучевые катаракты, поражения нервной системы. Наиболее часто развивается радиационная катаракта – при общем однократном облучении D₀ = 2 Гр, при местном фракционированном облучении D₀ = 4-5 Гр.

Дисгормональные состояния развиваются вследствие опосредованного действия ИИ. Они проявляются в форме ожирения, исхудания, гипофизарной кахексии, несахарного мочеизнурения; у самок – кистозными изменениями яичников, нарушением секреторной и гормональной функции, гиперплазией слизистых оболочек и паренхимы молочной железы, альдостеронизмом. Очень часто развивается гипофункция или дисфункция щитовидной железы, паратиреодный синдром, приводящие к фиброзной остеодистрофии; сахарный диабет.

Результат отдаленных последствий – сокращение продолжительности жизни. Пороговая доза для млекопитающих по этому признаку D₀ = 0,04 Гр. У человека на каждые 0,01 Гр сокращается продолжительность жизни при однократном облучении на 1-15 суток, при хроническом облучении – на 0,08 суток (Даренская Н.Г.).

Опухолевые формы отдаленных последствий.Накопленный экспериментальный материал свидетельствует, что под влиянием облучения могут возникать новообразования практически во всех органах: но наиболее частыми следует считать злокачественные опухоли кожи, костей, эндокринно-зависимые опухоли молочной железы и яичников, щитовидной железы; лейкозы. Опухолевые формы возникают чаще всего при инкорпорировании альфа- и бета-излучателей, при общем нейтронном облучении.

Прямые экспериментальные данные показали, что существует линейная зависимость между дозой и частотой индукции опухолей. В области малых доз порога канцерогенного действия не существует, по этому поводу Национальный комитет по радиационной защите (НКРЗ) нашей страны, основываясь на решениях Международного комитета по радиационной защите (МКРЗ) и Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) при ООН, вынес специальное решение, согласно которому дополнительное облучение в любой, сколь угодно малой дозе сопряжено с дополнительным, отличным от нуля, риском канцерогенеза. Это признание основывается на двух аргументах. Во первых, на экспериментальных радиобиологических данных, в которых показана способность даже единичных актов ионизации вызывать нарушения в наследственном аппарате клетки, в том числе мутации, ведущие к онкогенной трансформации клетки. Во вторых, на современных представлениях
о механизме канцерогенеза. Из этих представлений следует,
что в основе развития опухоли лежит одиночная онкогенно-трансформированная клетка, способная к нерегулируемому делению и неразличимая для иммунного надзора. Явление онкогенной трансформации – процесс вероятностный.

Согласно современным представлениям о природе канцерогенеза, в основе ракового перерождения клетки лежит изменение основы ее наследственного аппарата – молекулы ДНК, приводящее к активации онкогена. Такую активацию могут вызвать физические факторы (ионизирующее и ультрафиолетовое излучения), химические (канцерогены), биологические (вирусы
и гормоны); она спонтанно возникает и при обычной жизнедеятельности клеток, связанных с пролиферацией и старением. Большое значение в канцерогенезе могут иметь промоторы – вещества и факторы, дающие толчок к пролиферации онкогенно-трансформированной клетки, а также проканцерогены – вещества, способствующие преобразованию метаболитов в канцерогены и облегчающие последним контакт с клеткой. Ионизирующие излучения являются лишь одним из многих канцерогенных факторов, воздействующих на биологические объекты в реальной жизни, которые разрушают депрессивный ген, подавляющий развитие онкогена.

Раздел 6

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

В основе стратегии применения мер ветеринарной противорадиационной защиты лежит обеспечение радиационной безопасности населения и сельскохозяйственных животных.

Обеспечение радиационной безопасности сельскохозяйственных животных основано на принципе нормирования – не-превышение порога допустимых доз облучения животных от всех источников ионизирующих излучений, допустимых уровней радионуклидного загрязнения кормов для животных и получаемой от них продукции; принципе оптимизации – поддержании на возможно низком уровне доз облучения животных
и степени загрязнения животноводческой продукции.

Радиационная безопасность животных обеспечивается: регламентацией условий функционирования всех отраслей животноводства, режимов работы персонала и проживания населения на радиоактивно загрязненной территории, проведением комплекса мер организационного, ветеринарно-санитарного, ветеринарно-гигиенического характера; осуществлением органами ветеринарной службы и гражданами мероприятий по соблюдению правил и норм ветеринарного законодательства на территории, загрязненной радионуклидами; информированием сельского населения о радиационной обстановке и обучением персонала общественных и индивидуальных животноводческих хозяйств по обеспечению радиационной безопасности животных.

Введение ветеринарных противорадиационных мероприятий (уровни вмешательства) на радиоактивно загрязненных территориях обеспечивается решением компетентных органов управления.

Основной целью введения какого-либо мероприятия должно быть сохранение здоровья сельскохозяйственных животных
и производство нормативно-чистой продукции животноводства с наименьшими затратами, насколько возможно, и с минимальными побочными эффектами.

6.1. Особенности ведения сельского хозяйства
в ближайший период после выпадения
радиоактивных осадков

До выяснения радиационной обстановки и получения необходимых инструкций, специальных указаний нужно укрыть население и обслуживающий персонал в защитных сооружениях на 2-4 дня (до получения результатов и информации об уровнях радиации на местности). За этот период происходит значительное уменьшение радиоактивности.

Таблица 20

Снижение радиоактивности продуктов ядерного деления
с течением времени, в условных единицах

Животных в этот период необходимо загнать в помещение, принять меры по предотвращению выпаса скота на загрязненных пастбищах, попадания РВ в помещение через вентиляционные системы. Продолжительность стойлового безвыгульного содержания скота определяется конкретной радиационной обстановкой и периодом года. При радиоактивных выпадениях в зимне-стойловый период проблем с кормлением скота не должно быть, если заготовлено достаточное количество кормов. Если какие-то корма подвергаются под открытым небом радиоактивному загрязнению, поверхностный слой кормов легко удалить до начала использования.

Более сложные вопросы в животноводстве возникают при выпадении РВ в летне-пастбищный период, особенно в молочном скотоводстве. Для производства молока с низким содержанием радионуклидов рекомендуется сформировать группу высокопродуктивных животных и скармливать им в условиях стойлового содержания заведомо чистые в отношении РВ кормов (силос, сенаж, грубые и концентрированные корма, заготовленные на зимний стойловый период). При отсутствии запасов этих кормов в последующие периоды после загрязнения РВ нужно организовать зеленый конвейер из посевов озимых, многолетних и однолетних трав, прежде всего, с культурных угодий, так как при выпасе молочного скота на естественных пастбищах с низким запасом биомассы вместе с травой и дерниной в организм животных и в продукцию животноводства поступает больше радионуклидов.

6.1.1. Деление территории,
загрязненной радиоактивными веществами,
на отдельные зоны

С получением данных радиационных разведок и с учетом уровня загрязненности территории РВ, они подразделяются на отдельные зоны. Все мероприятия по ведению сельского хозяйств ведутся с учетом этих зон, т.е. уровня радиационного загрязнения территории.

При аварии на предприятиях ядерной промышленности выделяют следующие зоны (первая цифра по «Ветеринарным правилам обеспечения радиационной безопасности животных
и продукции животного происхождения ВП 13.7.13» от 12 июля 1999 г.; вторая по НРБ – 99 – «2.6.1. Ионизирующее излучение. Радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности. СП 2.6.1. 758-99.»):

1)зона выборочного радиационного контроля – уровень внешнего радиационного фона на границе зоны не более 0,03 мР/ч (возможная величина годовой эффективной дозы
населения, которая может быть получена при отсутствии мер радиационной защиты от 1 мЗв до 5 мЗв);

2)зона жесткого, сплошного радиационного контроля (или зона ограниченного проживания населения) – 0,03-0,1 мР/ч (возможная величина годовой эффективной дозы населения, которая может быть получена при отсутствии мер радиационной защиты от 5 мЗв до 20 мЗв);

3)зона отселения –0,1-3 мР/ч (возможная величина годовой эффективной дозы населения, которая может быть получена при отсутствии мер радиационной защиты от 20 мЗв до 50 мЗв);

4)зона отчуждения – более 3 мР/ч (возможная величина годовой эффективной дозы населения, которая может быть получена при отсутствии мер радиационной защиты более 50 мЗв).

При локальных радиоактивных загрязнения критерием вмешательства является следующее:

1) при возможной годовой эффективной дозе населения от 0,01-0,3 мЗв/год требуется выполнить исследование источника загрязнения с целью уточнения оценки годовой эффективной дозы и определения величины дозы, ожидаемой за 70 лет;

2) уровень вмешательства – более 0,3 мЗв/год. При превышении этого уровня требуется проведение защитных мероприятий с целью ограничения облучения населения.

По времени, прошедшего с момента чрезвычайной ситуации, различают период «йодной опасности», период поверхностного загрязнения территории и период корневого поступления РВ в сельскохозяйственные культуры. Вышеназванное разделение на отдельные зоны относится к периоду именно «йодной опасности».

6.1.2. Ведение животноводства в период
«йодной опасности»

Первые дни и недели после чрезвычайной ситуации являются периодом «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 короткоживущих радионуклидов, преимущественно ¹³¹I и др., которые поражают щитовидную железу.

В этот период в зоне 1 проводится выборочный радиационный контроль продукции растениеводства и животноводства. Если эта продукция содержит продукцию не выше ВДУ, эта продукция используется без ограничения, если радиоактивное загрязнение выше ВДУ, проводится пересмотр границ этой зоны или выбор пастбищ с низкой удельной радиоактивностью трав.

В зоне 2 вся продукция растениеводства и животноводства подвергается радиационному контролю. 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 содержанием радионуклидов выполняют следующие меры:

1) все свежее молоко как общественного, так и частного
секторов изымается из употребления;

2) молоко перерабатывается на молокозаводах на молочные продукты, которые выдерживаются до естественной дезактивации или подвергаются 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 специальных защитных мероприятий крупные предприятия по доращиванию и откорму скота с использованием следующих типов кормления: силосно-концентратного в сочетании с грубыми кормами; сенажно-концентратного; жомового или бардяного в сочетании с грубыми кормами, силосом, сенажом
и концентратами. Такие типы кормления предотвращают 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 мяса и других продуктов убоя на радиоактивность.

