Радиоактивное загрязнение 4 страница

Селен поступает в организм человека из почвы с продуктами растениеводства и животноводства, что определяет зависимость уровня обеспеченности микроэлементом от геохимических условий проживания. Содержание селена в продуктах питания городов России (с учетом привозных продуктов) колеблется в пределах (в мкг/кг): мука пшеничная – 80–600, мука ржаная – 6–70, крупы – 10–200, хлеб пшеничный и ржаной (в пересчете на сухую массу) – 60–400 и 50–300 соответственно, говядина – 100–100, колбасы – 60–200, цыплята – 200, рыба 150–450, морепродукты – 300–600, молоко сухое – 10–150, молоко цельное – 10–15, творог, сыры – 100–150, яйца – 100–250. Интересно, что накопителем селена является бледная поганка, очень много селена также в красном мухоморе. Овощи и фрукты содержат крайне мало селена и являются поэтому плохими источниками микроэлемента для человека. Отдельные органы животных (особенно печень, почки) могут накапливать микроэлемент в высоких концентрациях.

ПДК в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения – 0,001 мг/л.

Алюминий (Al) – элемент, который с недавних пор обнаруживает неприятные для человека свойства. Например, проведенные в Англии исследования показали наличие связи между содержанием алюминия в питьевой воде и болезнью Альцгеймера (дегенерация нервных клеток). Алюминий нашел широкое применение в технике и в быту. Поставщиками алюминия в организм человека является алюминевая посуда, если она контактирует с кислой или щелочной средой, причем содержание алюминия может увеличиться в продуктах почти два раза; вода, которая обогащается ионами алюминия при обработке ее сульфатом алюминия на очистительных станциях. Не следует злоупотреблять содержащими гидрооксид алюминия лекарствами (например, понижающими кислотность желудочного сока).

При нарушении деятельности почек происходит накапливание алюминия, сопровождающееся ростом хрупкости костей, развитием различных форм анемии, что связано с нарушением метаболизма кальция, магния, фосфора и фтора. Кроме того, были обнаружены и более грозные проявления токсичности алюминия: нарушения речи, провалы в памяти, нарушение ориентации. Все это позволяет приблизить «безобидный», считавшийся нетоксичным до недавнего времени алюминий, к «мрачной тройке» супертоксикантов: ртуть, свинец, кадмий.

Для определения алюминия может быть использована колориметрия с ауринтрикарбоновой кислотой, 8-оксихинолином, алюминоном или эриохромцианом. Однако в последнее время алюминий чаще всего определят методом атомной абсорбции. Подготовку пробы осуществляют только мокрым озолением.

Хром (Cr) часто относят к вероятно необходимым организму элементам. Его токсическое действие было установлено в 1826 г. Gmelin C.G. вскоре после открытия этого металла, а жизненно важная необходимость для животного организма доказана только в 1956–1957 гг. в опытах K.Schwarz и W.Mertz. Хром может защитить от клинически выраженного диабета, путем усиления способности организма регулировать содержание сахара в крови; создание запасов хрома может помочь в преодолении стресса и расщеплении избыточного жира. Безусловно доказана незаменимость трехвалентного хрома(содержание которого преобладает перед другими его формами в продуктах питания) в процессах обмена углеводов, липидов, утилизации глюкозы в организме. Хром усиливает эффект действия инсулина в периферических тканях организма человека. Дефицит хрома проявляется у подопытных животных угнетением роста и признаками нарушения обмена глюкозы, что приводит к развитию симптомов диабета.

