Радиоактивное загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов

Широкое использование атомной энергии вовлекло человечество и весь живой мир в сферу контактов с ионизирующими излучениями.

Не одно поколение людей, живущих на нашей планете, будет ощущать последствия самой крупной техногенной катастрофы в мире - аварии на ЧАЭС (1986 г.). Больше половины радиоактивных веществ, вылетевших из активной зоны реактора, выпало на территории Беларуси. В связи с этим радиационная обстановка в Беларуси отличается сложностью, не- однородностью и определяется загрязнением больших территорий α-, β-, γ- излучающими радионуклидами с различными периодами полураспада, наличием радиоизотопов практически во всех компонентах природных и природно-технических экосистем и вовлечением их в циклы миграций. Все это обусловливает внешнее и внутреннее облучение населения и создает риски для его здоровья (рост злокачественных новообразований, лимфоретикулосаркомы, заболевания эндокринной системы и системы кровообращения, органов дыхания, пищеварения и др.).

Одним из основных путей поступления радиоактивных веществ в организм человека является питание. Поэтому доведение до потребителя экологически чистой продукции приобретает большое значение. Ведь накопляемость радиоактивных веществ в продуктах питания зависит от вида продукта, особенностей его химического состава, технологий возделывания (сельскохозяйственные культуры) и переработки (продукты растительного и животного происхождения), хранения и др.

С этой целью необходима конкретная деятельность специалиста: четко представлять себе теоретические вопросы о природе радиоактивных излучений, единицах измерения, о влиянии и взаимодействии радиоактивных излучений с компонентами пищевых продуктов; уметь квалифицированно управлять процессами производства, хранения, потребления продуктов питания; владеть методиками их радиологического контроля и оценивать радиационную безопасность продуктов питания.

Основные представления о радиоактивности. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, образующих электронную оболочку - «шубу» вокруг ядра. В целом атом электрический нейтрален, число протонов в ядре равно числу электронов в электронной оболочке, размер его - около 10^-8 см, а ядра - около 10^-13 см. Атомное ядро состоит из элементарных частиц: положительно заряженных протонов (р) и нейтральных нейтронов (я), связанных между собой короткодействующими ядерными силами, радиус их действия - порядка 1 Ферми. Протон - устойчивая элементарная частица, заряд которой по абсолютной величине равен заряду электрона, а масса равна 1,00758 а.е.м. (атомная единица массы), которая примерно в 1840 раз больше массы электрона. Нейтрон - электрически нейтральная частица, имеющая массу 1,00898 а.е.м. Нейтроны, находящиеся в ядре, дают в основном только физическую характеристику элемента.

Символическая запись атомного ядра любого химического элемента X имеет вид , где А - массовое число (или атомная масса), г.е. суммарное число протонов и нейтронов; Z- зарядовое число - число протонов (совпадает с порядковым номером элемента X в периодической системе Д.И. Менделеева).

Изотопами называю г атомы одного и того же элемента X, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов.

Способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием особых видов излучений и элементарных частиц называется радиоактивностью.

Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

Основными видами радиоактивных превращений являются α-распад и β-распад, включающий β^--распад и К-захват. Многие радиоактивные ядра (радионуклиды) в процессе распада испускают короткие электромагнитные волны - γ-излучение.

При α-распаде материнское ядро испускает α-частицу, представляющую собой ядро атома гелия - .

При β^- -распаде ядро испускает электрон е^- и антинейтрино v_с, при β⁺-распаде - позитрон е⁺ и нейтрино v_с. При К-захвате ядро поглощает один из электронов ближайшей к нему электронной К-оболочки атома и испускает нейтрино.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны λ < 0,2 нм. Источником γ-излучения являются возбужденные атомные ядра, а также распад элементарных частиц, аннигиляция пар частица - античастица, торможение быстрых заряженных частиц в веществе и некоторые другие процессы.

