Радионуклиды в почве и действие ионизирующих излучений на животных

Формирование радиационной обстановки в агропромышленной сфере, определяющей дозовые нагрузки на сельскохозяйственных животных, зависит от характера распространения и распределения радиоактивных веществ во внешней среде, ядерно-физических параметров радионуклидов, вида образующихся источников внешнего и внутреннего облучения. Основным источником облучения животных являются радионуклиды, распределенные в различных фазах почвы.

Почва обладает уникальной сорбционной способностью по отношению к поступающим в неё искусственным радионуклидам. При загрязнении искусственными радионуклидами на начальном этапе радиоактивные вещества находятся на поверхности грунта и в контакте с фитомассой. Закрепление радионуклидов в верхних горизонтах почвы – в корнеобитаемом слое создает длительно действующий природный источник радиоактивных веществ. Сильная сорбция радионуклидов твердой фазы почвы ограничивает их миграцию. Являясь изотопами химических элементов, радионуклиды характеризуются такими же физико-химическими свойствами, что и стабильные изотопы этих элементов. Равновесное распределения радионуклидов зависит от рН почвы, влажности, состава почвенных коллоидов, содержания гумуса.

Поглощение почвой подавляющего большинства радионуклидов определяется процессами их распределения между двумя основными фазами – твердой и жидкой (почвенный раствор). По типу поведения в почвах радионуклиды можно разделить на несколько групп. Для радионуклидов Zn, Cd и Co характерна адсорбция почвенными минералами и образование комплексов с органическими и органоминеральными веществами. Радионуклиды Na, Rb и Sr сорбируются почвами преимущественно по обменному типу. Длительное нахождение долгоживущего техногенного радионуклида ⁹⁰Sr (Т ½ = 28,5 года) в почвах в обменной форме приводит к тому, что он становится одним из наиболее важных в загрязнении сельскохозяйственной продукции. Радионуклидам I, Cе, Fe, Rb свойственно многоформенное поведение с образованием комплексов и осаждением коллоидов. Для ¹³⁷Cs характерна достаточно сильная фиксация твердой фазой почвы. ¹³⁷Cs включается в кристаллическую решетку минералов, переходя в недоступную для поглощения форму. Хотя ¹³⁷Cs сорбируется почвами прочнее, чем ⁹⁰Sr, длительный период полураспада и биологическая значимость этого щелочного радионуклида определяют его важную роль в загрязнении почвы и миграции по пищевым цепям.

При выпасе на пастбищах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, радионуклиды поступают в организм сельскохозяйственных животных и далее переходят в продукцию животноводства. Также, существенным источником поступления радионуклидов на низко продуктивных угодьях может стать заглатывание животными непосредственно частиц почвы. Попавшие в организм животных радионуклиды вовлекаются в метаболические процессы, включающие всасывание, передвижение по отдельным органам и тканям, депонирование и выведение.

Метаболизм радиоактивных веществ в организме сельскохозяйственных животных для большого числа естественных и искусственных радионуклидов может рассматриваться как барьер, ограничивающий поступление радионуклидов в продукцию животноводства, обусловленное низким всасыванием в желудочно-кишечном тракте.

Действие внешнего ионизирующего облучения на животных зависит от его вида. Так альфа- и бета- излучения не представляют большой опасности так как оказывают влияние главным образом на поверхностные слои кожи, тогда как гамма- и нейтронные излучения, обладая большой проникающей способностью, обусловливают общее поражение животных. В зависимости от характера воздействия ионизирующих излучений, острого, пролонгированного, при высоких поглощенных дозах наступает лучевая болезнь. Разовое острое внешнее облучение продуктивных животных в дозе до 3–3,5 Гр не вызывает их гибели, а при дозе 7–8 Гр все животные погибают.

По радиочувствительности сельскохозяйственные животные располагаются в следующий убывающий ряд: крупный рогатый скот, овцы, козы, свиньи, лошади, куры.

Различные радионуклиды обладают разной тропностью, то есть могут накапливаться в отдельных органах и тканях, что приводит к повышенному облучению этих частей тела животных (таблица 3).

Таблица 3

Тип распределения радионуклидов

в организме сельскохозяйственных животных (по Р.М.Алексахину)

При радиоактивном загрязнении окружающей среды ареал, где наблюдается радиационное поражение животных, существенно меньше площади, где становится невозможным производство пригодной для использования продукции животноводства, отвечающей радиологическим нормам.