WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 10 |

«Материалы международной научной конференции (21–22 апреля 2016 г.) Proceedings of the International Scientific Conference (April 21–22, 2016) Гомель 2016 ...»

-- [ Страница 4 ] --

When EM was applied the number of heterotroph bacteria as well as the number of microscopic fungi in the rhizosphere of test plants was higher in each case. EM application not only produced higher biomass (Fig. 3), but also decreased the heavy metal content in plants (Fig.4).

The experiment proved that EM Application was efficient to revitalize the lead mine waste. The phytostabilization of the waste surface was successful.

–  –  –

Conclusion. EM Technology is utilized in various fields. In Europe, it is used not only for agriculture, but also animal husbandry, waste water treatment and even environmental rehabilitation. In this study, it was revealed that EM feed additive can reduce the amount of antibiotics, improve piglet health and increase daily weight gain. The application of EM proved to be efficient to enhance the revitalization of the lead mine waste and to stabilize the waste surface by successful phytoremediation.

*EM, Effective Microorganisms, EM Technology, EM•1, EM logo, EM Bokashi and all related trademarks are trademarks or registered trademarks of EM Research Organization, Inc. and or/its affiliated companies in the United States and/or other countries.

АККУМУЛЯЦИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ОСНОВНЫМИ

ВИДАМИ ЛЕСНЫХ ЯГОД, ГРИБОВ И ВОЗМОЖНОСТЬ

ИХ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ

–  –  –

УО «Могилевский государственный университет продовольствия», Могилев, Беларусь, plissa-maf@rambltr.ru Введение. В белорусских лесах произрастает более 200 типов съедобных грибов, из которых 35 хорошо известны и традиционно используются в питании населения. В современных экономических условиях грибы оказались хорошим подспорьем к семейному бюджету, поэтому в отдаленный период после Чернобыльской катастрофы на территории радиоактивного загрязнения возобновился сбор грибов (годовое потребление достигает 10 кг и более), несмотря на их высокую способность накапливать радионуклиды. Употребление в пищу лесных грибов и ягод приводит к увеличению дозы внутреннего облучения на 0,3±0,14 мЗв/год при плотности загрязнения 185 кБк/м2.

Очевидно, что при более высоких плотностях загрязнения (370-555 кБк/м2) эта доза будет больше. Например, по данным белорусских исследователей [1] дикорастущие грибы и ягоды, составляющие всего несколько процентов от массы ежедневного рациона сельских жителей Белорусского Полесья, определяют поступление в их организм до 50 % общей активности 137Cs, содержащейся в рационе. По результатам исследований проб пищевой продукции леса службой радиационного контроля Министерства лесного хозяйства ежегодно бракуется до 50 % измеренных проб грибов, ягод, собранных в местах, разрешенных для заготовки.

Результаты исследования. Задачу исследований составляло выявление межвидовых различий в интенсивности накопления 137Cs и 40К съедобными грибами, произрастающими на территории Могилевской области (Быховский, Могилевский, Славгородский, Чериковский и Краснопольский районы). В ходе исследований ежегодно, начиная с 1997 г. производился отбор 100-178 образцов грибов на реперных точках (плотность загрязнения подстилки 137Cs до 74 кБк/м2). Так, в 2004-2005 гг. больше всего выявлено проб белого гриба, превышающих допустимый норматив (соответственно, 54 % и 47 %). Следует отметить, что в отдельных лесхозах образцы грибов превышали РДУ даже на почвах с плотностью загрязнения до 37 кБк/м2. Это касается, в первую очередь, лесхозов с преобладанием песчаных почв. На суглинистых почвах даже при загрязнении 137Cs 74-90 кБк/м2 11 % образцов соответствовали РДУ (рис. 1) [2].





Принадлежность грибов к определенной экологической группе предопределяет место локализации их мицелия по профилю почвы, откуда они потребляют воду, минеральные вещества, тяжелые металлы, в том числе и радионуклиды. Отмечено, что удельные активности 137Cs в грибах превышают допустимые уровни в 1,5-3820 раз, причем с продолжением процессов перераспределения центра основного запаса 137Cs по вертикальному профилю почв в грибах с приповерхностным залеганием мицелия (0см) содержание этого радионуклида будет снижаться. Радиоактивное загрязнение грибов зависит, прежде всего, от характера загрязнения, условий местопроизрастания, погодных условий и биологических особенностей грибов. Установлено, что чем больше потребность в калии различных видов, тем больше в них накапливается 137Cs [3].

При условии отбора грибов на одной реперной площадке, определяющими биотическими факторами накопления 137Cs являются принадлежность грибов к определенной экологической группе и глубина локализации мицелия в почве.

Рисунок 1 – Загрязнение грибов на территории Вендорожского лесхоза (д. Семукачи), Бк/кг Обозначения: 1 – горькушка, 2 – колпак кольчатый, 3 – зеленка, 4 – свинушка, 5 – польский гриб, 6 – моховик желто-бурый, 7 – масленок, 8 – сыроежка, 9 – решетник, 10 – черный груздь, 11 – подберезовик, 12 – лисичка, 13 – зеленка, 14 – белый гриб, 15 – подосиновик Для сравнения в табл. 1 приведены значения коэффициентов перехода (Кп) 137Cs, полученные в Рязанской и Брянской областях Российской Федерации и в Беларуси. Колебания значений Кп объясняются различными условиями произрастания. Например, опенок осенний, произрастающий на участках с примерно одинаковой плотностью загрязнения, имеет Кп на аллювиальном ландшафте 8 (Бк/кг сух.веса)/(кБк/м2), а на аккумулятивном – 200 (Бк/кг сух.веса)/(кБк/м2). Несмотря на вариабельность Кп, следует отметить общую закономерность накопления 137Cs грибами: во всех случаях масленок и свинушка имеют коэффициент накопления в несколько раз выше, чем остальные виды грибов, а лисичка – в несколько раз ниже.

–  –  –

Дифференцированным должен быть подход к сбору грибов.

По степени накопления 137 Cs основные виды съедобных грибов подразделены на четыре группы:

I группа – грибы-аккумуляторы: польский гриб, горькуша, краснушка, моховик желто-бурый, рыжик, масленок осенний, козляк, колпак кольчатый, свинушка тонкая – Kп 50 (Бк/кг)/(кБк/м 2). В плодовых телах этих видов уже при загрязнении почв, близком к фоновым значениям (3,7-7,4 кБк/м2), содержание 137Cs может превышать допустимые уровни;

II группа – сильнонакапливающие грибы: волнушка розовая, груздь черный, зеленка, сыроежка бурая – Kп = 20-50 (Бк/кг)/(кБк/м 2);

III группа – средненакапливающие грибы: лисичка настоящая, белый гриб, подосиновик, подберезовик, подзеленка, сыроежка обыкновенная, pядoвкa серая – Kп = 5-20 (Бк/кг)/(кБк/м2);

IV группа – грибы-дискриминаторы 137Cs: опенок осенний, строчок обыкновенный, рядовка фиолетовая, шампиньон, дождевик шиповатый, зонтик пестрый, опенок зимний, вешенка – Kп 5-20 (Бк/кг)/(кБк/м 2).

Грибы, лишайники и мхи накапливают радионуклиды на 1-2 порядка больше, чем их концентрация в почве. Накопление 137Cs в грибах различается не только по их видовой принадлежности, но и по содержанию в отдельных частях плодовых тел у одного вида. У грибов с хорошо развитой ножкой (белый и польский гриб, подберезовик, подосиновик), как правило, содержание 137Cs в шляпках в 1,5-3 раза выше, чем в ножках. Различий в содержании l37Cs в молодых и старых грибах не установлено. Тем не менее, рекомендуется брать молодые грибы, так как в старых могут накапливаться ядовитые вещества. Согласно регламента лесохозяйственной деятельности на загрязненных территориях побочное лесопользование (сбор ягод, сбор слабо- и средненакапливающих радионуклиды грибов, заготовка лекарственных растений) разрешается лишь в зоне с плотностью загрязнения почвы до 74 кБк/м 2) [4].

Из дикорастущих ягод в наибольшей степени накапливают I37Cs клюква, голубика и брусника: уже при плотности загрязнения 18,5 кБк/м2 его содержание в них, как правило, будет превышать нормативные значения. Несколько меньше накопление в чернике, землянике и малине, однако, при плотности загрязнения l37Cs 37 кБк/м2 его содержание в них также будет превышать нормативные значения.

В ягодах концентрация радионуклидов в 2-3 раза меньше, чем в стеблях и листьях. Следует иметь в виду, что накопление 137Cs в дикорастущих ягодах зависит не только от плотности радиоактивного загрязнения, но и от степени увлажнения почвы, и даже от вида преобладающей древесной растительности, причем различия даже по одному виду ягод могут достигать 10 раз. Переработка ягод снижает содержание 37Cs в готовой продукции максимум в 2 раза, если используется только сок ягод без жмыха.

При отваривании сыроежек, зеленок, рядовок и волнушек в течение 30 мин.

концентрация 137Cs снижается в 2-10 раз. Такое же снижение содержания 137Cs у трубчатых грибов (подберезовик, белый, польский гриб, подосиновик) – через 45 мин. Проведены исследования и установлена кратность снижения содержания Cs в грибах в зависимости от метода кулинарной обработки: чистка и мытье (Fr = 0,8-0,9); кипячение и слив первой воды (Fr = 0,6-0,7), кипячение и слив второй воды (Fr = 0,3-0,4), кипячение и слив третьей воды (Fr = 0,15-0,2); кипячение в 2 %растворе NaCl и слив воды (Fr = 0,2-0,4); консервирование (Fr = 0,5-0,6); маринование (Fr = 0,3-0,4); вымачивание сухих грибов и слив воды (Fr = 0,1-0,2); жарение (Fr = 0,3-0,5) (табл. 5, рис. 4).

Таблица 5 – Экспериментальные исследования по снижению содержания Сs после кулинарной обработки

–  –  –

Выводы. 1. Радиоактивное загрязнение пищевой продукции леса зависит от форм выпадения радиоактивных веществ, региональных, почвенных, климатических, лесотипологических и биологических особенностей ягодных растений и грибов, а дозы облучения зависят не только от уровней загрязнения пищевой продукции леса, но и вклада данных продуктов в рацион питания жителей.

Рисунок 4 – Кратность снижения содержания 137Cs в различных группах грибов при их отваривании, минуты

2. Из всех радионуклидов, содержащихся в лесной подстилке, опасность представляет 137Cs. Чем больше потребность в калии различных видов продукции леса, тем больше в них накапливается 137Cs.

3. Заготовка грибов и ягод должна осуществляться при обязательном проведении радиационного контроля.

4. При предварительной обработке грибы и ягоды следует тщательно промыть, очистить от почвенных частиц и растительного опада.

5. При кулинарной обработке свежих грибов оптимальным режимом, обеспечивающим 5-10-ти кратное снижение 137Cs является их многократное вываривание со сменой воды (доведение до кипения – вываривание в течении 3-5 минут – смена воды).

6. При вымачивании (2-3-х кратное) сухих грибов с последующим их вывариванием (2-3-х кратное) можно добиться максимального снижения содержания 137Cs в готовом продукте (до 15 раз).

Литература

1. Ипатьев В.А. Лес. Человек. Чернобыль. Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС: состояние, прогноз, реакция населения, пути реабилитации / В.А. Ипатьев, В.Ф. Багинский, И.М. Булавик. – Гомель : Институт леса НАН Беларуси, 1999. – 454 с.

2. Мирончик А.Ф. Радиоактивное и техногенное загрязнение лесов пригородной зоны Могилева / А.Ф. Мирончик // Чернобыль: 20 лет спустя. Стратегия восстановления и устойчивого развития пострадавших регионов : сб. тезисов междунар. конф.. – Гомель : РНИУП «Институт радиологии», 2006. – С. 202.

3. Орлов О.О. Аккумуляция 137Cs дикорослыми грибами та ягодами в лicax Полiсся Украiни / О.О. Орлов, Т.В. Курбет, О.З. Короткова // Проблемы екологii лicy i лiсокористування на Полiссi Украiни. – Житомир, Волинь, 2000. – Вып. 1(7).– С. 44-53.

4. Проведение радиационно-экологического мониторинга в лесах, загрязненных радионуклидами: отчет по НИР. – ГУРКРБ «Беллесрад» ; рук. Карабанович Л.Н.; исполн. : А.В. Барабошкин [и др.] – Минск, 2003. – 109 с. – Библиогр. : с. 107-109.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У ДЕТЕЙ

И ПОДРОСТКОВ БЕЛАРУСИ В ПЕРВУЮ ДЕКАДУ ПОСЛЕ ЧЕРНОБЫЛЯ

–  –  –

Введение. Скрининговые исследования, проведенные в первую декаду после Чернобыля, внесли существенный вклад в радиационную тироидологию. На современном этапе эти данные не потеряли своей актуальности, т.к. осмысление результатов тех лет может дать ключ к пониманию тенденций развития тиреоидной патологии в последующие годы. Длительное время в литературе существовало мнение о том, что щитовидная железа (ЩЖ) является радиорезистентным органом, так как фолликулярные клетки характеризуются медленной пролиферацией и не дают быстрого ответа на облучение.

Считалось, что радиационные эффекты в таких тканях могут либо нивелироваться, либо проявляться через многие годы. После атомной бомбардировки городов Хиросимы и Нагасаки в 1945 г, проводилось регулярное медицинское обследование пострадавших лиц, которое показало, что на отдаленных сроках наблюдения, среди облученных в дозе 0,010,49 Гр гипотиреоз встречается в 2,4 раза чаще, чем среди лиц контрольной группы [1]. Изучение последствий выпадения радиоактивных осадков после испытаний ядерного оружия в 1954 г. в районе Маршалловых островов предоставило материал о развитии тиреоидной патологии у населения, пострадавшего от взрывов [24]. На отдаленных сроках была установлена прямая дозовая зависимость частоты гипотиреоза от поглощенной дозы ЩЖ (ПДщж) в интервале от 0,5 до 15 Гр.

В результате аварии на ЧАЭС во внешнюю среду были выброшены различные радионуклиды, основным дозоформирующим компонентом из которых являлся 131I.

Вторым важнейшим изотопом был 137Cs. Активность атомов 131I, выброшенных в атмосферу оценивалась от 17 до 47 МКи, а 137Cs – от 1 до 2,4 МКи по разным источникам [5,6]. Наиболее сильному радиационному загрязнению подверглись близлежащие регионы Украины, Беларуси и России, причем на долю Беларуси пришлось около 70% всей загрязненной территории.

Цель работы – обобщить результаты скрининговых исследований по изучению функции щитовидной железы у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях республики, проведенных коллективом сотрудников лаборатории эндокринологии детей и подростков Института радиационной медицины МЗ РБ в первую декаду после Чернобыля.

Материалы и методы. Основным объектом исследования являлись дети и подростки дошкольного и школьного возраста (от 4 до 17 лет), проживающие в загрязненных регионах Беларуси. Контрольную группу составляли лица аналогичного возраста, проживающие в Браславском и Ушачском районах Витебской области и в г. Минске и Минской области («чистые зоны»). Общее количество обследованных по методу сплошного скрининга – 20785 чел. Обследование включало осмотр врачаэндокринолога и сонографию ЩЖ. При скрининге проводился забор венозной крови для последующего определения тиреотропного гормона (ТТГ), общего и свободного тироксина (Т4, св.Т4), трийодтиронина (ТЗ), тироксинсвязывающего глобулина (ТСГ) и тиреоглобулина (ТГ). ТТГ и св.Т4 определяли радиоиммунным методом (РИА) на наборах фирмы CIS bio international (Франция), остальные показатели – на РИАнаборах производства Института биоорганической химии НАН Беларуси. В утренней порции мочи у 10% осмотренных детей исследовали содержание йода с помощью церий-арсенитного метода.

Результаты исследования и их обсуждение. Скрининговые исследования показали, что в наиболее загрязненных радионуклидами районах Гомельской области, регистрируется больше детей и подростков c уменьшенным относительно возрастной нормы объемом ЩЖ, чем в «чистых» районах. При этом в районах Гомельской области число лиц с объемом органа, превышающим норму, было достоверно ниже, чем в районах Брестской области и в контрольных районах. Наибольшее число детей и подростков с увеличенной, относительно возрастной нормы, ЩЖ было обнаружено в Ушачском районе Витебской области, что наряду с данными о йодном дефиците позволяло констатировать наличие в данном регионе более выраженной зобной эндемии, чем в Браславском районе. Таким образом, у детей и подростков, проживающих в наиболее загрязненных районах Гомельской области, была установлена более высокая распространенность уменьшенных объемов ЩЖ по сравнению с возрастной нормой.

Результаты массовых скринингов, проведенных в республике в период 19901994 гг. продемонстрировали, что на относительно «чистых» территориях наблюдается достоверная отрицательная корреляция между содержанием йода в моче и процентом лиц с увеличением объема ЩЖ, что согласуется с представлениями о зобогенном действии йодного дефицита, даже в условиях легкой йодной недостаточности.