С другой стороны хром известен как мутагенный и канцерогенный металл, что и обусловило его рассмотрение в разделе «Токсичниые элементы». Сам хром и его трехвалентные соединения малотоксичны. Неорганические соединения минимально проходят сквозь кишечный барьер и с трудом проникают в клетки, поэтому Cr (III) фактически нетоксичен и немутагенен. Хроматы в больших дозах токсичны. Наиболее ядовиты соединения шестивалентного хрома. Они характеризуются раздражающим и прижигающим действием на слизистые оболочки и кожу, вызывая их изъязвления. Хром, поступая через дыхательные пути и кожу, может накапливаться в печени, почках (повреждаются почечные канальца), эндокринных железах. В отличие от цинка и меди, хром очень медленно выводится из организма. При незначительных концентрациях хрома в воздухе возникает раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, что вызывает насморк, першение в горле, сухой кашель. При более высоких концентрациях могут появиться кровотечения из носа и даже разрушение носовой перегородки. Наряду со специфическим действием на слизистые оболочки соединения хрома обладают общетоксическим действием, поражая желудочно-кишечный тракт. Хронические отравления хромом сопровождаются головными болями, снижением массы тела, поражением почек. Организм приобретает большую склонность к воспалительным и язвенным изменениям желудочно-кишечного тракта и катаральному воспалению легких.

В растениях обнаруживается следующее количество хрома (мкг/кг): во фруктах – 0–200, овощах – 0–360, злаках – 10–520, в моло­ке – 10, мясопродуктах – 20–560, морепродуктах – 10–440. Суточное потребление хрома с пищей в США колеблется от 10 до 100 мкг. Усваивается он примерно на 10%. Этот элемент выделяется из организма преимущественно с мочой, хорошо накапливается в волосах, где его обычно содержится 2 мкг/г.

ПДК в воде, хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения – Cr³⁺ – 0,5 мг/л; Cr⁺⁶ – 0,05 мг/л.

Исследуют хром разнообразными физико-химическими и физическими методами: эмиссионная спектроскопия, атомная абсорбция, нейтронная активация, фотометрически с дифенилкарбазидом.

Олово (Sn) – элемент средней токсичности. Наблюдались случаи массового отравления при потреблении различных соков с содержанием олова 300–500 мг/кг. В консервированных продуктах, особенно в присутствии нитратов, содержание олова из-за жестяной коррозии при длительном хранении может достичь величины, опасной для здоровья.

В разделе «Минеральные вещеста» были рассмотрены важнейшие макро- и микроэлементы, потребность в них и отрицательное влияние на организм. Завершая рассмотрение токсичных элементов, представляется полезным указать причины дефицита и избытка как токсичных, так и жизненно необходимых и вероятно или условно необходимых макро- и микроэлементов.

Причины дефицита и избытка макро- и микроэлементов:

1. Прием очищенных, обработанных и консервированных пищевых продуктов, обработка и смягчение питьевой воды, употребление алкоголя.

2. Прием продуктов с дефицитом или избытком того или иного микроэлемента в зависимости характера земледелия и от того, на какой почве он произрастал. Беларусь – территория, эндемичная по йоду, селену и другим микроэлементам. Так, 50% территории Республики относится к биогеохимическому региону, в котором уровень селена ниже критического (0,1 мкг/кг), особенно Минская, Гродненская и Витебская области (0,05 мкг/кг). Кроме того, даже у мигрантов из других климатогеографических районов, прибывших на обучение в Беларусь, в первые 2–3 года происходит интенсивное снижение микроэлементов в биосредах (например, у студентов из стран Юго-Восточной Азии на 2–3 году обучения снижается на 20–70% содержание марганца, меди, серебра, кобальта). В настоящее время актуальными становятся проблемы влияния геохимической среды на организм человека и животных (промышленное загрязнение почв, воздуха и воды, использование удобрений). Тяжелые металлы являются основным активным ингридиентом в большинстве пестицидов из-за их действенности.

3. Напряжение – физическое или эмоциональное – может вызвать дефицит жизненно-необходимых макро-микроэлементов, а затем на фоне этого и накопление токсичных металлов.