При всех видах радиоактивного распада выделяется энергия, которая распределяется между дочерним ядром, испускаемыми частицами и ү-излучением. Следовательно, α- и β-частицы, испускаемые атомными ядрами при радиоактивных превращениях, и γ-излучение имеют различную энергию, в связи с чем их пробег (проникающая способность) в веществе неодинаков. Ионизирующая способность излучения обоснована процессом превращения нейтральных атомов вещества в электрически заряженные частицы - ионы.

Альфа-частицы обладают высокой ионизирующей и малой проникающей способностями. Лист бумаги полностью задерживает α-частицы. В случае поступления источников α-излучения с пищей, водой или воздухом они являются чрезвычайно опасными облучателями организма изнутри. Одежда, кожные покровы человека полностью поглощают α-частицы, и при внешнем облучении ими поражаются в основном кожные покровы.

Проникающая способность β-частиц примерно в 100 раз выше, а ионизирующая способность меньше, чем α-частиц. Бета- частицы могут проникать через всю толщу кожи человека, проходить через слой воды толщиной 1...2 см, слой алюминия - до 2 мм, в биологических тканях - до 1 см. Ткани верхней летней одежды могут задерживать лишь 30-40% всех β-частиц. Оконное стекло и металл толщиной в несколько миллиметров защищают организм от β-частиц (достаточно алюминия толщиной 10...15 мм, чтобы полностью их поглотить). При внешнем облучении β-частицами тела человека на открытых поверхностях кожи могут образовываться ожоги различной тяжести. В случае поступления источников β-излучения в организм с пищей, водой и воздухом происходит внутреннее облучение организма, способное привести к лучевому поражению.

Гамма-излучение по своим физическим свойствам напоминает рентгеновское излучение, но обладает большей скоростью и энергией, соответственно имеет высокую проникающую способность и незначительную ионизирующую способность. Обычная одежда практически не защищает от γ-излучения. Большая проникающая способность делает γ-лучи особенно опасными при внешнем облучении. Бетонная защита толщиной 30 м не гарантирует полного поглощения γ-излучения.

В связи с тем что радиоактивные ядра распадаются независимо друг от друга, считается, что число ядер dN, распавшихся в среднем за интервал времени от t до t + dt, пропорционально промежутку времени dt и числу N нераспавшихся ядер к моменту t:

 

N = N₀ ехр(-λt), или N( t ) = N₀ е^-λt,

 

где N₀ - начальное число радиоактивных ядер в момент t = 0;

N( t ) - число радиоактивных нераспавшихся ядер в момент t; λ= 1/ τ – постоянная для данного радиоактивного вещества величина, называемая постоянной распада; τ - среднее время жизни радиоактивного ядра; знак «-» указывает, что общее число радиоактивных ядер в процессе распада уменьшается. Формула выражает закон радиоактивного распада, согласно которому число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненте.

Радиоактивный распад происходит со строго определенной скоростью, характерной для каждого данного элемента. Время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое, называется периодом полураспада Т.

Период полураспада связан с постоянной распада следующим образом: Т = ln2 / λ. Тогда закон радиоактивного распада будет выглядеть следующим образом:

N(t) = N₀ 2 ^–t/Т.

Периоды полураспада известных радионуклидов имеют значения, лежащие в очень широком диапазоне: от ~10 ^-12 с до ~1,4 • 10¹⁷ лет. Для оценки полного распада радиоактивных ядер берут в среднем 10 промежутков Т.

Число радиоактивных распадов, происходящих в источнике за единицу времени (т.е. скорость распада), называется активностью радиоактивного образца и определяется как А = λN.

Единица активности в СИ - беккерель (Бк): 1 Бк - активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада. На практике встречается внесистемная единица активности нуклида в радиоактивном источнике - кюри (Ки): 1 Ки = 3,7 • 10¹⁰Бк.

Для характеристики активности на практике вводится три дополнительных величины:

удельная массовая активность: А_м = А/т, где т - масса образца, т.е. активность на единицу массы. Единица измерения в СИ А_м - Бк/кг;

удельная объемная активность: Аү = А/У, где V - объем образца. Единица измерения в СИ Ау- Бк/м³ или Бк/л - для жидких сред;

поверхностная активность: А_S = А/S, где S - площадь поверхности. Единица измерения в СИ Бк/м².

