Радіоактивне зараження продовольчої сировини , готової продукції і води

Радіаційне зараження є найнебезпечнішим за наслідками аварії на АЕС з викидом в атмосферу радіоактивних речовин, внаслідок яких має місце довгострокове радіоактивне забруднення місцевості на величезних площах.

Найбільшою за масштабами забруднення навколишнього середовища є аварія, яка сталася 1986р. на Чорнобильській АЕС. Внаслідок грубих порушень правил експлуатації та помилкових дій 1986 рік став для людства роком вступу в епоху ядерної біди.

За оцінками спеціалістів сумарне радіоактивнезабруднення еквівалентне випадінню радіо актив-них речовин від вибуху декількох десятків таких атомних бомб, які були скинуті над Хіросімою.

Як нам відомо при ядерному викиді виникає 5 вражаючих факторів:

Розглянемо, як же ці вражаючі фактори впливають на продовольчу сировину, напівфабрикати і готову продукцію підприємств харчової промисловості.

Так, наприклад, ударна хвиля може повністю або частково зруйнувати приміщення, тару, в яких знаходиться сировина, напівфабрикати і готова продукція, змішати їх з ґрунтом і уламками, перетворивши, таким чином у непридатний стан.

Світлове випромінювання може викликати загоряння сховищ, продовольчих приміщень, а разом з ними сировини, напівфабрикатів, готової продукції.

Проникаюча радіація викликає наведену радіацію в продуктах харчування, що призводить їх у непридатний стан.

Це відбувається у наслідок того, що ізотопи ряду хімічних елементів, які входять у склад продуктів харчування, захоплюють нейрон і перетворюються в радіоактивні елементи. Так, наприклад, натрій-23, захоплюючи нейрон, перетворюється у натрій -24 з періодом Т_1/2 =15 год.

У продуктах, які містять натрій, кальцій, магній, фосфор, може виникати значна радіація. До продуктів, які містять ці елементи, в першу чергу слід віднести молочні, рибні продукти, різні соління, бобові, гречані крупи тощо. У США було проведено дослідження впливу ядерного вибуху на 100 різноманітних видів продуктів харчування. З цією метою на різних відстанях (від 300 до 4500 м) від місця вибуху ядерного заряду з тротиловим еквівалентом 30 кг, було розміщено близько 15000 т різноманітних продуктів харчування, упакованих у різноманітну тару.

У результаті випробування було встановлено, що у 23-х продуктах вміст радіоактивного фосфору перевищено допустимі норми навіть через 15 діб. Із них найбільше враженими виявився молочний порошок, сир, боби, сіль. Усі продукти, які містили сіль, на протязі довгого часу зберігали радіоактивність.

Радіоактивність набувають не тільки продукти, але і тара. Так, наприклад, більшу радіоактивність набули скляні пляшки, але радіація через скло на продукцію не передавалась. Продукти, які знаходилися у поліетиленових мішках стали радіоактивними, тоді як сама тара не набула радіоактивності.

Радіоактивне зараження - це безпосереднє влучення РР у сировину, напівфабрикати, готову продукцію і воду. Воно є найбільш небезпечним видом зараження. На відміну від ПР радіоактивне зараження може впливати довгий час (десятки років), при цьому у випадку на АЕС утворюється досить значний район зараження.

Сировина, напівфабрикати, готова продукція і вода забруднюються радіоактивними речовинами наступними шляхами:

- контактним (зіткнення із забрудненими поверхнями);

Аерозольне зараження - це проникнення радіоактивного пилу у виробничі, складські приміщення і транспорт, який перевозить сировину і готову продукцію, через нещільності конструкції, щілини, тріщини, з наступним осіданням на ТО, сировині, напівфабрикатах і готовій продукції приводячи їх у непридатний стан.

Зараження завжди відбувається з поверхні, при цьому РР проникає на різну глибину, в залежності від пористості і агрегатного стану сировини, напівфабрикатів і готової продукції.