Запрещаются охота на диких и промысловых животных, отлов рыбы, сбор ягод, грибов и т.д.

Зона 3 – отселения. После истечения 4-7-дневного срока после начала радиоактивного загрязнения все работы в растениеводстве и животноводстве прекращаются. Население и животные эвакуируются в безопасные места. Уборка созревшего урожая сельскохозяйственных культур ведется вахтовым методом и используется после соответствующей 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 сельскохозяйственных работ прекращается. Сельскохозяйственные угодья подлежат залесению.

На основании клинического обследования животных они подразделяются на следующие группы:

1 группа – животные, предназначенные для дальнейшего использования по назначению. В эту группу отбирают животных с легкой степенью острой лучевой болезни (ОЛБ при внешнем обучении 1-2 Гр, при внутреннем облучении 3 мкКи/кг). При необходимости плановый убой этих животных проводят в последнюю очередь. Эта группа животных нуждается в полноценном кормлении и в создании хороших условий содержания,
им необходимо выделять «чистые» в отношении радионуклидов пастбища для предотвращения дальнейшего поступления в организм РВ;

2 группа – животные, нуждающиеся в лечении. В эту группу отбирают обычных животных со средней степенью радиационного поражения (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 острой лучевой болезни; ослабленных, старых, малопродуктивных животных со средней степенью лучевого поражения. Эта группа животных нуждается в поддерживающем лечении до убоя. При выборе очередности убоя животных этой группы необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Животных, имеющих только внешнее облучение, забивают как можно раньше с целью предупреждения потери упитанности и профилактики 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 первые 10-12 суток после радиационного воздействия.

2. При внутреннем облучении, если нет нового поступления радионуклидов, убой животных со средней и тяжелой степенью радиационного 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 облучение) поступают как с животными с тяжелой и крайне тяжелой степенями острой лучевой болезни.

4 группа – животные в агональном состоянии. Животные этой группы подвергаются немедленному убою в первую очередь, туши – утилизацируются.

При определении сроков и процентов убоя и использования можно пользоваться данными таблицы 21.

Таблица 21

Сроки и процент использования для убоя на мясо
сельскохозяйственных животных

6.1.4. Порядок оценки продуктов убоя
при облучении животных и инкорпорации их
радиоактивными веществами

Существует следующий порядок оценки продуктов убоя, полученных при убое животных при внешнем, внутреннем облучении и внешнем загрязнении:

Продукты убоя, полученные при внешнем облучении при отсутствии 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 результате – подвергаются обеззараживанию от микроорганизмов путем термической обработки (проварка).

Продукты убоя, полученные от животных при инкорпорации РВ и подвергшиеся внутреннему облучению и при сочетанном радиационном поражении –подлежат обязательнойрадиометрии. При отсутствии патологических изменений, если удельная радиоактивность не выше временно допустимых уровней (ВДУ), используются без ограничений; а если выше ВДУ – подвергаются дезактивации существующими методами. При наличии патологических изменений, если удельная радиоактивность не выше ВДУ, подлежат бактериологическому исследованию, при отрицательном результате используются без ограничений, а при положительном результате – подвергаются обеззараживанию путем термической обработки.

Внутренние органы,полученные от животных при внутреннем и сочетанном облучении, подвергаются утилизации или захоронению.

При поверхностном загрязнениипродуктов убоя РВ они должны обязательно подвергаться радиометрии, если удельная радиоактивность выше ВДУ, подлежат дезактивации путем обмывания или зачистки поверхностных слоев. Если удельная радиоактивность ниже ВДУ, то такие продукты убоя используются без ограничений.

При наличии наведенной радиоактивности продукты убоя подвергаются хранению при низкой температуре в течение 5-7 суток, затем они подлежат повторной радиометрии, если удельная радиоактивность ниже ВДУ – продукты используются без ограничений.

6.1.5. Изменения продуктивности животных
и качества продуктов животноводства
при радиационных поражениях

Радиационные поражения в значительной степени влияют на продуктивность молочных животных и качественный состав молока. При внутреннем облучении коров дозой 3 Ки в первые сутки удой снижается 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 полностью.

Состав молока изменяется – увеличивается показатель
сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) в 1,5 раза,
повышаются удельная масса, кислотность, содержание Ca;
снижаются жирность (на 20 %) и антибактериальные свойства.

Так как в волосяных фолликулах, сальных железах и других элементах кожи при воздействии радиации происходят структурно-морфологические изменения атрофического порядка, эти изменения способствуют снижению качества кожевенного сырья и шерсти: уменьшаются 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 обсемененность мышц, прежде всего, микрофлорой кишечника, снижение рН мяса. При развитии геморрагического синдрома возможны обширные кровоизлияния в мышцы, что ведет к снижению товарных качеств мяса.

Возможность использования молока и мяса определяется поглощенной дозой внешнего облучения и степенью внутреннего загрязнения скота радионуклидами йода – ¹³¹I и другими короткоживущими радионуклидами в первые 2 месяца после радиоактивного загрязнения; ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr – в последующие сроки.

В случае внешнего облучения кур дозой 200-400 Р яйцекладка не изменяется, при тяжелой степени ОЛБ при внешнем облучении – прекращается в разгар развития ОЛБ. При внутреннем облучении яичник кур является критическим органом для радиоактивных веществ, которые выводятся с яйцами. Наблюдается избирательное накопление радионуклидов в отдельных частях яиц: ¹³¹I – в желтке, ¹³⁷Cs – в белке и ⁹⁰Sr – в скорлупе яиц. Вопрос дальнейшего использования их решается с учетом удельной радиоактивности.

Дезактивациейназывается снижение удельной радиоактивности продуктов животноводства, окружающей среды, кормов, воды и других объектов при их загрязнении радиоактивными веществами.

Дезактивация мяса

При обработке мясной продукции следует учитывать особенности распределения радионуклидов по разным органам и тканям. Например, концентрация ⁹⁰Sr в костной ткани свиней, получавших с рационом этот радионуклид, хронически превышает концентрацию в мягких тканях в 600-700 раз. Радионуклиды цезия и ⁴⁰К концентрируются, главным образом, в мышцах. 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, субпродукты) может быть использована для пищевых целей, а другая часть (щитовидная железа, лимфатические узлы) выведена из пищевой цепи или подвержена выдержке для уменьшения концентрации короткоживущих радионуклидов. В последнем случае наиболее быстро содержание радионуклидов будет уменьшаться в субпродуктах, более медленно – в костях. Для снижения содержания радионуклидов в костной ткани рекомендуется вываривать ее в воде с добавлением соли. Переход ⁹⁰Sr из кости в бульон после хронического поступления радионуклида животным колеблется в пределах 0,009-0,18 %, а при затравке животных перед убоем – 4-10 % и более. Из костей коровы, которой был введен ¹³¹I за неделю до убоя, в бульон переходит 2,5±0,2 %. Выварка ¹⁰⁶Ru из костей козы, затравленной за 8 суток до убоя, не превышает 33 %, а из костей разных животных в бульон переходит 67-80 % ¹³⁷Сs.

В процессе варки мяса 7-месячного бычка в бульон переходит 57±11 % ⁹⁰Sr, а после добавления в воду кислоты (лимонной или молочной) – 76-85 %. Примерно столько же ⁹⁰Sr переходит из мяса в бульон у кур, получавших радионуклид в течение 1 месяца. При этом 50-60 % радионуклида, накопленного в мясе, переходит в бульон в первые 10 минут варки и может быть удалено вместе с бульоном.

Выварка ¹³⁷Сs не связана с длительностью затравки и видом животных, но имеет тенденцию к увеличению у взрослых животных. Так, из мяса телят, козлят и поросят в бульон переходит 77-81 % ¹³⁷Сs, а из мяса взрослых животных – 85-87 %, что позволяет снизить концентрацию цезия 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. Применение этих технологических приемов (четыре обработки со сменой рассола) снижает концентрацию ¹³⁷Сs в мышечной ткани на 63-99 %, причем эти значения зависят от размеров нарезанных кусочков мышечной ткани, числа обработок проточной водой, длительности вымачивания и отношения твердой и жидкой фаз. Перетопка сала сопровождается переходом свыше 95 % ¹³7Сs 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 накопление радиостронция, удаление костей вызывает снижение радиоактивности 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 молока радионуклидами оно подвергается дезактивации. Так, после сепарирования цельного молока 85-90 % ⁹⁰Sr, ¹³¹I, ¹³⁷Cs остаются в обезжиренном молоке и 8-16 % – в сливках. Двух-, трехкратная промывка сливок теплой питьевой водой и обезжиренным молоком снижает содержание в них ⁹⁰Sr еще в 50-100 раз. При переработке сливок в сливочное масло основная часть указанных радионуклидов переходит в пахту и промывные воды. Концентрация ⁹⁰Sr, ¹³¹I, ¹³⁷Cs в сливочном масле составляет 36, 76 и 49 % концентрации радионуклидов в молоке. Очевидно, из загрязненного молока, прежде всего, целесообразно получать сливки и сливочное масло. Переработка сливок на масло и пахту – в пахте остается 7-13 % радиоактивных веществ от первоначального содержания в молоке, в масле – 2-3 %. Перетопка сливочного масла позволяет удалить из этого продукта практически полностью ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, 10 % ¹³¹I. Переработка молока на сыры, творог, порошковое и сгущенное молоко, которые также могут быть подвергнуты длительному хранению, позволяет значительно снизить или исключить содержание в этих продуктах короткоживущих радионуклидов, например ⁸⁹Sr, ¹³¹I, ¹⁴⁰Ba. Обезжиренное молоко, в котором остается основная часть радионуклидов, может быть использовано для получения белковых концентратов – 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 продукты – топленое масло и кислый казеин.

По способности переходить из молока в творог при кислотном способе свертывания радионуклиды образуют следующий ряд: ¹³¹I > ¹³⁷Cs > ⁹⁰Sr. После промывки кислотного сгустка происходит эффективное вымывание из него ¹³¹I и особенно ¹³⁷Cs, тогда как ⁹⁰Sr остается в сгустке. В кислотный казеин из молока поступает 6,3-8,2 % ⁹⁰Sr, 3,0-3,9 % ¹³¹I и лишь 1,0-1,6 % ¹³⁷Cs. Из обезжиренного молока может быть выработан сыр типа коттедж, в который переходит лишь 2,7 % ⁹⁰Sr и 1,1 % ¹³⁷Cs. 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 позволяет 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 ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ¹³¹I, а переработка такого молока на творог и сыр заводским способом снижает содержание в рационе ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs на 90 %, а ¹³¹I на 70 % .

Радиоизотопы цезия и йода находятся, главным образом, в водной фазе молока, поэтому при получении масла и сыров они остаются в основном в водной фазе. Стронций же, являясь аналогом кальция, связан в основном 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 выводится с сывороткой, а при бескислотном сычужном свертывании молока с сывороткой – не более 20 % стронция и 80 % его переходит в сыр. Удаление с сывороткой ¹³⁷Cs и ¹³¹I практически одинаково как при сычужном, так и при кислотном свертывании молока. В полученном таким образом сыре остается в среднем 6 % цезия и около 10 % йода.

Очистка молока от радионуклидов может быть проведена
с помощью малорастворимых соединений щелочноземельных элементов, использования ионообменного метода и электродиализа. Так, применение пирофосфата в течение одних суток позволяет удалить из молока до 83 % ⁹⁰Sr без существенного изменения состава и свойств продукта. Один объем анионита Дауэкс 2Wх-8 позволяет удалить свыше 95 % ¹³¹I из объемов молока и примерно 50 % ⁹⁰Sr. Такой прием позволяет с помощью одного катионита удалить около 70 % ¹³⁷Cs из 30 объемов молока; при этом химический состав продукта практически не изменяется. Электродиализный метод очистки молока удаляет до 90 % ⁹⁰Sr, 80 % ¹⁴⁰Ba и 99 % ¹³⁷Cs, а на электродиализной установке с анионообменной мембраной из молока может быть удалено 70-90 % ¹³¹I. Этот метод представляется перспективным для промышленного применения, так как характеризуется компактностью оборудования, простотой эксплуатации и эффективностью удаления радионуклидов из молока.

Хорошие результаты получают при использовании ионообменных смол – анионитов (КУ – 2-8 чс., АВ – 17-8 чс.), которые удаляют до 90 % цезия и йода и 60-65 % стронция без ухудшения качества молока. Селикагель удаляет из молока 80-90 % цезия и йода и 30-40 % стронция; цеолиты снижают загрязненность молока цезием на 90 %.

Сорбент на основе анионообменной целлюлозы ЦМ-А2 можно использовать как в промышленных условиях, так и в индивидуальных хозяйствах. 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 г. Через 15-30 минут перемешивания сорбент отделяют фильтрованием через слой ваты или лавсановую ткань. Сорбент в индивидуальных хозяйствах рассчитан на
однократное использование, после чего его утилизируют как
радиоактивные отходы.

В случае контактного загрязнения молочных продуктов – масла сливочного, сыра, брынзы, их дезактивацию проводят срезанием поверхностного слоя на глубину 2-3 мм.

Дезактивация яиц

Яичник кур является критическим органом для радиойода – ¹³¹I, при поступлении РВ в желтке откладывается до 3-4 % радиойода, в белке депонируется до 9-10 % ¹³⁷Cs, в скорлупе – до 37-40 % ⁹⁰Sr от суммы РВ, введенных в организм. В первые дни после радиоактивного загрязнения птицы радиоактивность яйца по ¹³¹I может составить 50 % общей активности от суточной дозы, а на 19-20 сутки соотношение отдельных радиоактивных веществ изменяется и составляет: по I-131 6,5-3,7 %, по Sr-90 – 75-93 %, по Cs-137 – 18-30 %.

Дезактивация яиц проводится методом длительного хранения целых яиц или же раздельной переработкой желтка и белка на меланж и яичный порошок с закладкой их на длительное хранение.

Радиоактивность белка за 43 дня хранения, желтка за 14 суток хранения 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 сырьяпроводится методом длительного хранения при соответствующих условиях.

6.2. Ведение животноводства в период
поверхностного загрязнения радиоактивными веществами

В течение первого года после выпадения радиоактивных осадков радионуклиды находятся на поверхности растений и в верхнем 5-сантиметровом слое почвы. В этот период и в последующее время зонирование территории проводится по количеству находящихся на ней наиболее опасных в радиобиологическом отношении долгоживущих радионуклидов – ¹³⁷Cs и ¹³⁴Сs, ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr, ²³⁹Pu и ²⁴⁰Pu и других на единице площади, выраженное в Бк/км² или Ки/км².

Таблица 22

Зонирование территории в зависимости
от плотности загрязнения долгоживущими РВ

В хозяйствах, оказавшихся в зоне 1, сельскохозяйственное производство ведется без существенного перепрофилирования.

В зоне 2 коров переводят на стойлово-лагерное содержание. Естественные сенокосы и пастбища исключают из использования для молочного скота, а для откормочного скота исключают их за 2-3 месяца до убоя.

При кормлении животных учитывают коэффициент перехода (дискриминации) изотопов из рациона в продукцию животноводства. Коэффициент дискриминации (перехода) –процентное содержание РВ в животноводческой продукции от общего содержания в рационе. Например, коэффициенты перехода ¹³⁷Cs в продукцию животноводства следующие: в молоко – 1 %, мясо говяжье – 4 %, мясо свиное – 25 %, сало свиное – 5 %, мясо баранье – 15 %, мясо куриное – 45 %, в яйцо – 2,5 %.

В зоне 3 сельскохозяйственные угодья не используют, подвергают их коренному улучшению.

В зоне 4 все виды сельскохозяйственных работ запрещены, коренного улучшения земли не проводится.

6.3. Ведение животноводства в период
корневого поступления РВ в растения

На второй и последующие годы после выпадения радиоактивных осадков основное количество РВ будет находиться
в почве и из нее поступать в вегетативную массу и урожай сельскохозяйственных культур и траву пастбищ, а затем с кормом – в организм животных; через продукты питания – в организм человека.

Зонирование территории в этот период будет производиться также по удельной радиоактивности территории.

Таблица 23

Зонирование территории РЗМ в период корневого поступления РВ, Ки/км²

Для снижения поступления радиоактивных веществ в организм животных проводят ряд комплексных мероприятий как агротехнических, так и зоотехнических.

Агротехнические мероприятияразделяются на две группы:

1) традиционные в растениеводстве, направленные на повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции;

2) специальные приемы, направленные на снижение накопления радионуклидов в продукции растениеводства.

Традиционные агротехнические мероприятия включают вспашку загрязненной почвы с оборотом пласта или отвальным плугом; подбор культур и сортов растений с наименьшим накоплением радионуклидов; применение приемов прополки, снижающих вторичное загрязнение; перевод естественных кормовых угодий в кормовой севооборот (полевое кормопроизводство); поверхностное улучшение кормовых угодий; коренное улучшение природных сенокосов и пастбищ, известкование кислых почв; внесение двойных доз калийных и фосфорных удобрений, внесение органических удобрений (40 т/га и более) и микроудобрений.

Специальные защитные мероприятия предусматривают применение высоких доз калийных удобрений, глинистых минералов и местных глин для увеличения емкости поглощения почвой радиоактивного цезия и снижения его биологической подвижности.

Специальные технологические приемы включают применение приемов уборки урожая, снижающих вторичное загрязнение частицами почвы: уборка зерновых прямым комбайнированием, использование высокопроизводительных машин, промывку, сортировку и первичную очистку плодоовощной продукции и корнеплодов, переработку продукции с целью снижения содержания радионуклидов.

1. Агротехнические мероприятия.Обработка почв. Система обработки почв в зоне радиоактивного загрязнения направлена на снижение накопления радионуклидов в урожае, уменьшение эрозийных процессов и снижение времени воздействия ионизирующих излучений на работающих в поле.

Мелиоративная глубокая вспашка, снижающая поступление радионуклидов в 5-10 раз, возможна на почвах с мощным гумусовым и торфяным слоем. Ее выполняют плантажными, болотными или специальными одноярусными плугами с предплужниками. По пласту многолетних трав для проведения такой вспашки необходима предварительная разделка дернины фрезерованием на глубину загрязнения. Такая вспашка производится один раз, последующие обработки проводятся таким образом, чтобы их глубина была меньше глубины расположения заделанного загрязненного слоя. На легких песчаных и супесчаных почвах с уровнем загрязнения менее 15 Ки/км² (555 кБк/м²) по ¹³⁷Cs и менее 1 Ки/км² (37 кБк/м²) по ⁹⁰Sr целесообразна система минимальной обработки. Вспашка необходима только на задерненных почвах, а также под пропашные культуры (картофель, корнеплоды) при внесении больших доз органических удобрений.

При высокой плотности загрязнения радионуклидами
(15-40 Ки/км² или 555-1480 кБк/м² по ¹³⁷Cs и 1-3 Ки/км² или 37-111 кБк/км² по ⁹⁰Sr) рекомендуется комбинированная система обработки почвы, включающая дополнительно к минимальной обработке почвы заделку в подпахотные слои больших доз органических удобрений или сидеральных культур. Глубина вспашки не должна превышать мощности пахотного горизонта.

Посев зерновых, зернобобовых и крестоцветных культур должен быть особо качественным, на строго заданную глубину, с равномерным распределением по площади питания. Повышение эффективности и уменьшение потерь удобрений обеспечивается при закладке на глубину 5-9 см с боковой ориентацией относительно рядков семян в пределах 3-4 см.

Коренное улучшение – наиболее эффективный способ снижения поступления радионуклидов из почвы в луговые травы малопродуктивных естественных кормовых угодий. Первичную обработку дернины осуществляют тяжелыми дисками в два-три слоя на глубину 18-20 см (слабозадерненные луга), 30-35 см (сильнозадерненные луга и торфяно-болотные почвы).

Подбор кормовых культур. Многолетние травы сенокосов и пастбищ отличаются наибольшей способностью аккумулировать радионуклиды. По степени уменьшения поступления радионуклида естественные травы располагаются в следующем порядке: разнотравье – осоки – ежа сборная – мятлики. Среди злаковых многолетних трав по накоплению ¹³⁷Cs установлен следующий убывающий ряд: костер безостый – тимофеевка луговая – ежа сборная – овсяница луговая – мятлик луговой – райграс пастбищный. Накопление ¹³⁷Cs на единицу сухого вещества однолетних полевых культур уменьшается в следующем порядке: зерно люпина, зеленая масса пелюшки, редьки масличной и рапса, зерно гороха и вики, семена рапса, зеленая масса гороха, вики, ботва свеклы, солома ячменная, овсяная, озимой ржи, озимой пшеницы, зерно кукурузы, овса, ячменя, озимой ржи и пшеницы.

Убывающий ряд культур по накоплению ⁹⁰Sr следующий: клевер – горох – рапс – люпин – однолетние бобово-злаковые смеси – разнотравье суходольных сенокосов и пастбищ – многолетние злаковые травы – солома ячменная – солома овса – зеленая масса кукурузы и озимой ржи – свекла кормовая – зерно ячменя – овса – озимой ржи – картофель.

Известкование кислых почв. Внесение извести – эффективный прием снижения поступления ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr из почвы в растения и одновременного повышения урожайности. Установлено, что внесение извести в дозе, соответствующей полной гидролитической кислотности, снижает содержание радионуклидов в продукции растениеводства в 1,5-3 раза в зависимости от типа почв и исходной кислотности. Минимальное накопление радионуклидов наблюдается при оптимальных показателях реакции почвенной среды (pH в KCl), которые для дерново-подзолистых почв в зависимости от гранулометрического состава составляют: глинистые и суглинистые – 6,0-6,7; супесчаные – 5,8-6,2; песчаные – 5,6-5,8; на торфяно-болотные – 5,0-5,3; минеральные почвы сенокосов и пастбищ – 5,8-6,2. Если разовая доза внесения извести составляет более 8 т/га, она вносится в два приема – под вспашку и под культивацию. При плотности загрязнения ¹³⁷Cs свыше 350 Бк/м² известкование проводится один раз в три года, а при меньших плотностях загрязнения – один раз в пять лет.

Применение удобрений. Применение органических удобрений в обычных дозах уменьшает переход радионуклидов из почвы в растения на 15-30 %.

Применение калийных удобрений в высоких дозах обеспечивает антагонизм ионов калия по отношению к радиоактивному цезию, что снижает его накопление в растениях, особенно на бедных калием дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах (K₂O вносится из расчета более 240 кг/га, в первые годы после радионуклидного загрязнения почвы), в последующие годы калийные удобрения вносят в обычных дозах. Одновременно калийные удобрения снижают накопление и радиостронция в растениях. Особенно эффективно внесение повышенных доз калийных удобрений под многолетние травы, картофель и корнеплоды.

Фосфорные удобрения снижают поступление радионуклидов в растительную продукцию на почвах с низким содержанием подвижных фосфатов.

При недостатке доступного азота в почве снижаются урожайность и концентрация радионуклидов в продукции несколько повышается. Повышенные дозы азотных удобрений усиливают накопление радионуклидов в растениях.

Микроудобрения также снижают поступление радионуклидов в сельскохозяйственные культуры.

Размеры накопления радионуклидов в урожае зависят от их видовых и сортовых особенностей при наблюдающейся аналогии поступлении в растения радиостронция, радиоцезия и стабильных изотопов кальция и калия. В товарной части растениеводческой продукции на единицу сухой массы урожая больше всего ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs содержат корнеплоды, бобовые культуры, картофель и зерновые культуры.

Следует отметить существенную разницу в накоплении радионуклидов в урожае озимых и яровых зерновых культур. Озимые зерновые культуры накапливают в 2-2,5 раза меньше стронция и радиоцезия, чем яровые зерновые культуры. Для относительной оценки содержания радионуклидов в рационе животных необходимо знать размеры сравнительного их накопления в хозяйственно ценной части урожая.

Таблица 24

Сравнительное количество радионуклидов в урожае растений

Если в хозяйстве в период корневого поступления РВ продукция животноводства продолжает содержать значительное количество РВ, то хозяйства перепрофилируют: вместо молочного скотоводства развивают откормочное скотоводство или свиноводство, птицеводство. Учитывают то, что отрасли мясного скотоводства, свиноводства и птицеводства меньше используют пастбищные зеленые корма, как источник основного поступления радионуклидов.

Как правило, поля в хозяйствах должны использоваться для возделывания культур кормового и технического назначения (зерновые, рапс, лен, конопля, сахарная свекла, картофель на переработку и др.), ведения семеноводства всех сельскохозяйственных культур. Эти культуры можно дезактивировать обычными технологическими приемами.

Нормирование содержания радионуклидов проводится на основе ВДУ.

Таблица 25

Временные допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137
в пищевых продуктах и питьевой воде, установленные
в связи с аварией на Чернобыльской АЭС (Бк/кг)

Таблица 26

Временно допустимые уровни содержания ⁹⁰Sr в пищевых продуктах,
Бк /кг (Ки /кг)

Примечания:

1. Отдельные республики имеют право устанавливать контрольные уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде как для всей республики, так и для отдельных территорий. При этом они не должны превышать численность значений ВДУ-91. Контрольные уровни устанавливаются, исходя из реальной радиационной обстановки и экономических возможностей республики в целом или отдельных территорий.

2. Производство детского питания из продуктов, получаемых на загрязненных территориях, не рекомендуется.

3. Соблюдение ВДУ по цезию-137, как правило, обеспечивает соблюдение ВДУ по стронцию-90.

6.3.2. Зоотехнические мероприятия
по снижению содержания радионуклидов
в продукции животноводства

В летне-пастбищный период хороший эффект дают перевод животных на стойловое содержание и организация зеленого конвейера. В этом случае исключается возможность поступления радиоактивных веществ с дерниной, на которой находится большая часть радиоактивных веществ. Хорошие результаты дает целенаправленное кормопроизводство при использовании всех агрохимических и агротехнических способов снижения миграции радионуклидов из почвы в растения. Подбирая соответствующие корма, можно снизить поступление радионуклидов в организм животных и переход их в мясо
и молоко.

Размеры накопления радионуклидов в урожае зависят от их видовых и сортовых особенностей при наблюдающейся аналогии в поступлении в растения радиостронция, радиоцезия и стабильных изотопов кальция и калия. В товарной части растениеводческой продукции на единицу сухой массы урожая больше всего ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs содержат корнеплоды, бобовые культуры, картофель и зерновые культуры.

Следует отметить существенную разницу в накоплении радионуклидов в урожае озимых и яровых зерновых культур. Озимые зерновые культуры накапливают в 2-2,5 раза меньше стронция и радиоцезия, чем яровые зерновые культуры. Для относительной оценки содержания радионуклидов в рационе животных необходимо знать размеры сравнительного их накопления в хозяйственно ценной части урожая.

Разные сорта одних и тех же растений также отличаются по степени поглощения радионуклидов из почвы, межсортовые различия могут достигать 2-3-кратных величин. Закономерности такие, что растения с более продолжительным вегетационным периодом меньше накапливают радионуклидов.

Луговые и пастбищные растения отличаются более высоким накоплением радионуклидов по сравнению с растениями на пахотных землях. Это связано с поглощением травами питательных веществ из дернины и с тем, что дернина задерживает больше радионуклидов. Поэтому при введении полевых кормовых севооборотов поступление радионуклидов по сравнению
с использованием естественных пастбищ и лугов сравнительно меньше.

Таблица 27

Влияние типа рациона на поступление радионуклидов
в организм и продукцию животных, %

Очень важно обеспечивать животных полноценным фосфорно-кальциевым питанием. Это позволит снизить содержание радиоактивного стронция в молоке и мясе приблизительно в 2-4 раза, особенно при двукратном превышении рекомендуемых норм содержания кальция и фосфора в рационе животных.

При выращивании и откорме мясных животных на кормах, загрязненных радионуклидами, большое внимание нужно уделять заключительному, предубойному периоду. Для прижизненного очищения мяса и субпродуктов от радионуклидов организуют кормление животных «чистыми» кормами в последние 1-3 месяца предубойного периода.

6.3.3. Снижение содержания радионуклидов
в сельскохозяйственной продукции при ее переработке

Переработка загрязненной сельскохозяйственной продукции дает возможность существенно снизить содержание радионуклидов в конечном продукте. Даже такие простейшие операции, как обмывание в проточной воде, позволяет снизить загрязнение зерна в 1,5-3 раза.

Таблица 28

Эффективность приемов обработки урожая, загрязненного РВ

Методы дезактивации животноводческой продукции рассмотрены в параграфе 6.1.

6.4. Прогнозирование поступления радионуклидов
в сельскохозяйственную продукцию

Для прогноза уровня загрязнения конкретной культуры радионуклидами цезия или стронция необходимо коэффициенты, рассчитанные для плотности загрязнения почв 1 Ки/км² (37 кБк/м²), умножить на величину плотности фактической загрязненности почвы:

A = B ´K ´37, (1)

где A – уровень загрязненности растениеводческой продукции, Бк/кг;

B – плотность загрязнения почвы, Ки/км²;

K – коэффициент пропорциональности (удельная радиоактивность 1 кг продукции при плотности загрязнения почв 1 Ки/км², данные прил.), нКи/кг;

37 – коэффициент для перевода нКи в Бк.

Сопоставляя полученную величину с нормативной величиной, определяем возможность использования корма.

Например, необходимо определить уровень радиоактивной загрязненности сена многолетнего злаково-бобового (по ¹³⁷Cs) на дерново-подзолистой суглинистой почве. Плотность загрязнения почвы по данным радиохимических исследований равна 15 Ки/км² при содержании обменного калия 150 мг/кг почвы.

По данным приложения 6, коэффициент пропорциональности равен 0,57 нКи/кг.

Решение: A = 15 Ки/км² ´ 0,57 ´ 37 = 316 Бк/кг.

Аналогично делают расчеты для прогноза содержания ⁹⁰Sr в сельскохозяйственных культурах с учетом уровня кислотности почв (прил. 6).

6.4.1.2. Метод определения накопления ⁹⁰Sr в растениях
с помощью комплексного показателя (КП)
В.М.Клечковского

Для определения содержание ⁹⁰Sr в растениях пользуются формулой:

A = КП ´ a / с, (2)

где A – содержание ⁹⁰Sr в почве, с. ед. (стронциевые единицы);

с – содержание Ca на 100 г почвы, мг.-экв.;

а – плотность загрязнения почвы радионуклидом ⁹⁰Sr, мКи/км² или Бк/м²;

КП – комплексный показатель по В.М.Клечковскому (табл. 29).

Одна стронциевая единица – отношение концентрации ⁹⁰Sr (пКи/кг продукции) к концентрации в нем кальция (г/кг). При поверхностном загрязнении естественных кормовых угодий ⁹⁰Sr, равном 1 мКи/км² (37 Бк/м²), 1 кг сухого вещества естественных трав содержит 4,9 с.е., сеяных злаковых трав – 1,5 с.е., свеклы – 1,7 с. е., клубней картофеля – 1,56 с.е., а в 1 кг зерна пшеницы – 0,8 с.е. ⁹⁰Sr.

Таблица 29

Величина комплексного показателя (КП)
для сельскохозяйственной продукции

Например: необходимо дать прогноз концентрации ⁹⁰Sr в сене клевера, если известно, что содержание Sr-90 в почве равно 40 мКи/км² (1480 Бк/м², а содержание обменного Ca – 10 мг.экв./100 г почвы.

Содержание Sr-90 в растениях составит:

A = 15 ´ (40 мКи/км² : 10 мг. экв.) = 60 с. е.

Этот метод прогноза вполне удовлетворителен на пахотных землях с содержанием обменного Ca от 4 до 25 мг. экв/100 г почвы.

6.4.1.3. Определение содержания ⁹⁰Sr
в растениеводческой продукции методом проростков
(по Б.Н.Анненкову и Е.В.Юдинцевой)

Берутся образцы почв с глубины пахотного слоя конкретного поля, тщательно перемешивают, затем на таком усредненном образце высевают пророщенные семена. Через 20 дней надземную массу растений срезают на уровне почвы, промывают проточной водой, высушивают и в воздушно-сухом материале определяют содержание радионуклидов радиохимическим методом.

Таблица 30

Коэффициенты пересчета содержания радионуклидов
в 20-дневных растениях для прогноза загрязненности урожая

Примечание. Коэффициенты пересчета приведены в расчете на воздушно-сухую массу урожая.

6.4.2. Прогноз поступления радионуклидов
в продукцию животноводства

Определяющим фактором для прогноза накопления радионуклидов в продукции животноводства является степень загрязнения кормов. Большое значение имеют биологическая доступность и способность радионуклидов мигрировать по пищевым цепочкам, она характеризуется коэффициентами их перехода в корма и продукцию животноводства. Накопление радионуклидов в организме животных и получаемой от них продукции зависит также от вида, возраста, физиологического состояния животных, их продуктивности, типа рациона.

Прогноз содержания радионуклидов в продукции животноводства рассчитывается по формуле:

A прод. = A рац. ´ K пер./100, (3)

где A прод. – содержание радионуклидов в продукции, Бк/кг;

A рац. – активность радионуклидов в суточном рационе;

K – коэффициент перехода радионуклидов из рациона в 1 л (кг) продукции, в % от суточного поступления.

Таблица 31

Коэффициенты перехода радионуклидов из суточного рациона
в продукцию животноводства (% на 1 кг продукта)

С увеличением содержания клетчатки в рационе от 1,3 до 3,1 кг/сут. уменьшается коэффициент перехода ¹³⁷Cs с 0,9 до 0,6. В условиях содержания коров на малопродуктивном естественном пастбище с изреженным травостоем отмечается многократное повышение перехода радиоцезия в молоко.

Переход ⁹⁰Sr для взрослых жвачных животных из почвы в концентратный рацион в среднем составляет 0,8, то в сенной рацион – 1,5-2,5. Содержание ⁹⁰Sr в мышцах животных, пользующихся концентратным рационом, в среднем в 4 раза меньше, чем у животных, получающих сенной рацион (см. данные табл. 32).

Таблица 32

Коэффициент накопления ¹³⁷Сs в организме животных
в зависимости от их возраста и массы тела, % суточного поступления
в расчете на 1 кг живой массы

По уровню накопления ⁹⁰Sr в организме мясопродуктивные животные располагаются в следующем порядке: овцы – крупный рогатый скот – свиньи – куры (в убывающей последовательности).

Раздел 7

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ
РАДИАЦИИ И РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Методы радиационной биотехнологии основаны на биологическом действии ИИ. К настоящему времени сложились четыре основных направления использования ИИ и РВ в растениеводстве:

1) использование радиационного мутагенеза для решения вопросов получения полезных мутаций основных сельскохозяйственных культур и использования мутантов в селекционной работе для выведения новых сортов;

2) для повышения продуктивности сельскохозяйственных растений путем предпосевного облучения семян;

3) для удлинения сроков хранения растениеводческой продукции без изменения ее качества;

4) использование радиоактивных индикаторов при решении вопросов питания растений и механизмов поступления в растения макро- и микроэлементов.

Радиационный мутагенез используется при выведении новых сортов растений. При воздействии ИИ выведено более 150 новых сортов сельскохозяйственных растений: пшеница «Новосибирская-67» – высокоурожайная и устойчивая к полеганию, ячмень «Обский», хлопчатник АН-402, АН-40 – высокоустойчивые к заболеваниям, в Швеции – неполегающие раннеспелые низкорослые сорта ячменя, в Японии – рис Рей-Мет (высокоурожайный). Приоритет в применении ИИ в селекции зерновых культур принадлежит советским ученым-генетикам Л.Н.Делона и А.А.Сапегину (семена пшеницы и ячменя – 1928-1931 – мутанты, обладающие рядом ценных свойств). Объектом облучения (гамма и нейтронные лучи) служат семена, вегетирующие растения, пыльца растений, корнеплоды на разных этапах органогенеза. При воздействии ИИ частота появления мутации повышается в 200 раз по сравнению с природными условиями. Образование мутации зависит от условий облучения, дозы облучения, ее мощности и вида ИИ:

– вероятность возникновения мутации будет возрастать,
с увеличением поглощенной дозы (но не до бесконечности вследствие гибели растений). Чаще используют дозы, вызывающие 70 % гибель ЛД = 70, которая зависит от радиочувствительности растений;

– от вида излучений: ИИ с большой ЛПЭ вызывают более глубокие нарушения и генетическая эффективность их выше: нейтронное облучение; ИИ с малой ЛПЭ более эффективны при получении растений, устойчивых к заболеваниям;

– от состояния облучаемого объекта: облучение сухих семян вызывает бо´льший мутационный эффект, чем влажных; в первом случае устраняется репарационный эффект ферментов, активных только во влажных условиях.

7.1.2. Повышение продуктивности
сельскохозяйственных растений с помощью ИИ

В основе повышения продуктивности сельскохозяйственных растений с помощью ИИ лежит явление радиационного гормезиса – способности биологических объектов противоположным способом отвечать на воздействие ИИ малых и больших доз облучения; т.е. при воздействии ИИ проявляется стимулирующий эффект малых доз облучения.

Накоплены факты, показывающие положительное влияние радиации на развитие и рост растений при предпосевном облучении семян – повышение урожайности сельскохозяйственных культур, ускорение их созревания и улучшение их качества.

Стимулирующий эффект зависит от радиочувствительности растений и дозы облучения. Например: при воздействии дозой 5 кР наблюдается увеличение вегетативной массы и урожайности пшеницы сорта Диамант, 10 кР – снижение вегетативной массы и урожайности, более 20 кР – снижение урожайности
и повышение вегетативной массы.

Предпосевное облучение клубней картофеля повышало урожайность клубней на 10-28 % (в дозах от 100 Р до 500Р), содержание витамина С при этом на протяжении всего периода хранения оставалось выше по сравнению с контролем. Для зерновых культур стимулирующий эффект проявлялся в пределах следующих величин: для кукурузы – 0,5-3,0 кР, для гороха – 0,5-10 кР, для овощей – 1,0-40 кР. Механизм стимулирующего действия малых доз ИИ на растения по А.М.Кузину заключается в усилении синтеза рибосомальных РНК и ДНК, белков, ферментов, липидов; при этом также наблюдается более высокий уровень содержания фитогормонов (гетероауксинов).

7.1.3. Использование ионизирующей радиации
для сохранения сельскохозяйственной продукции

Экспериментальные исследования показали, что путем облучения можно подавлять прорастание клубней картофеля, лука, корнеплодов и др. Облучение клубней картофеля в дозе 10 крад полностью подавляет прорастание клубней вследствие гибели меристемных тканей в точках роста проростков и нарушение обмена веществ, сопровождающееся накоплением активных ингибиторов развития – радиотоксинов.

Этот метод разрешен решением МАГАТЭ в 1973 году и применяется в ряде стран.

Гамма-излучение применяется для удлинения сроков хранения скоропортящихся фруктов и ягод при облучении в дозе 200-300 крад за счет снижения микробной загрязненности их.

7.1.4. Использование ИИ в растениеводстве
для других целей

Ионизирующую радиацию можно использовать для борьбы с вредителями зерна, муки, круп путем воздействия на яйца и личинки амбарных вредителей (амбарный долгоносик, огневка и др.) в дозах, вызывающих радиационную стерилизацию (10-25 крад).

Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и собранного урожая предложено использовать ИИ в трех направлениях:

– радиационная половая стерилизация самцов, специально разведенных и выпущенных после стерилизации в естественные условия – в этом случае стерильные самцы спариваются с самками, те откладывают неоплодотворенные яйца, личинки не выводятся и численность популяции в этом случае снижается;

– радиационная селекция болезнетворных для насекомых возбудителей – микроорганизмов, грибков и др., вызывающих гибель вредных насекомых и уменьшающих численность популяции до порога невредоносности;

– радиационная дезинсекция.

7.1.5. Радиоактивные препараты
в агрохимических исследованиях

В настоящее время налажено производство радионуклидов ряда биологически важных элементов с периодом полураспада, позволяющим проводить исследования с растениями в течение всего вегетационного периода: H-3, C-14, Na-24, P-32, S-35,
K-42, Ca-45, Cr-51, Fe- 59, I-125, I-131 и др.

Радиоиндикационный метод – (метод меченых атомов) предусматривает использование b-частиц. Введенные в организм радионуклиды ведут себя в биологических системах так же, как и их стабильные изотопы. Современные радиометрические приборы позволяют измерять радиоактивные изотопы массой 10^-18-10^-20 г. Этот метод использовался в опытах по изучению эффективности различных сроков и способов внесения в почву удобрений, при определении количества микро- и макроэлементов, усвоенных растениями из меченого радионуклидами удобрения и из почвы.

Было установлено, что фотосинтетический кислород происходит не из СО₂, а из воды; что в процессе взаимодействия между привоем и подвоем минеральные элементы (Р, Сa и др.) переходят не только из подвоя в привой, но и в обратном
направлении.

Этот метод использовался для изучения способов передвижения и усвоения минеральных и питательных веществ минеральных удобрений в почве и растениях.

7.2. Использование ИИ и РВ
в животноводстве и ветеринарии

Сущность метода заключается в том, что радиоактивные
и стабильные изотопы одного и того же элемента обладают одинаковыми химическими свойствами и биологическими закономерностями поступления, распределения и метаболизма; но
радиоактивные изотопы неустойчивы, подвергаются самопроизвольному распаду, сопровождающемуся испусканием энергии в виде того или иного вида ионизирующего излучения. Это излучение может быть измерено, что дает возможность определять количество РВ в исследуемом объекте.

Достоинства этого метода заключаются:

– в высокой чувствительности метода (10^-18-10^-20 г) по сравнению с обычными химико-биологическими методами измерения (10^-6-10^-7 г);

– данный метод позволяет изучать функцию органов и систем без хирургического вмешательств (например: метод оценки функционального состояния щитовидной железы с помощью радиоактивного изотопа I-131);

– быстрота измерения содержания РВ в образце внешней радиометрией органов или специально приготовленных препаратов (крови, лимфы, гистологических срезов тканей и др.);

– дает возможность математического (количественного) описания протекающих биологических процессов в организме на языке формул и математических уравнений.

С помощью этого метода был изучен процесс пищеварения в желудочно-кишечном тракте: что синтез аминокислот возможен из минеральных и питательных веществ кормов микроорганизмами рубца – из Na₂C O₃ меченый углерод переходит в аминокислоты, из Na₂S O₄ – в серосодержащие аминокислоты переходит меченая сера, использование неорганической серы при переходе в АК составляет 15-35 % .

Была изучена возможность синтеза органических кислот в рубце жвачных из уксусной кислоты, что в течение одних суток в рубце коров в среднем образуется около 2400 г уксусной, 950 г пропионовой, 930 г масляной кислот, у овец 193, 80 и 36 г соответственно.

В радиобиологических исследованиях с использованием ³⁵S и ¹⁴C определены биологические периоды полуобновления протеина в печени (6,9 дней) и мышцах (38,5 дня), было определено, что в биосинтезе молочного жира наиболее эффективно используются карбоновые кислоты, а не глюкоза, что 50 % молочного жира синтезируется из органических кислот, а 50 % из липидов крови, поступающих в молочную железу.

С помощью этого метода были изучены биологические закономерности отрастания шерсти у овец: что шерсть состоит из белков кератинов, образуемых полипептидами из серосодержащих аминокислот, что рост всех видов шерстных волокон прекращается в апреле-мае. Формирование шерстного покрова
при внутриутробном развитии ягнят начинается за 35-47 дней до окота (радиоактивная метка обнаруживается на верхушке шерстного волокна при введении в организм в этот срок).

Авторадиография

Авторадиография – метод получения фотографических изображений в результате действия на фотоэмульсию излучения радиоактивных элементов, находящихся в исследуемом объекте.

Сущность этого метода заключается:

1) в предварительном введении подопытным животным того или иного количества радиоактивного вещества;

2) во взятии у животных тех или иных органов и в изготовлении из них препаратов (гистологические срезы, шлифы, мазки) для авторадиографии;

3) в создании в течение некоторого времени тесного контакта между препаратом, содержащим радиоактивный элемент
и фотопластинкой, фотоэмульсией;

4) в проявлении и фиксации фотоматериала (в результате чего серебро восстанавливается и появляется почернение);

5) в визуальном анализе данных измерений и проведении денситометрии (количественный анализ по оптической плотности почернения фотоэмульсий радиоавтограмм).

7.2.3. Радиационное обезвреживание навоза
и навозных стоков, использование ИИ в кормопроизводстве

Радиационное обезвреживание навоза и навозных стоков основано на подавлении жизнеспособности микроорганизмов и гельминтов при воздействии очень больших доз – 1,5-3 Мрад. Для этих целей применяются радиационные установки, содержащие ⁶⁰Со или ¹³⁷Сs с использованием ускоренных электронов с энергией до 2,5 Мэв.

Радиационная технология применяется также в кормопроизводстве с целью гидролиза целлюлозы соломы, древесных опилок, торфа; при воздействии ИИ увеличивается содержание легкогидролизуемых углеводов, которые в дальнейшем используются для выращивания грибков, при данной технологии увеличивается синтез протеина в 4-5 раз.

Проведены исследования по использованию свиного навоза в кормовых целях: при этой технологии свиной навоз смешивается с соломой, обогащается аминокислотами, витаминами, микроэлементами и подвергается радиационной обработке в больших дозах. При этом кормовая ценность этой смеси увеличивается до 0,40-0,45 к. ед. Эта технология использовалась в условиях свинооткормочного комплекса «Боровляны» Минской области Республики Беларусь.

7.2.4. Использование радиационной технологии
при производстве вакцин

В медицине и ветеринарии для борьбы с инфекционными
и инвазионными заболеваниями широко применяются живые
и инактивированные (ослабленные или мертвые микроорганизмы) вакцины. Для ослабления вирулентности живых вакцин
(с живыми микроорганизмами) или для их полной инактивации
(гибели) используются химические и физические факторы. С помощью ИИ инактивируются вирусы бешенства, болезни Ауески, возбудители рожи свиней, салмонеллеза, споры сибирской язвы (0,2-1,1 Мрад).

Ионизирующее излучение используется при изготовлении вакцин против гельминтозов (диктиокаулеза овец и крупного рогатого скота), при этом радиационному воздействию подвергаются личинки гельминтов, которые в инактивированном состоянии вводятся в организм животных и вызывают выработку антител.

Ионизирующая радиация используется для холодной стерилизации материалов и препаратов медицинского и ветеринарного назначения, не выдерживающих термической обработки или воздействия химических дезинфицирующих средств – сульфаниламиды, антибиотики, витамины, гормоны, готовые вакцинные препараты, одноразовые шприцы и т.д.

7.2.5. Консервация продукции животноводства
с помощью ИИ

Использование ИИ для консервации продукции животноводства основано на летальном воздействии больших доз радиации на микроорганизмы, вызывающих их порчу.

При воздействии в дозе 0,2-0,6 Мрад снижается содержание микрофлоры в мясе, что позволяет удлинить срок хранения в обычных холодильниках в 3-5 раз. Полуфабрикаты мяса или кулинарные мясные изделия, расфасованные в полимерные упаковки под вакуумом, подвергаются стерилизации гамма-радиацией; этот прием позволяет продлевать срок хранения до 5 месяцев при температуре 20 ⁰С. Этот же метод используется для удлинения сроков хранения яичного порошка (воздействие 0,6 Мрад).

Исследованиями ВОЗ, Института питания РАМН установлено, что радиационная обработка мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов не приводит к образованию в них вредных веществ.

ИИ используется для консервации шкур животных в дозе 1 Мрад), что позволяет их хранить 12 дней без применения других консервантов; для консервации шерсти в тюках и кожевенного сырья Австралия, Новая Зеландия, 1960 г.).

7.2.6. Использование малых доз ионизирующей радиации
в животноводстве

Проблема использования малых доз ионизирующего излучения изучалась в Казанском ветеринарном институте,
в МВА им. академика Скрябина, во ВНИИ сельскохозяйственной радиологии, ВНИВИ (г. Казань) и др. Было установлено, что прединкубационное облучение яиц, облучение 1-2-дневных цыплят, молодняка и взрослых кур в малых дозах (0,5-100 рад) приводит к положительным результатам: выводимость и сохранность цыплят увеличиваются; наблюдается заметное ускорение их роста и развития; повышается яйценоскость кур при увеличении массы яиц, возрастает мясная продуктивность бройлеров и выход тушек первой категории. Стимулирующий эффект сохраняется в течение 12 месяцев после воздействия.

При облучении норок в дозах 10-30 Р увеличивается их выживаемость, повышается интенсивность их роста (в возрасте 6,5 месяцев – на 10 %), улучшается качество пушнины за счет пробуждения «спящих» волосяных фолликул.

Облучение суточных поросят в дозе 10-25 Р приводит к увеличению интенсивности их роста, к концу 3 месяца масса тела у них выше контроля на 10-15 %, 6 месяцев – на 6-8 %.