4. Генетика и наследственность – предрасположенность к нарушению обмена микроэлементов. Обычные здоровые люди должны быть способны регулярно выводить из организма определенное количество этих токсичных элементов. Однако иногда организм оказывается настолько перегруженным ими, что уже не может сопротивляться. Некоторые люди биологически более уязвимы, тогда как другие оказываются более стойкими. Это генетический фактор. Сколько ртути или мышьяка, или чего-либо другого достаточно, чтобы отравить организм, зависит от уникальной биохимии каждого конкретного индивида.

5. Лечение ксенобиотиками, чужеродными для человека веществами (синтезированными химическими соединениями). Токсичные элементы присутствуют в некоторых вакцинах (ртуть и алюминий используются в качестве консервантов). Так, мочегонные средства вызывают дефицит калия, магния, кальция, избыток натрия; антациды, цитрамон содержат алюминий; аспирин, контрацептивы, антиаритмические препараты вызывают дисбаланс меди.

6. Тяжелые металлы являются важной составляющей в различных областях современных технологий. Тяжелые металлы присутствуют в амальгамовых пломбах («серебряная» пломба с растворимыми металлами содержит как минимум 50% ртути, 35% алюминия, серебро, олово и иногда медь); во многих антиперсперантах (алюминий); некоторых матрацах и огнезащитных пижамах (мышьяк и сурьма); водопроводной воде; и во многих видах рыбы. Мышьяк используется для предотвращения гниения изделий из дерева (зеленоватое дерево – это дерево, обработанное мышьяком). Если такая древесина используется вблизи садов, то выращенные там «здоровым методом» овощи могут содержать поразительное количество мышьяка. В табаке содержится значительное количество кадмия, в средствах для окрашивания волос присутствует никель.

7. Биологически активные добавки. Неконтролируемый прием большого количества того или иного элемента может вызвать макро- и микроэлементный дисбаланс. Существует большое количество биологически активных минорных компонентов пищи, которые, в отличие от основных нутриентов не восполняют энергетические затраты, а выступают катализаторами обменных процессов. Поэтому прием пищевых добавок должен быть согласован с врачом!

Контрольные вопросы:

1. Какова основа токсического действия металлов на организм человека?

2. Каковы источники и пути попадания токсичных металлов в продукты питания?

3. Какие металлы являются наиболее опасными для организма человека? Характеризуйте эти металлы по следующим пунктам:биологическое воздействие на организм, кумулятивность, ПДК в воде и продуктах питания, реальное содержание в продуктах питания.

4. Какие методы используются для определения содержания отдельных токсичных металлов?

Источники радиоактивности, как и другие загрязнители, являются компонентами пищевых цепей: атмосфера-ветер-дождь-почва-растения-животные-человек. Анализируя данные о взаимодействии радионуклидов с компонентами природной среды и организмом человека, необходимо отметить следующее. Радионуклиды естественного происхождения (³H, ⁷Be, ¹⁴C, ²²Na, ²⁴Na, ⁴⁰K, ²³⁸U, ²³²Th) постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой природы, начиная с момента образования нашей планеты. При этом радиационный фон в различных регионах Земли может отличаться в 10 и более раз.

В результате производственной деятельности человека, связанной с добычей полезных ископаемых, сжиганием органического топлива, созданием минеральных удобрений и т.п., произошло обогащение атмосферы естественными радионуклидами, причем естественный радиационный фон постоянно меняется.

С момента овладения человеком ядерной энергией в биосферу начали поступать радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия. Таким образом, встал вопрос об искусственных радионуклидах и особенностях их влияния на организм человека. Среди радионуклидов искусственного происхождения выделяют 21 наиболее распространенный, 8 из которых составляют основную дозу внутреннего облучения населения: ¹⁴C, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁸⁹Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ¹³¹I, ⁹⁵Zr.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС были выброшены в атмосферу продукты деления, благородные газы, реакторное топливо, графит. Более тяжелые вещества выпали вблизи самой АЭС, а легкие продукты деления в виде радиоактивных облаков были отнесены на север и запад. Самые легкие вещества были подняты на высоту более 1 км, достигли Скандинавских стран и включились в глобальную циркуляцию атмосферы. Общее количество выброшенного радиоцезия составило 140Ч 10¹⁵ Бк, а йода-131 – 2Ч 10¹⁸ Бк.

Около 70% радиоактивных веществ, выброшенных из разрушенного реактора в атмосферу, выпало на территорию Беларуси. При этом 23% территории Республики Беларусь (46,5 тыс. км²) с 3668 населенными пунктами оказалось загрязненной цезием-137 более 37 кБк/м².

В ядерном реакторе при делении ядерного горючего накапливается большое количество изотопов с массами 80–150 и 130–150 единиц. Из всех изотопов особое внимание следует уделить йоду-131, цезию-134, 137, стронцию-90 и плутонию-239. Радиоактивные йод, цезий и стронций растворимы в воде и могут участвовать в пищевой цепочке человека. Йод-131 имеет период полураспада 8,05 дней, цезий-134 – 2,06 года, цезий-137 – 30 лет, стронций – 29,12 года, плутоний – 24390 лет. Активность радиоактивных изотопов за 10 периодов уменьшается в 1000 раз, до безопасных пределов.

После аварийного выброса значительная часть радионуклидов аккумулировалась в верхнем слое почвы и теперь почва представляет собой главный источник поступления радионуклидов в сельхозпродукцию. Радиоактивное загрязнение экосистемы в сочетании с выбросом свинца и нитратами создало условия, при которых на протяжении многих десятилетий невозможно нормальное ведение сельскохозяйственного производства и лесного хозяйства.

При оценке радиоэкологических последствий Чернобыльской катастрофы основополагающими факторами являются следующие обстоятельства: цезий-137 продолжает оставаться в корнеобитаемом слое растений, а следовательно, будет долго потенциально доступен для них; стронций-90 наполовину перешел в свободную форму, стал легко доступен для растений и в большей степени способен включаться в пищевые цепочки, поступать в организм людей и накапливаться там, увеличивая риск для здоровья. Стронций-90 мигрирует по пищевым цепям и накапливается в костной ткани человека. Отложившийся в костной ткани стронций-90 подвергает хроническому облучению костный мозг и органы кровотворения.

Дети являются критической группой при оценке последствий облучения, поскольку обладают большей радиочувствительностью, как растущие организмы, а особенности их обменных процессов и структура питания создают условия для накопления значительных количеств цезия-137 в их организме и получения более высоких доз облучения, чем у взрослых. Основным источником такого недопустимо высокого накопления радионуклидов в организме детей является потребление местных продуктов питания, содержащих цезий-137 выше допустимых уровней (детское питание всех видов более 37 Бк/кг,л).

Облучение нарушает химические, биохимические процессы, происходящие в клетках; разрушает клеточные мембраны. Одновременно возможны все виды мутаций: геномные, хромосомные, генные.

При облучении в организме наблюдается снижение общего содержания липидов, их перераспределение между различными тканями с увеличением уровня в крови и печени. Кроме того, наблюдается угнетение ряда антиоксидантов, что в свою очередь способствует образованию токсичных гидроперекисей.

Важнейшим фактором предотвращения накопления радионуклидов в организме людей является питание. Это и употребление в пищу определенных продуктов и их отдельных компонентов. Особенно это касается защиты организма от долгоживущих радионуклидов, которые способны мигрировать по пищевым цепям, накапливаться в органах и тканях, подвергать хроническому облучению костный мозг, костную ткань и т.п. Установлено, что обогащение рациона рыбой, кальцием, фтором, витаминами А, Е, С, которые являются антиоксидантами, а также неусвояемыми углеводами (пектин) способствует снижению риска онкологических заболеваний.

Для лиц, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, целесообразно включение в рацион питания продуктов с повышенным содержанием белков, продуктов и пищевых добавок, содержащих альгинаты, пектины и пищевые волокна, лакто- и бифидобактерии. Рацион должен быть обогащен кальцием и калием и дополнен специальными витаминно-минеральными пищевыми добавками.

Эффективной мерой радиационной защиты детей является обеспечение их чистыми продуктами питания. Высокую эффективность по ускоренному выведению радионуклидов, тяжелых металлов, нитратов из организма человека показало применение пищевых добавок – пектиновых препаратов, изготовленных в Украине («Яблопект»), Германии («Медетопект»), США («Спирулина») с комплексом поливитаминов и микроэлементов. Имеется разрешение Минздрава РБ на применение пектиновых препаратов в качестве пищевых добавок.

Известно, что последствия воздействия ионизирующей радиации на организм человека определяется суммарной дозой облучения, полученной с момента аварии на ЧАЭС до настоящего времени. Масштабы последствий облучения можно уменьшить только минимизацией коллективной дозы облучения за счет мер радиационной защиты.

Правительственная комиссия СССР по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС установила Временные нормативы по дозовым нагрузкам: 1986–1987 гг. – 100 мЗв/год, 1988 г. – 30 мЗв/год, 1989–1990 гг. – 25 мЗв/год (50% – внешнее облучение, 50% – внутреннее облучение). Исходя из этих пределов доз с учетом рационов питания Минздравом СССР, а затем и Минздравом Беларуси устанавливались временные допустимые уровни (ВДУ-86, ВДУ-88) и республиканские допустимые уровни (РКУ-90, РДУ-92 и РДУ-96) содержания радионуклидов в продуктах питания. Временные допустимые уровни 1986 г допускали содержание цезия-137 в продуктах питания в среднем в 5 раз выше, чем ВДУ-88 (в питьевой воде и жирах – в 20 раз). Законом РБ «О социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на Чернобыльской АЭС» 1990 года был установлен дозовый предел для населения – 1 мЗв/год.

Спустя 20 лет после аварии на ЧАЭС основной вклад в дозовые нагрузки населения (80–90%) составляют радионуклиды цезия-137, поступающие с продуктами питания. Главную дозовую нагрузку (>80%) население получает за счет потребления продуктов питания местного производства, растительного и животного происхождения (мясо и молоко), которые входят в повседневный рацион питания (особенно у детей).

Для обеспечения выполнения требований Закона РБ (1 мЗв/год) целесообразно проведение защитных мероприятий для снижения фактического содержания цезия-137 в молоке до 74 Бк/л, в свинине, птице, рыбе – до 185 Бк/кг, в картофеле и корнеплодах – до 74 Бк/кг, в овощах, бахчевых – до 74 Бк/кг, в фруктах, ягодах садовых и дикорастущих - до 74 Бк/кг.

Существует также мнение, что с учетом установленного допустимого уровня содержания цезия-137 в детских продуктах питания (37 Бк/кг) и фактического рациона питания детей садового и школьного возраста (данные НИИ санитарии и гигиены Минздрава РБ) дозовый предел для детей должен быть установлен не более 0,3 мЗв/год.

В соответствии с Законом Беларуси «О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской катастрофы» в республике создана сеть государственного радиационного контроля продуктов питания. Во всех министерствах, выпускающих продукты питания, созданы радиологические службы на всех предприятиях, продукция получает радиационный сертификат. Наиболее действенная служба создана Минсельхозпродом на всех мясокомбинатах, хлебокомбинатах, молокозаводах, масло-сыр-заводах, предприятиях переработки овощей и фруктов. Аналогичные службы радиационного контроля созданы в Белкоопсоюзе, Минлесхозе и др. Областные и районные санэпидемслужбы Минздрава РБ ведут выборочный радиационный контроль продуктов питания в общественном производстве и должны обеспечивать представительный и достоверный контроль продуктов у населения. В этом же Законе РБ предусмотрено и создание местных центров радиационного контроля (МЦРК) продуктов питания у населения.

В настоящих условиях особое значение приобретает приоритетность и концентрирование усилий по радиационной защите населения. Принятие эффективных, экономных и реалистических решений по уменьшению дозовых нагрузок возможно только тогда, когда лица, принимающие решения, имеют адекватную информацию о радиационной ситуации, о радиационной гигиене и способах защиты. При этом наиболее важные решения должны приниматься на уровне села, семьи, отдельного человека. Многочисленные данные свидетельствуют, что население способно защитить себя от значительной доли радиации. В связи с этим, необходимо знать какие культуры и как накапливают радионуклиды, а также быть осведомленным о путях снижения содержания радионуклидов в продуктиах питания. Этими вопросами активно занимается целый ряд исследовательских лабораторий на территории РБ и СНГ.

По степени накопления радионуклидов овощные культуры располагаются в следующем возрастающем порядке: капуста, огурцы, кабачки, томаты, лук, перец сладкий, чеснок, салат, картофель, морковь, свекла, редька, редис, горох, бобы, фасоль, щавель. Из плодово-ягодных культур в большей степени подвержены радиоактивному загрязнению красная и черная смородина, крыжовник, в меньшей степени – земляника садовая, клубника, малина, яблоки, груши, вишня, слива, черешня.

В вареном мясе (говядина, свинина, баранина и др.) остается 40% радионуклидов от содержащихся их в исходном свежем мясе. В бульоне остается до 60% от содержащегося в исходном мясе цезия-137.

Соли радиоцезия имеют тенденцию оставаться в водной фазе. Поэтому переработка молока является эффективным способом снижения содержания радионуклидов в конечных молочных продуктах. В исследованиях установлено, что радионуклиды цезия и стронция не связаны с жировой фазой молока. Отсюда, перерабатывая молоко на жирные молочные продукты (сливки, масло), можно существенно снизить поступление радионуклидов в пищевую цепочку.

При переработке молока на сливки переход цезия-137 составляет 4,5–10% (среднее – 7,5%), на масло – 0,2–1,0% (среднее – 0,5%). При сепарировании молока в сливки даже в производственных условиях переходило до 10% цезия-137 и 2,7–5,2% стронция-90. Получение на сепараторе из молока сливок и последующее разбавление их чистой кипяченой водой – эффективный способ уменьшения содержания цезия-137 в детских продуктах питания. В пахте при этом остается 95% цезия-137 и 93% стронция-90 и такой продукт надо исключать из откорма свиней, птицы.

При переработке молока в сыры содержание цезия-137 снижается при сычужном сбраживании до 1–5%, при молочнокислом сбраживании – до 10–12%. Конечно, практически все радионуклиды остаются в сыворотке. И естественно, такую сыворотку нельзя использовать для приготовления блинов, оладий и др.

Картофель освобождают от радионуклидов вымачиванием в течение 3–4 часов в слегка подсоленной воде, при этом выводится до 40% радионуклидов. Тушение очищенной морковки снижает содержание в ней цезия-137 на 50%, очищенной свеклы до 30%, а тушение помидор – до 50%.

Консервирование снижает содержание цезия-137 в шпинате и капусте до 20%; очистка, промывка, кипячение лука – до 50%. Соление, маринование огурцов снижает содержание цезия-137 до 15%, консервирование – до 6% от исходного.

Основная часть активности грибов может быть выведена при варке в 2%-ном растворе соли (до 20%); при вымачивании как свежих, так и сухих грибов в таком же солевом растворе – до 10–20%, при обваривании кипятком – до 10–40%.

Помол зерна пшеницы в белую муку снижает содержание цезия-137 до 20–80% от исходного, в темную муку – до 5–10% (а стронция-90 – до 10–20%), в манную крупу – до 15–50%.

Контрольные вопросы:

1.Назовите радионуклиды естественного и искусственного происхождения.

2.В чем проявляется воздействие радиации на организм человека?

3.Каковы пути предотвращения накопления радионуклидов в организме?

4.Характеризуйте продукты питания по степени накопления ими радионуклидов?

5.Какие существуют пути снижения содержания радионуклидов в продуктах питания?

Дата добавления: 2015-05-29