Поверхностная активность используется в системе радиационной безопасности для оценки загрязненности территории. Удельные массовую и объемную активности применяют при нормировании содержания радионуклидов в продуктах питания и питьевой воде.

Дозы излучения, их характеристики и единицы измерения. Каждый радионуклид испускает определенное излучение с характерной энергией.

Повреждения, вызванные в живом организме излучением, будут тем больше, чем больше энергии излучёния передается тканям. Количество переданной организму энергии называется дозой.

Воздействие на объект оказывает та часть излучения, которая поглотилась в нем. Поэтому приходится учитывать как внешнее, так и внутреннее облучение. Радиоактивность попадает с пищей, водой, вдыхаемым воздухом, во время диагностических процедур. При этом в органической ткани поглощаются даже короткопробежные частицы, которые необходимо учитывать наряду с γ-квантами. Поэтому вводится величина D, называемая поглощенной дозой.

Поглощенная доза (D) - это количество энергии, поглощенной облучаемым веществом и рассчитанной на единицу массы этого вещества. Поглощенная доза равна отношению средней энергии dЕ, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе т вещества в этом объеме:

D = dЕ/m,

где dЕ - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме массы т.

Поглощенная доза используется для оценки всех видов радиоактивных излучений и их смеси; энергию можно мерить для всех агрегатных состояний веществ, т.е. в любой среде.

Единица поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) - грей (Гр). Единица названа по имени Луи Гарольда Грея - лауреата премии имени Рентгена, радиобиолога, давшего начало дозиметрии. При дозе в 1 Гр в каждом кило- грамме вещества поглощается энергия, равная 1 джоулю (Дж), или 1 Дж • кг^-1; 1 Дж соответствует 0,239 калориям, или 6,25 • 10¹⁸ электрон-вольт, или 1 • 10⁵ эрг.

Для оценки поглощенной дозы используется также внесистемная единица - рад; 1 рад =100 эрг/г и, следовательно, 1 Грей = 100 рад.

Мощность поглощенной дозы Г) - это отношение приращения dD поглощенной дозы за малый промежуток времени к его длительности dt

 

 

Единица мощности поглощенной дозы в СИ - грей на секунду (Гр/с). Мощность поглощенной дозы измеряется также во внесистемных единицах: мкГр/ч, Гр/сут, рад/с и др.

Поглощенная доза излучения определяет нагрев вещества, возбуждение и ионизацию его атомов и молекул, другие физические, химические и биохимические процессы, происходящие в веществе при облучении.

Понятие поглощенной дозы применимо при количественной оценке воздействия любых видов ионизирующего излучения на любое вещество, а также на живые организмы животного и растительного происхождения.

Доза в органе или ткани (О_т) - средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела:

 

 

где m - масса органа или ткани; D - поглощенная доза в элементе массы dт.

В лучевой терапии часто используют понятие интегральной дозы, т.е. энергии, суммарно поглощенной во всем объеме объекта (при локальном облучении). Интегральная доза измеряется в джоулях; 1 Дж = 10⁵ рад • г; 1 рад • г = 10^-5 Дж.

Поглощенная доза не учитывает пространственного распределения поглощенной энергии. Особенности радиационного воздействия различных ионизирующих излучений на биологическую ткань позволяет учитывать эквивалентная доза.

По определению эквивалентная доза излучения Н представляет собой поглощенную дозу, умноженную на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткань организма:

Н = W_R • D

где W_R – взвешивающий коэффициент излучения (для различных сортов и энергий радиоактивного излучения); D - средняя поглощенная доза в органе или ткани.