Орієнтовна глибина проникнення РР показана у таблиці:

Зараження води відбувається унаслідок попадання РР у відкриті водойми. Радіоактивні частинки утворюють суспензії у воді, частина осідає на дно, а частина розчиняється, заражаючи водойми на всю глибину. Найбільш схильні до радіоактивного зараження озера, ставки, річки з повільною течією, дощові і талі води. Зараження повноводних рік виключається, так як в них практично не може бути створена висока концентрація РР. Краще захищені підземні водойми, вода артезіанських колодязів, і також вода міських і промислових водоводів.

Контактне зараження можливе у випадку перевезення сировини і готової продукції на забрудненому транспорті, при переробці сировини на забрудненому технологічному обладнанні і при пакуванні готової продукції в забруднену тару.

Біологічний шлях забруднення – природня міграція радіонуклідів у біосфері. В результаті випадіння радіоактивних речовин у повітря, ґрунт, рослинність, воду у відкритих водоймах, сільськогосподарські продукти стають забрудненими.

Радіоактивні речовини включаються в процеси радіоактивної циркуляції і обміну речовин, які відбуваються у біосфері. РР, які потрапили у організм тварин і птахів, довгий час зберігаються у кістках, м’язах, внутрішніх органах. М’ясо, отримане від таких тварин і птахів, заражене РР по всій масі (структурне забруднення).

Таким чином зараження продуктів рослинного і тваринного походження біологічним шляхом - це попадання РР в середину організму тварин і птахів з кормом, водою, повітрям, а в харчову сировину рослинного походження через кореневі системи і листя.

Під час аварії на ЧАЕС утворилось більше 60 радіонуклідів. Із них найбільшу небезпеку становлять стронцій-90 і цезій-137. На долю стронція-90 і цезія-137 прийшлося приблизно 3 % усієї маси викинутої радіоактивності. Однак, внесок їх у променеве ураження досить суттєвий, зумовлений рядом особливостей цих елементів.

По-перше, вони мають відносно високу енергію випромінювання і більший період напіврозпаду (28 і 30 років). При цьому стронцій-90 має високу, а цезій-137 середню радіотоксичність.

По-друге, вони дуже добре розчиняються у воді і рідинах організму, що полегшує проникнення їх в організм з їжею і водою.

По-третє, у силу своїх хімічних властивостей вони особливо легко включаються в обмін речовин, в біологічні структури.

Цезій хімічно близький до калію, атоми якого в організмі всюдисущі. Він подібно калію розповсюджується дуже швидко і рівномірно по всьому організму.

Стронцій по своїм властивостям дуже близький до кальцію, який подібно калію всюдисущій і присутній у кожній клітині нашого тіла.

Кальцій поряд з фосфором являють собою основний будівельний і структурний матеріал кісткової тканини. Стронцій, який потрапляє в організм накопичується у кістках, поступово включаючись у їх структуру. Близькість до калію і кальцію полегшує включення стронцію-90 і цезію-137 у біологічний кругообіг речовин не тільки в організмі людини, але і в біосфері в цілому.

Включаючись у кругообіг речовин, ці радіонукліди потім можуть потрапляти в наш організм вторинно, з харчовими продуктами, просуваючись по харчовим ланцюгам. Чим довший ланцюг, чим більше в ньому ланок, тим більшої концентрації можуть досягати нукліди, бо живі організми поступово їх накопичують.

Перша, найбільш коротка ланка: ґрунт - злакові культури - людина.

Друга ланка: ґрунт - рослинність - корова - молоко - людина.

Третя ланка: ґрунт - рослинність - травоїдні тварини - хижі тварини - людина.

Четверта ланка: морська (річкова) вода - фітопланктон - зоопланктон - молюски, рачки - риба - хижа риба - людина.

Таким чином, у результаті просування по харчовому ланцюгу концентрація радіонуклідів зростає. У випадку останнього ланцюга - на 4-5 порядків у порівнянні з концентрацією у морській воді.

