Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии учебное пособие - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Курс лекций по психиатрии и наркологии (учебное пособие) 11 4182.42kb.
Курс лекций по данной дисциплине. Учебное пособие издается в соответствии... 3 1052.59kb.
Учебное пособие Черемхово, 2013 ббк 86. 2(2) ф 34 7 2867.92kb.
Учебное пособие Третье издание, переработанное и дополненное Томск... 9 894.81kb.
Курс лекций учебное пособие Ижевск фгоу впо ижевская гсха 2009 (075. 4 1361.66kb.
Учебное пособие по литературе. Омск: Омгкпт, 2006 -74 с. Учебное... 5 1073.75kb.
В. И. Гинецинский характер гинецинский В. И. Пропедевтический курс... 1 124.91kb.
Учебное пособие для I курса факультетов иностранных языков Балашов... 14 1035.74kb.
Учебное пособие для студентов и преподавателей Биохимия. Краткий... 1 45.22kb.
Учебное пособие. Москва, Высшая школа, 2003 12 3953.59kb.
Учебное пособие для слушателей интенсивный курс обучения английскому... 2 784.05kb.
Баюров Л. И. Радиобиология 9 4104.19kb.
- 4 1234.94kb.
Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии учебное пособие - страница №4/4


Лекция 9. Действие ионизирующих излучений на людей и животных
1. Зависимость радиобиологического эффекта от дозы и вида излучения

2. Репарационные (восстановительные) процессы в облученных организмах

3. Клиника острой лучевой болезни

4. Влияние ионизирующей радиации на иммунитет и

продуктивность животных

1. Зависимость радиобиологического эффекта от дозы и вида излучения
В общей радиобиологии существует понятие радиобиологического эффекта, который включает в себя ряд явлений, охватывающих первичные и конечные результаты действия радиации.

Применительно к сельскохозяйственным животным действие ионизирующих излучений оценивается по следующим критериям:



1). гибель животных;

2). продолжительность жизни после облучения летальной дозой;

3). продуктивность;

4). воспроизводительная способность.

Для реализации каждого из указанных критериев необходима соответствующая доза облучения животных. Эффекты, отнесенные к продуктивным и воспроизводительным качествам, могут быть получены под действием небольших доз.

Большое значение имеет не только мощность дозы облучения, но и его вид. Например, было установлено, что диапазон доз α-облучения от накопленных (инкорпорированных) радиоизотопов Pu239 и U232,233, вызывающих появление наибольшего числа злокачественных опухолей в костях, составлял от 0,5 до 4 килорад. Тогда как аналогичный эффект при действии β-излучений Sr90, Ce144 и Y90 наступал при дозах от 13 до 70 крад.

Поэтому в радиобиологии существуют коэффициенты относительной



биологической эффективности или взвешивающие коэффициенты (соглас-

но НРБ) для отдельных видов излучения, которые позволяют определять каче-

ство ионизирующего излучения по развитию радиобиологического эффекта.

В качестве эталона принято рентгеновское излучение энергией 180-250 кэВ. Коэффициент ОБЭ для гамма-, рентгеновского и бета-излучений принят, равным 1. Для α-излучения он равен 10-20, а для нейтронного излучения энергией от 5 кэВ до 10 МэВ находится в пределах от 3 до 6.


2. Репарационные (восстановительные) процессы в облученных организмах
В 1920 г. А. Надсон (СССР) и в 1925 г. П. Анцель и П. Винтембергер (Франция) пришли к выводу, что наблюдаемые радиационные повреждения клетки – это результат двух противоположных процессов: развития повреждения и одновременно идущего процесса восстановления.

Соотношение между ними определяет степень тяжести лучевого поражения, что, в конечном итоге, отражается на общем результате облучения организма, включая ближайшие и отдаленные последствия.

Поражающий эффект облучения при одной и той же поглощенной дозе существенно зависит от временных условий воздействия, т.е. его продолжительности, зависящей при непрерывном облучении от мощности дозы. При этом различают облучение кратковременное или «острое» и хроническое.

При разделении дозы на фракции тяжесть поражения зависит как от продолжительности самих фракций, так и интервалов между ними.

В большинстве случаев увеличение продолжительности облучения или разделение его на фракции при одной и той же суммарной дозе приводит к уменьшению повреждающего действия. Объективным критерием оставшейся величины поражения к любому моменту времени после облучения является устойчивость к повторному воздействию радиации.

Эту устойчивость (радиорезистентность) можно оценить в эксперименте, определяя дозу облучения, вызывающую заданный биологический эффект, например, ЛД50/30 - дозу, приводящую к гибели 50 % животных в течение 30 суток после облучения.

Любые радиационные эффекты строго зависят от интенсивности облучения.

Поражение максимально выражено при остром облучении и ослабляется при его пролонгировании. Это объясняется тем, что за миллионы лет в процессе эволюции животные и человек приобрели огромное количество ферментов, защищающих от большого числа вредных факторов. Эти репарационные ферменты восстанавливают клетки и от радиационных повреждений. При пролонгированном облучении условия для репарации облегчаются, благодаря чему вероятность проявления эффектов и степень их выраженности сильно снижаются.



Репарация (восстановление) радиационных повреждений - это общебиологическое явление, обнаруженное при проведении опытов на всех лабораторных и сельскохозяйственных животных. Hа основании большого экспериментального материала американским ученым Г.Блэром (1952) была разработана теория «повреждения-восста-новления», которая формулируется следующим образом: «Лучевое поражение развивается пропорционально интенсивности облучения, а процессы восстановления идут со скоростью, пропорциональной величине этого поражения. При этом остается необратимая часть поражения, которая пропорциональна величине общей накопленной дозы».

Таким образом, радиационное воздействие на организм, кроме прямого действия на его функциональные подсистемы, индуцирует или активизирует и защитные системы (репарации, адаптации), регулирующая роль которых состоит в компенсации воздействия, минимизации прямого действия облучения, восстановлении функций и репарации повреждений. Результирующий, остаточный эффект воздействия после реализации восстановительных процессов зависит от соотношения «прямого» и «обратного» процессов, своего для каждой дозы.

Ядро клетки более чувствительно к действию радиации по сравнению с цитоплазмой. Прямые доказательства этого факта были получены в опытах с прицельным облучением ядра. Оказалось, что попадание уже одной альфа-частицы в ядро оплодотворенного яйца насекомого вызывает гибель зародыша, тогда как при прохождении частиц через цитоплазму для достижения такого же эффекта необходимо 15 млн. альфа-частиц.

Внутриядерной структурой, ответственной за жизнеспособность клетки, является ДНК. Известно, что ДНК, уложенная в ядрах, представляет собой вещество наследственности, в ее цепях записана огромная по объему генетическая информация. Облучение вызывает различные повреждения ДНК и ее комплексов. К их числу относятся разрывы молекул ДНК, сшивки ДНК-ДНК, ДНК-белок, потеря оснований, изменение состава оснований. Разрывы цепей ДНК являются основной причиной гибели делящихся клеток. В клетке существует система репарации наследственного материала, которая исправляет часть разрывов ДНК, удаляет измененные участки генетического «текста», однако не всегда полностью «излечивает» молекулу ДНК.

Критерием для изучения зависимости «доза – эффект» служит выживаемость клетки или организма.

Таким образом, можно сделать вывод, что с увеличением дозы излучения увеличивается не только (и даже не столько) степень поражения всех облученных клеток, сколько доля пораженных, т.е. погибших клеток.

По мнению ряда исследователей, восстановительные процессы наиболее выражены после облучения в сублетальных дозах (достаточно больших, но еще не приводящих организм к гибели). При дозах выше и ниже этого уровня темп восстановления замедляется. Считают, что при малых дозах воздействия радиации количество возникающих дефектов недостаточно для возникновения максимально возможного уровня восстановления. Облучение в высоких дозах повреждает сами механизмы восстановления. Важно отметить, что восстановление радиорезистентности может происходить на фоне прогрессирующего развития лучевого поражения, оцениваемого по клиническим проявлениям, картине крови и т.д.

В опытах на животных было установлено, что необратимая часть лучевого поражения составляет 10% общего повреждения, а интенсивность процессов репарации, определяемая по величине ЛД50 или по картине восстановления гематологических показателей, существенно различается у животных разных видов.



Период полувосстановления (время, в течение которого восстанавливается 50 % повреждений) для мышей составляет 3-8 суток, крыс- 6-9, собак- 14-18, ослов- 20-28, а человека - 25-45 суток.

Таким образом, чем крупнее организм или больше продолжительность его жизни, тем длительнее период полувосстановления.

При этом следует учитывать:

1). место нахождения самого источника радиации относительно облучаемого организма (внешнее, внутреннее или комбинированное);

2). его вид (α-, β-,γ-, х- или n-излучение)

3). кратность и длительность облучения;

4). радиочувствительность организма в целом и отдельных его органов и тканей в частности.

Для млекопитающих и, в частности, человека, достаточно шести месяцев, чтобы свести до минимума генетические последствия, вызванные радиационным воздействием. Расчеты показывают, что удвоение частоты самопроизвольных, спонтанных мутаций находится в диапазоне 0,5-2,5 Зв. На дрозофиле величина удваивающей дозы была установлена на уровне 0,05 зиверта.


3. Клиника острой формы лучевой болезни
В зависимости от дозы и длительности облучения у животных и людей развивается лучевая болезнь разной формы и степени тяжести. При длительном облучении малыми дозами развивается хроническая форма лучевой болезни. Она может возникнуть у животных в результате многократно повторяющегося в течение длительного времени внешнего облучения малыми дозами, а также при попадании внутрь организма радиоактивных изотопов, надолго депонирующихся его тканями и органами.

Оно может быть также следствием острого течения лучевой болезни. При хроническом течении лучевой болезни поражаются все системы и органы животного. Если же организм подвергается за относительно короткий промежуток времени мощному облучению (десятки и сотни рентген в сутки), то развивается острая форма.

Острая лучевая болезнь - общее заболевание, при котором поражаются все системы организма, вызываемое однократным воздействием больших доз внешнего общего облучения или поступивших в организм радиоактивных веществ.

У взрослых животных облучение дозами 100-200 Р вызывает острую лучевую болезнь легкой степени тяжести, при дозах 200-500 Р – средней степени тяжести, а дозы свыше 500-600 Р влекут за собой развитие острой лучевой болезни тяжелой и крайне тяжелой степени тяжести, которая заканчивается гибелью.

Острая лучевая болезнь включает четыре периода:

1). период первичных реакций (1-3 дня). Характеризуется повышенной возбудимостью животных, сменяющейся депрессией, нервно-мышечными реакциями, частичной потерей аппетита, небольшим повышением температуры тела и учащением пульса;

2). латентный период (3-14 дней)- это период мнимого благополучия. Чем тяжелее облучение, тем он короче, а при крайне тяжелой степени болезни он чаще всего отсутствует. В начале этого периода наблюдается восстановление аппетита, затем он снижается. Температура тела возвращается к норме. К концу периода возникают симптомы желудочно-кишечных расстройств, появляются истечения крови из ноздрей и рта, нарушается привычный ритм дыхания (одышка, хрипы);

3). период разгара (клинических признаков) начинается обычно на 8-10-й день после облучения при средней степени тяжести, на второй-третий день - при крайне тяжелой и 20-й день - при легкой степени тяжести. Его продолжительность составляет около 5 суток. Основными симптомами являются: резкое повышение температуры тела, обильное истечение крови, подкожные кровоизлияния, отеки кожи и конечностей, хромота и нарушение координации движений, одышка, общая слабость, отсутствие аппетита на фоне повышенной жажды, развитие пневмонии и язвенной болезни желудочно-кишечного тракта (особенно тонкого отдела кишечника).

4). период исхода (разрешения) болезни наступает к 30-60-му дню и заканчивается либо гибелью организма, либо его выздоровлением, когда у животных

постепенно восстанавливаются основные физиологические функции и частично

или полностью – работоспособность и продуктивность.

Особенно чувствительны к действию радиации развивающиеся зародыши и плоды млекопитающих и человека. По мнению С.П. Ярмоненко (1988) основными последствиями такого воздействия являются:



- гибель плода, новорожденных или младенцев;

- отсутствие (анцефалия) и/или уменьшение размеров (микроцефалия) головного мозга и черепно-мозговых нервов;

- заболевания мозга (нейробластома, водянка); умственная отсталость и идиотия;

- отсутствие или недоразвитие одного или обоих глаз (анофтальмия, микрофтальмия), поражение (вплоть до отсутствия) хрусталика; поражение радужной оболочки, сетчатки; незакрывающиеся веки, косоглазие, дальнозоркость, врожденная глаукома;

- нарушения роста и формы тела: карликовость, задержка роста и снижение массы тела; изменение формы черепа и грудной клетки;

- деформация и атрофия конечностей; врожденный вывих бедра; сращение и расщепление фаланг пальцев;

- нарушения в расположении и строении зубов;

- нарушения в развитии (вплоть до отсутствия) и расположении внутренних органов (сердца, почек, яичников, семенников и др.).

Итак, ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Всех животных, подвергшихся радиационному облучению, делят на четыре группы:

1). предназначенные к использованию по прямому назначению;

2). нуждающиеся в лечении;

3). предназначенные к убою;

4). подлежащие убою и утилизации.

Животные первой группы с легкой степенью тяжести лучевой болезни нуждаются только в хорошем кормлении и содержании.

Ко второй группе относят молодняк животных со средней степенью тяжести лучевой болезни и полноценной продуктивностью, а также высокоценных животных с тяжелой степенью лучевой болезни.

Третья группа включает в свой состав животных с тяжелой и крайне тяжелой степенью тяжести лучевой болезни, а также со средней степенью (ослабленные, старые и низкопродуктивные). Этих животных лечат для продления жизни до убоя.

Все остальные животные входят в состав четвертой группы. При ее многочисленности определяют очередность убоя.

В принципе, животных, подвергшихся только внешнему облучению, следует убивать как можно раньше из-за потери упитанности. При внутреннем облучении убой задерживают для снижения удельной радиоактивности за счет выведения нуклидов из организма.
4. Влияние ионизирующей радиации на иммунитет

и продуктивность животных
Иммунная система в общебиологической оценке влияния ионизирующих излучений на организм имеет основополагающее значение. Поэтому она наряду с нервной и гуморальной системами проявляет немедленную реакцию на любое внешнее воздействие. При изучении длительного влияние малых уровней радиации суммарной мощностью 0,28, 056 и 0,85 Гр на содержание иммуноглобулинов и формирование циркулирующих иммунных комплексов у крыс было уставлено, что однократное действие гамма-облучения указанной мощности вызывало у животных иммунодефицитное состояние, обусловленное пониженным содержанием иммуноглобулинов классов А и М, а также подвижных иммунных комплексов.

Как установлено рядом исследователей, малые дозы радиации не оказывают существенного влияния на иммунитет. При облучении же сублетальными и летальными дозами происходит резкое снижение резистентности организма к инфекционным заболеваниям. В крови снижается фракция лимфоцитов (лимфопения), а также наблюдаются ультраструктурные изменения этих клеток, признаки депрессии Т-системы иммунитета, снижение титров специфических антител к бактериальным агентам, что вызвано резким повышением проницаемости биологических барьеров (кожа, дыхательные пути, ЖКТ) и усилении патологического воздействия облигатной микрофлоры.

Исследования влияния радиации на иммунитет проводятся уже более 40 лет. Эти работы считаются крайне важными, так как изменения в иммунной системе под действием радиации могут способствовать появлению и развитию опухолей и эффектов «преждевременного старения».

Как показали исследования, проведенные в первые 2-4 года после начала облучения, у пострадавших отмечалось снижение устойчивости организма к инфекционным заболеваниям и возникновение аллергических реакций. Нередко у облучившихся людей отмечалось резкое увеличение количества болезнетворных микроорганизмов на коже и слизистой оболочке рта.

Заметное снижение показателей иммунитета отмечалось в группе облученных со средней индивидуальной дозой 85 бэр (от 35 до 145 бэр) на красный костный мозг. С увеличением дозы и развитием хронической лучевой болезни эти изменения становились еще более выраженными. Наиболее часто иммунная депрессия наблюдалась у людей зрелого и пожилого возраста, реже - у молодых. Если у людей со средней эквивалентной дозой облучения красного костного мозга 85 бэр в возрасте старше 30 лет угнетение иммунной активности встречалось в 54% случаев, то у более молодых - только в 17% случаев.

В силу указанных выше причин при острой форме лучевой болезни нельзя проводить вакцинацию животных и людей. Через несколько недель после облучения сублетальными дозами выработка антител в организме животных восстанавливается, и иммунитет стабилизируется вплоть до нормы.

Молочная продуктивность коров при облучении летальными дозами в первые 10-12 дней после действия радиации изменяется незначительно, а затем,

резко снижаясь за два дня до гибели животного, лактация прекращается полно-

стью.

Та же тенденция проявляется и в отношении мясной продуктивности: как правило, потеря массы тела у животных к моменту гибели не превышает 5-10%. Яйценоскость у всех видов птиц полностью прекращается к исходу первой недели после облучения.



У выживших животных продуктивность снижается ненадолго. Так, при облучении коров за 60 дней до отела дозой 400 Р их молочная продуктивность на протяжении трех месяцев была ниже контроля на 5-10%. После повторного облучения дозой 350 Р через 4,5 месяца после начала лактации удой в течение первой недели снизился на 16%, к пятой неделе- на 8%, а на шестой неделе молочная продуктивность облученных коров вернулась к норме.

Эксперименты свидетельствуют о том, что под влиянием малых доз ионизирующих излучений естественная продолжительность жизни животных увеличивается на 10-12% по сравнению с контролем.



Лекция 10. Радиотоксикология
1. Предмет радиотоксикологии

2. Физико-химические свойства, обусловливающие

токсичность радионуклидов

3. Пути поступления радионуклидов в организм

4. Распределение радионуклидов в организме

5. Выведение радионуклидов из организма

1. Предмет радиотоксикологии
Радионуклиды могут служить источником не только внешнего, но и внутреннего облучения организма. В этом случае они становятся объектом изучения особого раздела радиобиологии – радиотоксикологии. Понятие «токсичности» радиоактивных веществ не совпадает со смысловым значением этого термина, употребляемого для обозначения действия различных ядов. Под радиотоксичностью понимается степень биологического действия данного излучения на организм с образованием ряда токсических соединений.

Предметом радиотоксикологии является исследование путей поступления, распределения, депонирования и выведения радионуклидов из организма. Радиотоксикология изучает также ближайшие и отдаленные последствия внутреннего облучения и разрабатывает методы, препятствующие поступлению радионуклидов и ускоряющие их выведение.


2. Физико-химические свойства, обусловливающие

токсичность радионуклидов
Радиотоксичность зависит от ряда факторов: 1). вида излучения и его энергии; 2). продолжительности действия; 3). химических свойств соединений, в составе которых радионуклид попадает в организм; 4). от наличия носителя.

Вид излучения. При внутреннем облучении поражающее действие данного вида излучения прямо пропорционально энергии частиц или квантов, т.е. длине пробега. Чем больше энергия и короче пробег, тем выше плотность ионизации. Последняя особенно велика у и меньше у β-частиц и γ-квантов. Если эффективность последних принять за 1. то у β-частиц она составит 102, а для α-частиц 104 . Протяженность пробега бета-частиц в различных тканях не одинакова. Так, например, максимальный пробег β-частиц Sr90 в костях равен 0,8 мм, костном мозге-1,4 мм, а его дочернего продукта Y90 4,3 и 7,8 мм соответственно. Это означает, что в плоских костях черепа зона действия Sr90 ограничена костями, а Y90 приводит к облучению мягких оболочек и самого головного мозга.

При внешнем облучении сильными γ-источниками зона лучевого поражения распространяется на всю толщину тканей тела или же весь организм в целом, тогда как действие инкорпорированных излучателей α- и β-частиц в зависимости от типа распределения нуклидов может ограничиваться одними и теми же органами.



Продолжительность действия. Внешнее облучение чаще не бывает слишком длительным. Кроме того, оно может быть существенно ослаблено или прекращено. А внутреннее облучение продолжается длительно и непрерывно до тех пор, пока не иссякнет источник облучения в результате своего распада и выведения его продуктов.

Короткоживущие радионуклиды убывают в организме почти исключительно за счет распада, а долгоживущие, наоборот, благодаря выведению из него. Поэтому одним из критериев биологической опасности радионуклида является период его полураспада. Если он очень короток или очень длителен, то радионуклид малоопасен, т.к. в первом случае он распадается, не успевая попасть в организм, а во втором – ввиду ничтожно малой степени радиоактивности.



Химические свойства соединений обусловливают дисперсность, растворимость и всасываемость радионуклидов в организме, а также особенности его депонирования, накопления и выведения. Например, карбонаты, хлориды и нитраты стронция и цезия хорошо растворяются в воде и поэтому быстро и легко всасываются в желудочно-кишечном тракте. А соли, образованные церием, иттрием и плутонием, в кишечнике почти не всасываются из-за низкой растворимости.

Если в организме образуются нерастворимые коллоидные гидроокиси радионуклидов, то они захватываются клетками ретикулоэндотелиальной системы (печени, селезенки, легких, лимфоузлов) и длительно ими удерживаются, производя облучение последних.



Наличие носителя. В химии носителем называют весомое количество вещества, за которым «невесомое» количество другого вещества следует в ходе химических реакций. В радиохимии различают изотопный и неизотопный носители.

В первом случае – это стабильный изотоп данного элемента, химические свойства которого тождественны с его радионуклидом. Например, стабильный иттрий-89 является носителем нестабильного изотопа иттрий-90.

Во втором случае носителем служит стабильный изотоп химического аналога элемента, к которому принадлежит данный радионуклид. Например, стабильный изотоп кальций-40 является носителем для стронция-90, а для цезия-137 носителем является стабильный изотоп калий-39.

Оба этих элемента-носителя в кормах присутствуют в макроколичествах. В паре «радионуклид-носитель» существуют конкурентные отношения, т.е. организм избирательно усваивает носитель в ущерб радионуклиду. Другими словами происходит дискриминация последнего.

От концентрации радионуклида в носителе зависит распределение его в тканях и органах. Поэтому радиотоксичность веществ, потупивших в организм с кормами, существенно зависит от минерального состава рациона. При дефиците кальция организм активно усваивает стронций, а недостаток калия существенно повышает резорбцию цезия.
3. Пути поступления радионуклидов в организм
Скорость и степень всасывания, распределения, а значит и токсичности радионуклидов во многом зависят от путей его поступления в организм. Главным из них является пероральный (с пищей и водой). Кроме этого радионуклиды

могут поступать и с вдыхаемым воздухом в виде пылевидных и газообразных

продуктов.

Радиоактивная пыль, проходя через дыхательные пути, до 50% оседает или выводится с помощью мерцательного эпителия в ротовой полости, откуда со слюной может попасть в ЖКТ. Радионуклиды, осевшие в легких, быстро всасываются в кровь. Так, для стронция-90 степень резорбции составляет 50, а для цезия-137 – 75%. Тяжелые радионуклиды урана, радия и плутония задерживаются в легких значительно дольше, т.к. захватываются не фагоцитами крови, а клетками ретикулоэндотелия.

Газообразные радиоактивные вещества, попадая в легкие, хотя и способны всасываться на 75%, в силу своей инертности быстро выводятся из организма с выдыхаемым воздухом. Так как обычно атмосферный воздух содержит крайне незначительные концентрации радиоаэрозолей, органы дыхания в качестве пути поступления имеют несущественное значение. В этом случае наиболее вероятно их поступление через кожу. Так, например, в эксперименте установлено, что у овец из дозы иода-131 на бесшерстную поверхность кожи в области бедра или спины через 2-4 дня в щитовидной железе депонировалось до 14% йода. Причем это не зависело от локализации и площади аппликации.

Водорастворимые хлориды стронция проникают через кожу в количестве около 10% от нанесенного, а сульфаты стронция не проникают вообще, хотя при этом следует учитывать возможность их слизывания и попадания у жвачных и плотоядных в ЖКТ.


4. Распределение радионуклидов в организме
Среди проблем радиобиологии одно из центральных мест занимают вопросы распределения радионуклидов. Знание закономерностей миграции радиоактивных веществ от места поступления до органов и тканей, особенностей их депонирования важно для проведения радиохимической экспертизы мяса и других животноводческих продуктов.

Предварительно следует четко разграничить понятия «содержание» и «концентрация» радионуклида в органе. Содержание выражает абсолютную радиоактивность в целом органе. Ее обычно выражают в долях кюри на орган (чаще мкКи/орган). Концентрация же выражает массовую или объемную удельную радиоактивность в расчете на единицу массы или объема органа. Обычно ее выражают в пКи/кг, л, см3 натурального продукта или пКи/г зольного остатка.



При длительном дозированном поступлении в организм с кормами радионуклиды через определенный промежуток времени накапливаются в органах в кратном или дольном количестве суточной дозы. При этом их содержание в органе выражают коэффициентом кратности (дольности) накопления. Эта величина указывает во сколько раз содержание радионуклида в органе превышает его суточную дозу с кормами или какую часть последней она составляет. Например, если к концу периода накопления в органе содержится 215% суточной дозы, то кратность накопления составит 2,15%.

Химически однотипные соединения радиоактивных и стабильных изотопов любого элемента, обладая схожими химическими свойствами, распределяются в организме одинаково. На этом основано применение в физиологических исследованиях метода «меченых атомов». Но одни радионуклиды распределяются в организме равномерно (диффузно) во многих органах и тканях, а другие проявляют сродство (тропность) лишь к определенным органам, в которых преимущественно и депонируются.



В таком органе при этом может накопиться опасная или критическая концентрация радионуклида, приводящая к нарушению его функций. А сам орган, подвергающийся наибольшему облучению вследствие преимущественного депонирования в нем данного радионуклида, называется критическим. Это происходит в том случае, когда радионуклиды представлены водорастворимыми формами и легко всасываются через стенки ЖКТ. Если же радиоизотопы входят в состав плохо растворимых ил нерастворимых соединений, то «критическим» становится сам ЖКТ, стенки которого облучаются на всем его протяжении вплоть до их выделения из кишечника.

Токсичность определенного количества радионуклида будет различной в зависимости от того, распределяется ли он в организме диффузно или же концентрируется в одном или нескольких органах. При этом радиотоксичность нуклида особенно повышается в том случае, когда критический орган имеет небольшие размеры. Примером классического критического органа для изотопа I131 является щитовидная железа. Её насыщение радиоактивным йодом при продолжительном поступлении с кормом наступает у коров уже через 8-10 дней и тогда железа при массе 30 г депонирует до 30% всего йода, поступившего в организм.

В сравнении с критическим органом концентрация радионуклидов в других органах и тканях может быть меньшей на несколько порядков. Например, при длительном поступлении уровень накопления стронция-90 в мышцах на 2 порядка, а в печени на 3 порядка меньше, чем в костях.

По тропности к определенным органам и тканям радионуклиды распределяются на следующие группы:

1). диффузные (равномерные) – одновалентные радиоизотопы;

2). остеотропные («костные») – двухвалентные радионуклиды;

3). ретикулоэндотелиальные и гепатотропные («печеночные») – трех- четырехвалентные радиоизотопы;

4). нефротропные («почечные») – пяти- шестивалентные радионуклиды;

5). специфичной тропностью к щитовидной железе обладают все изотопы йода.

Однако для некоторых радионуклидов нет четко выраженной тропности распределения. Так, изотопы цинка, циркония и иттрия могут депонироваться не только в костях, но и мягких тканях, включая скелетные мышцы. Поэтому группы остеотропных радионуклидов подразделяют на чисто скелетные (стронций, барий, радий) и преимущественно скелетные (иттрий, цинк, церий).

Тип распределения радионуклида в организме не зависит от видовых особенностей.


5. Выведение радионуклидов из организма

После депонирования радионуклиды задерживаются в организме на разные сроки. Так, некоторые долгоживущие изотопы, образуя прочные соединения,

надолго связываются тканями и органами и медленно выводятся из организма.

Основным путем выведения плохо растворимых радионуклидов является ЖКТ. Кроме того, у лактирующих животных они могут выводиться через молочные железы с молоком, а у беременных самок - через плаценту в организм плода. Некоторые радионуклиды выделяются слюнными железами и, попадая в ЖКТ, вновь всасываются в кровь и лимфу. Многие радионуклиды способны выводится через потовые, сальные железы, легкие, а также почки в составе мочи.

На скорость выведения радионуклидов из организма влияют их физико-химические свойства. Так, изотопы тяжелых металлов легко соединяются с белковыми молекулами, что существенно ограничивает их транспорт через клеточные мембраны. Также доказано, что введение в организм с кормами стабильных изотопов не сказывается на скорости выведения из него радиоизотопов того же элемента.

Убывание радионуклидов в организме осуществляется также за счет их распада. Это особенно проявляется в отношении коротко живущих изотопов (например, йода-131).

Время, в течение которого организм выводит половину однократно поступившего радионуклида, называется биологическим периодом полувыведения. Суммируясь с независимым от него периодом полураспада, оно составляет величину эффективного периода полувыведения. Это время, в течение которого из организма выводится половина депонированного в нем радионуклида.

Лекции 11-12. Использование ионизирующего излучения

в растениеводстве и животноводстве
1. Радиационные методы в растениеводстве

2. Радиационный мутагенез как основа селекции

3. Радиоактивные индикаторы в физиологии и биохимии

растений и животных

4. Использование радиационно-биологических способов в биотехнологии

1. Радиационные методы в растениеводстве
Дозированные ионизирующие излучения имеют достаточно широкий спектр применения в растениеводстве. Например, это может обеспечить увеличение сроков хранения растениеводческой продукции без существенного изменения ее качества, подавить прорастание корнеклубнеплодов или осуществить пастеризацию плодов и овощей.

Облучение клубней картофеля дозой 10 крад полностью подавляет прорастание из-за значительных изменений в точках роста (глазках) и серьезных нарушений обмена веществ, особенно синтеза ДНК и РНК. Однако при таком облучении клубни в сильной степени теряют резистентность против гнилостной микрофлоры, чем необлученные. Поэтому целесообразно облучать не свежесобранные клубни, а прошедшие определенный период хранения, способствующий образования раневой перидермы на механически поврежденных участках.

Прорастание лука задерживается -облучением мощностью 7-10 крад, а задержка прорастания в весенне-летний период чеснока, сахарной свеклы и моркови обеспечивается, соответственно, облучением в дозах 10-12, 10 и 8-10 крад.

Большое значение имеет -облучение для лучевой стерилизации скоропортящихся ягод и фруктов. Так, дозы облучения в 200-300 крад способствуют удлинению сроков хранения упакованной земляники при пониженной температуре с 5-6 до 12-13 суток.

Ионизирующую радиацию с успехом применяют для борьбы с насекомыми-

вредителями муки, зерна и крупы (амбарный долгоносик и мельничная огневка). Хотя взрослые насекомые очень устойчивы к действию излучений (ЛД100 = сотни тысяч рентген), их половые клетки достаточно чувствительны даже к сравнительно меньшим дозам облучения. Это приводит к полной стерильности взрослых форм.

Перед загрузкой зерна в элеваторы производят его облучение дозой 10 кР, что полностью прекращает развитие яиц и личинок амбарного долгоносика с полной стерилизацией взрослых особей. Для борьбы с другими вредителями рекомендуются следующие дозы:

1). мельничная огневка - 25 крад;

2). рисовый долгоносик - 10;

3). зерновой долгоносик – 16;

4). комплекс вредителей – от 10 до 50 крад.

При малых дозах облучения возможна стимуляция роста и развития растений. Так, предпосевное облучение семян способно ускорить появление всходов, наступление цветения и повысить урожайность семян и зеленой массы.

Например, облучение семян при использовании Co60 дозой 5 кР положительно повлияло на вегетацию и урожайность пшеницы сорта Диамант и ячменя сорта Винер. А предпосадочное облучение клубней картофеля разных сортов повысило их урожайность на 10-28%. Картофель после облучения содержал в клубнях больше крахмала, белка и витамина С.

Приняты следующие нормативы для облучения различных сельскохозяйственных культур для увеличения их урожайности:

пшеница – 2-3 кР, рожь и ячмень – 0,5-3, кукуруза и горох – 0,5-1, томаты – 1-2, капуста – 2-4, огурцы – 1-4, морковь – 0,8- 4 и картофель – 0,3-0,5 кР.

Надежным способом защиты виноградного растения от филлоксеры является прививка европейских сортов на устойчивые подвои американской селекции. Но это, зачастую, невозможно из-за их несовместимости. Поэтому облучение подвойных черенков гамма-лучами дозой 1-3 крад позволяет увеличить совместимость черенков, снизить интенсивность процесса антителогенеза в ответ на

проникновение чужеродных антигенов подвоя и одновременно активизировать

спящие точки подвоя.


2. Радиационный мутагенез как основа селекции
Еще в 1935 г. А.Н. Лутков - ближайший коллега известного в нашей стране генетика-селекционера Г.Д. Карпеченко - опубликовал статью «Мутации и их значение для селекции». В ней автор подвел итоги длительных дискуссий среди биологов и генетиков о роли мутаций в эволюции и селекции и суммировал накопившиеся к этому времени факты по экспериментальному получению мутаций у растений.

В основу статьи была положена работа известного американского генетика Германа Мёллера (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1946), который экспериментально доказал возможность возникновения искусственных мутаций под действием рентгеновских лучей (1927) и последовавшие за этим открытием работы исследователей многих стран по получению мутационных изменений с помощью воздействия на геном растений различными физическими и химическими факторами.

В настоящее время радиационный мутагенез стал одним из прогрессивных методов получения разнообразных генетических мутаций для последующего отбора и выведения новых сортов. Он позволяет получать формы, обладающие повышенной урожайностью, устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным факторам внешней среды, повышенным выходом биологически активных и питательных веществ в урожае. С использованием ионизирующей радиации к настоящему времени в мире уже получено более 150 сортов различных сельскохозяйственных культур. Например, высокоурожайная и устойчивая к полеганию пшеница Новосибирская 67, вилтоустойчивый сорт хлопчатника АН-402 и др.

Облучению гамма-лучами и нейтронами чаще всего подвергаются семена или пыльца растений. При этом частота мутаций возрастает более чем в 200 раз. Мутации затрагивают урожайность, скороспелость, засухо- и зимостойкость, размеры самих растений и ряд других признаков.

У подавляющей части полученных мутантов преобладают угнетенные нежизнеспособные особи. Поэтому на втором этапе на основе отобранных форм с улучшенными селекционными признаками проводится дальнейшая селекция по выведению, испытанию, генерации и внедрению в практику нового сорта.

Ценность используемого в селекции растений радиационного мутагенеза состоит еще и в том, что среди мутантов появляются формы с новыми признаками, не встречавшимися в природе. При этом характер и получаемое число мутантов во многом определяются состоянием исходного материала и, в частности, исходного сорта.

Наиболее мутабильными оказались относительно молодые сорта и сложные гибридные формы. Старые сорта являются очень стойкими. Кроме того, выход и качество мутаций зависят от состояния генома в момент облучения и в послерадиационный период окончательного формирования мутации. Под геномом понимают совокупность генов, содержащихся в гаплоидном наборе хромосом данной клетки.

В радиационной генетике часто используется метод облучения покоящихся воздушно сухих семян. В этом случае на количество и качество мутаций влияют условия хранения и проращивания семян. Как правило, при малой влажности изменчивость возрастает. То же происходит при облучении незрелых семян. Так, при облучении незрелых семян гороха дозой 5 кР количество мутантов возрастало в 3 раза по сравнению с облучением полностью созревших.

На величину мутагенеза влияет также и период вегетации. Установлено, что при облучении бобовых культур наибольшее число ценных в хозяйственном отношении мутаций получается в фазе бутонизации.

Образование мутаций зависит от условий самого облучения: дозы, мощности и вида ионизирующего излучения. Вероятность мутагенеза возрастает с увеличением поглощенной дозы, однако при этом в популяции гибнет, и большая часть растений и, вследствие этого, большая часть мутаций не выявляется. При большой мощности дозы облучения наблюдается высокий выход мутаций, тогда как при малой дозе в процессе облучения в растении успевают проходить репарационные процессы.

На практике чаще используют различные виды излучений как с малой (рентгеновское и гамма), так и с высокой плотностью ионизации (нейтронное). При этом первые в меньшей степени затрагивают хромосомный аппарат, а вторые вызывают в нем серьезные нарушения, не поддающиеся репарации.

В связи с этим меняется и сам спектр возникающих мутаций. Так, нейтронное облучение вызывает появление большого числа короткостебельных форм с плотным колосом у пшеницы и ржи. А облучение рентгеновскими и гамма-лучами вызывает у полученных форм увеличение резистентности к ряду заболеваний. При высоких дозах быстрые нейтроны увеличивают частоту хлорофильных мутаций во втором поколении в сравнении с рентгеновскими лучами в десятки раз.

Условия выращивания растений из облученных семян позволяют не только увеличить уровень изменчивости, но и сместить спектр получаемых мутаций. В числе таких факторов находятся температура, длительность светового дня условия корневого питания, почвенно-климатические условия. При резком колебании указанных факторов изменчивость возрастает.

Метод радиационного мутагенеза позволяет значительно сократить время выведения конкретного сорта. Только этому селекционному приему присуща способность изменять один какой-либо нуждающийся в коррекции признак без изменения всего комплекса положительных свойств и качеств.


3. Радиоактивные индикаторы в физиологии и биохимии

растений и животных
Каждый радиоактивный атом, подвергаясь радиоактивному распаду, как бы помечен склонностью к неизбежному распаду. Такая «метка», отличающая подобный атом от стабильных атомов данного или другого элемента, и послужила причиной введения в науку термина «меченый атом».