Что же это за коэффициент W_R? Когда мы говорим об особенностях γ-, β-, α- излучения, то самым опасным является α-излучение, так как оно полностью останется и разрушит порядка 200 тыс. атомов, потому что обладает большой энергией, т.е. при одной и той же поглощенной дозе радиоактивное излучение вызывают неравнозначный биологический эффект. За эталон взято γ-излучение. К нему и относят взвешивающие коэффициенты (табл. 10).

Коэффициент отражает степень воздействия радиоактивного излучения на организм человека.

 

Таблица 10, Взвешивающий коэффициент для различных сортов и энергий радиоактивного излучения

 

Вид излучения	WR	Примечание
γ-фотоны любых энергий
β-электроны и мюоны любых энергий		Считают, что β так же опасно, как и у
α-частицы		α-излучение очень опасно, в 20 раз сильнее действует на биологический объект
Ядра, осколки деления		Имеют одну структуру
Нейтронное, в зависимости от энергии	5÷20	Вероятность взаимодействия имеет пик, резонансное влияние
Протоны

 

Например, если человек получил 1 • 10^-2 Гр, то при γ-излучении H = D = 1 • 10 ^-2 Гр, но если он подвергся α-излучению, то облучение будет в 20 раз сильнее, следовательно, чтобы компоненты дали одинаковый эффект, α-излучений должно быть в 20 раз меньше. В природе α-частицы излучает родон (газ распада урана). Если брать естественные источники, то 50% дает родон, который имеется везде. В разных странах вводятся нормы на родон ~50 Бк/м³. В Швейцарии (горная страна) в помещениях ~100 Бк/м³. Если взять горячую воду без вентиляции, то через 0,5 ч возрастет концентрация α-излучения с 15 Бк/м³ до 3000 Бк/м³. На первых этажах эта концентрация в 3 раза больше, чем на высоких, и т.д.

В системе СИ единица эквивалентной дозы 1 Зиверт (Зв) = = 1 • 1 Гр = 1 Дж/кг. Это для γ и β при W_R = 1, для α-излучения один Зв = 20 Гр, так как W_R = 20.

Внесистемная единица - 1 бэр (биологический эквивалент рентгена); 1 Зв = 100 бэр.

До 60-х гг. считали, что этого достаточно, но эквивалентная доза рассчитывается для «средней» ткани человека, без учета особенностей тканей. Дозы облучения приходится определять и для различных участков тела или органов (например, при лучевой терапии). Чтобы обеспечить сравнимость и привести неравномерное облучение тела к такой же оценке его последствий, как и при равномерном, вводится понятие эффективной эквивалентной дозы (Н_эф). Она определяется по формуле

 

Н_эф = Σ W_T • Н_i= W_T • Н_i + W_T • Н₂ +...,

 

 

где W_T - взвешивающий коэффициент для i-го органа (различный для различных органов и тканей человека); Н_i - эквивалентная доза, получаемая /-м органом человека, т.е. у человека исследуются различные органы по отдельности.

Величина Н_эф рассчитывается как сумма по всем органам.

Что такое взвешивающий коэффициент для тканей? Каждый орган или биологические ткани имеют свою радиочувствительность. В первую очередь поражаются красный костный мозг, половые железы. Напротив, нервная ткань очень устойчива к излучению. Учет радиочувствительности производят с помощью взвешивающих коэффициентов радиационного риска (W_T), позволяющих выровнять риск последствий облучения независимо от того, равномерно или неравномерно облучается тело.

Взвешивающие коэффициенты вводятся для 12 органов или тканей. Сумма всех взвешивающих коэффициентов для человека равна 1 (табл. 11).

Единицы измерения в системе СИ - 1 Зв, внесистемная единица измерения для эффективной эквивалентной дозы - 1 бэр (биологический эквивалент рентгена (рада)).

Для эффективной эквивалентной дозы Н_эф существуют нормы. Пределом среднегодовой эффективной дозы облучения населения за счет источников ионизирующего облучения (не включая естественный и техногенно измененный радиационный фон, а также медицинское облучение) установлена величина 1 мЗв.