Якщо врахувати, що цезій-137 і стронцій-90 - довгоживучі нукліди, то саме вони визначають і будуть визначати радіаційне становище на великих територіях, які зазнали радіоактивне зараження, на багато років вперед. Розглянемо шляхи потрапляння РР в організм людини.

У радіаційному ураженні рослин на відміну від людей і тварин головну роль грає β, а не γ - випромінювання. Це пояснюється тим, що β -частинки, маючи певну масу, сильніше поглинаються рослинами, які маючи за рахунок листя більшу поверхню безпосереднього контакту з частинками, перешкоджати чому практично неможливо. Внесок β-випромінювання в загальну поглинену рослинами дозу випромінювання в період інтенсивного випадіння радіонуклідів (повітряний шлях забруднення рослинності) може в 10 разів і більше перевищити внесок γ-випромінювання, виміряний дозиметричними приладами. Рослини найбільш чуттєві опромінення у ранні фази розвитку, коли страждають зони активності росту, тобто молоді клітини, які діляться.

В таблиці наведені дози одноразового γ-випромінювання, викликаючи загибель рослин, які знаходяться у найбільш радіо чуттєвих фазах вегетації.

Примітка - поглинена доза у 10 разів більша вказаної дози γ-опромінення у результаті дії β-частинок.

Впродовж кілька років (5-6) після аварії, коли стратосфера і тропосфера очищалася від радіоактивного пилу, в рослини надходили РР в основному з ґрунту.

Інтенсивність потрапляння РР з ґрунту в рослини тісно пов’язано з їх біологічною особливістю. Спостерігається відома аналогія у накопиченні ⁹⁰Sг і ¹³⁷Сs і їх хімічних аналогів. Рослини з високим вмістом кальцію накопичують більше ⁹⁰Sг, з високим вмістом калію — більше ¹³⁷Сs.

Найбільше засвоюють ⁹⁰Sг зернобобові (горох) і гречка,в яких накопичуються ⁹⁰Sг в 3-4 рази більше, ніж у зернах просу, кукурудзи, жита. Пшениця і овес займають проміжні положення. Забруднення зернових культур ⁹⁰Sг є більш небезпечним для здоров’я людей.

Овочі у більшості випадків надходять у їжу людини без переробки. Тому кількість радіонуклідів в них може цілком переходити в організм людини. Серед овочевих культур ⁹⁰Sгбільш за все накопичується у коренеплодах столового буряку і плодах огірків, трохи менше у качанах капусти, моркви, порівняно мало його у плодах томатів і бульбах картоплі. Слід відмітити, що в картоплі РР концентруються у зовнішній частині бульби, тобто ближче до шкірки. Із грибів більш за все набирають радіацію моховик, волнушка, маслюки.

Продукцію рослинництва, яка має високу ступінь поверхневого або структурного радіоактивного забруднення перероблюють. Отриманий із зернових культур і картоплі крохмаль у 50 разів, а спирт у 1000 разів чистіший початкового продукту, цукор у 50 разів чистіший цукрового буряку. Переробка олійних культур на олію шляхом екстракції дозволяє отримати практично у всіх випадках чисту продукцію. Коли варять картоплю у воду переходить 10 % цезію, а буряк - 6 %.

2. Другий шлях потрапляння РР в організм людини пов’язаний з вживанням молока. Встановлено, що з одним літром молока із організму корови виділяється 1% отриманого за добу ¹³¹I; 0,6 - 0,9 % ізотопів стронцію і барію, до 2 % ¹³⁷Сz.

При не заводському способі переробки коров’ячого молока видоєного після радіоактивного забруднення пасовища, радіоактивні речовини переходять у молочні продукти в різних кількостях: у масло вершкове - 2%, у пахту - 12%, сир - 21%, сироватку - 64% від радіоактивності молока.

При заводському виготовленні молочних продуктів 84-92 % РР цільного молока залишаються у сироватці, а в масло переходить від 1 до 3 % радіонуклідів, які майже відсутні в топленому маслі. В сметану і тверді сири - до 10 %, у сир - 20%.