Метод меченых атомов был впервые предложен в 1913 г. венгерским радиохимиком Дьёрдем Хевеши (Нобелевская премия по химии, 1943) и немецким ученым Фридрихом Панетом.



В 1923 г. Д.Хевеши сообщил, что с помощью радия и тория ему удалось проследить распределение свинца в растениях. Далее он продолжил свои исследования и на животных – это было первое применение радиоактивных индикаторов в биологии.

Хевеши впервые применил Р32 для изучения фосфорного метаболизма у крыс, а потом использовал и многие другие изотопы для исследования биологических объектов.

Изучение искусственной радиоактивности редкоземельных элементов привело Д. Хевеши к идее создания одного из самых чувствительных методов анализа - радиоактивационного.

Широкое использование радиоактивных индикаторов стало возможным благодаря развитию ядерной техники, позволившей получать изотопы в больших количествах. Метод меченых атомов является в настоящее время самым чувствительным. Он позволяет определить в элементах биосферы до 10-17 г элемента, тогда как спектральный анализ имеет предел измерения до 10-8 г, а люминесцентный – до 10-11 г.

Таким образом, меченые атомы, а точнее радиоактивные индикаторы, играют роль указателей или сигналов, свидетельствующих о присутствии в исследуемом субстрате ультрамалых количеств данного радионуклида, недоступных определению иными методами.

Установлено, что меченые атомы при введении в организм распространяются и депонируются в тех же органах, что и стабильные изотопы данного элемента. Они же имеют те же и пути выведения из организма. Это обстоятельство позволяет проследить судьбу не только радиоизотопов, но и различных частей меченых молекул органических и неорганических соединений и контролировать их превращение в ходе обмена веществ.

Пригодность радиоизотопов для использования в качестве индикаторов зависит от ряда факторов: скорости их радиоактивного распада, его типа и энергии излучаемых частиц. Наиболее удобными для применения оказались радионуклиды, излучающие ß-частицы максимальной энергии (водород-3, углерод-14, фосфор-32, сера-35, кальций-45, железо-59, цинк-65 и калий-42).

Метод радиоактивных индикаторов дал возможность определить не только содержание макро- и микроэлементов в отдельных частях живого организма, но и проследить за поступлением, перемещением и депонированием меченых радиоизотопами веществ в растущем организме.

В растениеводстве, например, этот метод был применен для изучения хода метаболизма у привитых растений. В частности было установлено, что в процессе взаимодействия привоя и подвоя фосфор передвигается в обоих направлениях в зависимости от возраста привитых растений и их отдельных органов.

Радиоактивные индикаторы широко используются для изучения взаимодействия удобрений с почвой, поступлением питательных веществ и их участием в метаболизме в ходе различных физиологических и биохимических процессов. Так, например, благодаря этому методу было доказано, что глубина заделки суперфосфата влияет на снабжение растений фосфором: при неглубокой заделке утилизация растениями фосфора происходит только в начальный период вегетации, а при глубокой - в течение почти всего ее периода.

Применение изотопа С14 дало возможность глубоко изучить химизм процесса фотосинтеза, последовательность биохимических реакций, в ходе которых происходит усвоение углерода и образование органических соединений, дающих материал для синтеза всех веществ, из которых строятся ткани растений, и формируется урожай.

С помощью меченых атомов стало возможным изучить динамику физиолого-биохимических процессов в растении, обновление состава различных органических и неорганических соединений в таких условиях, когда, вследствие синхронно идущих процессов анаболизма и катаболизма, обычные химические методы не в состоянии выявить эту динамику.

Для изучения использования растениями различных форм азота из удобрений, закрепления этого элемента в почве, его потерь в виде газов или растворах с грунтовыми водами, применяют удобрения, обогащенные стабильными изотопами стабильных элементов.

Использование радиоактивных изотопов С14 и N15 позволило глубже понять процесс разложения органических веществ в почве: внесенная в почву свежая органическая масса ускоряет разложение органического вещества гумуса и его обновление, повышая тем самым плодородие почвы. Или еще один пример: метод меченых атомов позволил выяснить, что фосфорные удобрения усваиваются картофелем в течение всей вегетации, кукурузой только в ее начале, а табаку они вообще не нужны.

В ветеринарии и животноводстве в настоящее время радиоактивные изотопы используются:

1). в качестве индикаторов при изучении промежуточного обмена, процессов усвоения составных частей кормов животными, путей синтеза в организме белков, жиров, углеводов, процессов образования молока, яиц, шерсти и т.д.;

2). при изучении обмена минеральных веществ и особенно кальция, фосфора, йода, различных микроэлементов в организме животных при различных физиологических состояниях, а также при болезнях (рахит, остеомаляция и др.);

3). для изучения механизма действия лекарственных веществ при разработке новых методов лечения животных;

4). для изучения функций эндокринных желёз у сельскохозяйственных животных при различных физиологических состояниях.

По всем указанным направлениям интенсивно ведутся научно-исследова-

тельская работа, разрабатываются конкретные методы применения радиоизотопов в физиологии, биохимии и клинике для изучения нормального и патологического состояния организма.

Применение радиоактивных индикаторов разрешило многие теоретические вопросы промежуточного обмена веществ в организме животных. Так, обоснованы теории образования мочевины в организме, а также пуриновых оснований, бета-окисления жирных кислот и др. Доказаны пути образования кетоновых тел, синтеза гликогена в печени и мышцах, механизм анаэробного и аэробного гликолиза, пути синтеза белков печени, синтеза жиров при участии низкомолекулярных летучих жирных кислот и многое другое.

Исследования, проведённые с применением меченых атомов, показали, что содержащийся в организме животного запасный жир является не малоподвижным, как считалось ранее. Жиры подвижны и обновляются с высокой интенсивностью. Точно также считалось, что белки тканей и клеток организма относительно долговечны, что в процессе жизнедеятельности тратятся, главным образом, пищевые белки, а белки тканей и органов тратятся в меньшей степени. В связи с этим в науке установилось представление о существовании так называемого экзогенного и эндогенного обмена белков. Радиоизотопные методики показали полную несостоятельность такого представления.

Исследованиями с применением изотопных методов установлено, что в организме животного обратимо совершается постоянный обмен белков между кровью и тканями без предварительного их распада до аминокислот. Этими данными обосновано совершенно новое представление о быстрой обновляемо-

сти и подвижности белков организма.

Для ветеринарных врачей и зоотехников большое значение приобрели исследования с применением радиоизотопного метода при изучении минерального обмена в организме растущих и высокопродуктивных животных.

Радионуклиды используют при изучении процессов поглощения пищи, ускорения тех или иных её компонентов. Недостаток тех или иных её компонентов может привести к снижению продуктивности скота. Радионуклиды позволяют своевременно диагностировать нарушения в метаболизме, установить, что необходимо добавлять в кормовые рационы.

В последние годы успешно применяются радиоиммунологические методы анализа. Создание радиоиммунологического метода в 1960 г. (Yalow, Berson) – одно из наиболее важных достижений в развитии биологических методов исследования за последние десятилетия. Радиоиммунный анализ как метод выявления антигенов и антител основан на определении комплекса «антиген-антитело» за счет введения в один из компонентов реакции радиоактивной метки с последующим ее детектированием.

Для метки антител или антигенов чаще всего используется изотоп I125, который имеет период полураспада 60 дней и высокую удельную радиоактивность. Измерение радиоактивной метки, т. е. излучения, проводится на специальных счетчиках-радиоспектрометрах.

Вместе с родственными методами радиоиммунологический метод произвёл

революцию в такой важной области, как эндокринология, и оказывает преобразующее влияние на развитие гематологии, фармакологии, а также приобретает большое значение для ранней диагностики многих заболеваний животных.
4. Использование радиационно-биологических способов

в биотехнологии
В зависимости от величины дозы облучения, свойств объекта и условий его облучения, ионизирующие излучения могут оказывать стимулирующее, мутагенное, консервирующее, стерилизующее и терапевтическое действие.

В связи с этим ионизирующая радиация находит все более широкое применение при решении многих биотехнологических проблем в растениеводстве и животноводстве.

Так, небольшие дозы облучения оказывают стимулирующие действие на растительные организмы, способствуют лучшему прорастанию и увеличению всхожести семян, использованию растениями удобрений, вызывают раннее и обильное цветение и плодоношение различных зерновых, технических, овощных и кормовых культур.

Например, облучение семян моркови (2,5-3 кР) позволило повысить урожайность корнеплодов на 30%, а содержание каротина на 12% в сравнении с контролем.

Облучение сухих семян кукурузы дозой 0,5 кР при ее посеве на силос увеличило число початков и на 20% выход зеленой массы. Облученные дозой 0,3 кР семена гороха и огурцов дали 20%-ный прирост урожая, а облучение семян редиса дозой 1 кР сократило срок созревания на неделю. Результативным оказалось и облучение семенного картофеля дозой 0,3 кР за неделю до посадки.

Для предпосевного облучения семян сельскохозяйственных культур в полевых условиях промышленностью серийно выпускается установка «Стебель-3», дающая мощность облучения до 0,7 кР/мин.

Как известно ионизирующие излучения при определенных дозах приводят к мутациям. Если для выведения нового сорта традиционными способами селекционеры тратят не менее 10 лет, то радиоселекция позволяет получать новые сорта уже через 2-3 года.

В последние годы были получены новые сорта зерновых, овощных, технических и кормовых культур, обладающие повышенной урожайностью, раннеспелостью и морозостойкостью, устойчивостью к полеганию и заболеваниям при любых погодных условиях.

Очень перспективной является также лучевая обработка растениеводческой продукции для предупреждения ее порчи, увеличения сроков хранения за счет уничтожения различных вредителей и гнилостной микрофлоры.

Стимулирующие эффекты малых доз облучения используются в хозяйственной деятельности. Это облучение куриных яиц в периоде инкубации, приводящее к повышению выводимости цыплят, ускорению полового созревания кур, повышению их яйценоскости, а также для обеззараживания стоков животноводческих ферм.

В последнее время все чаще используется радиационная очистка природных и сточных вод.

Применяемые в настоящее время методы дезинфекции воды обладают рядом существенных недостатков:

1. При хлорировании, хлор взаимодействует с содержащимися в воде органическими веществами с образованием токсичных хлорорганических соединений – диоксинов, с которыми связывают раковые заболевания. Оно малоэффективно в воде с высоким содержанием аммонийных и некоторых других соединений. Хлор не уничтожает яйца гельминтов, споры и вирусы. Хлорирование приводит к засаливанию водоёмов. Крупные хранилища с запасами хлора и его транспортировка представляют потенциальную угрозу населению и природе.

2. Озонирование требует значительного, до 26 кВт на 2 кг озона, расхода электроэнергии, связанного с предварительной подготовкой воздуха: очисткой, охлаждением, осушкой. Часто выходят из строя электроды. Обычно

растворимость озона в воде не превышает 95-98 %, а остальной озон – высо-

котоксичный газ – попадает в атмосферу.

3. При ультрафиолетовой обработке предъявляются высокие требования к прозрачности вод. Лампы требуют частой замены, а их утилизация выливается в серьезную проблему, т.к. они содержат ртуть.

4. Для термической обработки воды требуется очень высокий расход тепловой энергии (сотни кДж на литр воды). При этом не гарантировано уничтожение всех видов сальмонелл.

Основные закономерности и возможности радиационной обработки природных и сточных вод различных производств (в основном под действием гамма-излучения Со60) были установлены к началу 70-х г.г. прошлого столетия.

В качестве источников ионизирующего излучения в установках обработки воды, сточных вод и осадков используются ускорители электронов и радиоактивные источники γ-излучения, из которых чаще используются изотопы Со60, Cs137, Eu152 и Eu154.

В результате радиационной обработки воды могут происходить следующие процессы: радиационное окисление, образование осадков органических веществ, коагуляция коллоидных растворов, обеззараживание, дегельминтизация, дезодорация и др. В результате радиационного окисления органические вещества окисляются до оксида углерода (IV) и воды. Доза излучения, необходимая для осуществления этих процессов, составляет 1 Грей.

Радиационная технология обладает и рядом других достоинств:

- низкий уровень затрат (поглощённая доза в режиме дезинфекции составляет 0,3-0,5 кДж/кг);
- высокие скорости процесса обработки;


- небольшие производственные площади;

- возможность полной автоматизации процесса;

- легкость ее включения в технологическую цепочку обычных очистных сооружений.
Итак, все существующие и вновь создаваемые способы использования ионизирующих излучений в биотехнологии не должны сопровождаться образовани-

ем в продукции токсических и канцерогенных веществ, снижением витаминной

ценности и разрушением питательных веществ.

Несомненно, что также должна быть полностью исключена и возможность появления в продукции, веществах и материалах наведенной радиоактивности и изменения их первоначальных свойств.




<< предыдущая страница