 

Таблица 11. Взвешивающие коэффициенты радиационного риска

 

Ткань или орган	WT	Ткань или орган	WT
Гонады (органы размножения)	0,20	Печень	0,05
Костный мозг (красный)	0,12	Пищевод	0,05
Толстый кишечник	0,12	Щитовидная железа	0,05
Легкие	0,12	Кожа	0,01
Желудок	0,12	Клетки костных поверхностей	0,01
Мочевой пузырь	0,05	Остальное	0,05
Грудная железа	0,05	Весь организм	1,00

 

Природа переноса радионуклидов в пищевых цепях. Все радиоактивные вещества после поступления в окружающую среду могут в той или иной мере загрязнять пищевые продукты, становясь источниками внутреннего облучения человека и животных. Но в зависимости от физических и химических свойств радионуклидов и места поступления в окружающую среду содержание их в продуктах может меняться. Процессы перемещения радиоактивных веществ из окружающей среды в пищевые продукты обычно описываются как перенос радионуклидов через пищевые цепи.

Пищевые цепи, через которые радиоактивные вещества могут поступать в сельскохозяйственные растения на суше, существенно отличаются от пищевых цепей в водных средах. Процессы переноса радионуклидов в этих двух ситуациях изображены на рис. 3, 4.

 

Рис. 3 Пищевые цепи на суше: основные пути переноса

 

Если вещество выпадает на поверхность суши, то растения, потребляемые в пищу животными или человеком, могут загрязняться непосредственно в процессе выпадений. С другой стороны, выпавшие радиоактивные вещества могут попадать в почву и в конечном счете проникают в корни растений.

Природа пищевых цепей в воде сложнее (рис. 4).

Рис. 4. Пищевые цепи в воде

 

Радиоактивные вещества могут поглощаться водорослями или другими организмами, которые поедаются рыбой, потребляемой человеком. Кроме того, каждый участник водной пищевой цепи может поглощать радионуклиды из окружающей воды.

Для поступления радионуклидов из внешней среды в организм человека основной начальной ступенью экологического цикла является система почва - растение. Один из важнейших процессов, происходящих на этой ступени, - миграция радионуклидов, под которой понимают перемещение содержащихся в почве радионуклидов в вертикальном или горизонтальном направлении, а также перераспределение их между различными химическими соединениями.

Причинами миграции радионуклидов в вертикальном или горизонтальном направлении являются перенос их вместе с атмосферными осадками вглубь почвы, капиллярные явления, диффузия, перенос их по корневым системам растений, деятельность почвенных животных, хозяйственная деятельность человека.

На накопление радионуклидов всеми сельскохозяйственными культурами существенное влияние оказывают показатели почвенного плодородия. При повышении содержания гумуса в почве от 1 до 3,5% переход радионуклидов в растения снижается в 1,5-2 раза, а по мере повышения содержания в почве подвижных форм калия - от низкого (менее 100 мг К₂О на 1 кг почвы) до оптимального (200...300 мг/кг) - в 2-3 раза.

Поступление радионуклидов в культуры существенно зависит от гранулометрического состава почвы. На песчаных почвах переход радионуклидов в растения примерно вдвое выше, чем на суглинках, особенно при низкой обеспеченности почвы обменным калием.

Переход радионуклидов из почвы в растительную продукцию зависит от биологических особенностей возделываемых сельскохозяйственных культур. При одинаковой плотности загрязнения накопление цезия-137 в зерне озимой ржи в 10 раз ниже, чем в семенах ярового рапса, и в 24 раза ниже, чем в зерне люпина. Многократные различия по накоплению стронция- 90 наблюдаются у зерновых злаковых и зернобобовых культур.

Сельскохозяйственные животные, разводимые и выращиваемые на загрязненных территориях, являются важным переда- точным звеном на пути поступления радионуклидов в организм человека. Радиоактивные вещества поступают в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт в составе кормов, а при пастбищном содержании, кроме того, вместе с дерниной и частичками почвы.