3.Третій шлях потрапляння РР в організм людини пов’язаний з вживанням м’яса. Найбільш стійкі до дії іонізуючого випромінювання домашні птахи, приблизно в 2 рази. З яйцем із організму курей виводиться 40-60 % щоденного потрапляння ⁹⁰Sr. При цьому 96 % ізотопу міститься у шкарлупі, 3,5 % - у жовтку і 0,5 % у білку. Цезій -137 в основному міститься у білку, а йод -131 - у жовтку.

Так як біологічний період напіввиведення цезію у великого рогатої худоби і свиней не 140 діб, а всього лише 20-25 діб, то тварин за 1,5-2 місяці до забою переводять на годування чистими кормами. Отже, через 60-75 діб в організмі тварини залишається лише близько 12 % цезію. Свинина набирає РР менше, ніж яловичина у 10 разів.

Під час варіння м’яса в бульйон переходить 60 % РР. М'ясо кип’ятять 1-2 години, першу воду зливають після 20 хв. кип’ятіння. Потім заливають водою і варять.

В організмі, риб як і у ссавців, радіонукліди розподіляються вибірково. Критичним органом для стронцію-90 у риб є кістковий скелет, плавці, луска, тобто опорні тканини, які містять кальцій. Цезій-137 відкладається у м’язовій тканні і шкірі.

У кістках риб стронцію буде міститися в середньому у 3000 разів, у м’язах у 5 разів більше, ніж у воді. Цезію у м’язах у середньому в 9000 разів більше, ніж у воді.

Концентрація РР в рибах прісних водойм завжди вища, ніж у морських видів. Із прісноводних риб найбільше набирають радіацію в’юн, лин, сом. При концентрації стронцію у воді в межах від 2,1_*10¹²Ки/л до 2,1_*10¹⁰Ки/л у личинок і мальків розвивається потворність, а при концентрації 2,1*10^-9Ки/л починається загибель ікри у риб.

Кулінарна обробка риби знижує концентрацію в ній радіонуклідів несуттєво. Так, при проварюванні тріскове філе втрачає лише 15 % цезію і зберігає весь стронцій, а обсмажування навпаки, навіть підвищує концентрацію обох радіонуклідів (особливо стронцію) за рахунок зневоднення продукту. Вимочування риби у прісній або морській воді з метою зниження концентрації радіонуклідів також малоефективне. Необхідно рибу відварити, бульйон злити.

Якщо сумарну радіоактивність в організмі риб прийняти за 100%, то 65% її величини міститься у внутрішніх органах, 10,5% -у зябрах, 19 % - у плавцях, 3% - у м’язах і 2,5 % у кісках.

Ступінь забруднення об’єктів характеризується питомою активністю, тобто відношенням активності РР до одиниці поверхні, маси або об’єму (Кі/м³, Кі/кг, Кі/л.).

Зміст РР в одиниці об’єму або маси продуктів харчування називається концентрацією і вимірюється в Ки/л або Ки/кг.

Знання ступені зараження дозволяє оцінити шкідливий біологічний вплив радіоактивно заражених предметів і речовин при доторканні з ними людей (тварин) або попадання їх в середину організму.

Для продовольчої сировини, готової продукції і води, які потрапляють всередину організму, допустима ступінь зараження дається в одиницях питомої активності по β- і α- активних речовинах Ки/кг, Ки/л.

У природних умовах в багатьох продуктах харчування і питній воді містяться РР. Наприклад, в одному кг свіжої картоплі міститься близько 2,9*10^-9 Ки радіоактивного калію, а природна радіоактивність води складає 5*10^-11 Ки/л. Така їх природна радіоактивність не чинить шкідливого впливу на організм людини.

В 1991 році, у зв’язку з аварією на ЧАЕС, встановлені тимчасові допустимі рівні вмісту радіонуклідів цезію і стронцію в харчових продуктах і питній воді (ВДУ-91), які приведені у таблиці.

Якщо зараженість продуктів вища значень вказаних у таблиці, то необхідно утриматися від їх вживання до зниження радіоактивності до допустимих норм або провести знезараження.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: