Методы радиологического контроля объектов ветеринарного надзора, вычисления поглощенных доз облучения при поступлении радиоизотопов в организм продуктивных животных

Введение. Во многих регионах России, в т. ч. Западной Сибири (включая экообъекты Крайнего Севера) отмечается увеличение количества и объема ксенобиотиков – синтетических веществ, чужеродных для животных и человека. Интенсивное их воздействие на природные и сельскохозяйственные среды ухудшило среду обитания и стало выходить за пределы биологической приспособляемости. Это, в свою очередь, определило уровень риска распространения различных антропогенно и экологически обусловленных органопатологий животных [1].

Особенно опасно суммарное воздействие экотоксикантов малой интенсивности на популяции животных и биологические объекты, их способность накапливаться и ухудшать санитарное качество животноводческой продукции, вызывать удаленные последствия, связанные с мутагенным, эмбриотоксическим, тератогенным и иммуннодепрессантным действиями [2].

Цель исследований: разработать комплексные методы оценки экологической эффективности системы радиологического контроля уровня содержания радионуклидов и вычисления поглощенных доз облучения организма продуктивных животных и их закономерного конечного накопления в различных объектах сельскохозяйственной сферы с учетом качества и безопасности животноводческой и растениеводческой продукции.

Задачи исследований:

• 1)    определить комплексные методы системы радиологического контроля содержания и накопления радионуклидов в биообъектах окружающей среды по единой системе: «почва – вода – корма – организм животного – продукция и субпродукты»;

• 2)    разработать методы вычисления поглощенных доз облучения животных и их накопления в различных объектах сельскохозяйственной сферы.

Условия, материалы и методы исследований. В историческом процессе продолжается формирование литосферных плит под действием различных экстремальных природных явле- ний и солнечной радиоактивности, вулканической деятельности, землетрясений. В результате этой природной активности наблюдается естественно выраженное появление и накопление веществ с цитостатическими свойствами. Особенно характерно появление экотоксикантов искусственного происхождения на фоне полного ионизирующего излучения и использования радионуклидов антропогенного воздействия (с выделением ядерной энергии). На фоне полного сочетания антропогенных влияний и биогеохимических природных аномалий в биосфере проявляется выраженное развитие лучевых заболеваний животных природно-очагового характера территории [3].

В своих исследованиях предлагаем использовать следующие методики: метод пробных площадей; метод опроса; метод регистрационноизмерительный; метод картографирования; метод трансектный; метод анализа результатов исследования для формирования выводов и определения дальнейшего направления работы.

Результаты исследований и их обсуждение. Для вычисления поглощенных доз облучения при поступлении радиоизотопов внутрь организма продуктивных животных в зависимости от вида излучения рекомендуется использовать следующие формулы:

для радиоизотопов гамма-излучателей

Д γ = 0,032 · К γ · А · Т эфф ;

для радиоизотопов бета-излучателей

Д β = 73,8 · А · Е β · Т эфф ;

для радиоизотопов альфа-излучателей

Дα = 73,8 · А · Еα · Тэфф· ОБЭ, где Дγ, Дβ, Дα – поглощенная доза облучения, рад (для альфа-излучения – в бэрах); 0,032 – постоянный расчетный коэффициент поглощенной дозы гамма-излучения; 73,8 – постоянный расчетный коэффициент поглощенной дозы альфа- или бета-излучения; Кγ – гамма-постоянная радиоизотопа; А – количество радиоизотопа в тканях или органах, мкКи; Тэфф – эффективный период полувыведения радиоизотопа из организма или органа (находят по таблице или вычисляется по формуле); Еβ – средняя энергия бета-частиц, Мэв (для определения средней энергии необходимо уточнить максимальную энергию данного изотопа, она дается в таблице, умножить на коэффициент 0,4); Еα – средняя энергия альфа-частиц, Мэв; ОБЭ – коэффициент относительной биологической эффективности излучения. Для альфа-частиц ОБЭ (коэффициент качества) равен 10.

Варианты образцов проб для вычисления доз облучения представлены в таблице.

Безопасный уровень радиационного фона составляет 8–12 мР/ч, или 0,08–0,12 мЗв/ч. Для человека и животных соответственно является безопасным 100 БЭР.

Анализы определения закономерностей накопления и уровни содержания гамма-постоянной [(γ) (Мэв)] на основе комплексных полевых и лабораторных исследований в условиях конкретных сельскохозяйственных объектов мы предлагаем проводить по единой системе: «почва – вода – корма – организм животного – продукция и субпродукты». Для этого формируются группы из соответствующих исходных образцов отобранного материала для составления экспертного заключения установленного радиоактивного фона экообъектов по своему назначению и прилежанию их в этой экосистеме [4], как показано на приведенном примере наших исследований по распространенности радиоактивного фона на экообъекты Крайнего Севера (рис.).

Для объектов исследования отбирали следующие пробы: продукция из мяса и субпродуктов (в данном примере – внутренние органы оленя – печень, кости, субпродукты); воды открытых и закрытых водоемов; растительные образцы (мох, лишайники, ветки ивы, березы, зеленная масса брусники, голубики, грибы); почвы.