Установлено (табл. 12), что стронций-90 практически полностью задерживается в скелете. Для цезия-137 характерно в основном равномерное распределение в организме, за исключением того, что в скелете концентрация радионуклидов примерно в 2-3 раза ниже, чем в мягких органах и тканях. Концентрация обоих радионуклидов во внутреннем жире и сале примерно в 20-30 раз ниже их концентрации в мясе.

 

Таблица 12. Концентрация радионуклидов в органах и тканях при хроническом поступлении с рационом (процент от суточного поступления активности с рационом животных на 1 кг массы)

 

Органы и ткани	Крупный рогатый скот	Свиньи
^,05г	^!37С8	^905г	^137С5
Мышцы	0,011	3,0	0,03	13,0
Печень	0,029	4,9	0,30	7,4
Легкие	0,028	4,2	0,63	5,7
Сердце	0,032	5,4	0,40	9,7
Почки	0,024	7,0	0,65	13,3
Скелет	4,32	0,9	115,5	2,4

 

Поведение радионуклидов в лесных экосистемах изучают с периода аварии на Чернобыльской АЭС по государственным программам многие институты и лаборатории Беларуси (Институт леса НАН Беларуси в Гомеле, Институт экспериментальной ботаники НАН Беларуси в Минске), Российской Федерации, Украины. При этом большое внимание уделяется загрязнению грибов, ягод и лекарственного сырья.

Грибы характеризуются большим накоплением радионуклидов, чем высшие растения. Установлено, что они обладают различной способностью к накоплению цезия-137. По этому признаку все съедобные грибы можно разделять на четыре группы:

аккумуляторы радиоцезия (К_п = 100 • 10^-3 м²/кг): грибы польские, маслята осенние, свинушки, моховики желто-бурые, курочки кольчатые, горькуши, говорушки, рыжики;

грибы, сильно накапливающие радионуклиды: подгруздок черный, лисичка желтая, волнушка розовая, груздь черный, зеленка, подберезовик;

грибы, средненакапливающие радионуклиды (К_п = = (10...50) • 10^-3 м²/кг): белый гриб, подзеленка, сыроежка обыкновенная, подосиновик, рядовка;

грибы, слабонакапливающие радионуклиды (К_п = 5 • 10^-3 м²/кг), или дискриминаторы радионуклидов: опенки осенние, строчки обыкновенные, рядовки фиолетовые, шампиньоны летние, многие виды сыроежек (цельная и буреющая), опенок зимний, вешенки.

Среди ягод особенно связывают радиацию черника, клюква, брусника, голубика; наименьшее загрязнение имеют ягоды рябины, земляники, малины.

Институтом зоологии НАН Беларуси проведены исследования по накоплению радионуклидов рыбами бассейнов рек Припяти, Днепра, Сожа, Немана, ряда рыбхозов и рыбокомбинатов Гомельской, Брестской, Могилевской областей. У хищных видов рыб (окунь, щука) содержание радионуклидов более высокое, чем у мирных (лещ, плотва).

При исследовании водоплавающей птицы в Беларуси после аварии на ЧАЭС установлено, что наибольшему загрязнению радионуклидами подверглись водоплавающие птицы основных видов массовой летне-осенней охоты: кряква, чирок-свистунок, чирок-трескунок и лысуха. Птицы других эколого-системных групп накапливали радионуклиды в меньшей степени.

Пути снижения уровня содержания радионуклидов в продуктах питания. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС остро встала проблема снижения внутреннего облучения на- селения вследствие употребления загрязненных радионуклидами продуктов питания растительного и животного происхождения.

Основными приемами снижения поступления радионуклидов в растениеводческую продукцию являются:

переспециализация сельскохозяйственного производства на основе подбора культур с разными коэффициентами накопления радионуклидов в растениеводческой продукции;

применение специальных приемов обработки почвы, известкование кислых почв, применение удобрений;

регулирование водного режима почвы.