Собственными исследованиями (ВНИВИ г. Казань, 1988-1992 гг.) было установлено, что воздействие малых доз радиации повышает интенсивность роста и развития молодняка овец породы прекос, живая масса у опытных животных по сравнению с контрольными была выше на 9-12 %; однократное облучение взрослых овец в малых дозах в период суягности отрицательного влияния на внутриутробное и постнатальное развитие молодняка не оказывало, по живой массе ягнята, родившиеся от облученных овцематок, превосходили своих интактных сверстниц. При этом иммунобиологические показатели опытных взрослых овец и молодняка превышали показатели интактных сверстниц.

При воздействии малых доз радиации увеличивается шерстная продуктивность овец, повышаются качества кожевенного сырья – овчин.

Разработка радиоиммунологических методов (РИА) определения концентрации гормонов в плазме крови (а для некоторых гормонов, например, прогестерона в молоке) открыла большие возможности для изучения гормонального статуса у животных и его связей с ростом и развитием, воспроизводительной функцией и лактацией, состоянием здоровья, продуктивностью и т.д. Уже давно в научно-исследовательских работах в массовом масштабе используют меченые (большей частью ¹²⁵I и ³Н) гормоны, среди которых можно назвать такие, как тестостерон, прогестерон, пролактин, лютеинизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), паратгормон, гормон роста, инсулин, окситоцин и др. По сравнению с обычными биологическими методами (БМ) измерения концентрации гормонов радиоиммунные методы отличаются рядом существенных преимуществ. Так, например, если для определения концентрации ЛГ обычными методами требуется 120 мл плазмы крови, то при определении этого гормона с помощью РИА необходимо всего 0,1-0,2 мл плазмы; чувствительность БМ составляет 300-400 нг, РИА – 0,05-1,25 нг; производительность с помощью БМ-8 проб, РИА-3000 проб в неделю. Важное достоинство РИА – возможность определения в одном образце нескольких гормонов.

В последние десятилетия опубликованы сотни оригинальных работ по эндокринологии сельскохозяйственных животных. Эти данные имеют не только большую научную ценность, но
и необходимы для разработки практических мероприятий в животноводстве. Можно указать, например, на осуществление жесткого контроля за содержанием гормональных препаратов
в мясе, полученном при убое скота, которому в период выращивания вводили гормоны для увеличения мясной продуктивности. Избыток содержания гормонов в продуктах питания нежелателен, так как считается, что они оказывают канцерогенное действие. Большие надежды возлагаются на раннюю диагностику беременности путем массового определения прогестерона
в плазме крови (у лактирующих коров – по содержанию его
в молоке), так как у успешно осемененных коров концентрация прогестерона существенно выше, чем у неосемененных животных и во время эстрального цикла (половой цикл у самок – время между двумя точками). Точность раннего прогноза стельности коров после осеменения составляет 80-100 %. Определение прогестерона может быть с успехом использовано для выявления коров, овец, кобыл с ненормальной функцией матки для их лечения, а в случае отсутствия эффекта лечения – своевременной выбраковки из стада. Большой интерес представляют работы по использованию радиоиммунологического анализа для ранней диагностики лейкоза крупного рогатого скота.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Основные физические величины, используемые в радиационной биологии,
и их единицы

Приложение 2

Множители и приставки для образования десятичных кратных
и дольных единиц

Приложение 3

Периоды полураспада радиоизотопов

Приложение 4

Содержание ¹³⁷Cs- (нКи/кг) в урожае сельскохозяйственных культур в зависимости от типа почв и обеспеченности их обменным калием
при плотности загрязнения 1 Ки/км²

Примечание. Материалы взяты из Руководства по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь на 1997-2000 гг.

Приложение 5

Содержание ⁹⁰Sr (нКи/кг) в урожае сельскохозяйственных культур в зависимости от степени кислотности дерново-подзолистых почв при плотности загрязнения 1 Ки/км²

Примечание. Материалы взяты из Руководства по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь на 1997-2000 гг.

Приложение 6

Гигиенические нормативы качества и безопасности
продовольственного сырья и пищевых продуктов

Примечание. Источник – выписка из Сан П и Н 2.3.2.560-96.

При обосновании нормативов удельной активности стронция-90 и цезия-137 в продовольственном сырье и пищевых продуктах было принято:

1. Предлагаемые нормативы для конкретных отечественных продуктов должны обеспечивать непревышение предела годовой дозы облучения (1 мЗв), а также пределов годовых поступлений стронция-90 и цезия-137 с пищей соответственно 3,6 х 10⁴ Бк и 7,7 х 10⁴ Бк.

2. Указанным пределам годовых поступлений соответствует активность суточного рациона:

Расчеты допустимой удельной активности пищевых продуктов произведены с учетом доли вклада данного конкретного вида продукта в загрязненность суточного рациона, масса которого равна 1860 г/сут. и реальной удельной активности стронция-90 и цезия-137 в пищевых продуктах. Для отдельных
территорий эти нормативы могут быть изменены в порядке, установленном НРБ-96.

3. Пищевой продукт годен к употреблению, если:

(А/Н) цезий-137 (А/Н) стронций-90 <= 1,

где: А – удельная активность радионуклидов стронция-90 и цезия-137 в данном пищевом продукте,

Н – нормативы по стронцию-90 и цезию-137 для этого вида берутся из таблицы;

(А/Н) цезий-137 (А/Н) стронций-90 > 1

или когда в пищевых продуктах, пищевом сырье присутствуют другие радионуклиды техногенного происхождения, то следует руководствоваться НРБ-96 п. 7.2.4.

4. Контроль за удельной активностью пищевого продукта проводится на основе действующих ГОСТов, методических указаний, утвержденных Минздравом России.

5. Нормативные документы:

– Федеральный закон «О радиационной безопасности населения»;

– нормы радиационной безопасности – НРБ-96;

– Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды / Под. ред. А.Н.Марея, А.С.Зыковой. М., 1980.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АОК –антителообразующие клетки

А – клетки – макрофагальные клетки крови

Бк –беккерель (единица активности радионуклидов)

БМ – биологический метод

бэр –биологический эквивалент рентгена

В – лимфоциты – бурсозависимые лимфоциты

ВДУ –временно допустимые уровни (радиоактивных веществ)

ВОЗ –Всемирная организация здравоохранения

Гр –грей (единица поглощенной дозы в системе СИ)

Д⁰ –начальная доза, при которой отмечается развитие какого-то патологического процесса (синдрома)

Д погл. –поглощенная доза облучения

Д экв. –эквивалентная доза облучения

Д эксп. –экспозиционная доза облучения

Дж/кг –джоуль/кг

ДНК –дезоксирибонуклеиновая кислота

ЕРФ –естественный радиоактивный фон

Ig A, M, G –иммуноглобулины классов А, М, Джи

ИИ –ионизирующее излучение

ИРФ –искусственный радиационный фон

I-131 –радиоактивный изотоп йода с атомной массой 131 у.ед.

К –коэффициент поглощения радиоактивных излучений веществом

Ки –внесистемная единица активности радионуклидов

КК –коэффициент качества ионизирующих излучений

Кл/кг –кулон на кг, единица экспозиционной дозы излучения в СИ

КЭ –кислородный эффект

ЛД 50/30 –летальная доза ионизирующего излучения, вызывающая 50 % гибель животных за 30 дней

ЛПЭ –линейная передача энергии

ЛРТ –липидные радиотоксины

ЛСЭ –лизат собственных эритроцитов

МАГАТЭ –Международное агентство по контролю за атомной энергетикой

МКРЗ –международный комитет по радиационной защите

МЭв –мегаэлектронвольт (10⁹ Эв) энергии

НКДАР ООН –Научный комитет по действию атомной радиации ООН

НРБ –нормы радиационной безопасности

ОЛБ –остраялучевая болезнь

ОСП –основные санитарные правила

ПД –предел дозы

ПДД – предельно допустимая доза

ПДУ –предельно допустимый уровень

ПРТ –первичные радиотоксины

ПРФ –природный радиоактивный фон

ПЯВ –продукты ядерного взрыва

ПЯД –продукты ядерного деления

Р –рентген, внесистемная экспозиционная доза облучения

РИА –радиоиммунологический анализ

РНК –рибонуклеиновая кислота

РПД –радиоактивные продукты деления

СанПиН –санитарные правила и нормы

СОЭ –скорость оседания эритроцитов

СПЖ –средняя продолжительность жизни

Cs-137 –радиоактивный изотоп цезия с атомной массой
137 у.ед.

SH-группы –сульфгидрильные группы

Sr-90 –радиоактивный изотоп стронция с атомной массой 90 у.ед.

Т – лимфоциты –тимусзависимые лимфоциты

Т – клетки-хелперы –тимусзависимые лимфоциты – помощники

Тбиол. –биологический период полувыведения радионуклидов

Тфиз. –физический период полураспада радионуклидов

Тэфф. –эффективный период полувыведения радионуклидов из организма

ЦИК –циркулирующие иммунные комплексы

ЛИТЕРАТУРА

1.Анненков Б.Н., Юдинцева Е.В.Основы сельскохозяйственной радиологии/ Б.Н.Анненков, Е.В.Юдинцева. – М.: Агропромиздат, 1991. – 287 с.

2.Белов А.Д., Киршин В.А. Ветеринарная радиобиология/А.Д.Белов, В.А.Киршин. – М.: Агропромиздат, 1987. – 286 с.

3.Бударков В.А., Краткий радиоэкологический словарь/ В.А.Бударков, А.С.Зенкин, В.А.Киршин // Под. ред. В.А.Бударкова. – Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 1998.

4.Ветеринарные правила обеспечения радиационной безопасности животных и продукции животного происхождения. ВП13.7.13. от 11 мая 1999 г.// Ветеринарная газета. – 1999. – № 20. – 11 окт. – С. 20-26.

5.Ионизирующее излучение. Радиационная безопасность: нормы радиационной безопасности (НРБ -99) СП 2.6.1. 758-99. – М.: Минздрав России, 1999.

6.Киршин В.А., Бударков В.А. Ветеринарная противорадиацонная защита/ В. А. Киршин, В. А. Бударков. – М.: Агропромиздат, 1990.