Варианты образцов проб для вычисления доз облучения

1— си s co co	Радиоактивный изотоп	Кол-во изотопа, мКи	Вид излучения	Гамма-постоянная (γ), Мэв		Критический орган	Тэфф, сут
				Максим.	Средн.
1	19879 Au (золото)	1	Β γ	2,3		Все тело	2,6
	21084 Po	1	α	8,5 · 10-6		Все тело	25,0
			γ	8,18 · 10-8
	32 15 P	1	Β γ	1,7		Все тело	13,5
						Кости	14,1
2	60 27 Co	1	Β γ	12,9		Все тело	9,5
	210 84 Po	1	α	8,5 · 10-6		Почки	46,0
			γ	8,18 · 10-8
	3514 S	1	Β γ	0,7		Все тело	44,3
						Кожа	82,4
3	13755 Cs	1	Β γ	3,1		Все тело	70,0
	21084 Po	1	α	8,5 · 10-6		Селезенка	42,0
			γ	8,18 · 10-8
	14056 Ba	1	Β γ	1,02		Все тело	10,7
						Мышцы	12,7
4	13153 I	1	Β γ	2,3		Все тело	7,6
	21084 Po	1	α	8,5 · 10-6		Печень	32,0
			γ	8,18 · 10-8
	144 58 Ce	1	Β γ	0,32		Все тело	191,0
						Кости	343,0
5	2411 Na	1	Β γ	18,5		Все тело	0,6
	21084 Po	1	α	8,5 · 10-6		Кости	20,0
			γ	8,18 · 10-8
	10644 Ru	1	Β γ	3,7		Все тело	7,2
						Кости	15,0

Все данные были обобщены в следующие группы:

В группе «мясо, субпродукты» содержание γ-излучений находилось в пределах 11–16 (×100 мкР/ч).

В группе «внутренние органы» содержание γ-излучений в печени и почках северного оленя – в пределах 14–15 (×100 мкР/ч). В костях оленей колебались – 15 (×100 мкР/ч).

В группе «водные источники, открытые и закрытые водоемы» содержание γ-излучений в представленных образцах из озер Вокзальное, Школьное, Лама, Выгодное, Долгое, 1-го и 2-го Турбазы, загрязненного участка озера В-109, реки Енисей (69´, 68´48´´, 68´49´´, 68´40´´), участков рек Дудинка, Рыбное, Норильская (200 м от п. Валька и площадки МЧС), ручья Подпорожистый, водоемы п. Носок, пределы значений составили от 12 до 16 (×100 мкР/ч).

В группе «растительные корма» содержание γ-излучений в разновидностях лишайника, мхах, листьях ивы, березы, зеленной массе брусники, голубики, грибах пределы значений составили от 12 до 17 (×100 мкР/ч).

В группе «почва» взяты образцы грунта на глубине 0–10, 10–20 см из окрестностей поселений Дудинки, Караул, Хатанга, Диксон, Пота-пово и на полях сенокоса Потапова; содержание γ-излучений в данных образцах составило в пределах от 13 до 15 (×100 мкР/ч).

Ветеринарно-санитарная оценка мясопродуктов. По результатам проведенных гам- ма-измерений и расчетов проводят сортировку мясных туш на две группы по следующим параметрам:

для крупного рогатого скота

• а)    если А< 8 · 10^-8 Ки/кг или Р < 17 мкР/ч, мышечная ткань «чистая»;

• б)    если А > 8 · 10^-8 Ки/кг или Р > 17 мкР/ч, мышечная ткань «грязная»;

для свиней

• в)    если Р < 7мкР/ч, мышечная ткань «чистая»;

• г)    если Р >7 мкР/ч, мышечная ткань «грязная».

  Распространенность радиоактивного фона на экообъектах территории Крайнего Севера

  

  Мясо,         Внутренние Водные источники Растительные        Почва

  субпродукты       органы                          корма

  
  

Уровень содержания гамма-излучений в единицах (* 100 мкР/ч ) по единой системе «почва - вода -растительные корма - организм животного - продукция и субпродукты мяса оленей»

Установленный нижний радиоактивный уровень – предел на готовую продукцию 5 · 10-8 Ки/кг. При уровне выше этого значения составляется акт выбраковки. Такую продукцию отправляют на переработку по методу разбавления. При содержании радиоактивных веществ в мясном сырье до 5 ·10-8 Ки/кг оно подлежит смешиванию с чистым мясом, радиоактивность которого не более 1 · 10-8 Ки/кг в соотношениях от 2 : 1 до 1 : 13 в зависимости от уровня загрязнения. Мясо с содержанием радиоактивных веществ более 1 · 10-8 Ки/кг применять для разбавления загрязненного мяса не рекомендуется.

На производство колбасных изделий используют мясо категорий упитанности и субпродукты

I и II категории в охлажденном и размороженном состоянии с содержанием радиоактивных веществ не более 5·10-7 Ки/кг. Кровь и продукты ее переработки имеют такой же допустимый уровень [5].

Выводы. Предложены комплексные методы оценки по изучению экологической эффективности системы радиологического контроля уровня содержания и накопления радионуклидов для практического применения с основными методами вычисления поглощенных доз облучения при поступлении радиоизотопов внутрь организма продуктивных животных и их закономерного конечного накопления в различных объек- тах сельскохозяйственной сферы в зависимости от вида излучения.

Предложенная методика будет полезна смежным специальностям: эксперту по сырью животного происхождения при оценке качества сырья, технологу по переработке продукции животноводства, студентам и слушателям ФПК – ветврачам-радиологам.