В системе мероприятий по снижению концентрации радионуклидов в продукции животноводства выделяют следующие мероприятия:

снижение содержания радионуклидов при производстве кормов;

изменение условий содержания и рационов кормления крупного рогатого скота;

введение в рацион специальных добавок, снижающих переход радионуклидов в продукты животноводства;

технологическая переработка продуктов животноводства;

перепрофилирование отраслей животноводства (замена молочного скотоводства на мясное или скотоводства на свиноводство, птицеводство и т.д.).

Для снижения радиоактивного загрязнения молока и мяса крупного рогатого скота используются цезий связующие болюсы (смесь сернокислого бария, ферроцина (5% КҒе[Ғе(СN)₆] + + 95%Ғе₄[Ғе(СN)₆]₃), воска), вводимые в пищеварительный тракт (рубец) животных. Препарат может использоваться также как добавка к комбикорму (концентрация 0,6%) или в виде солилизунца (брикеты с ферроцином в концентрации 10%).

В основу защитных мер лесного хозяйства положены требования «Руководства по ведению лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения». Проведение защитных мер направлено:

на усиление экологической роли леса как биогеохимического барьера, препятствующего выносу радионуклидов за пределы загрязненной территории;

предотвращение гибели лесов от пожара, вредителей и болезней;

обеспечение радиационной безопасности работающих в лесу, населения и потребителей продукции.

Для снижения поступления радиоактивных веществ внутрь организма с продуктами питания следует выполнять ряд нижеследующих санитарно-гигиенических требований.

Предварительно овощи и фрукты необходимо очистить от загрязнения. У капусты, лука и чеснока необходимо удалить верхние, наиболее загрязненные листья (3-4). Затем продукты должны быть тщательно промыты проточной водой. Особенно тщательно следует очищать участки поверхности овощей и фруктов, имеющие трещины, повреждения. Огородные культуры, не требующие кулинарной обработки, необходимо тщательно мыть под проточной водой, снимая кожуру на 3-5 мм. Тушение очищенной моркови позволяет снизить в ней содержание цезия-137 на 50%, а очищенной свеклы - до 30%.

Засолка овощей и фруктов уменьшает количество радиоцезия на 30-40% в связи с частичиым переходом его в рассол. Консервирование снижает содержание цезия-137 в шпинате и капусте до 20%, тушение помидор - до 50%, очистка, промывка, кипячение лука - до 50%, соление, маринование огурцов-до 15%.

Картофель, не являясь накопителем радионуклидов, может внести вклад в дозу человека в связи с большой долей в рационе питания. Перед очисткой картофель тщательно должен быть вымыт от земли, после снятия кожуры на 3...5 мм его также следует тщательно вымыть, поменять воду и повторить замену воды через 10...15 мин варки. Это позволит уменьшить концентрацию радионуклидов вдвое. Вымачивание картофеля в течение 3-4 ч в слегка подсоленной воде позволяет снизить до 40% радионуклидов.

Запрещается употребление грибов и лесных ягод, собранных на загрязненных территориях, без радиологического контроля. При превышении норм радиационной загрязненности грибов менее чем в 2 раза возможна их кулинарная обработка и дальнейшее употребление. Свежие грибы необходимо очистить, промыть в проточной воде или в большом количестве подсоленной воды, а затем варить в течение 25-60 мин с промежуточным сливом воды. Так можно снизить содержание радионуклидов в 10 раз.

Содержание радионуклидов в молоке (основную долю занимает радиоцезий) существенно зависит от кормов животных. Если невозможно перевести животное на чистые корма и получить чистую продукцию, то молоко необходимо перерабатывать на молочные продукты.

Так, при сепарировании молока около 85% радионуклидов переходит в обезжиренное молоко, а в сливках 20%-ной жирности находится около 15% радионуклидов. В ходе дальнейшей переработки сливок для получения сливочного масла большая часть оставшихся стронция-90 и цезия-137 удаляется в сыворотку и пахту, а в масле обнаруживается, соответственно, 1,3 и 2,3% от исходного количества радионуклидов в молоке. Топленое масло практически не содержит радионуклидов.