7.Кузин А.М., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология/ А.М.Ку­зин, Д.А.Каушанский. – М: Энергоиздат, 1981.

8.Корнеев Н.А., Сироткин А.Н. Основы радиоэкологии сельскохозяйственных животных/ Н.А.Корнеев, А.Н.Сироткин. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

9.Лурье А.А. Сельскохозяйственная радиология и радиоэкология/ А.А.Лурье. – М.: МСХА. 1999.

10. Макаров В.А. и др. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии переработки и стандартизации продуктов животноводства / Под ред. В.А.Макарова. – М.: Агропромиздат, 1991. – 463 с.

11. Практикум по ветеринарной радиобиологии/ А.Д.Белов, А.С.Косенко, В.В.Пак и др. – М.: Агропромиздат, 1988. – 240 с.

12. Радиобиология / А.Д.Белов, В.А.Киршин, Н.П.Лысенко, В.В.Пак и др. //Под ред. А.Д.Белова. – М.: Колос, 1999.

13. Федеральный закон о радиационной безопасности населения // Российская газета. – 1996. – 17 янв. – С. 4.

14. Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных/ С.П.Ярмоненко. – М.: Высш. шк., 1988.

15. Александров Ю.А., Махоткин А.Г. Основы сельскохозяйственной радиологии / Метод. указания по выполнению лаб.-практ. работ для студентов зооинженерного отделения. – Йошкар-Ола: МарГУ, 1997. – 48 с.

16. Александров Ю.А., Махоткин А.Г. Сельскохозяйственная радиология / Метод. указания по выполнению контрольных работ для студентов 4 курса зооинженерного отд-ния. – Йошкар-Ола: МарГУ, 1998. – 20с.

17. Александров Ю.А.Повышение радиорезистентности овец // Дисс. … канд. биол. наук по специальности 03.00.01. – Радиобиология. Защищена 14.01.92. Утв. 19.04.92. – Казань, спецчасть ВНИВИ, инв. № 5722с. – 1992. – 162 с.

18. Александров Ю.А.Повышение радиорезистентности овец: Автореф. дисс. … канд. биол. наук. – Казань: Спецчасть ВНИВИ, инв. № 5721с. – 1992. – 20 с.

19. Александров Ю.А.Действие ионизирующего излучения на суягность овцематок и их потомство / Первые Вавиловские чтения: Материалы постоянно действ. Всерос. конф. – Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ. – 1996. – С. 367.

20. Александров Ю.А.Физические факторы – как средства повышения общей резистентности овец / Вторые Вавиловские чтения: Материалы постоянно действ. Всерос. конф. Ч. 2 – Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ. – 1997. – С. 253.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………. 3

1. Предмет радиобиология, цели и задачи предмета. Методы исследования, применяемые радиобиологией………………………………………………………………………………………………………………… 3

2. История и основные этапы развития радиобиологии………….. 4

3. Связь предмета с другими научными дисциплинами…………. 6

Раздел 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ (ИИ) 7

1.1. Строение атома. Понятие радиоактивности………………………. 7

1.2. Единицы радиоактивности……………………………………………………… 9

1.3. Типы ядерных превращений. Взаимодействие ИИ с веществами. Виды ИИ и их характеристика 10

1.3.1. Альфа-распад………………………………………………………………………. 10

1.3.2. Бета-распад…………………………………………………………………………. 11

1.3.4. К-захват электронов ядром………………………………………………… 12

1.3.5. Самопроизвольное деление ядер………………………………………. 12

1.3.6. Термоядерные реакции………………………………………………………. 13

1.4. Понятие дозиметрии. Поглощенная
и экспозиционная дозы излучения…………………………………………….. 13

1.4.1. Экспозиционная доза излучения……………………………………….. 13

1.4.2. Поглощенная доза излучения…………………………………………….. 14

1.5. Относительная биологическая эффективность ИИ…………. 14

1.6. Мощность дозы и единицы ее измерения………………………….. 15

1.7. Закон радиоактивного распада…………………………………………… 16

Раздел 2
ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРуЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ……………………………………………………………………………………….. 17

2.1. Классификация источников ИИ. Природный радиационный фон 17

2.2. Естественные источники ИИ…………………………………………………. 18

2.3. Искусственные источники ионизирующих излучений и их характеристика 22

2.3.1. Гигиеническая характеристика РВ, образующихся при ядерном взрыве 22

2.3.2. Гигиеническая характеристика атомной энергетики……… 24

2.4. Общие закономерности перемещения радиоактивных веществ в биосфере 26

Раздел 3
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.. 27

3.1. Общие вопросы биологического действия ионизирующей радиации 27

3.1.1. Первичные физико-химические процессы при действии ИИ 28

3.1.2. Действие ионизирующих излучений на клетку………………… 30

3.2. Биологическое действие ионизирующей радиации на сельскохозяйственных животных 34

3.2.1. Виды и формы радиационного поражения сельскохозяйственных животных 34

3.2.2. Влияние ИИ на кровь и кроветворные органы…………………. 38

3.2.3. Влияние ИИ на иммунологическую реактивность животных 41

3.2.4. Влияние ИИ на органы пищеварения………………………………… 45

3.2.5. Влияние ИИ на воспроизводительные качества животных 46

Раздел 4
ТОКСИКОЛОГИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ…………………………….. 51

4.1. Пути поступления РВ в организм животных…………………….. 51

4.1.1. Желудочно-кишечный путь поступления радионуклидов 52

4.1.2. Ингаляционное поступление радионуклидов………………….. 53

4.1.3. Поступление радионуклидов через кожу, слизистые оболочки и раны 54

4.2. Типы распределения радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных. Группы радиотоксичности РВ…………………………………………………………………….. 54

4.3. Классификация радионуклидов по степени их токсичности 55

4.4. Радиотоксикологическая характеристика ¹³¹I………………….. 57

4.5. Радиотоксиологическая характеристика Cs-137…………….. 58

4.6. Радиотоксикологическая характеристика ⁹⁰Sr………………… 60

4.7. Токсикологическая характеристика иттрия……………………… 61

4.8. Токсикологическая характеристика радия……………………….. 61

4.9. Токсикологическая характеристика плутония………………… 62

4.10. Острая лучевая болезнь животных при инкорпорации радионуклидов 63

Раздел 5
РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ………………………………….. 65

5.1. Лучевая болезнь сельскохозяйственных животных……….. 66

5.1.1. Острая лучевая болезнь сельскохозяйственных животных при внешнем облучении 66

5.2. Лучевые (радиационные) ожоги животных………………………. 77

5.3. Отдаленные последствия радиационного поражения…… 78

Раздел 6
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ……………………………………………………………………………………….. 80

6.1. Особенности ведения сельского хозяйства в ближайший период после выпадения радиоактивных осадков………………………………………………………………………………………………. 81

6.1.1. Деление территории, загрязненной радиоактивными веществами, на отдельные зоны 82

6.1.2. Ведение животноводства в период «йодной опасности».. 83

6.1.3. Сортировка животных в очагах РЗМ………………………………… 85

6.1.4. Порядок оценки продуктов убоя при облучении животных и инкорпорации их радиоактивными веществами………………………………………………………………………………………………………… 87

6.1.5. Изменения продуктивности животных и качества продуктов животноводства при радиационных поражениях………………………………………………………………………………………………………… 88

6.1.6. Методы дезактивации продуктов животноводства…………. 89

6.2. Ведение животноводства в период поверхностного загрязнения радиоактивными веществами 93

6.3. Ведение животноводства в период корневого поступления РВ в растения 94

6.3.2. Зоотехнические мероприятия по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства 100

6.3.3. Снижение содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции при ее переработке 102

6.4. Прогнозирование поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию 102

6.4.1. Прогноз загрязнения растениеводческой продукции…….. 102

6.4.2. Прогноз поступления радионуклидов в продукцию животноводства 106

Раздел 7
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ И РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ 107

7.1. Использование ИИ и РВ в растениеводстве…………………….. 107

7.1.2. Повышение продуктивности сельскохозяйственных растений с помощью ИИ 108

7.1.3. Использование ионизирующей радиации для сохранения сельскохозяйственной продукции 109

7.1.4. Использование ИИ в растениеводстве для других целей 109

7.1.5. Радиоактивные препараты в агрохимических исследованиях 110

7.2. Использование ИИ и РВ в животноводстве и ветеринарии 110

7.2.1. Радиоиндикационный метод……………………………………………. 110

7.2.2. Авторадиография……………………………………………………………… 112

7.2.3. Радиационное обезвреживание навоза и навозных стоков, использование ИИ в кормопроизводстве 112

7.2.4. Использование радиационной технологии при производстве вакцин 113

7.2.5. Консервация продукции животноводства с помощью ИИ 113

7.2.6. Использование малых доз ионизирующей радиации в животноводстве 114

7.2.7. Радиоактивные индикаторы в эндокринологии…………….. 114

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………………. 116

Приложение 1…………………………………………………………………………………. 116

Приложение 2…………………………………………………………………………………. 116

Приложение 3…………………………………………………………………………………. 117

Приложение 4…………………………………………………………………………………. 117

Приложение 5…………………………………………………………………………………. 119

Приложение 6…………………………………………………………………………………. 120

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ……………………………………………………………………… 123

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………………………………. 125

СОДЕРЖАНИЕ………………………………………………………………………………………. 131

АЛЕКСАНДРОВ Юрий Александрович

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Литературный редактор
Смоляр Е.Г.

Компьютерная верстка
Токмакова С.В.

Лицензия ИД № 06434 от 10 декабря 2001 г.

Тем. план 2005 г. № 13.

Подписано в печать 01.07.2021 г. Формат 60х84/16.

Усл. печ. л. 7,61. Уч.-изд.л. 5,54. Тираж 200. Заказ № 1544.

Оригинал-макет подготовлен к печати в РИО и отпечатан ООП
Марийского государственного университета.

424001, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 1

Ю.А.АЛЕКСАНДРОВ

Йошкар-Ола, 2005