Настораживающим был выявленный факт снижения зобогенного действия дефицита йода у лиц, проживающих на территориях загрязненных радионуклидами. Ярким примером служил Ветковский район Гомельской области с минимальным содержанием йода в моче (медиана 53 мкг/л), что было сопоставимо с йодной обеспеченностью Ушачского района Витебской области, однако процент лиц с увеличенным объемом ЩЖ в первом регионе был существенно ниже, чем во втором. На территориях с высокой плотностью загрязнения радионуклидами (Хойникский, Наровлянский, Ветковский районы Гомельской области) была выявлена более высокая частота (%) лиц с уменьшенными объемами ЩЖ, чем на «чистых» территориях. Было показано, что выявляемость уменьшенных объемов ЩЖ положительно коррелирует с загрязнением местности по 137Cs и поглощенной дозой ЩЖ (ПДщж) от 131I. Средние уровни ТТГ отрицательно коррелировали с этими же показателями радиационного загрязнения. Таким образом, результаты массовых скрининговых исследований продемонстрировали, что, наряду с йодной обеспеченностью, важными факторами, влияющими на формирование возрастного объема и функционального статуса ЩЖ детей и подростков, являются показатели загрязнения местности радионуклидами йода и цезия.

Индивидуальное динамическое наблюдение за группой детей, проживающих в Ветковском районе Гомельской области, который являлся примером региона со сниженной йодной обеспеченностью, выявило парадоксальное явление – снижение темпов роста ЩЖ по сравнению с лицами, проживающими в «чистом» регионе с более мягким йодным дефицитом. Снижение нормальных темпов роста ЩЖ, также как и напряжение в гипофиз-тиреоидной системе было обусловлено повышенной инкорпорацией 137Cs, примерно в 10 раз превышающей уровень инкорпорации у детей, отселенных на «чистые» территории.

Наиболее резкие сдвиги функционального состояния ЩЖ были обнаружены у лиц, имеющих ПДщж более 510 Гр – уменьшение объемов ЩЖ, сопровождающееся сниженной продукцией тироксина и снижением свободной фракции гормона в крови, а также повышением уровня ТТГ. Сходные отклонения обнаруживались и при хронической инкорпорации 137Cs (более 1500 Бк/кг), однако они отличались снижением уровня ТТГ. Таким образом, при инкорпорации радиоактивного цезия наблюдались признаки разобщения в системе гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа.

Заключение. Изучение йодной обеспеченности детей и подростков в 19901994 гг. показало преобладание легкой степени йодного дефицита в обследованных регионах республики, что было причиной развития гиперплазии ЩЖ у лиц, проживающих на «чистых» территориях. Формирование эндемического процесса на территориях, подвергшихся воздействию радионуклидов, имело свои особенности и в значительной степени зависело от загрязнения местности изотопами 137Cs и дозовых нагрузок от 131I.

У детей и подростков с повышенной инкорпорацией радионуклидов цезия в организме было отмечено торможение нормального темпа роста ЩЖ, характерного для их возраста и проживания в районе зобной эндемии. Наиболее резкие отклонения в функционировании тиреоидной системы, проявляющиеся в ее угнетении, были отмечены на фоне высоких ПДщж (более 510 Гр) и при хронической инкорпорации радионуклидов цезия (более 10001500 Кб/кг).

У детей и подростков, постоянно проживающих в Хойникском районе Гомельской области со средними ПДщж от 0,9 до 2,6 Гр, были обнаружены некоторые возрастные отклонения показателей тиреоидного статуса, включающие периферический транспорт тиреоидных гормонов.

В широком диапазоне доз воздействия радиационных факторов наблюдалось преобладание адаптивных приспособительных реакций, которые обеспечивали сохранение эутиреоидного статуса в организме облученных лиц. Учитывая многообразные неблагоприятные эффекты радиационных воздействий, выявленные через 57 лет после аварии, можно предположить их вклад в формирование тиреоидной патологии в последующие годы.

Литература

1. Delayed effects of atomic bomb radiation on the thyroid: proc. of the 27th Annual Meeting of the Japanese Nuclear Medicine Siciety, Japan, October, 1-3, 1987. / Amsterdam etc.: Excerpta Medica; ed. S. Nagataki. – Japan, 1989. – P. 110.

2. Conard, R.A. Thyroid nodules as a late sequela of radioactive fallout in a Marshall Island population exposed in 1954 / R.A. Conard, J.E. Rall, W.W. Sutow // J. Med. 1966.

Vol. 274, № 25. P. 13911399.

3. Conard, R.A. Thyroid neoplasia as late effect of exposure to radioactive iodine in fallout / R.A. Conard, B.M. Dobyns, W.W. Sutow // JAMA 1970. Vol. 214, № 2. P.

316324.

4. Thyroid hypofunction after exposure to fallout from a hydrogen bomb explosion / P.R. Larsen [et al.] // JAMA. 1982. – Vol. 247, № 11. P. 15711575.

5. The accident at the Chernobyl NPP and its consequences: Summary report on the postaccident review meeting on the Chernobyl accident / USSR. State Committee on the Utilization of Atomic Energy. – Vienna: International Atomic Energy Agency, 1986. – (IAEA Series N 75 – INSAG-1).

6. Gudiksen, P.H. Chernobyl source term, atmospheric dispersion, and dose estimation / P.H. Gudiksen, T.F. Harvey, R. Iange // Health Phys. – 1989. – Vol. 57. – P. 697706.

–  –  –

Р.А. Ненашев1, Ю.Д. Марченко1, А.Н. Чудинов1, М.А. Шабалева2 ГПНИУ «Полесский государственный радиационно-экологический заповедник», Хой

–  –  –

Введение. При изучении накопления радионуклидов водными организмами значительный интерес представляют рыбы, занимающие в биогидроценозах верхние трофические уровни. Сбор и анализ данных по содержанию радионуклидов в организме рыб имеет особое значение, поскольку рыбы являются, по сути, единственным компонентом водных экосистем Полесья, входящим в рацион питания человека.

Закономерности накопления радионуклидов в организме рыб определяются следующими факторами [1]: 1) путем поступления радионуклида в организм (активным поступлением с пищей или сорбцией из воды); 2) физико-химическими свойствами радионуклида и формами его содержания в водной среде, концентрацией в воде стабильных элементов-аналогов; 3) типом питания различных видов рыб, сезонными изменениями в поведении рыб; 4) возрастом, массой особей; 5) физиологическими особенностями накопления радионуклида в органах и тканях; 6) трофической характеристикой водоема.

Материалы и методы. Накопление 137Cs изучалось у особей 9 видов типичных представителей ихтиофауны Полесского радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ): щука (Esox Lucius L.), окунь (Perca fluviatilis L.), красноперка (Scardinius erythrophtalmus L.), карась (Carassius carassius L.), линь (Tinca tinca L.), лещ (Abramis brama L.), плотва (Rutilus rutilus L.), язь (Leuciscus idus L.), густера (Blicca bjoerkna L.).

Лов рыбы проводился на водоемах, типичных для ландшафтов Полесского радиационно-экологического заповедника: в русле реки Припять, в озерах старичного комплекса (озеро Персток, Масановский старик), в каналах бывшей мелиоративной сети (Погонянский канал, Борщевское затопление). Определялся пол, возраст рыб, осуществлялась подготовка проб мышечной ткани для последующего анализа 137Cs гаммаспектрометрическим методом.

Результаты исследования и их обсуждение. В таблице 1 представлены результаты исследований накопления 137Cs рыбами водоемов ПГРЭЗ на основе данных мониторинга за период с 2006 г. по 2015 г. Наиболее высокими уровнями накопления 137Cs в мышцах отличаются рыбы, обитающие в озере Персток и Борщевском затоплении, затем по мере убывания концентрации следуют водоемы поймы р.Припять, имеющие соединение с рекой. Наименее загрязнена рыба, обитающая в русловой зоне р.Припять.

Эта закономерность может быть обусловлена водным режимом обследованных водоемов, так как с увеличением степени проточности количество радионуклида закономерно снижается во всех звеньях трофической цепи рыб. В то же время в типичных замкнутых водоемах, каким является оз. Персток, регистрируются абсолютные максимумы содержания 137Cs в мышцах рыб. Подобное превышение не является особенностью исследованных нами водоемов, а характерно для всех непроточных и мало проточных озер загрязненной радионуклидами зоны с уровнем загрязнения от 15 Ки/км2 и выше.

–  –  –

Что касается соответствия полученных результатов республиканским допустимым уровням содержания 137Cs в рыбе (370 Бк/кг) то, например, 57 % всех особей щуки, выловленных на различных участках русла р.Припять характеризуются низким уровнем накопления 137Cs в мышечной ткани, не превышающем нормативных требований РДУ-99. Так, при отлове рыбы в районе Масановского старика, находящегося всего лишь в 10 км от ЧАЭС, незначительное превышение нормативных требований (в 1,1раза) зарегистрировано только в 40% случаев. При анализе содержания 137Cs в мышечной ткани различных видов рыб из пойменных водоемов р.Припять в районе б.н.п.

Тульговичи (35 км от ЧАЭС) не отмечено ни одного случая превышения нормативных требований. Вариабельность накопления 137Cs в мышцах различных видов рыб, обусловленная индивидуальными различиями, составляет в среднем 55 %. Несмотря на относительно невысокий уровень концентрации 137Cs у рыб из р.Припять выявлен наиболее широкий разброс значений. В пределах одного вида показатели вариабельности накопления 137Cs, как правило, выше у особей с небольшой массой тела по сравнению с крупными экземплярами. Установлено, что содержание 137Cs в икре рыб как правило, ниже его содержания в мышцах и составляет в среднем 70 % от содержания радионуклида в мышечной ткани. В сходных условиях обитания, в пределах одного водоема, уровни накопления 137Cs у различных видов рыб определяются прежде всего спецификой их питания. В целом, максимальным уровнем накопления 137Cs в организме обладают хищники окунь и щука, обитающие в непроточных водоемах и каналах бывшей мелиоративной сети. У этих же видов, выловленных в проточных водоемах, содержание 137Cs может быть на порядок ниже. Сопоставим с ними по накоплению 137Cs язь, для которого характерен смешанный тип питания. Молодые особи язя являются бентофагами, но с увеличением размеров и массы тела язь переходит к активному хищничеству. В группу видов со средней степенью накопления входят перифитофаг красноперка, перифито-зообентофаг плотва, а также зообентофаг линь. Типичные бентофаги карась, густера, лещ характеризуются наименьшим содержанием 137Cs.

Для оценки степени биологической доступности депонированного в водоеме Cs для организма рыб определены коэффициенты биологического накопления (Кн) этого радионуклида в мышцах рыб, представляющие собой отношение удельной активности мышечной ткани к средней объемной активности воды: Величины Кн 137Cs для мышечной ткани язя, окуня, щуки, красноперки, линя, карася, плотвы, густеры, леща составили 1055160; 90350; 73460; 72520; 65520; 65313; 58537; 46314; 394 27 соответственно. Установлено, что степень концентрирования 137Cs в организме у большинства обследованных видов рыб зависит от массы тела особи. Положительный размерный эффект свойственен красноперке, окуню, плотве, язю (коэффициент корреляции составил 0,38; 0,27; 0,37 соответственно). Отрицательная корреляция между весом и содержанием 137Cs обнаружена у карася серебряного и леща (r= -0,28; -0,45). Для этих видов установлены функциональные зависимости между Кн и массой тела.

На основе данных по многолетней динамике концентрации 137Cs в воде и организме рыб оз.Персток, Борщевского затопления предложена экспоненциальная модель, описывающая темпы снижения содержания 137Cs в мышечной ткани:

–  –  –

Где Ау tпрогнозируемое содержание радионуклида в мышечной ткани рыб на момент времени t (Бк/кг); Ау воды объемная активность 137Cs в воде обследуемого водоема (Бк/л) на момент времени t; Кн коэффициент накопления 137Cs для мышечной ткани данного вида рыб относительно содержания радионуклида в воде; t текущее время, прошедшее с момента аварии на ЧАЭС, ( в годах); t1 время, на которое делается прогноз, в годах с момента аварии; T1 и T2 эффективные периоды полуснижения содержания 137Cs в мышечной ткани рыбы, характеризующие «быструю» и «медленную» компоненты экспоненциальной функции (в годах); a и b долевые коэффициенты вклада «быстрой» и «медленной» компонент экспоненциальной функции в конечный результат (выражаются в долях единицы, рассчитываются эмпирически). Для расчетов параметров T1, T2, a, b использовались данные многолетней динамики накопления радионуклидов в мышечной ткани различных видов рыб, обитающих в замкнутых водоемах зоны отчуждения (оз. Персток и Борщевское затопление). Величины T1, T2 составляют 1,8 и 24,4 года, коэффициенты a, b и = 0,964; b = 0,036. На основании вышеприведенного уравнения сделан долгосрочный прогноз динамики содержания 137Cs в мышечной ткани различных видов рыб, обитающих в озере Персток (рис.1). Ожидается, что среднее содержание 137Cs в мышечной ткани рыб озера Персток должно достигнуть нормативных уровней РДУ-99 (370 Бк/кг) в период с 2085 по 2120 г.г. в зависимости от вида. Для сравнения сроки достижения этих величин, основанные только на времени физического распада 137Cs составили бы 2161-2202 г.г.

–  –  –

Заключение. В результате проведенных исследований установлено, что для видов рыб, обитающих в малопроточных и непроточных водоемах (Борщевское затопление, оз. Персток) характерны максимальные концентрации 137Cs в мышцах, затем по мере убывания содержания радионуклида в организме рыб следуют водоемы поймы р.Припять, имеющие соединение с рекой. Наименее загрязнена рыба, обитающая в русловой зоне реки Припять. Наиболее высоким уровнем накопления 137Cs в мышцах обладают хищные виды рыб (окунь, щука) и виды со смешанным типом питания (язь).

Менее всего загрязнены представители видов-бентофагов (карась, густера, лещ). Для оценки степени биологической доступности депонированного в водоеме Cs для организма рыб определены коэффициенты биологического накопления этого радионуклида мышцах рыб. Установлено, что степень концентрирования 137Cs в организме у большинства обследованных видов рыб зависит от массы тела особи. Положительный размерный эффект свойственен красноперке, окуню, плотве, язю. Отрицательная корреляция между весом и содержанием 137Cs обнаружена у карася и леща.

На основе данных по многолетней динамике концентрации 137Cs в воде и организме рыб предложена экспоненциальная модель, описывающая темпы снижения содержания 137Cs и сделан долгосрочный прогноз содержания 137Cs в мышечной ткани различных видов рыб, обитающих в озере Персток.

Литература

1. Рябов, И.Н. Радиоэкология рыб водоемов в зоне влияния аварии на Чернобыльской АЭС / М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. – 215 с.

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОЗ

ВНУТРЕННЕГО ОБЛУЧЕНИЯ ОТ ТУЭ НА ДИКИХ КОПЫТНЫХ

ЖИВОТНЫХ, ОБИТАЮЩИХ НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

–  –  –

Государственное научное учреждение «Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси», Гомель, Беларусь, shurankova@list.ru Введение. В настоящее время основными дозообразующими радионуклидами, выброшенными в окружающую среду в результате чернобыльской аварии, являются Cs и 90Sr. Поведению данных радионуклидов, их переходу по пищевым цепям и накоплению в различных компонентах экосистем посвящено довольно большое количество исследований. Вместе с тем, со временем происходит изменение роли радионуклидов в формировании дозовой нагрузки. В силу значительно более высоких периодов полураспада трансурановых элементов (ТУЭ) приобретает все большую актуальность вопрос их определения в организмах животных, обитающих в местах с повышенным содержанием радионуклидов в верхних горизонтах почвы. Высокая радиотоксичность и продолжительные периоды полураспада определяют радиоэкологическую значимость 241Am и изотопов плутония при их вовлечении в биологический круговорот.

Необходимо отметить, что по настоящее время имеется лишь фрагментарная информация о поведении плутония и америция в экосистемах. Это затрудняет оценку и прогноз их воздействия на биоту. В связи с этим, необходим анализ возможных масштабов включения трансурановых элементов в биологический круговорот и оценка процессов их перераспределения в отдельных компонентах экосистем и факторов, оказывающих на это доминирующее влияние.

Материалы и методы. За основу при разработке данной модели оценки динамики накопления ТУЭ в организме диких копытных животных взяты биокинетические модели для плутония и америция, описанные в публикации №67 МКРЗ [1], модифицированные для диких копытных животных. Модель реализована в информационноаналитической системе для оценки доз внутреннего облучения от ТУЭ на диких копытных животных, написанной на языке Python. Апробация данной модели проводилась на диких копытных животных, обитающих на территории ПГРЭЗ. Суточное поступление радионуклидов в организм животных рассчитывалось путем копрологического анализа с последующим пересчетом.

Результаты исследования и их обсуждение. Модели, описанные в публикации №67 МКРЗ разработаны для организма взрослого человека. Они являются наиболее полными и адекватными для описания поведения ТУЭ в организме млекопитающих среди имеющихся других моделей. В них поведение радионуклидов описывается системой дифференциальных уравнений с коэффициентами, указывающими на скорость перехода плутония и америция из одного органа или ткани в другой, а также перехода из пищи в кровяное русло и выведение из организма. Совокупность использованных коэффициентов представлена в таблице 1.

В связи с биологическими особенностями изучаемых видов, в модель внесены изменения, касающиеся массы животных и отдельных органов (таблица 2). Масса органов репродуктивной системы у лося принята следующей: самцы – 0,17 кг, самки – 0,5 кг; у кабана: самцы – 0,49 кг, самки – 0,5 кг [2,3].

Учтены возрастные особенности питания животных. Масса кормов у лося в возрасте одного года принята как 25% от рациона взрослого животного, у 2-летних – 60%.

У дикого кабана масса кормов однолеток принята равной 25% от рациона взрослых животных, двухлеток – 60%.

–  –  –

В ходе расчетов с использованием данной модели были определены уровни накопления ТУЭ перорально поступающих в организм диких копытных животных. Так удельная активность 238Pu в теле лося (возраст 5 лет) на территориях с умеренным загрязнением ТУЭ (плотность загрязнения 239+240Pu от 1 до 10 кБк/м2, 241Am от 4 до 20 кБк/м2) составляет от 0 до 8,1810-3 Бк/кг для самцов и от 0 до 9,3110-3 Бк/кг для самок, а кабана (возраст 5 лет) от 8,1010-3 до 1,8410-2 Бк/кг для самцов и от 1,1410-2 до 2,6110-2 Бк/кг для самок.

По 239+240Pu эти показатели составляют от 0 до 1,8110-2 Бк/кг для самцов и от 0 до 2,0710Бк/кг для самок лося, и от 1,7410-2 до 4,0710-2 Бк/кг для самцов и от 2,4710-2 до 5,7910-2 Бк/кг для самок кабана. Для 241Am эти значения составляют от 2,2810-3 до 5,3410-2 Бк/кг для самцов и от 2,6010-3 до 6,0710-2 Бк/кг для самок лося, и от 3,5910-2 до 5,5910-2 Бк/кг для самцов и от 5,110-2 до 7,9510-2 Бк/кг для самок кабана.

–  –  –

Для территорий с высокой плотностью загрязнения почвы (плотность загрязнения Pu 10-40 кБк/м2, 241Am 20-100 кБк/м2) эти показатели составили по 238Pu от 1,3910-3 239+240 до 5,6610-2 Бк/кг для самцов и от 1,5810-3 до 6,4410-2 Бк/кг для самок лося, и от 1,2910до 4,1910-2 Бк/кг для самцов и от 1,8310-3 до 5,9610-2 Бк/кг для самок кабана. Для Pu эти показатели составляют от 4,7510-3 до 1,4310-1 Бк/кг для самцов и от 5,4110до 1,6310-1 Бк/кг для самок лося, и от 2,5210-3 до 1,0210-1 Бк/кг для самцов и от 3,5910-3 до 1,4510-1 Бк/кг для самок кабана, значения по 241Am следующие – от 8,910-3 до 3,9210-1 Бк/кг для самцов и от 1,0110-2 до 4,4610-1 Бк/кг для самок лося, и от 6,5910до 3,9210-1 Бк/кг для самцов и от 9,3710-3 до 4,4610-1 Бк/кг для самок кабана.

Рассчитанные уровни накопления радионуклидов в органах животных используются для расчета эффективных доз от ТУЭ поступивших пероральным путем.

Заключение. Разработана информационно-аналитическая система для оценки накопления ТУЭ в организме диких копытных животных и формирования дозы внутреннего облучения животных от ТУЭ, не требующая изъятия животных из популяции.

Литература

1. Международная комиссия по радиологической защите. Радиационная защита.

Рекомендации МКРЗ 1990 г. Публикация 60 МКРЗ в 2-х частях /Пер. с англ. под ред.

И.Б. Кеирим-Маркуса. – М.: Энергоатомиздат, 1994.

2. Козло П.Г. Дикий кабан. – Мн.: Ураджай, 1975. – 224 с.

3. Козло П.Г. Эколого-морфологический анализ популяции лося. – Мн.: Наука и техника, 1983. – 215 с.

POSSIBILITIES OF EFFECTIVE MICROORGANISMSTM (EM) TECHNOLOGY

FOR REDUCING RADIOACTIVE CESIUM CONTAMINATION IN SOIL

–  –  –

Introduction. Radioactive substances emitted from the Fukushima No.1 nuclear power plant accident in March 2011 contaminated a large area of eastern Japan. Consequently, the development of techniques togrow safe agricultural productsand promote efficient environmental restoration is the crucial issue.

Research regarding countermeasures against radioactive contamination using Effective MicroorganismsTM (EM) Technology started at The National Academy of Sciences of Belarus from the second half of 1990s and the effects on the suppression of radioactive Cstransfer due to EM application have been reported[1]. Also, there were casesin whichradiation doses declined on the farmland on which EM1®was sprayed. From these experiences, we established a research base in Fukushima Prefecture in May 2011 and have been conducting various experiments todevelop a radioactive contamination countermeasure technology. It has been verified through field tests and green house tests that application of activated EM1®and EM fermented compost has an effect on the suppression of radioactive Cstransfer and these results have been reported at academicmeetings, international conferences, etc [2-4].

Soon after the nuclear plant accident, in order to verify the reduction of radioactive contamination using EM Technology, we sprayed activated EM1® regularly and conducted an experiment at a blueberry farm in Iitate village, Fukushima Prefecture. The radioactive Csconcentration in the soil at the start of the experiment was around 20,000Bq/kg but 2 months later it declined to 5,000Bq/kg.During the experimental period, it was not recognized that radioactive Cs was percolated into the deep part of soil or washed away due to rain [5].Moreover, Takizawa Dairy Farm in Minami-souma city, whichis verifying the effect of EM fermented cow manure compost on the suppression of radioactive Cs transfer from soil to grass, also showed that the radioactive Csconcentration in the soil declined more compared with the adjoining areausing chemical fertilizer.Therefore, we thought that activating the microorganisms in the soil islikely to have contributed to the reduction of radioactive Cs in some way [6].

We thought that it was necessary to evaluate the direct effect of EM on the radioactive Cs. Therefore, we conducted a laboratory experiment to examine the possibilities of reduction of radioactive Cs by EM Technology under isolated conditions, which eliminated uncontrollable factors such as weather.

Materials and Methods. In order to prepare the soil sample, contaminated soil containing Cs was air dried, screened with a 1.5mm mesh sieve and stirred well. The soil was put into U8 plastic containers so that the net weight was exactly 80.00g on the precision balance.

Six treatment groups were set up using this soil sample, a Control group with no treatment, a Water group with added water, and EMgroups that added 25%, 50%, 75%and 100% concentrations of activated EM1® (EM).Activated EM1® was prepared by mixing the productEM1®withmolasses and water in a composition of 1:1:20 (v/v). The mixture was poured into a clean airtight plastic container and incubated at 37 for 7 days.Three repetitions were arranged for each treatment group. The experimental period was 690 days from the 18th of December 2013 to the 7th of November 2015. During that period, water and EMwere added 6 times in total. At the same time, molasses was also added for the EM groups to increase the activation of microorganisms. After putting the lids on the U8 containers, the containers were wrapped with plastic bags and put in a foamed polystyrene container and kept at room temperature.

Before measuring the radioactive Cs activity, samples were placed inside the constant temperature drying oven to evaporate the water under 70 to eliminate the influence of moisture inside the soil. After that, the specific activity of134Cs and 137Cs of each sample was measured with NaI(TI) scintillation spectrometer.

Results and Discussion. The activity of 134Cs before and 690 days after the treatment were measured, then reduction rates were calculated (Fig.1). The physicalhalf-life of 134Cs is

2.065 years and the theoretical reduction rate690 days after is 47.0%. The reduction rate of the Control group was 46.5%, which wasvery close to the theoretical reduction rate. For the other treatment groups, the reduction rate was 47.3% for Water, 52.4% for EM25%, 54.8% for EM50%, 57% for EM75% and 56.7% for EM100%. Comparing the reduction rates of these groups with the Control group, there were significant differences in all EM treated groups (p0.01). Also, the reduction rate increased in proportion to the concentration of EM.

The activity of 137Cs before and 690 days after the treatment were measured, then reduction rates were calculated (Fig.2). 137Cs has a long physical half-life of 30.04 years and the theoretical reduction rate 690 days after is 4.3%. The reduction rate of the Control group was 3.4%, which was very close to the theoretical reduction rate. For the other treatment groups, the reduction rate was 8.4% for Water and for the EM25%, 50%, 75% and 100% were 9.1%, 12.0%, 13.4% and 14.8%, respectively. Comparing the reduction rates of these groups with the Control group, there were significant differences in all EM treated groups (p0.01, except EM25%).Also, the reduction rate increased in proportion to the concentration of EM.

The factor that increased the radioactive Cs reduction rate on the EM treated groups compared with the Control group is not known at present. Physical half-life of radionuclides remains quite stable to environmental change, thus this phenomenon is not consistent with the scientific common knowledge. However, since some scientists have reported biological transmutation, we should stay open to all possibilities and must conduct more detailed studies and validate repeatedly.

Conclusion. Compared with the Control group, 134Cs and 137Csactivities in the soil were significantly reduced in the EM treated groups. Also, the reduction rates of 134Cs and Cs were increased in proportion to the concentration of EM. From the results of the field experiments and this test, it can be considered that by applying activated EM1®on the soil will reduce radioactive Cs, although the mechanism is unknown.

References

1. Shamal, N.V., Zakharenka, M.N., Khomchenko, O.N., Ammon, A.A., Kudryashov, V.P. (2010). Using microbiological preparations for reducing the transfer of 137Cs and 90Sr in lettuce and carrot.Collection of scientific papers “Vegetable farming”.18, 361-367(in Russian).

2. Shintaniet al. (2013). Studies on the suppressive effect on and the relevant mechanism of the transfer of radioactive materials into crops through soil improvement by EM (Effective Microorganisms).In: Proceedings of 2do Conference for remediation of radioactive contamination in the environment. Tokyo, Japan (in Japanese). 131p.

3. Shintani,et al. (2012). Safe food production in Fukushima by applying technology of effective microorganisms (EM).In: Proceedings of International Scientific Conference "Low Doses. Gomel, Republic of Belarus. 165-166p.

4. Okumoto,et al. (2015). Influence on the suppression of transfer of radioactive cesium from soil to grass using cow manure compost and its effluent fermented by Effective

MicroorganismsTM. In: Proceedings of International Scientific Conference "Radiobiology:

MAYAK, Chernobyl, Fukushima". Gomel, Republic of Belarus. 167-170p.

5. Shintani, M., Okumoto, S. (2011). A trial to bioremediate radioactively contaminated farm lands in Fukushima by using Effective Microorganisms. International Scientific Conference "Radiation and Chernobyl: Science and Practice, held at Institute of Radiobiology of NAS of Belarus, Gomel, Republic of Belarus. 13-14 October 2011.

6. Okumoto, et al. (2014). Application of Effective MicroorganismsTM (EM) technology contributes to the reconstruction of a cycle based dairy farm in Fukushima (Case study).

In: Proceedings of International Scientific Conference"Radiobiology: man-made radiation".

Gomel, Republic of Belarus, 153p.

МОДЕЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ И ДОПУЩЕНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ

МИГРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ

Т.В. Переволоцкая, А.Н. Переволоцкий, С.И. Спиридонов ФГБНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии", Обнинск, Россия, forest_rad@mail.ru Введение. Оценка уровней радиоактивного загрязнения окружающей среды и используемой человеком продукции, прежде всего, сельскохозяйственного производства, значение которой для формирования дозы внутреннего облучения имеет исключительно важное значение, отмеченное еще при проведении радиоэкологических исследований глобально выпавших радионуклидов [1,2].

Материалы и методы. Прогнозный расчет осуществлен с помощью компартментных математических моделей, основанных на методе системного анализа [1,2] для типичных представителей агроэкосистем – пахотных и кормовых угодий (ячмень, пшеница, рожь, овес, картофель, свекла) [3-8].

Для описания динамики обмена радионуклидов между отдельными звеньями в общей форме применена система дифференциальных уравнений первого порядка [4]:

n m dAi Ai0 kij An k ji Am (1)

dt i 1 j:1

где Аi, Аm, Аn – содержание радионуклида в звеньях, Бк, Ai0 – интенсивность поступления радионуклида извне, Бкс-1, k ij – константы переноса радионуклида из звена i в звено j, характеризующие перенос радионуклида в соответствующие компартменты из почвы с-1, kji – константы переноса радионуклида из звена j в звено i, характеризующие перенос радионуклида в почву из соответствующих компартмент, с-1.

Решение системы уравнений осуществлено путем замены дифференциалов на конечно-разностные аналоги с шагом дифференцирования t = 1 с (на примере 1 компартменты).

–  –  –

Все расчеты проводили исходя из наиболее консервативного подхода, предполагающего максимально возможное накопление радионуклидов хозяйственно ценной фитомассой. В течение моделируемого времени величина надземной фитомассы принята постоянной и максимальной, что соответствует периоду сбора урожая.

Применены следующие основные допущения:

– после аварийного загрязнения радионуклиды в экосистему больше не поступают;

– основной механизм поступления радионуклидов в сельскохозяйственные растения – корневой;

– внекорневое радиоактивное загрязнение учтено в константах переноса от почвы к элементам фитомассы;

– предполагалось выделение радионуклидов из элементов фитомассы в почву (за счет удаления с поверхности растений, с корневыми выделениями и другими процессами);

– в почве происходит "старение" радионуклидов аварийных выпадений, проявляющееся в постепенном снижении корневого поступления;

– в начальный момент времени t=0 начинается поступление радионуклидов из почвы в растение. Во всех компартментах экосистемы радиоактивное загрязнение отсутствует;

– опосредованы многие процессы, происходящих в агроэкосистеме. Прежде всего, усреднена сезонная динамика в содержании минеральных и радиоактивных веществ в растениях, условия микросреды, изменение подвижности радионуклидов в почве во времени, перераспределение их по формам нахождения и т.д.

Для учета экспоненциального снижения параметров перехода в системе "почварастение" некоторые коэффициенты переноса были представлены в следующем виде:

– для подземной фитомассы (корне- и клубнеплоды) :

k14 k114 e 114t k1114 e 1114t (5)

– для надземной фитомассы (зерно) :

k12 k112 e 112t k1112 e 1112t (6) При отсутствии данных о динамике коэффициентов перехода по какой-либо культуре соответствующие значения вспомогательных констант (k112-1112, k114-1114) принимались равными 1, а (112-1112, 114-1114) – 0.

– накопление радионуклидов сельскохозяйственными растениями происходит только во время сезона вегетации. До его наступления и после завершения "работает" только миграция радионуклидов в подпахотный слой почвы;

– при расчете учтен радиоактивный распад – сумма запаса радионуклидов во всех компонентах в текущем году должна была быть меньше по сравнению с прошлым j

–  –  –

Для моделей проведен анализ параметров k12, k13 и k14, определяющих корневое и внекорневое поступление радионуклидов в растения.

Результаты исследования. Величины прогнозируемых и фактических коэффициентов перехода 137Cs (нормированных на 1 Бк/м2 величины радиоактивных выпадений) с учетом принятых подходов и допущений на примере зерна пшеницы представлены на рисунке1-2.

Рисунок 1 – Динамика коэффициентов перехода 137Cs для зерна пшеницы на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах Рисунок 2 –Динамика коэффициентов перехода 137Cs для зерна пшеницы на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых и суглинистых почвах Заключение. Полученные результаты позволяют констатировать соответствие прогнозируемых коэффициентов перехода радионуклида для исследуемых видов сельскохозяйственной продукции фактически наблюдаемым [9], полученным на основании мероприятий радиоэкологического мониторинга, и позволяют осуществлять прогноз содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции с достаточной степенью надежности и неопределенностью 50 %.

Литература

1. Израэль, Ю.А. Радиоактивные выпадения после ядерных взрывов и аварий / Ю.А. Израэль. – СПб: Пресс-Погода, 1996. – 355 с.

2. Алексахин, Р.М. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры/ Р.М. Алексахин [и др.]; под ред. Л.А. Ильина и В.А. Губанова. – М.:ИздАТ, 2001. – 752 с.

3. Сельскохозяйственная радиоэкологии /под ред. Р.М. Алексахина, Н.А.Корнеева. – М.:Экология, 1992. – 400 с.

4. Гусев, Н.Г. Радиоактивные выбросы в биосфере: справочник / Н.Г. Гусев, В.А. Беляев. – М.:Энергоатомиздат, 1991. – 256 с.

5. Допустимые выбросы радиоактивных и вредных химических веществ в приземный слой атмосферы /под ред. Е.Н. Теверовского и И.А. Терновского. – М.:Атомиздат, 1980. – 240 с.

6. Романов, Г.Н. Ликвидация последствий радиационных аварий: справочное руководство / Г.Н. Романов. – М.:ИздАТ, 1993. – 336 с.

7. Лурье, А.А. Сельскохозяйственная радиология и радиоэкология / А.А. Лурье.

– М.:ФГОУ ВПО РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. – 227 с.

8. Георгиевский, В.Б. Экологические и дозовые модели при радиационных авариях / В.Б. Георгиевский. – Киев: Навукова думка, 1994. – 174 с.

9. Abbott, M.L. COMIDA: A radionuclide food chain model for acute fallout deposition / M.L. Abbott, A.S. Rood // Health Physics. – 1994– Vol 66, N 1. – P. 17-29.

АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ДОЗЫ ВНЕШНЕГО ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ

ШКОЛЬНИКОВ В НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТАХ ГОМЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

А.Н. Переволоцкий1, Е.В. Великоборец2, Е.В. Красовская2 ФГБНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии", Обнинск, Российская Федерация, forest_rad@mail.ru Учреждение образования "Гомельский государственный университет им.

–  –  –

Введение. Проанализирована структура дозы внешнего -излучения в ареалах населенных пунктов Гомельской области, находящихся в I и II зонах радиоактивного загрязнения на современном этапе формирования радиационно-экологической обстановки.

Материалы и методы. Объектами исследований послужили н.п. Гончаровка Речицкого района, находящийся в Ia зоне радиоактивного загрязнения (1-2 Ки/км2 по 137Cs) и н.п. Октябрево Кормянского района, находящийся в II зоне радиоактивного загрязнения (5Ки/км2 по 137Cs). В пределах ареалов н.п. проведены исследования в соответствие с методическими указаниями МУ 2.6.1.2153-06 [1] и МУ 2.6.1.2222-07 [2], а также рекомендациям МР 2.6.1.0007-10 [3]: отобраны образцы почвы для определения содержания 137Cs, в точках отбора определены географические координаты и мощность поглощенной дозы внешнего гамма-излучения, мощность дозы измерена также в различных локациях ареала н.п. Расчетными методами определены величины мощности поглощенной дозы от излучения 137Cs и вклад в измеренную мощность дозы излучения от естественных источников ионизирующей радиации, построены изолинии исследуемых радиационных показателей, характеризующие их пространственное распределение.

Результаты исследований и их обсуждение. В ареале н.п. Гончаровка (Ia зона) плотности загрязнения почвы 137Сs находятся в диапазоне от 10 до 90 кБк/м2, при этом в северной и юго-западной частях ареала есть участки с повышенной плотностью загрязнения (более 50 кБк/м2). Расчетная мощность поглощенной дозы внешнего -излучения в ареале исследуемого н.п., обусловленная 137Cs, составляет от 1 до 710-8 Гр/ч.

В ареале н.п. Октябрево (II зона) плотность загрязнения почвы 137Сs находится в диапазоне от 120 до 320 кБк/м2, при этом исследуемый показатель повышается от западной к восточной части ареала. Непосредственно в пределах н. п. плотность загрязнения почвы 137Сs составляет 140-200 кБк/м2, постепенно повышаясь от юго-западной к северной и восточной его частям. Расчетная величина мощности дозы внешнего гаммаизлучения находится в диапазоне от 10 до 3510-8 Гр/час. В северной и восточной частях исследуемые значения превышают 2510-8 Гр/час, а в юго-западной части составляют менее 1210-8 Гр/час. Непосредственно для территории населенного пункта мощность поглощенной дозы находится в диапазоне от 5 до 2010-8 Гр/час.

Данные по характеристикам радиоактивного загрязнения по ареалу каждого населенного пункта были подвергнуты кластерному анализу для выявления участков с достоверно отличающимися исследуемыми показателями. Статистически обработанные данные по каждому из кластеров представлена в таблице 1.

Для первого, менее загрязненного кластера, 95% доверительный интервал плотности загрязнения составил от 113 до 145 кБк/м2 для н.п. Октябрево (точки отбора расположены в южной и восточной частях ареала) и от 19 до 29 кБк/м2 по н.п. Гончаровка (в центральной части). Измеренная мощность дозы для н.п. Гончаровка составила 14±0,610-8 Гр/ч и 20,7±0,8·10-8 Гр/час для н.п. Октябрево Таблица 1 – Результаты статистической обработки данных по радиационной обстановки в кластерах в ареале н.п.

–  –  –

1 9,49 1,20 0,23 9,04 9,94 2 13,97 1,65 0,55 12,89 15,05 В н.п. Октябрево вклад 137Сs в измеренную мощность поглощенной дозы составляет от 45 до 85% и от 10 до 55% в ареале н.п. Гончаровка. Максимальные значения вклада наблюдаются в наиболее загрязненных частях ареала (65-85%) для первого н.п. и 35-55% для второго. Непосредственно в населенных пунктах вклад 137Cs в величину мощности дозы был несколько ниже – около 65% и около 25%, соответственно.

В различных локациях ареалов измеренная мощность поглощенной дозы находится в диапазоне от 12 до 20·10-8 Гр/час в н.п. Октябрево и 10-13·10-8 Гр/час – в н.п. Гончаровка (таблица 2). Как правило, из всех локаций, максимальные величины мощности дозы наблюдаются в лесу, а минимальные значения – в школах и на школьном дворе.

Таблица 2 – Данные по мощности поглощенной дозы внешнего -излучения в различных локациях населенного пункта, n10-8 Гр/ч

–  –  –

Заключение. В ходе проведенных нами исследований были изучены плотности загрязнения почвы 137Сs, мощности поглощенной дозы внешнего -излучения в пределах ареалов населенных пунктов. Исследовано пространственное распределение показателей радиоактивного загрязнения в пределах ареала исследуемых населенных пунктов. Показана существенная роль 137Сs в формировании дозы внешнего гамма-излучения, которая повышается по мере увеличения плотности загрязнения почвы данным радионуклидом.

Рассчитанная годовая эквивалентная доза внешнего -излучения по 137Сs для школьников в н.п. Гончаровка составляет 0,079 мЗв/год, в н.п. Октябрево – 0,282 мЗв/год. Основной вклад в величину исследуемого показателя вносит пребывание в жилых домах (36%), а также пребывание во дворе, на огороде и улице (по 16%).

Рассчитанная годовая эквивалентная доза от естественного -излучения для школьников н.п. Гончаровка составляет 0,523 мЗв/год и н.п. Октябрево – 0,579 мЗв/год.

Основной вклад в величину исследуемого показателя вносит пребывание в жилых домах – 0,3-0,4 мЗв/год (что составляет 60%) и в школе – 0,07-0,09 мЗв/год (14%).

Литература

1. Оперативная оценка доз облучения населения при радиоактивном загрязнении территории воздушным путем: Методические указания МУ 2.6.1.2153-06. – М.: Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека, 2006. – 32 с.

2. Прогноз доз облучения населения радионуклидами цезия и стронция при их попадании в окружающую среду: Методические указания МУ 2.6.1.2222-07. М.: Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека, 2007. – 38 с.

3. Оценка доз облучения детей, проживающих на территориях, радиоактивно загрязненных вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. Методические рекомендации:

МР 2.6.1.0007-10. – М.: Федеральный Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010. – 31 с.

ИЗМЕНЕНИЯ ПРОДУКЦИИ АКТИВНЫХ МЕТАБОЛИТОВ АЗОТА

В РЯДУ ПОКОЛЕНИЙ КРЫС ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧАЭС

–  –  –

Институт радиобиологии НАН Беларуси, Гомель, Беларусь, danse@tut.by Введение. Вопросы влияния комплекса радиоэкологических факторов зоны отчуждения после аварии на ЧАЭС на генетическую структуру популяций диких животных далеки от разрешения. Имеются литературные свидетельства о изменении радиочувствительности организмов из природных популяций, обитающих в условиях хронического воздействия повышенного радиационного фона. Однако механизмы изменения генетической структуры популяции и особенно механизмы отбора наиболее устойчивых фенотипов изучены недостаточно.

Длительное воздействие низкодозового радиационного фактора приводит к формированию комплекса изменений в ряде систем облученного организма. Одним из последствий является неспецифическая активация тканевых фагоцитов с формирование состояния напоминающего хроническое воспаление [1]. Биохимическими маркерами этих изменений является усиление активности тканевых металопротеиназ и увеличения продукции активных форм кислорода и азота [2]. Экспериментально доказано, что эти изменения повышают риски возникновения неопластических процессов и связаны с преобладанием поляризации тканевых макрофагов по провоспалительному фенотипу М1.

Ранее было показано, что длительное пребывание животных в условиях воздействия радиоэкологических факторов зоны отчуждения после аварии на ЧАЭС приводит к формированию комплекса изменений функциональных показателей клеток иммунной системы, как у животных, подвергавшихся действию фактора, так и у их потомков. Изменяются уровни спонтанной продукции активных форм кислорода (АФК) и азота (АФА) клетками перитонеальной полости и костного мозга [3-5]. Также изменяется функциональный резерв и интенсивность ответа фагоцитов на стимулы. Цели этого исследования – проанализировать изменения продукции АФК и АФК тканевыми фагоцитами в ряду поколений, экспонированных в зоне отчуждения после аварии на ЧАЭС.

Материалы и методы исследования. В качестве модельного организма были использованы белые крысы стадного разведения – потомки аутбредной линии крыс Вистар. Самцов и самок крыс содержали 4 месяца (май-сентябрь) в н.п. Масаны в условиях воздействия радиоэкологических факторов Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ). Общая накопленная доза внешнего облучения составила 0.0145 Гр (экспозиционная доза 5х10-6 Гр*ч-1), измеренная активность Cs137 накопленного в тканях – 143.4±22.9 Бк*кг-1. Далее животные были перемещены в условия вивария и последовательно получены поколения F1 и F2 свободным скрещиванием. Поколение F2 было подвергнуто действию факторов ПГРЭЗ как описано выше и от них получены поколения F3 и F4. Самцов крыс в возрасте 5-7 месяцев (поколения F1-F4) были выведены из эксперимента для изучения показателей клеток костного мозга.

Для получения суспензии клеток красного костного мозга бедренную кость после удаления эпифизов промывали 6 мл полной среды Дюльбекко (DMEM, D5921, Sigma; 5% эмбриональной телячьей сыворотки, HiClone Inc.; гепарин 10 ед/мл; 100 Ед/мл пенициллин; 100 мг/мл стрептомицин; 0.25 мкг/мл амфотерицин В). Полученные образцы фильтровали через нейлоновые фильтры с диаметром пор 150 мкм для удаления дебриса и фрагментов ткани. Полученную суспензию клеток хранили при 2-8 C не более 4 ч. до проведения исследований. Концентрацию клеток определяли на гематологическом анализаторе Celltac MEK-6318J/K (NIHON KOHDEN, Japan), полученные результаты использовали для разведения клеток, нормализации и расчета удельных показателей клеток в функциональных и биохимических тестах.

Суммарную метаболическую активность клеток оценивали по скорости восстановления 3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолия бромида (MTT, M5655, Sigma) [6]. Для этого в ячейки 96-ти луночного планшета вносили 100 мкл суспензии перитонеальных макрофагов, выдерживали 2 часа в инкубаторе при 37oC и 5% CO2, вносили 100 мкл 0.1% MTT в растворе Хенкса для определения базальной метаболической активности и содержащего форболмеристат ацетата (PMA, P1585, Sigma) в концентрации 100 нМ для оценки стимулированного уровня. Инкубировали 2 часа при 37oC и 5% CO2 среду удаляли, экстрагировали окрашенный формазан прибавлением 200 мкл смеси диметилсульфоксид:этанол (1:1). Метаболическую активность выражали, как прирост оптической плотности при длине волны 570 нм за 1час в пересчете на 106 кл.

Оценку уровня продукции АФК клетками проводили по скорости восстановления специфичного к супероксидрадикалу зонда – 2,3-Bis(2-methoxy-4-nitro-5sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide inner salt (XTT sodium salt, X4251, Fluka) с использованием метода, описанного в работе [7], адаптированного нами для проведения скрининговых исследований в микропланшетном формате. Для постановки теста в ячейки 96-луночного планшета вносили 100 мкл клеточной суспензии. Инкубировали в CO2-инкубаторе (5% CO2, 37C) в течение 1 часа, прибавляли равный объем раствора Хэнкса, подогретого до 37oC и содержащего XTT в концентрации 125 mM (0,083 мг/мл). После 2-х часовой инкубации клеток при 37oC и 5% измеряли оптическую плотность на длине волны 450 нм с коррекцией на 650 нм. Результаты представляли, как изменение оптической плотности за час в расчете на 1 млн. клеток.

Интенсивность продукции АФА клетками оценивали по уровню накопления нитрита в суточных культурах клеток [8]. Для постановки теста в ячейки 96-луночного планшета вносили 100 мкл клеточной суспензии (2-4х105 кл.). В ячейки для определения базальной продукции АФА прибавляли равный объем полной культивационной среды без фенолового красного (D5921, DMEM, Sigma; 5% FBS, Invitrogen; 100 Ед/мл пенициллин; 100 мг/мл стрептомицин; 0.25 мкг/мл амфотерицин В). Концентрацию нитрита определяли в реакции с модифицированным реактивом Грисса [9], который готовили ex tempore, смешивая равные части 0.35% 4,4 -diamino-diphenylsulfone (Fluka) и 0.1% N-(1-naphthyl)-ethylendiamine (Sigma) в 5% H3PO4. Для этого в ячейки с культурами вносили 150 мкл реактива Грисса, инкубировали 10 мин при комнатной температуре и измеряли оптическую плотность на длине волны 570 нм с коррекцией на 650 нм.

Для расчета концентрации нитрита использовали калибровочную кривую, построенную по нитриту натрия (от 0.1 до 100 мкМ). Результаты представляли как количество нитрита, наработанного в культуре за 24 часа в расчете на 1 млн. клеток.

Полученные результаты и их обсуждение. Как было продемонстрировано ранее, усиление продукции АФК и АФА клетками перитонеальной полости развивается через месяц после радиационного воздействия в дозах 0,5-1 Гр и, вероятно, связано с изменением свойств гемопоэтических клеток [10, 11]. В этой связи изучение состояния окислительного метаболизма клеток костного мозга имеет большое значение для понимания механизмов генеза отдаленных последствий.

Хроническое воздействие радиационного фактора малой интенсивности имеет свои особенности. В первую очередь следует отметить, что изменения в окислительном метаболизме клеток костного мозга имели разнонаправленный характер в начальные сроки экспонирования животных в зоне ПГРЗ и через 2-4 месяца. Часто при неизменном уровне спонтанной продукции АФК наблюдали усиление интенсивности ответа клеток на стимуляции форболовым эфиром. В отдельных сериях экспериментов наблюдали снижение интенсивности ответа клеток на стимуляцию зимозаном, что свидетельствует о снижении функционального резерва фагоцитов.

Как видно из данных представленных на рисунке, наиболее выраженные по сравнению с контролем изменения наблюдали в уровнях спонтанной продукции нитрита клетками костного мозга. Повышенные уровни продукции АФА в 1.5-3 раза по сравнению с контролем отмечали не только у животных, экспонированных в зоне ПГРЭЗ, но и у их потомков. Такие показатели, как метаболическая активность клеток и спонтанный уровень продукции АФК не отличались от контрольных значений.

2.0 1.0 0.08

–  –  –

* 0.8 1.5 0.06 * 0.6 1.0 0.04 0.4 0.5 0.02 0.2

–  –  –

Рисунок – Изменение показателей окислительного метаболизма в первичных культурах клеток костного мозга ex vivo в контроле (К 1-4) и в ряду поколений (F 1-4) у крыс, содержавшихся в ПГРЭЗ.

Базальный уровень продукции активных форм кислорода (a), определенного в XTT-тесте. Базальный уровень продукции активных форм азота (b), определенного по продукции нитрита, а также базальный уровень метаболической активности клеток костного мозга (с) в MTT-тесте. Данные представлены как медиана, интерквантильный интервал 25-75% и размах min-max. * – отличия от контроля достоверны p0.05 MannWhitney (U-test).

При изучении реактивности тканевых фагоцитов отмечали изменения в способности клеток отвечать на стимулы: был усилен ответ продукцией АФК на форболовый эфир, но не на зимозан, не изменялся ответ продукцией АФА на эндотоксин и незначительно снижался на зимозан. Эти факты, взятые вместе позволяют предположить, что изменено состояние сигнальных каскадов зависимых от активации рецепторов TLR 2, TLR 4, Dectin 1, CR3.

Заключение. Комплекс выявленных изменений соответствует низкоуровневому хроническому воспалении и регистрируется в различных тканях организма подвергавшегося действию радиоэкологических факторов ПГРЭЗ. Выявленные отклонения могут являться причиной изменений фертильности животных, устойчивости к патогенам и паразитам.

Усиление спонтанной продукции АФА регистрируется в ряду поколений повторно подвергавшихся действию радиационного фактора. Интенсивность этого изменения снижается в ряду поколений. Учитывая характер получения потомства свободным скрещиванием и связь воспалительных заболеваний со сниженной фертильностью, последнее наблюдение можно трактовать, как один из эволюционных механизмов селекции фенотипов, у которых снижен уровень радиационноиндуцированной воспалительной реакции в тканях.

Литература

1. Lorimore, S.A., et al., Inflammatory-type responses after exposure to ionizing radiation in vivo: a mechanism for radiation-induced bystander effects? Oncogene, 2001.

20(48): p. 7085-95.

2. Coates, P.J., et al., Indirect macrophage responses to ionizing radiation:

implications for genotype-dependent bystander signaling. Cancer Res, 2008. 68(2): p. 450-6.

3. Конопля, Е.Ф., и др., Морфофункциональное состояние животных, длительно экспонированных в зоне отчуждения чаэс, начиная с неполовозрелого возраста. Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиактивное загрязнение среды: Материалы Международной конференции "БИОРАД-2009" (Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 28 сентября -1 октября 2009 г.) – 416 с., отв.

ред. А.И. Таскаев. – Сыктывкар, 2009. (Научный центр УрО РАН). 2009: p. 66-69.

4. Петренев Д.Р., Системная активация фагоцитов как возможная причина радиационно-индуцированной нестабильности генома. Генетика и биотехнология XXI века. Фундаментальные и прикладные аспекты: материалы Междунар. Науч. Конф., 3дек. 2008 г., Минск / редкол.: Н.П. Максимова (отв. ред.) [и др.]. – Минск : Изд. Центр БГУ, 2008: p. 23-26.

5. Петренев Д.Р. и др., Изменения некоторых показателей перитонеальных и костномозговых клеток у крыс потомков I поколения, полученных от родителей из зоны отчуждения ЧАЭС. Радиация и Чернобыль: Ближайшие и отдаленные последствия (Радиация и Чернобыль. Том 4) / под общей редакцией академика Е.Ф.

Конопли. – Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2007: p. 142-146.

6. Wang, Y.H., et al., Taxifolin ameliorates cerebral ischemia-reperfusion injury in rats through its anti-oxidative effect and modulation of NF-kappa B activation. J Biomed Sci, 2006. 13(1): p. 127-41.

7. Sutherland, M.W. and B.A. Learmonth, The tetrazolium dyes MTS and XTT provide new quantitative assays for superoxide and superoxide dismutase. Free Radic Res, 1997. 27(3): p. 283-9.

8. Green, S.J., J. Aniagolu, and J.J. Raney, Oxidative metabolism of murine macrophages. Curr Protoc Immunol, 2001. Chapter 14: p. Unit 14 5.

9. Marzinzig, M., et al., Improved methods to measure end products of nitric oxide in biological fluids: nitrite, nitrate, and S-nitrosothiols. Nitric Oxide, 1997. 1(2): p. 177-89.

10. Петренев Д.Р., Господарев Д.А., Окислительный метаболизм перитонеальных макрофагов в отдаленные сроки после воздействия ионизирующего излучения In vivo Молодежь в науке – 2007: прил. к журн. «Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларуси». В 4 ч. Ч. 1.Серия биологических наук; серия медицинских наук / редкол. Серии биол. наук: И.Д. Волотовский (гл. ред.), А.Г. Лобанок [и др.], редкол. Серии мед. Наук: Е.Ф. Конопля (гл. ред.), А.Г. Мрочек [и др.]. – Минск:

Белорус. Наука, 2008: p. 401-406.

11. Петренев Д.Р., Конопля Е.Ф., Активация системы мононуклеарных фагоцитов в отдаленные сроки после воздействия ионизирующего излучения Новости медико-биологических наук (News Of Biomedical Sciences), 2011. 3(1): p. 96-101.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЧВОУЛУЧШАЮЩИХ

ДОБАВОК НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ ДОСТУПНОСТЬ ЦЕЗИЯ

В ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЧВАХ

–  –  –

Государственное научное учреждение «Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси», Гомель, olga.popova-2009@yandex.ru, nikitinale@gmail.com Введение. Биоуголь — материал с высоким содержанием углерода (до 90%), получаемый из органической массы (древесина, навоз, травянистая растительность, листва и т.п.), подвергнутой термической обработке (температура около 700 0С) без доступа (или при незначительном доступе) кислорода.

Биоуголь отличается довольно высокой степенью химической устойчивости. Он может долгие годы оставаться в почве, практически не теряя своих свойств [1, 2].

Воздействие биоугля на характеристики почвы и рост культурных растений впервые были исследованы Retan [3] и Tryon [4]. В первой половине XX века множество изданий для практического сельского хозяйства рекомендовало биоуголь в качестве средства для улучшения водоудерживающей способности почв, повышения урожайности, как компонент смесей для теплиц, грунтов для газонов [5, 6]. В 1980-х годах активно занимались исследованием возможностей использования биоугля как мелиоранта в Японии [7, 8].

Целью настоящих исследований явилась оценка возможности использования биоугля (биомассы, прошедшей пиролизную переработку) для снижения перехода 137Cs в продукцию растениеводства на органических почвах.

Практическая значимость результатов состоит в разработке научной основы для решения с помощью продуктов пиролитической обработки биомассы (биоугля) практических задач по снижению негативных последствий присутствия радиоактивного цезия в окружающей среде.

Материалы и методы. Для оценки влияния биоугля и продуктов микробиологической переработки органических отходов (бокаши) на биологическую подвижность Сs в системе «почва-растение» в лабораторных условиях проведен эксперимент. В качестве объекта исследований использовалась листовая свекла сорта «Мангольд красный РС 1». Выращивание мангольда длилось 65 дней. Модель лабораторного эксперимента включала 17 вариантов в 4-х повторениях с заданными почвоулучшающими добавками в различных сочетаниях. В эксперименте использовалась почва, отобранная в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, смешанная с торфом в соотношении 1:4 по массе. Согласно схеме лабораторного эксперимента в почвенную смесь добавляли биоуголь из древесины твердолиственных пород в концентрации 1 и 3%; бокаши из отходов переработки пшеницы в концентрации 1 и 3%; бокаши из отходов переработки риса и гречихи в концентрации 3%; трепел (минерал-сорбент) в концентрации 0,1 и 0,4%. Исследуемые добавки вносились раздельно и в составе смесей, в процентном соотношении от общей массы почвенной смеси. Удельная активность готовой почвенной смеси по 137Сs составила 29,4–42,6 кБк/кг.

Для определения форм нахождения 137Сs в почве использовали трехшаговую процедуру последовательной экстракции BCR. Водорастворимая и обменная форма Сs (форма А) извлекалась раствором уксусной кислоты (0,11 моль/л); «восстанавливаемая» форма, преимущественно связанная с полуторными оксидами железа и марганца (форма В) – раствором хлорида гидроксиламмония (0,5 моль/л); 137Сs, связанный преимущественно с органическим веществом почвы и сульфитами («окисляемая» форма D) – растворами H2O2 (8,8 моль/л) и уксуснокислого аммония (1,0 моль/л). Отбор образцов почвы для анализа форм нахождения 137Cs осуществляли на 10-е (только форма А) и 65-е сутки после внесения добавок.

Результаты исследования и их обсуждение. Биологическая подвижность радионуклидов, уровень накопления их в урожае сельскохозяйственных культур, зависят, в первую очередь, от содержания радионуклида в растворимой и обменной форме, то есть количества, вытесненного из почвы растворами нейтральных солей. Подтверждением данному факту является установленная в настоящем эксперименте прямолинейная связь между долей 137Cs в растворимой и обменной форме и коэффициентом его накопления в надземной биомассе мангольда (рисунок 1). Анализируя полученные результаты можно выделить добавки, при внесении которых, в органической почве происходит снижение доли подвижного цезия.

Рисунок 1 – Связь между долей 137Сs в растворимой и обменной формах (А) и его переходом в надземную массу мангольда При внесении в органическую почву исследуемых добавок наблюдается изменение запаса доступной формы 137Сs. Достаточно высокий показатель скорости перехода Сs в нерастворимую форму (5,3 Бк кг-1 сут -1) наблюдается при совместном внесении в почву 3% биоугля и 3% бокаши (от обшей массы почвенной смеси). Максимальное значение (7,04 Бк кг-1 сут-1) снижения запаса доступной формы 137Сs получается при внесении в почву 3% бокаши (таблица 1).

Однако на фоне высокой скорости изменения доступной формы 137Сs при добавлении в органическую почву 3% бокаши происходит увеличение накопления 137Сs в биомассе растений. Биоуголь же в дозе 3% от общей массы почвенной смеси на фоне высокой скорости изменения доступной формы 137Сs снижает переход 137Сs в растения.

Внесение в почву 0,1% трепела оказывает наибольшее влияние на снижение доли подвижного цезия и увеличение не извлекаемой доли радионуклида относительно контроля.

Наибольшая скорость снижения доступной формы 137Сs наблюдается при внесении в почву двухкомпонентной смеси в соотношении 3% биоугля и 1% бокаши.

Двух и трехкомпонентные добавки в эксперименте показатели наилучший результат относительно контроля. Существенное снижение коэффициента накопления Сs отмечено при внесении в почву добавки, состоящей из 3% бокаши и 0,4% трепела (от обшей массы почвенной смеси). Так же следует отметить добавку, включающую смесь 1% биоугля, 3% бокаши и 0,4% трепела.

–  –  –

Заключение. Полученные результаты позволят предложить новый прием снижения поступления радиоактивного цезия в продукцию растениеводства. Преимуществами данного метода являются низкая стоимость мелиоранта (продукт пиролитической переработки органических отходов) и долговременный эффект. Внедрение предлагаемого приема позволит снизить себестоимость производства продукции растениеводства на почвах, загрязненных радиоактивными изотопами цезия.

Литература

1. Shindo, H. Elementary composition, humus composition, and decomposition in soil of charred grassland plants / H. Shindo // Soil Science and Plant Nutrition. – 1991. – Vol. 37.

– P. 651–657.

2. Stability of black carbon in soils across a climatic gradient / C.H. Cheng, J. Lehmann, J. E. Thies, S.D. Burton // Journal of Geophysical Research. – 2008. – Vol. 113. – P.

20-27.

3. Retan, G.A. Charcoal as a means of solving some nursery problems // Forestry Quarterly. – 1915. – Vol. 13. – P. 25–30.

4. Tryon, E.H. Effect of charcoal on certain physical, chemical, and biological properties of forest soils / E.H. Tryon // Ecological Monographs. – 1948. – Vol. 18. – P. 81–115.

5. Santiago, A. Charcoal chips as a practical substrate for container horticulture in the humid tropics / A. Santiago, L. Santiago // Acta Horticulturae. – 1989. – Vol. 238. – P. 141–147.

6. Morley, J. Following through with grass seeds / J. Morley // The National Greenkeeper. – 1927. – Vol. 1. – No 1. – P. 15.

7. Kishimoto, S. Introduction to Charcoal Making on Sunday / S. Kishimoto, G.

Sugiura // Sougou Kagaku Shuppan, Tokyo (in Japanese). – 1980.

8. Kishimoto, S. Charcoal as a soil conditioner / S. Kishimoto, G. Sugiura // in Symposium on Forest Products Research, International Achievements for the Future. – 1985. – Vol. 5. – P. 12–23.

МИКРОБИОТА КИШЕЧНИКА У ЛИКВИДАТОРОВ ПОСЛЕДСТВИЙ

АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС

Г.Г. Родионов, И.Э. Ушал, Е.А. Колобова, Е.В. Светкина, Е.И. Павлова Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова МЧС России, Санкт-Петербург, Россия, rodgengeor@yandex.ru Введение. Результаты эпидемиологического анализа состояния здоровья граждан, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) в отдаленном периоде, свидетельствуют о том, что болезни органов пищеварения в структуре заболеваемости составляют 11 %, онкологические заболевания желудочно-кишечного тракта – 38 % от всех новообразований [1].

Отдаленная радиационная патология пищеварительного тракта может развиться в результате воздействия внешних источников радиации и инкорпорации радионуклеидов, для которых желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей поступления и экскреции из организма. У лиц, подвергающихся низкоинтенсивному профессиональному облучению, развиваются отчетливые дисбиотические изменения, заключающиеся в снижении количества анаэробных микроорганизмов (бактероидов, пептострептококков, фузобактерий, лакто- и бифидофлоры).

По данным авторов [2] функциональные заболевания кишечника у этих лиц составляют 37 %, а в 51 % случаев выявлены признаки воспаления слизистой толстой кишки. Эти данные свидетельствуют об актуальности определения микробиоты кишечника с целью выявления патологических состояний, их направленной коррекции и оценки ее эффективности.

Востребованным количественным экспресс-методом диагностики дисбактериозов и определения возбудителей инфекции является метод хемодифференциация микроорганизмов с помощью газовой хроматографии (ГХ-МС), основанный на количественном определении маркерных веществ микроорганизмов (жирных кислот, альдегидов, спиртов и стеринов). Данный метод как медицинская технология позволяет не только проводить мониторинг этих соединений в образцах, но также и рассчитывать численность микроорганизмов того или иного таксона в образце. В этом принципиальное отличие метода, придающее ему качественно новое свойство – возможность разложения суперпозиции всего пула микробных маркеров, что позволяет оценить вклад от каждого из сотен видов микроорганизмов, присутствующих, например, в крови и фекалиях [5].

Предлагаемый метод газовой хроматографии, совмещенной с массспектрометрией (ГХ-МС) позволяет одновременно детектировать в исследуемых образцах маркеры широкого спектра микроорганизмов нормальной и патогенной микробиоты человека. Внедрение ГХ-МС позволяет сократить время и стоимость исследования, минуя стадии повторных пересевов первичных колоний и тестовых ферментаций, которые особенно сложны, трудоемки и длительны для анаэробов. Метод позволяет не только определять маркерные вещества (жирные кислоты, альдегиды, спирты и стерины) в чистых культурах микроорганизмов, выделенных из клинического материала [3], но и выявлять и количественно определять состав микробного сообщества, который кроется за набором маркеров конкретной пробы [4, 6].

В 2010 г. Росздравнадзором разрешено его применение в качестве новой медицинской технологии «Оценки микроэкологического статуса человека методом хромато-масс-спектрометрии» на территории Российской Федерации (разрешение ФС 2010/038 от 24.02.2010).

Материалы и методы. Для оценки состояния микроэкологического статуса ЛПА на ЧАЭС проанализированы 129 образцов цельной крови объемом 40 мкл.

Анализ проб проводили с помощью газового хроматографа «Agilent 7890» с масс-селективным детектором «Agilent 5975С».

Парное сравнение групп проводили с использованием U-критерия Манна-Уитни.

Результаты и их обсуждение. В норме общее количество микробных маркеров в крови должно находиться в диапазоне от 15 752 до 31 504 клеток/г 105, в том числе полезной микрофлоры от 9013 до 18 029 клеток/г 105, условно-патогенной – не более 13 475 клеток/г 105, коэффициент отношения полезной микрофлоры к условнопатогенной составляет 1,34.

При исследовании пристеночной микробиоты у обследуемых ЛПА обнаружено, что среднее количество микробных маркеров в крови у ликвидаторов находилось на уровне 43 825 клеток/г 105. Общее количество микробных маркеров в крови у обследуемых ЛПА находилось в пределах нормы у 39 человек (30,2 %), выше нормы – у 78 человек (60,5 %) и ниже нормы – у 12 человек (9,3 %).

Необходимо отметить, что у ЛПА на ЧАЭС с пониженным общим количеством микробных маркеров в крови наблюдалось двукратное снижение количества микробных маркеров полезной микрофлоры на фоне сходной с нормой количеством условнопатогенной флоры. Изменился количественный и качественный состав пристеночной микробиоты. Так, по сравнению с нормой отмечалось снижение количества микробных маркеров полезной микрофлоры Eubacterium/Cl. Coccoides и Bifidobacterium в 1,8–2,0 раза на фоне некоторого компенсаторного увеличения микробных маркеров Propionibacterium/Cl. Subterminale и Lactobacillus на 50 и 70 % соответственно.

Отмечалось увеличение количества микробных маркеров условно-патогенной микробиоты Streptococcus (оральные) в 10 раз, Nocardia 14:1d11 в 8,5 раз, Clostridium hystolyticum в 4 раза, Streptomyces в 3 раза, Clostridium ramosum и Propionibacterium jensenii в 2 раза, Nocardia asteroides в 1,5 раза при сниженном количестве микробных маркеров Actinomyces viscosus в 4 раза, Herpes в 2 раза и остальных представителей условно-патогенной флоры в 4 раза (табл.1).

У ЛПА на ЧАЭС с повышенным общим количеством микробных маркеров в крови выявлялось двукратное повышение количества микробных маркеров условнопатогенной флоры на фоне умеренного повышения на 34 % количества микробных маркеров полезной микрофлоры. Изменился количественный и качественный состав пристеночной микробиоты. Так, на фоне незначительного снижения микробных маркеров полезной микрофлоры Eubacterium/ Cl. Coccoides и Bifidobacterium на 8–15 % выявлялось увеличение в 2 раза микробных маркеров Propionibacterium/Cl. Subterminale.

Обращают на себя внимание кардинальные различия в составе и количестве отдельных микробных маркеров в крови у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС с различным общим количеством микробных маркеров. У ЛПА на ЧАЭС с пониженным общим количеством микробных маркеров обнаруживалось снижение маркеров Eubacterium/ Cl. Coccoides, Bifidobacterium в 2 раза и Nocardia asteroides в 4 раза. В тоже время у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС с повышенным общим количеством микробных маркеров выявлялось увеличение маркеров Propionibacterium/Cl. Subterminale в 2 раза и Nocardia asteroides в 1,5 раза и снижение маркеров микр грибы (кампестерол) в 21 раз, микр грибы (ситостерол) в 14 раз.

–  –  –

Заключение.

Проведенное исследование микробиоты кишечника методом хромато-масс-спектрометрии микробных маркеров свидетельствует о наличие у обследуемых ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС выраженного дисбиоза, который проявляется в следующем изменении микробиоты:

Общее количество микробных маркеров в крови у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС находилось выше нормы у 60,5 % и ниже нормы – у 9,3%.

У ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС с пониженным общим количеством микробных маркеров в крови наблюдалось двукратное снижение количества полезной микрофлоры на фоне нормального количества условно-патогенной флоры с изменением ее качественного состава.

У обследованных лиц с повышенным общим количеством микробных маркеров в крови выявлялось двукратное повышение количества условно-патогенной флоры на фоне умеренного повышения количества полезной микрофлоры с изменением ее качественного состава.

Полученные индивидуальные профили микробиома послужили основой для целенаправленной коррекции выявленных нарушений, основными принципами которой являются: диета, деконтаминация условно патогенной микрофлоры, восстановление эубиоза, лечение патологии, приведшей к дисбиозу.

Литература

1. Астафьев О.М., Макарова Н.В., Французова М.Н. [и др.]. Эпидемиологическая характеристика состояния здоровья ликвидаторов аварии на ЧАЭС в отдаленном периоде // 25 лет после чернобыля: состояние здоровья, патогенетические механизмы. Опыт медицинского сопровождения ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции (руководство для врачей). СПб. : ЭЛБИ-СПб, 2011. С. 15–55.

2. Бацков С.С., Старосельская Н.А., Пронина Г.А. Диагностика и лечение заболеваний кишечника у ликвидаторов аварии на ЧАЭС // 25 лет после чернобыля: состояние здоровья, патогенетические механизмы. Опыт медицинского сопровождения ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции (руководство для врачей). СПб. : ЭЛБИ-СПб, 2011. С. 324–329.

3. Вейант Р., Мосс У., Холлис Д. [и др.]. Определитель нетривиальных патогенных грамотрицательных бактерий. М. : Мир, 1999. 792 с.

4. Осипов Г.А. Демина А.М. Хромато-масс-спектрометрическое обнаружение микроорганизмов в анаэробных инфекционных процессах // Вестник РАМН. 1996. Т.

13, № 2. С. 52–59.

5. Luckey T.D. Overview of gastrointestinal microecology // Nahrung. 1987. Vol. 31, № 5/6. P. 359–364.

White D.C. Validation of quantitative analysis for microbial biomass, community structure, and metabolic activity // Adv. Limnol. 1988. N 31. P. 1–18.

РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

И РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ ПОСЛЕ КАТАСТРОФЫ НА ЧАЭС

–  –  –

Академик В.И. Вернадский (член радиевой комиссии при Петербургской АН – предшественницы МКРЗ), обладавший даром широкого обобщения и прозорливостью, характеризовал открытие явления радиоактивности, как переворот в научном мировоззрении. По его мнению, овладение ядерной энергией дает людям возможность строить жизнь, как они хотят, без нищеты и голода, без рабской зависимости от природных катаклизмов. В то же время оно налагает на человечество объективно неотвратимую необходимость соблюдать принципы общечеловеческой морали и нравственности за все происходящее на Земле. Многие забыли эти слова В.И. Вернадского, что привело в 1986 г. к катастрофе на ЧАЭС, а человечество – на грань гибели. Катастрофа на ЧАЭС привела к серьезным медицинским и радиоэкологическим последствиям, оказала воздействие на все сферы жизнедеятельности человека: производство, культуру, науку, экономику и др. в Республике Беларусь.

Любую аварию, какой сложной или простой она не казалась, следует анализировать с точки зрения правильности и достаточности мер, принятых для ликвидации последствий аварии. В данной работе будет сделана попытка ретроспективной оценки организации радиационной защиты и радиационной безопасности населения в Беларуси в течение ранней и средней фаз развития аварии на ЧАЭС. Это тем более важно сделать с точки зрения одного из авторов этой статьи, долгое время курировавшего в Беларуси проведение мер радиационной защиты и радиационной безопасности населения.

Загрязненными радионуклидами оказались более 18 тыс. км2 сельскохозяйственных земель, 14% населенных пунктов Беларуси, в которых проживало более 2 млн. человек (в том числе 500 тыс. детей), включая город Гомель с полумиллионным населением. Радиоактивному загрязнению подверглось 56 из 118 районов Беларуси, были ликвидированы 53 колхоза и совхоза, закрыты девять заводов перерабатывающей промышленности агропромышленного комплекса. Около четверти лесного фонда Беларуси (17,2 тыс. км2 леса) подверглись радиоактивному загрязнению, из них выведено из оборота почти 2 тыс. км2 лесов.

Первые шаги по преодолению последствий взрыва на ЧАЭС были сделаны еще бывшим СССР. Сразу же после катастрофы была создана Всесоюзная правительственная комиссия. Такая же комиссия была образована и в нашей республике. Ей поручалось разработать и реализовать комплекс срочных мероприятий по оказанию необходимой помощи населению, попавшему в зону радиоактивного воздействия.

Ликвидация катастрофы и ее масштабы только в первые месяцы потребовали огромных материальных и человеческих ресурсов. На загрязненных территориях в тот период было задействовано более 115 тыс. белорусских ликвидаторов, 5 полков химической защиты и гражданской обороны. В зону бедствия были направлены подразделения военнослужащих и добровольцев, техника, стройматериалы, одежда, продукты питания.

До конца 1986 года правительство БССР приняло 32 постановления и распоряжения по ликвидации последствий катастрофы и защите населения, в том числе:

- «О расширении зоны отселения от Чернобыльской АЭС до 30 км и неотложных мероприятиях по размещению населения»;

- «Об оказании денежной помощи гражданам, временно отселенным в связи с аварией на Чернобыльской АЭС» и др.

Масштабы материальных потерь и финансовых затрат на ликвидацию последствий Чернобыльской аварии убедительно свидетельствуют о чрезвычайно высокой цене ошибок и упущений в обеспечении безопасности ядерных энергетических установок и необходимости строго следовать при их разработке, создании и эксплуатации международным требованиям безопасности.

Опыт ликвидации последствий катастрофы на ЧАЭС демонстрирует необходимость создания и поддержания на высоком уровне системы реагирования на возможные техногенные аварии, необходимость контроля общественности за ядерной энергетикой и открытого и объективного диалога с ней по всем аспектам безопасного использования ядерной энергии.

Для координации деятельности по преодолению последствий катастрофы на ЧАЭС в 1991 г. в республике был образован Государственный комитет по проблемам последствий катастрофы на Чернобыльской АЭC, который в 1994 г. был преобразован в Министерство по чрезвычайным ситуациям и защите населения от последствий катастрофы на Чернобыльской АЭC, а в 1995 г. – в Министерство по чрезвычайным ситуациям (МЧС).

Все мероприятия по защите населения и радиационной безопасности проводились в соответствии с Государственными программами по преодолению в Беларуси последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Решение о разработке первой Государственной программы было принято Постановлением ЦК КПБ и Совет Министров БССР от 22 марта 1989 г. Госпрограмма была разработана и в июле 1989 г., в принципе, была одобрена XI сессией Верховного Совета БССР, но возвращена на доработку. На заседании этой сессии республика была объявлена зоной национального экологического бедствия.

Указанная Программа была окончательно принята в октябре 1989 г., но уже XII сессии Верховного Совета

В ее основу Госпрограммы были положены следующие проблемы:

• осуществление комплекса мер по максимальному снижению дозы радиоактивного облучения;

• обеспечение сохранности здоровья людей за счет медицинской профилактики, оздоровления, социального обеспечения и отселения из населенных пунктов, в которых не соблюдаются критерии безопасного проживания;

• создание безопасных для здоровья человека условий жизнедеятельности в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению;

• повышение качества жизни населения этих районов;

• научное исследование проблем, связанных с радиационным воздействием на человека, экосистемы и др.

В апреле 1990 года Верховным Советом СССР была утверждена Государственная союзно-республиканская программа неотложных мер на 1990-1992 годы по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. В нее вошла белорусская программа, как основная. На этом же заседании Верховного Совета СССР было отмечено, что авария на Чернобыльской АЭС «является самой крупной катастрофой современности, общенародным бедствием, которое затронуло судьбы миллионов людей, проживающих на огромных территориях. Экологическое воздействие чернобыльской катастрофы поставило страну перед необходимостью решения новых, исключительно сложных, крупномасштабных проблем, которые затрагивают практически все сферы общественной жизни: многие аспекты науки и производства, культуры, морали».

28 июля 1992 г. Президиумом Совета Министров БССР была одобрена Государственная программа по преодолению в Республике Беларусь последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС на 1993-1995 гг. и на период до 2000 года. Эта программа решала следующие задачи:

- обеспечение безопасного проживания населения на пострадавших территориях (при необходимости – отселение с них), медицинского обслуживания и оздоровления людей;

- решение вопросов охраны материнства и детства, социальной защиты;

- строительство транспортной и социальной инфраструктуры;

- научное решение проблем нормальной жизнедеятельности населения и ведения хозяйства в районах радиоактивного загрязнения;

- обеспечение правопорядка, пожарной безопасности в зонах, находящихся под контролем и т.д.

Осуществление Государственных программ позволило решить полностью или частично мероприятия по минимизации последствий аварии на ЧАЭС, повышению качества жизни населения и уровня медицинского обслуживания, проведению специальных мероприятий по снижению доз облучения населения. Были проведены мероприятия по радиационной защите и радиационной безопасности населения, включавшие комплекс организационных, технических и санитарно-гигиенических мероприятий.

При этом использовали разумное сочетание практической деятельности и оправданного применения мер радиационной защиты Меры радиационной защиты населения в этих программах базировались на двух основных этических принципах:

• принципе «предупреждения», состоящем в предупреждении возможности возникновения детерминированных эффектов облучения;

• принципе «предосторожности», состоящем в допущении, что любое облучение даже в малых дозах может привести к проявлению стохастических эффектов облучения, т.е. на признании факта, что любое облучение опасно.

Меры радиационной защиты населения начались с эвакуации людей, начавшейся с 1 мая 1986 г. Только в течение года было эвакуировано 24 700 жителей из 107 наиболее пострадавших населенных пунктов. Прежде всего, были эвакуированы дети и беременные женщины на три летних месяца. Это позволило предотвратить угрозу облучения тела дозами более 0,05 Зв и на щитовидную железу – свыше 0,5 Зв. В последующие годы было отселено почти 137,7 тыс. человек из более чем 471 населенного пункта (295 – в Гомельской, 174 – в Могилевской и 2 – в Брестской области). Для переселенных семей было построено свыше 66 тыс. квартир и домов, в чистых районах республики возведено 239 поселков с необходимой инфраструктурой и предприятиями сервиса. К 1995 году отселение сельского населения с территорий, имеющих плотность радиоактивного загрязнения свыше 1480 кБк/м2, было практически завершено. Полностью выехали или отселены жители 246 поселений.

Проведен мониторинг загрязненных территорий, составлены карты плотности загрязнения радионуклидами территорий и рассчитаны дозовые нагрузки на население во всех пострадавших населенных пунктах. Именно эти меры позволили выделить территории эвакуации (отчуждения), первоочередного и последовательного отселения и радиационного контроля, своевременно провести эвакуацию населения с наиболее загрязненных радионуклидами территорий, а в последующем – и отселение населения, организовать дозиметрический и радиационный контроль территорий, пищевых продуктов и людей, прогнозировать радиационную обстановку, постоянно снижать устанавливаемые дозовые нагрузки на население. Была организована система постоянного мониторинга окружающей среды. В Министерстве природных ресурсов и охраны окружающей среды создана 181 реперная площадка и 19 ландшафтно-геохимических полигонов. Если эвакуация и отселение позволили уменьшить дозу внешнего облучения, то мероприятия в агропромышленном комплексе на загрязненных радионуклидами территориях – внутреннюю дозу. Они касались организации рациональных животноводческого и растениеводческого производств, прекращения хозяйственной деятельности и перепрофилирования в лесном и сельском хозяйстве, мер по снижению содержания радиоактивных веществ в с/х продукции. Медицинское обеспечение радиационной безопасности включало в себя медицинские обследования, профилактику заболеваний, а в случае необходимости, лечение и реабилитацию лиц, у которых выявлены отклонения в состоянии здоровья. Из недостатков следует отметить отсутствие своевременной правдивой информации о катастрофе, а когда она появилась – не компетентность ее. Не эффективной на первом этапе была и дезактивация территории и жилых домов на загрязненных территориях и др.

Таким образом, проведенные мероприятия по радиационной защите позволили снизить коллективную дозу облучения населения посредством технических, административных и экономических мер, существенно улучшить научное понимание возможных причин, сценариев и последствий аварий на ядерных электростанциях, повысить готовность ликвидировать последствия ядерных аварий, включая понимание эффективности различных защитных мер и создать возможности по борьбе с загрязнением окружающей среды радиоактивными материалами, включая накопление экспертных знаний, создание технической базы и соответствующих организаций. «Мы должны помнить о бескорыстном героизме, проявленном спасателями, работавшими на месте трагедии, о страданиях более чем 330 тысяч людей, переселенных из загрязненных районов, о чувстве опасности и страха, которое испытывали миллионы жителей прилегающих регионов» (К. Аннан).

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ПОДВИЖНОСТЬ ПЛУТОНИЯ

И АМЕРИЦИЯ В ПОЧВАХ ПОСЛЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ КАТАСТРОФЫ

Г.А. Соколик, С.В. Овсянникова, С.Л. Лейнова, Т.Г. Иванова Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь, sokolikga@mail.ru Введение. Работа посвящена анализу физико-химического состояния и миграционных свойств радионуклидов 238Pu, 239,240Pu и 241Am в почвенном покрове наземных экосистем, загрязненных радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. Значительная энергия альфа-излучения радионуклидов и превышающие продолжительность жизни человека эффективные периоды полувыведения после инкорпорирования в организм в сочетании с высокой химической токсичностью соединений плутония и америция дают основание для отнесения 238Pu, 239,240Pu и 241Am к числу наиболее биологически опасных.

Объекты и методы исследования. Объектами изучения являлись образцы почв, отобранные послойно с шагом 1 и 5 см в 1992–2009 гг. в пределах Полесского государственного радиоэкологического заповедника (ПГРЭЗ) и прилегающей к нему территории. Содержание 238,239,240Pu и 241Am в образцах почв и почвенных растворов определяли посредством радиохимического анализа с альфа-спектрометрической идентификацией радионуклидов [1]. Запас в почвах радионуклидов плутония и америция, обратимо связанных с компонентами почвенного комплекса (обменная форма), оценивали методом химического фракционирования с использованием раствора 1 моль/дм3 NH4Ac (рН 7). «Горячие» частицы (ГЧ) топливной и конденсационной природы, активность которых превышала сформировавшуюся фоновую не менее чем на 2 порядка, идентифицировали методом радиографии [2].

Результаты и обсуждение. Изучено вертикальное распределение, физикохимические формы и миграционная способность плутония и америция на 23 участках c разным типом почвенного покрова и плотностью загрязнения 239,240Pu от 630 до 26 000 Бкм–2. По полученным результатам с использованием уравнений (1) и (2) установлены глубины залегания (координаты) средневзвешенных количеств 239,240Pu и Аm в почвах (Х, см) и определены средние скорости их перемещения вглубь почвен

–  –  –

условиях повышенного увлажнения и реализации промывного режима радионуклиды перераспределялись со скоростью 0,68 см в год.

С 1988 по 2009 г. в почвах ПГРЭЗ и за пределами регистрировались ГЧ. По своей природе ГЧ первоначально представляли собой диспергированное ядерное топливо или продукты конденсации соединений радионуклидов на частицах техногенного и природного происхождения, которые присутствовали в воздухе в зоне аварии.

По нашим оценкам, в пределах 20 км зоны ПГРЭЗ доля топливной компоненты в первоначальных выпадениях составляла более 85 %, а на расстоянии 40-50 км – 60-85 %.

Состав большинства ГЧ топливной природы был близок к составу облученного ядерного топлива, но отличался более окисленным состоянием урана, меньшим содержанием летучих компонентов и присутствием дополнительных ингредиентов, особенно в поверхностном слое частиц.

На исследованной территории выпали преимущественно топливные частицы с окисленной оксидно-урановой матрицей, которые со временем подвергались деструкции и растворению. Наиболее интенсивно ГЧ разрушались в условиях переувлажнения и повышенной кислотности в почвах, обогащенных органическим веществом. Анализ показал, что после пребывания в почвенной среде поверхность частиц в зависимости от типа почвы была покрыта минеральной алюмосиликатной или органической оболочкой. Минеральный каркас в определенной степени изолировал частицы от внешнего воздействия и замедлял процесс разрушения ГЧ, химически активные гумусовые вещества, наоборот, способствовали их разрушению. Со временем различия между интенсивностью выхода радионуклидов за пределы матрицы ГЧ в разных типах почв нивелировались [2, 5].

В 1987 г. на участках, расположенных на расстоянии 20–40 км от ЧАЭС, плотность загрязнения почвенного покрова ГЧ активностью более 0,01 Бк составляла 3,9105–1,2106, в 2001 г. – не более 500, в 2009 г. – ~ 10 частицм–2.

–  –  –

В соответствии с (3) количество ГЧ на 1 м2 почвы уменьшалось в среднем в 1,6 раза в год. С 1987 по 1997 г. в природных условиях бета-активность ГЧ в почвах ежегодно сокращалась в 1,2–1,5 раза, а частиц, находившихся в образцах почв, отобранных в 1987 г. и хранившихся в воздушно-сухом состоянии – в 1,1–1,3 раза.

В 2001 г. за пределами 20 км зоны вклад ГЧ активностью более 0,01 Бк в суммарную бета-активность почв составлял 0,06–6,5 %, а в 2009 г – менее 1 %, что свидетельствовало о практически полном разрушении частиц в этой зоне. В процессе деструкции ГЧ радионуклиды плутония и америция поступали в почвенные растворы и перераспределялись по компонентам почвенного комплекса.

Результаты изучения форм нахождения радионуклидов свидетельствовали о низкой миграционной способности плутония и америция в почвенно-растительном покрове. За весь период наблюдения запас в почвах плутония в обменной форме не превышал 9,2 %, а америция – 12,5 % от общего содержания соответствующего радионуклида, причем доля обменного америция, как правило, превышала соответствующую долю плутония. В 2009 г. во всех типах изученных почв относительные количества плутония и америция в обменной форме сохранялись на уровне 1992– 1993 гг. (рисунок).

Изменение запаса плутония и америция в мобильной обменной форме могло быть связано с изменением условий увлажнения и характеристик почв, влияющих на скорость разрушения ГЧ и последующее распределение радионуклидов по компонентам почвенного комплекса. После разрушения горячих частиц основное количество плутония и америция связывалось с малоподвижными компонентами почвенного гумуса.

Запас 239,240Pu и 241Аm в почве в мобильной обменной форме определялся в основном структурой органических компонентов почвенного комплекса и уменьшался в ряду почв: дерново-подзолистые песчаные и супесчаные – дерновые песчаные и супесчаные – торфяные.

Заключение. В целом, в 2009 г. за пределами 20 км зоны состояние плутония и америция в почвах стабилизировалось. Низкое содержание в почвах радионуклидов в обменной форме ограничивало их перераспределение в почвах, вынос в грунтовые и поверхностные воды и накопление растительностью. Полученные данные составили основу для прогнозирования перераспределения плутония и америция в наземных экосистемах и послужили основой для разработки стратегии рационального природопользования в регионах, загрязненных плутонием и америцием.

а)

–  –  –

Литература

1. Migration Ability of Plutonium and Americium in the soils of Polessie State Radiation-Ecological Reserve / S. Ovsiannikova [et al.] // J Radioanal and Nucl Chem. – 2010. – Vol. 286. – P. 409–415.

2. Hot Particles are the Source of Radionuclides on the Territory of Belarus / E. Petryaev [et al.] // Proceedings of the I International Conference “The radiological consequences of the Chernobyl accident”, Minsk. – 1996. – P. 543–547.

3. Forms of Occurrence and Migration of Chernobyl Radionuclides in Byelorussian Soils / E. Petryayev [et al.] // Proceedings of SPECTRUM 1994 “Nuclear and Hazardous Waste Management”. Atlanta, Georgia, USA, 1994. – P. 182–187.

4. Physicochemical Characteristics of fuel and condensed particles and their inhalation intake into respiratory organs of man / A.A. Ter-Saakov [et al.] // Working materials of conference on the radiobiological impact of hot particles from the Chernobyl fallout: Risk assessment, Vienna, 1992. – P. 1–37.

5. Kinetics of Dissolving of Chernobyl Fuel Particles in Soil in Natural Conditions / V.A. Kashparov [et al.] // J. Environ. Radioactivity. – 2004 – Vol. 72. – P. 335–353.

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ВЕДЕНИЮ

РАСТЕНИЕВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИЯХ, ПОДВЕРГШИХСЯ

РАДОАКТИВНОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ В РЕЗУЛЬТАТЕ АВАРИИ НА ЧАЭС

С.И. Спиридонов, В.В. Иванов, Н.И. Санжарова, Т.В. Переволоцкая ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии», Обнинск, Россия, spiridonov.si@gmail.com Введение. Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий после аварии на Чернобыльской АЭС обусловило необходимость разработки мероприятий, снижающих накопление радионуклидов в агропродукции [1,2]. Реабилитационные мероприятия, с одной стороны, позволяют получать продукцию, отвечающую санитарногигиеническим нормативам [3], а, с другой, – обеспечивают сохранение плодородия почв и повышение продуктивности агроценозов. Реабилитационное планирование должно опираться на количественный модельный анализ и основываться на специализированных системах поддержки принятия решений [2, 4].

Материалы и методы. Разработаны программные средства ReSAL (язык программирования AutoIt3), в состав которых входят три специализированных программных модуля по ведению растениеводства, кормопроизводства и животноводства в сельскохозяйственных предприятиях на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области. Структура каждого модуля ReSAL включает расчетные модули, картографический блок и базу данных, содержащую необходимую для расчетов информацию. К числу показателей в составе базы данных относятся параметры перехода 137Cs в звенья сельскохозяйственных цепочек и характеристики реабилитационных мероприятий.

Оценка текущей ситуации в рассматриваемом хозяйстве и прогноз эффективности реабилитационных мероприятий основаны на совокупности радиологических и экономических критериев:

– риск превышения нормативов содержания радионуклидов в продукции;

– предотвращенная коллективная доза (разница между коллективными дозами до и после применения мероприятия);

– затраты на проведение мероприятия;

– отношение величины предотвращенной дозы к затратам на проведение мероприятия («стоимость предотвращенной дозы»).

Для каждого мероприятия и вида продукции растениеводства вычисляется концентрация радионуклидов в продукции, величина коллективной дозы и материальные затраты на мероприятие. Информация о предотвращенной дозе, отнесенной к затратам, позволяет выбирать мероприятия на основе радиологического и экономического подходов. При расчете рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов учитывается важный аспект, касающийся вероятностной оценки загрязнения агропродукции [5].

В результате, компьютерная программа обеспечивает пользователя следующей информацией:

– карта-схема структуры землепользования хозяйств;

– таблицы, включающие совокупность количественных значений упомянутых выше критериев для каждого рассматриваемого хозяйства.

«Открытость» программных средств ReSAL позволяет оперативно дополнять базы данных информацией, полученной в результате проведения мониторинговых исследований. Специализированные модули программных средств ReSAL предназначены для выполнения на персональном компьютере в среде операционной системы Microsoft

Windows со следующими минимальными требованиями:

– Microsoft Windows 2000/XP/Vista/7 с установленными обновлениями;

– процессоры Intel, AMD (или совместимые с ними) с частотой не менее 1 ГГц;

– разрешение экрана 1024x768, 32-битный (и выше) цвет.

Результаты исследования и обсуждения. Посредством программного модуля «Растениеводство» (рисунок 1) программных средств ReSAL на примере тестового хозяйства СПК «Увелье» Красногорского района Брянской области проведены расчеты эффективности применения реабилитационных мероприятий для зерновых культур (рисунок 2).

–  –  –

Рисунок 2 – Результаты расчета эффективности реабилитационных мероприятий в СПК «Увелье» Красногорского района Брянской области При этом рассматривались различные варианты применения мероприятий и вариант, соответствующий стандартным технологиям. Применение различных технологий характеризуется набором показателей, включающих среднюю концентрацию 137Cs в продукции до и после проведения реабилитационных мероприятий; риск превышения норматива; предотвращенную коллективную дозу; ее стоимость; объем производства продукции. Анализ результатов расчета показывает, что в отсутствие реабилитационных мероприятий риск превышения норматива содержания 137Cs в овсе (зерно) составляет 0.257 (рисунок 2). Следует подчеркнуть, что при этом уровне риска средняя концентрация 137Cs в рассматриваемом виде растениеводческой продукции (43 Бк/кг) ниже допустимого уровня (60 Бк/кг). В результате внесения повышенных доз калийных удобрений значение риска снижается до нуля. Применение более затратного мероприятия, связанного с комплексным внесением минеральных удобрений и мелиорантов, в рассматриваемом случае не является необходимым. При этом значения коллективных доз, формируемых после применения этих мероприятий, являются практически одинаковыми. Это связано с тем, что снижение концентрации 137Cs в продукции (с 25.5 до

18.1 Бк/кг) при применении мероприятия З+ИПК, по сравнению с мероприятием З+ПК, компенсируется увеличением ее объема (с 10 до 14 тонн).

Если, согласно расчетам, на исследуемом участке возможно получение продукции с загрязнением 137Cs, превышающим допустимый норматив, то для него (или другого участка) можно дать прогноз применения агромелиорантов реабилитационных технологий. Информация будет представлена в виде таблицы, в которую включены следующие характеристики: название культуры, производимой на участке; название агромелиоранта; средняя концентрация 137Cs в продукции, получаемой с исследуемого участка, Бк/кг; объем получаемой продукции, т; затраты на проведение технологии на участке, тыс.руб. После отображения отчет можно сохранить или выдать на печать.

Карта, отображаемая в отчете совпадает с изображением вкладки Карта, которое имеется в момент нажатия кнопки Отчет (рисунок 3).

Рисунок 3 – Отчет с результатами прогноза применения агромелиорантов на критическом участке I-1 СПК «Увелье» Красногорского района Брянской области Заключение. Таким образом, в результате проведенных исследований разработаны программные средства ReSAL для оценки эффективности реабилитационных мероприятий в хозяйствах, находящихся на радиоактивно-загрязненных сельскохозяйственных землях. Выполнены демонстрационные расчеты эффективности применения реабилитационных мероприятий в тестовом хозяйстве, расположенном на территории Брянской области, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Литература

1. Фесенко, С.В. Оценка эффективности защитных мероприятий в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС/ С.В. Фесенко, Н.И. Санжарова, Р.М.

Алексахин // Радиационная биология. Радиоэкология. – 1998. – Т. 38. №. 2. – С. 256Remediation of Contaminated Environments. Eds G. Voigt and S. Fesenko.// Elsevier. – 2009. – 477 Р.

3. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.3.2.1078-01.

Минздрав РФ, 2001.

4. Yatsalo B.I. Decision Support System for Risk Based Land Management and Rehabilitation of Radioactively Contaminated Territories: PRANA approach // Int. J. Emergency Management. – 2007. –Vol. 4, №3. – P.504-523.

5. Спиридонов, С.И. Вероятностная оценка накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и допустимых уровней радиоактивного загрязнения почв / С.И. Спиридонов, В.В. Иванов // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2013.– Т.

53. №1. – С. 95-103.

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ

ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЧЕРНОБЫЛЬСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

–  –  –

ГНУ «Институт радиобиологии НАН Беларуси», Гомель, ruslan.spirov@yandex.ru Открытие, получение и определение химических свойств трансурановых элементов (ТУЭ) активно развивалось в сороковых годах прошлого столетия в связи с потенциальной способностью новых элементов служить источниками ядерной энергии [1]. В это же время были сформулированы основные принципы радиохимического выделения, необходимого для получения весовых количеств определенного элемента в чистом виде.

Дальнейшее изучение химических свойств трансурановых элементов, а также их соединений, позволило расширить методический арсенал радиохимиков, тем самым став основой для современных методов определения ТУЭ в объектах окружающей среды.

Проводившиеся в начале шестидесятых годов XX века испытания ядерного оружия стали основным источником глобального поступления ТУЭ в окружающую среду и послужили причиной более внимательного подхода к экологической обстановке территории, занимаемой человеком. Тем не менее, 26 апреля 1986 года, в результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции, около 23 % от общей площади Республики Беларусь оказалось загрязнено радионуклидами. Альфа-излучающие трансурановые элементы чернобыльского происхождения представлены в основном изотопами плутония-238,239,240 и америция-241 [2]. Малая изученность на тот момент поведения трансурановых элементов в экологических системах, их высокая радиотоксичность для живых организмов, а также большая радиологическая опасность, возникающая вследствие увеличения подвижности дочерних радиоизотопов, простимулировала ученых на международном уровне обсудить вопросы радиоэкологической обстановки окружающей среды, создав при этом новый виток в развитии методов определения трансурановых элементов.

На данный момент изучением ТУЭ в Республике Беларусь занимаются:

С.В. Овсянникова (Белорусский государственный университет) – геохимия и биологическая миграция радионуклидов; Г.А. Соколик (Белорусский государственный университет) – оценка загрязнения радионуклидами окружающей среды, миграция и биологическая доступность радионуклидов; В.Н. Забродский (Полесский государственный радиоэкологический заповедник) – радиационно-экологический мониторинг; В.С. Аверин (Гомельский государственный университет им. Ф.Скорины) – трансурановые элементы в агроэкосистемах; С.А. Тагай (РНИУП «Институт радиологии») – методическое обеспечение, изучение процессов и закономерностей долгосрочной миграции радионуклидов плутония и америция в агроэкосистемах; А.Н. Никитин (ГНУ «Институт радиобиологии») – математическое моделирование поведения радионуклидов в экосистемах; В.П. Миронов (МГЭУ им. А.Д. Сахарова) – аккумуляция ТУЭ растительностью природных комплексов, оценка дозовых нагрузок при ингаляционном поступлении и др.

Цель данной работы – аналитический обзор современных методов определения трансурановых элементов в объектах окружающей среды.

Определение содержания трансурановых элементов возможно следующими методами: гравиметрия (методом прокаливания с поправкой на примеси), окислительновосстановительная титрометрия, комплексонометрические методы, кулонометрия с контролируемым потенциалом, спектрофотометрия, рентгено-флюоресцентный спектрометрический анализ, регистрация альфа-излучения альфа-спектрометром, массспектрометрия с поверхностной ионизацией или изотопным разбавлением. Большинство из перечисленных методов не являются специфическими для рассматриваемых элементов, поэтому применимы только для высокочистых соединений. Почвенные и биологические образцы чернобыльского происхождения определяют в основном методами альфа- или масс-спектрометрии, однако и применение этих методов требует качественно проведенных пробоподготовки и радиохимического выделения.

Перевод пробы в раствор является первым этапом при проведении радиохимического анализа ТУЭ. Озоленную в муфельной печи пробу растворяют в горячей смеси 8 М HNO3 – 0,1 М HF. Зачастую процесс растворения можно ускорить, добавив на поздних стадиях растворения 1-2 капли 48% HF.

Следующим этапом аналитической процедуры после растворения пробы и перевода радионуклидов в раствор является отделение актиноидов друг от друга или от других потенциально мешающих анализу элементов. Необходимость этого этапа связана с тем, что при определении удельной активности ТУЭ спектрометрическим путем, возможно наложение пиков отдельных изотопов в связи с тем, что их альфа-частицы, возникшие в результате распада ядра, имеют близкие энергии, например, Pu (5,50 МэВ) и 241Am (5,49 МэВ).

Экстракция растворителем. Первые методы определения трансурановых элементов основаны на экстракции растворителем. Плутоний можно экстрагировать или в виде внутрикомплексного соединения, или в виде экстрагируемой формы ассоциации ионов. Наиболее часто употребляемыми в качестве извлекающего агента используются органические соединения, такие как трибутилфосфат (ТБФ), теноилтрифторацетон (ТТА) и др. При этом комплексы четырехвалентного плутония извлекаются лучше, чем шестивалентного, а трехвалентный плутоний вовсе не экстрагируется.

Экстракцию проводят чаще всего из азотнокислых растворов, поскольку эффективность экстракции в этом случае выше, чем из солянокислых. ТТА часто используется в таких органических растворителях, как бензол и ксилол. Америций и нептуний, присутствующие в растворе азотной кислоты в виде Am(III), Np(V) или Np(VI), не экстрагируются в раствор 0,5 М ТТА в ксилоле. Если промыть органическую фазу растворами, переводящими плутоний в трехвалентное состояние, то плутоний можно будет селективно доизвлечь [3].

Ионообменная хроматография. В связи с тем, что плутоний в растворах существует в различных валентных состояниях, возникает большое разнообразие аналитических схем его отделения. Степень адсорбции на анионитах уменьшается в ряду Pu(IV)Pu(VI) Pu(III). Последнее связано со стабильностью хлоридного и нитратного комплексов плутония в трехвалентном состоянии. Комплексные ионы четырех- и шестивалентного плутония хорошо адсорбируются из 6 М HCl и 2 М HNO3. Трехвалентный плутоний из соляной и азотной кислот любых концентраций адсорбируется очень слабо или не адсорбируется вовсе.

Для слабоактивных проб хорошие результаты показывает предварительное соосаждение трансурановых элементов с гидроксидом железа (III). Раствор нейтрализуют безугольным аммиаком и фильтруют. Осадок растворяют в азотной кислоте и стабилизируют плутоний до четырехвалентного состояния нитритом натрия или перекисью водорода. Пропускают через колонки с анионитом AB-17 в азотнокислой форме. Плутоний элюируют 0,3 M HNO3 – 0,1 М HF. Америций очищают от железа и урана на колонках с АВ-17, затем пропускают через колонки с ФИБАНом [4].

Один из вариантов ионообменной хроматографии состоит в следующем. Во вскрытую азотной кислотой пробу добавляют известный объем трассера 242Pu и гидросульфитом натрия переводят весь плутоний до Pu3+, затем добавляют нитрит натрия, чтобы перевести Pu3+ в Pu4+. Далее пробу (содержащую анион Pu(NO3)62-, катион Am3+ и другие примеси в 8 М HNO3) пропускают через хроматографические колонки заполненные селективной анионной смолой AG1x4, делают первый промыв 8 М HNO3, второй промыв 6 М HCl и элюируют Pu3+ солянокислым гидроксиламином. Эффлюент с первым промывом содержит катионы Am3+ и UO22+. Второй промыв с катионом Th4+ отбрасывается. В эффлюент добавляют трассер для определения америция, выпаривают досуха и растворяют в азотной кислоте, добавляют 1 M HNO3 – 93% CH3OH и пропускают через колонку с AG1x4. Первый промыв делают 1 M HNO3 – 93% CH3OH, второй промыв 0,1 M HCl – 0,5 M NH4SCN– 80 %CH3OH, элюируют Am3+ 1 M HCl – 80% CH3OH.

Однако за последние годы, благодаря поиску высокоселективных смол, этот метод претерпел некоторые изменения, развитие получили методы экстракционной хроматографии. Во вскрытую азотной кислотой пробу добавляют трассеры для плутония и америция, гидросульфит натрия, чтобы перевести весь плутоний в Pu3+, затем пропускают пробу через хроматографические колонки, заполненные UTEVA, эффлюент пропускают через колонки со смолой TRU, промывают 2 M HNO3 – 0,1 М NaNO2, 3 М HNO3, затем элюируют Am 4М НCl, а Pu 0,1 M NH4HC2O4 [5].

Америций и плутоний из полученных элюатов выделяют на счетную мишень соосаждением с гидроксидом церия или методом электроосаждения [6].

Таким образом, рассмотренные методы определения трансурановых элементов успешно применяются для количественной оценки содержания изотопов плутония и америция чернобыльского происхождения в почвенных и биологических объектах.

Литература

1. Сиборг, Г.Т. Искусственные трансурановые элементы : пер. с англ. / Г.Т. Сиборг, под ред. А. К. Лаврухина. – М.: Атомиздат, 1965. – 168 с.

2. Миронов, В.П. Плутоний, америций и другие актиниды на территории Беларуси: источники, уровни, риски / В.П. Миронов, В.П. Кудряшов, П.И. Ананич, В.В.

Журавков // Пятнадцать лет после катастрофы. Серия «Экология человека». – 2001. – Вып. 2. – С.25-53.

3. Rogers, D.R Handbook of Nuclear Safeguards Measurement Methods / D.R. Rogers// Monsanto Research Corporation. – 1983. – 712 p.

4. МВИ. МН 1892-2003. Методика определения активности стронция-90 и трансурановых элементов в биологических объектах. – Минск, 2003. – 17 с.

5. Hou, X. Present status and perspective of radiochemical analysis of radionuclides in Nordic countries / X. Hou [et al.] // J Radioanal Nucl Chem – 2016. – P.4-40.

6. Тагай, С.А. Методическое обеспечение для определения 90Sr и трансурановых элементов (238,239+240Pu и 241Am) в объектах окружающей среды / С.А. Тагай, А.Б. Кухтевич, Н.В. Дударева // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека. Материалы IV Международной конференции, г. Томск, 4–8 июня 2013г. – 2013. – С.511-513.

МИКРОСКОПИЯ ЛАТЕРАЛЬНЫХ СИЛ КАК НОВЫЙ МЕТОД В ИЗУЧЕНИИ

РАДИОГЕННЫХ НЕОПЛАЗИЙ

М.Н. Стародубцева1, И.Е. Стародубцев1, Д.Р. Петренев2, Н.И. Егоренков1

–  –  –

Введение. Одним из последствий Чернобыльской катастрофы является рост числа онкологических заболеваний человека, в том числе в Республике Беларусь. Геномные нарушения в клетке, ведущие к ее злокачественным перерождениям, выражаются не только в нарушениях процессов клеточного деления, но и в других существенно важных для клетки изменениях, включая изменение трансмембранного потенциала, структурной организации, физико-механических свойств, ее способности к межклеточным контактам, адгезии и миграции. Ключевым моментом в образовании метастазов новообразований является способность раковых клеток к инвазии в окружающие ткани, их входу в кровеносную и лимфатическую системы и выходу из них. Однако для связь физико-механических параметров раковых клеток с их инвазивными свойствами в настоящее время изучена недостаточно, а изучение механизмов, определяющих инвазивные способности раковых клеток, ограничено небольшим набором существующих методов и методик.

Известно, что процессы инвазии связаны с механическими свойствами клеток, обусловленными в существенной мере структурой их поверхностного слоя, в первую очередь, кортикального слоя цитоскелета [1, 2]. Структура поверхностного слоя клетки отражается, естественно, на его физико-механических свойствах, а также на рельефе ее поверхности (ее геометрических характеристиках). В связи с этим новым перспективным методом исследования структуры и свойств поверхности и поверхностного слоя твердых тел на микро- и наноуровнях является атомно-силовая микроскопия (АСМ), иначе называемая силовой зондовой микроскопией (СЗМ) метод силового зондирования наноиндентором поверхности и поверхностного слоя твердых тел, позволяющий определять его морфологические (геометрические, структурные) и физикомеханические (упругие, фрикционные, адгезионные и др.) свойства, включая их картирование получение микрокарт распределения их значений. В АСМ наиболее часто используется опция статического контактного режима АСМ-сканирования, а именно топография (запись карт рельефа поверхности) и микроскопия латеральных сил (запись карт сил трения скольжения наноразмерного зонда-индентора по исследуемой поверхности – фрикционных сил).

Цель исследовании – получение с помощью АСМ и анализ микрокарт рельефа (геометрии) поверхности и микрокарт механических свойств (сил трения скольжения) поверхностного слоя раковых клеток с целью совершенствования методов клеточной диагностики рака.

Объекты и методы исследования. В качестве модели радиогенных опухолей в работе использовали образцы раковых эпителиальных клеток человека (гортани (НЕрс), легкого (А549) и молочной железы (MCF-7)) и нераковые клетки (первичные фибробласты кожи человека), фиксированные в 0,5 % водном растворе глутарового альдегида. Запись карт рельефа поверхности и карт латеральных сил поверхностного слоя клеток осуществляли на атомно-силовом микроскопе НТ-206 («МикроТестМашины», Беларусь) в диапазоне температур (15-90 оС), перекрывающим физиологические температуры (35-42 оС). Для изучения температурных зависимостей свойств поверхностного слоя клеток была использована термоплатформа с автономным контроллером ТТ-01, которой комплектуется микроскоп НТ-206. В качестве характеристик клеток использовались: средние значения сил трения скольжения Fтр и распределение их отклонений тр вокруг них, а также значения фрактальной размерности DF карт [3] исследуемых параметров. Статистический анализ опытных данных проводили с помощью программ Excel, Statistica (версии 6 и 7), OriginPro 8 SRO. Оценивали нормальность распределения признака методами Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Вилк. Выборки, подчиняющиеся нормальному закону распределения, анализировались параметрическими методами. Результаты статистического анализа представлены в виде границ доверительного интервала с доверительной вероятностью 0,95. Сравнение выборочных средних проводили с использованием t-критерия Стьюдента с учетом критерия Фишера. Фрактальную размерность (DF) оценивали c помощью разработанного программного комплекса, основанного на методе подсчета кубов. Для расчета сил трения скольжения с исключением влияния на них сил, связанных с рельефом поверхности клеток, использовался метод «полуразности» латеральных сил для прямого и обратного проходов зондаиндентора АСМ [4].

Полученные результаты и их обсуждение. Профили карт рельефа поверхности и карт латеральных сил качественно на одном и том же линейном участке поверхности клетки различны (рисунок 1), что свидетельствует о принципиальных различиях этих карт как характеристик поверхности клеток.

Показано, что значения фрактальных размерностей как карт рельефа поверхности, так и карт сил трения скольжения раковых клеток различных типов отличаются.

Например, отношение фрактальных размерностей DF / DFфб для записанных при комнатных условиях карт латеральных сил фибробластов, раковых клеток линий A549, HEp-2c и MCF-7 составляет соответственно (отн. ед.) 1,000,01, 0,960,01; 0,920,01 и 0,960,02. При этом абсолютные значения фрактальных размерностей клеток колеблются в пределах 2,1-2,5.

На рисунке 2 представлены температурные зависимости сил трения для раковых клеток линий А549, MCF-7, HEp-2c и фибробластов. С увеличением температуры испытаний значения сил трения увеличиваются. При этом они незначительно изменяются в области физиологических температур. Существенное увеличение сил трения начинается при переходе через определенную (критическую) температуру Tg (рисунок 2), а точнее через узкую температурную область, значение которой зависит от типа клеток.

–  –  –



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 10 |



Похожие работы:

«1 Уважаемый Сергей Ефимович, Уважаемые коллеги. Особое внимание Службой уделяется работе по обеспечению природоохранного законодательства в районе строительства олимпийских объектов г. Сочи. Результаты нашей текущей деятельности взаимоувязаны с основными экологическим...»

«ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2014 №3(12), С. 11–16 ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ, РАДИАЦИОННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ УДК 621.039.5 : 621.311.25 О РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕМОНТАЖНЫХ РАБОТ ПРИ ВЫВОДЕ ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОКОВ АЭС © 2014 г. А.И. Берела, М.Н. Галанова, В.А. Игнаткин Волгодонский инженерно-техниче...»

«Проект Программа работы Фестиваля технологий, экопродукции и услуг для гармоничной жизни "ЭкоСезон-2017" 18 – 20 августа 2017 года с 10-00 до 20-00 г. Омск, выставочный парк на Королева, 20 18 августа 2017 года (пятница) Работа молодежного экологического форума "Экофест "Пикник"...»

«Приложение 3 к приказу Минздрава Кыргызской Республики от 28.04.2015 года №212 ИНСТРУКЦИЯ О МЕТОДАХ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ МЕНИНГОКОККОВОЙ ИНФЕКЦИИ И БАКТЕРИАЛЬ...»

«ДИКТоФОН Газета государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Дзержинский индустриальнокоммерческий техникум Основана в 2013 году Выпуск № 18 январь 2017 г.Читайте в выпуске: "Строительство и эксплуатация зданий и Ура, Ура, Новый Год! В техникуме прошел новогодний сооружений" заверши...»

«Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2014. Вып. 10. С. 68–76. УДК 582.594.2:[581.46+581.5] (477.75) ОСОБЕННОСТИ АНТЭКОЛОГИИ ЯТРЫШНИКА ПРОВАНСКОГО (ORCHIS PROVINCIALIS, ORCHIDACEAE) В КРЫМУ: ФЕНОЛОГИЯ, ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ, МОРФОМЕ...»

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Капцегайтуйская средняя общеобразовательная школа" Рассмотрено Утверждаю На заседании МС Директор МБОУ "Капцегайтуйская СОШ" Протокол № /Н.А.Волгина/ ""_2016 г. Приказ №_ от ""_2017г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА "биология" 9 класса НА 2016 – 2017 УЧЕБНЫЙ ГОД Составитель Учитель биоло...»

«БалтТур Калининград 72-20-50, Барнаульская 2, офис 210 www.btkaliningrad.ru Рождественская Голландия 295 уе. за 6 дней / 5 ночей Даты тура: 03.01.2018-08.01.2018 | Посещение: Амстердам, Делфт, Гаагу, Харлем, Волендам, Аалсмеер, квартал красных фонарей, Утрехт и замок...»

«РЕШЕНИЕ по жалобе № 12402 на нарушения при организации и проведении торгов Дата рассмотрения жалобы по существу 03.10.2014 г. Москва Комиссия Московского областного УФАС России по рассмотрению жалоб на нарушения при организаци...»

«Планирование энергоэффективных траекторий полета стратосферного дирижабля-челнока многоуровневой транспортной системы МААТ В.Х. Пшихопов, В.А. Крухмалев Экологически безопасная и экономически эффективная транспортировка грузов и пассажиров представляют большой интерес в наше время. Решение этих вопросов в...»

«Kazan Institute of Biochemistry and Biophysics, Kazan Scientific Center, RAS K.A. Timiryazev Institute of Plant Physiology, RAS Kazan (Volga Region) Federal University Branch of Biological Sciences of the Russian Academy of Sciences Scientifi...»

«2 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Акционерное общество "Национальная иммунобиологическая компания" (далее – Общество) создано в соответствии с Гражданским кодексом Российской Федерации, Федеральным законом...»

«Раздел 5. "Химические технологии. Безопасность жизнедеятельности" УДК 734.35 ГУТОРКА А.Д., 1НУГАИЕВА Е.В., 1ЧЕРНЫШЕВА А.А., 1СОЛУЯНОВА Ю.М. (Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан) ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННО...»

«Topical issues of law: theory and practice. №26. 2013 вопорядка как объективную необходимость развития государства и общества. Охарактеризованы особенности правоохранительной деятельности по обеспечению внутренней безопасности страны, присущая взаимодействию правоохрани...»

«Convention on Protection and Use of Transboundary Watercourses and International Lakes SEMINAR ON ENVIRONMENTAL SERVICES AND FINANCING FOR THE PROTECTION AND SUSTAINABLE USE OF ECOSYSTEMS Geneva, 10-11 October 2005 ДОКЛАД ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ УСЛУГАМ И ФИНАНСИРОВАНИЮ ОХРАНЫ И УСТОЙЧИВОГ...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова Факультет экологической медицины Кафедра биологии человека и экологии Е. Ю. Жук Е. Е. Григорьева Руководство к практическим за...»

«2 Введение Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) деятельности ООО "Лес Резерв" выполняется в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации, международных конвенций и договоров, ратифицированных РФ, международными стандартами ISO и OHSAS, а также с...»

«42 1141 ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТСМ И ТСП МЕТРАН-200 Руководство по эксплуатации 203.01.00.000 РЭ Челябинск 454138 г. Челябинск, Комсомольский проспект, 29 Промышленная группа "Метран": тел.(351) 798-85-10, 741-46-33 (операторы), факс 741-68-11, 741-45-17; E-mail: metran@metran.ru; группа органи...»

«СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Общие положения 1.1. Основная образовательная программа высшего профессионального образования (ООП ВПО) бакалавриата, реализуемая в ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К.И. Скрябина по направлению подготовки 06.03.01 – Биология, профилям подготовки Биохимия, Биофизика, Биоэкология.1.2. Нормативные...»

«Изумрудная сеть: инструмент охраны естественной среды обитания в Европе Европа и биологическое разнообразие Во всём мире продолжается сокращение биологического разнообразия. Фрагментация местообитаний, загрязнение, чрезмерная эксплуатация территорий и создание искусственных ландшафтов увеличивают скорость утраты биотопов, тем сам...»

«2015 Географический вестник 2(33) Экология и природопользование ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ УДК 004.6:581.55 П.Н. Бахарев, В.В. Семенов, Д.Н. Андреев27 ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫ...»

«УТВЕРЖДЕНЫ Министерством здравоохранения РСФСР от 19 декабря 1991 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ МЕТОДЫ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВНО ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В КЛИНИЧЕСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ Методические рек...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2008. №4. С. 95–100. УДК 615.32 + 582.565.2 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СОКА КАЛЛИЗИИ ДУШИСТОЙ (CALLISIA FRAGRANS WOOD.) И ЕГО АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ (IN VITRO) * Д.Н. Оленников 1, И.Н. Зилфикаров2, А.А. Т...»

«ПОЛИТБЮРО 2.0: реновация вместо демонтажа Август 2017 Перечень докладов о Политбюро 2.0 21.08.2012 Большое правительство Владимира Путина и "Политбюро 2.0" 21.01.2013 Политбюро 2.0 накануне перезагрузки элитных групп 22.05.2013 Год Правитель...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ ПРИКАЗ 20 июля 2009 г. № 640 Москва Об утверждении и введении в действие руководства по безопасности "Осн...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия "Биология, химия". Том 26 (65). 2013. № 4. С. 110-120. УДК 616.12:616.76 ИЗМЕНЕНИЕ МОЗГОВОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ПАРАВЕРТЕБРАЛЬНОЙ МИОРЕЛАКСАЦИИ У СПОРТСМЕНОВ Маметова О.Б., Савина К.Д. Тавриче...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.