Переход радионуклидов из загрязненного молока в молочные продукты представлен в табл. 13.

 

Таблица 13. Переход радионуклидов из молока в молочные продукты

 

Вид продукции	КП^*молоко-продукт	Вид продукции	КП^*молоко-продукт
^90Sr	^137СS	^90Sr	^137 СS
Сливки (20%-я жирность)	0,78	0,60	Творог обезжиренный	0,7	0,8
Сливочное масло	0,09	0,12	Сыры твердые	5,8	0,5
Масло топленое		0,01	Сыры мягкие	4,0	0,7
* Отношение концентрации радионуклида (Бк/кг) в продукции к концентрации радионуклида в молоке.

 

В мясе и мясопродуктах в основном накапливаются радионуклиды цезия-137. Перед кулинарной обработкой мясных продуктов следует удалить из мясного сырья загрязненные участки соединительной ткани, тщательно вымыть под проточной водой. Также рекомендуется вымачивать мясо в течение 2 ч в подсоленной холодной воде, лучше проточной. Необходимо сливать отвар после 10-минутного кипячения, что позволит уменьшить концентрацию радионуклидов на 50-80%.

Установлено, что жиры удерживают меньше радионуклидов, чем другие продукты животноводства. При перетопке в жир переходит только до 5% цезия-137.

Особенно опасно потребление мяса диких животных, обитающих в зоне отселения (кабана, лося), из-за большой загрязненности радионуклидами.

Свежую рыбу следует очистить от чешуи, удалить внутренности. У донных рыб (сом, линь, щука) необходимо удалить хребет, а у крупных и донных - голову. Затем рыбу разрезать на куски и вымочить в течение 10-15 ч, периодически меняя воду, что приведет к уменьшению радионуклидов цезия на 70-75%.

При употреблении куриных яиц следует учитывать, что основная часть радионуклидов стронция-90 находится в скорлупе. В связи с этим не рекомендуется варить яйца во избежание перехода радионуклидов во внутренние части яйца. Перед употреблением яйца следует хорошо вымыть.

Содержание радионуклидов в пищевых продуктах может быть снижено, например, при технологической переработке зерна. Так, в процессе переработки зерна в муку и крупу содержание радионуклидов в сравнении с содержанием их в исходном сырье снижается в 1,2-2,5 раза. Значительная часть радионуклидов удаляется с отрубями, так как зерновые оболочки накапливают радионуклиды в большей степени, чем эндосперм зерна.

Таким образом, технологической и тщательной кулинарной обработкой продуктов питания можно достичь некоторого снижения в них содержания радионуклидов.

Рациональное питание в условиях радиационного фактора. При разрушении веществ в организме происходит окисление сложных органических веществ, входящих в состав тканей, и выделение при этом энергии, необходимой для мышечной работы организма, поддержания на определенном уровне температуры тела и других жизненно необходимых процессов. Эта же энергия, освобождаемая во время разрушения, необходима и для обеспечения процессов воссоздания, во время которых происходит образование из простых органических соединений сложных, обладающих большим запасом энергии. Этот процесс называется обменом веществ в организме. Он является основой всех физиологических функций организма, к которым относятся дыхание, кровообращение, пищеварение, нервная деятельность и т.д. Эти проявления деятельности организма находятся под регулирующим влиянием нервной системы. Процессы жизнедеятельности организма тесно зависят от питания человека. Таким образом, питание является важнейшим факто- ром внешней среды, воздействующим на состояние организма и его развитие. Для правильной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы питание было рациональным, правильным, физиологически полноценным. Это означает, что пища как по количественному, так и по качественному составу должна отвечать физиологическим требованиям организма.

Существует два основных принципа защиты человека от радиации и загрязнения, связанные с приемом пищи:

принцип оптимального здоровья, который заключается в насыщении клеток полезными веществами, необходимыми для предупреждения накопления радиоактивных элементов;

принцип исключения вредных продуктов питания, которые могут способствовать поглощению радиации.

Хороший защитный эффект от последст