Концентрация радионуклидов в продуктах животноводства

НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В МЯСЕ

Переход радионуклидов в мясо и субпродукты из рациона живот­ных определяется физико-химическими свойствами радионуклидов, а также видовыми особенностями и возрастом животных. Так, если при однократном поступлении содержание ⁵⁹Fe в мышцах и суб­продуктах взрослого крупного рогатого скота не превышает 0,2 % введенного количества, то у 30-суточных телят оно соответственно в 3,5 и 12 раз больше. Содержание ⁹⁰Sr в субпродуктах у взрослого круп­ного рогатого скота равно 0,03 % от введенного количества радионук­лида, а содержание в них ⁵⁹Fe и ⁶⁵Zn в 7 и 133 раз больше, чем ⁹⁰Sr.

Накопление радионуклидов в мясе зависит от возраста животных. Если у 3-месячных телят и поросят содержание ⁹⁰Sr в скелете составля­ет 21 и 26 % от однократно введенного с рационом количества, то у взрослых животных оно соответственно в 10,5 и 3,7 раза меньше. У взрослого крупного рогатого скота и кур задержка в мышцах ²³⁹Р и при однократном введении не превышает (4-5) • 10"³ % содержания в рационе, а у свиней она в 2 раза больше. Молодые, растущие животные задерживают в организме радионуклиды всегда интенсивнее, чем взрослые и старые. Так, если содержание ¹³⁷Cs при разовом поступле­нии в субпродуктах поросят 3-месячного возраста составляет 52 % суточного поступления, то у свиней в возрасте 1 года эта величина в 17,3 раза меньше.

При длительном оральном введении радиоактивных веществ в организм в первые сутки и недели введения радионуклиды накапли­ваются в органах и тканях наиболее интенсивно. В последующем скорость накопления радионуклидов постепенно снижается, и затем устанавливается равновесное состояние, при котором интенсив­ность отложения их уравнивается со скоростью выведения из орга­низма.

У кур, например, максимальное содержание ⁵⁴Мп в скелет составляет 5 %, а в мышцах - 0,2 %; для ⁶⁵Zn эти величины равны соответственно 82 и 38 % от поступления с рационом. Наиболее быстро состояние равновесия в накоплении радионуклидов в организме устанавливается в мышцах и паренхиматозных органах, медленнее - в скелете. У телят, получивших с рождения до 300-суточного возраста ⁹⁰Sr, из рациона в мышцы поступает 8 % введенного количества, а в скелет этот переход в 923 раза больше. При этом максимальное нако­пление ⁹⁰Sr в мышцах отмечается к 60-м суткам введения его в орга­низм, а в скелете - лишь к 150-м. У свиней, длительно получавших с рационом ¹³⁷Cs, максимальный переход его как в скелет, так и в мыш­цы наблюдается в период с рождения до 20-суточного возраста, соста­вляя соответственно 90 и 280 % поступившего количества с ежеднев­ным рационом. Если у телят за 10 сут непрерывного введения ⁹⁰Sr с рождения в организме было накоплено 8,4 %, то у коров даже за 144 сут введения - лишь 0,9 % поступившего количества радиону­клида.

Переход из рациона в мясо и субпродукты ^Mn, ⁶⁵Zn, ¹⁰⁶Ru,¹³⁷Cs и ¹⁴⁴Ce также определяется возрастом животных и длительностью введе­ния радионуклидов в организм. Если у 20-суточных поросят после од­нократного орального поступления ¹⁰⁶Ru из рациона в мышцы пере­ходит 0,14 % введенного количества радионуклида, то после 60-суточ-ного введения - в 9 раз больше. При потреблении овцами и кура­ми в течение 3 и 30 сут рационов, содержащих ¹³⁷Cs, в мышцах овец обнаруживается 40 %, а кур - 143 % количества радионуклида, посту­пившего в организм в течение суток. После 105 сут (овцы) и 390 сут (куры) введения¹³⁷Cs содержание этого радионуклида в мышцах кур и овец возрастает соответственно в 2,3 и 6,3 раза. Поскольку резорбция в ЖКТ сельскохозяйственных животных ¹⁴⁴Се и ^Pu незначительна, концентрация их в мясе (костях, мышцах) и субпродуктах невысока. Так, содержание ¹⁴⁴Се в мышцах, субпродуктах и костной ткани овец достигает соответственно 0,01, 5,2 и 6,0 %, а ^Pu (у свиней) 0,01, 0,02 и 0,02 % суточного введения.

Некоторые наиболее значимые в радиологическом отношении нуклиды по переходу в мясо крупного рогатого скота могут быть сгруппированы следующим образом. Наименее подвижные: ⁹⁰Y, ⁹¹Y, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb,¹⁴¹ Се, ¹⁴⁷Pm, изотопы U, Pu (накопление в мышцах равно 1 х х 10~⁴ % от суточного поступления радионуклида на 1 кг). Далее по подвижности располагаются ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr, ¹⁴⁰Ва- 5- 10~³ - (0,5- 4,0) х х 10"³ % от суточного поступления на 1 кг; ⁴⁵Са, ¹⁰³Ru, ¹⁰⁶Ru, ¹²⁴Sb, ¹²⁵Sb, ¹²⁹1,¹³¹I (0,1-0,4 % от суточного поступления на 1 кг). Максималь­ный переход в мясо характерен для ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs - 8 % от суточного поступления на 1 кг.

ВЫДЕЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В МОЛОКО

После однократного орального поступления в организм лактирующих коров радионуклидов наиболее интенсивное выведение их с молоком наблюдается в течение первых 2 сут. Через 12 ч после введе­ния в 1 л молока коров обнаруживают 0,12 % ⁴⁵Са, 0,05 % ⁹⁰Sr, 0,0005 % ⁹⁵Zr, 0,002 % ¹⁰⁶Ru, 0,12 % ¹³⁷Cs, 0,011 % ¹⁴⁰Ba и 0,001 % ¹⁴⁴Се от коли­чества, поступившего в организм. В дальнейшем концентрация радио­нуклидов в молоке быстро увеличивается и через 24-48 ч достигает наибольшей величины. В этот период в 1 л молока содержится 0,52 % ⁴⁵Са, 0,09 % ⁹⁰Sr, 0,001 % ⁹⁵Zr, 0,004 % ¹⁰⁶Ru, 1,3 % ¹³¹I, 0,42 % ¹³⁷Cs, 0,01 % ¹⁴⁰Ba и 0,002 % ¹⁴⁴Ce от введенного количества. За 8 сут с молоком выводится 12,9 % ¹³¹1, 18,0 % ¹³⁷Cs, 2,8 % ⁹⁰Sr, 0,11 % ¹⁰⁶Ru и 0,05 % ¹⁴⁴Се от разового поступившего количества радионуклидов. В усло­виях длительного потребления загрязненных рационов в состоянии равновесия коэффициенты перехода в молоко у коров составляют для ⁴⁵Са 1 %, ⁹⁰Sr 0,15 %, ¹⁰⁶Ru 0,014 % и ¹³⁷Cs 1 % от поступающего коли­чества с ежедневным рационом на 1 л молока. У коз и овец выделение ⁹⁰Sr с суточным удоем соответственно колеблется в пределах 0,6-1,3 и 1,0-6,3 %, a ¹³⁷Cs - 6,0 и 4,1 %.

Выделение радионуклидов с молоком у животных даже одного вида может варьировать. Например, выведение ⁹⁰Sr с 1 л молока у отдельных коров в стаде колеблется в пределах 0,1-0,2%, ¹³¹1 0,5-1,0 %, a ¹³⁷Cs 0,5-1,5 % от суточного поступления с кормом [81, 82]. Выделение радионуклидов с молоком зависит от молочной продуктив­ности животных. У коров с удоем 3-5 л в сутки с 1 л молока выде­ляется 0,16 %, а с удоем 12-16 л 0,08-0,10 % ⁹⁰Sr, поступившего с ра­ционом. Концентрация ⁹⁰Sr в молоке при постоянном уровне поступления радионуклида с кормом в течение лактации увеличивается. У низкопродуктивных коров (удой 3-5 л молока в сутки) выведение ⁹⁰Sr с молоком увеличивается с 0,16 % на 1 л в начале лактации до 0,26 % на 1 л в ее конце, а у более продуктивных (удой 12-16 л молока в сутки) этот прирост составляет от 0,09 до 0,21 %.

Радионуклиды - представители редкоземельных, тяжелых естественных и трансурановых элементов, как правило, переходят из рациона в молоко в незначительных количествах. Экстремальные значения коэффициентов перехода этих радионуклидов колеблются в пределах 4 .10"⁵ - 1 • 10"² % от суточного поступления с кормом на 1 л молока.

Поступление радионуклидов из рациона в молоко зависит от ви­довых особенностей животных. Так, если переход из рациона в молоко коров не превышает соответственно 0,15; 1,1 и 0,05 %, то у коз - 1,3; 3,0; 5,6 и 0,2 % поступившего количества за сутки на 1 л. При длительном введении ⁹⁰Sr, ¹³¹J и ¹³⁷Cs овцам в 1 л молока обнаруживается до 6,3; 3,0 и 2,8 % радионуклидов от потребленного количества в сутки.

Часть радионуклидов, переходящих в молоко, связана с их эндо­генным выделением (из депонированных в тканях запасов). Например, из костной ткани коров в 1 л молока выводится (1-5) • 10"³ % ⁹⁰Sr, содержащегося в скелете [81]. При переходе из рациона в молоко происходит дискриминация ⁹⁰Sr относительно Са, т.е. Са усваивается в организме сельскохозяйственных животных предпочтительнее ⁹⁰Sr. У коров величина НО в звене рацион - молоко достигает 0,16, у коз ко­леблется от 0,13 до 0,19, а у свиней она не превышает 0,2. В среднем НО для пары ⁹⁰Sr - Са в звене рацион - молоко для коров, коз и свиней принимается равным 0,1.

ПОСТУПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ЯЙЦА КУР-НЕСУШЕК

При попадании с кормом курам-несушкам ¹³¹J через 6 сут на­ступает состояние экологического равновесия между поступле­нием и выделением его с яйцом. К этому сроку выделение радио­нуклида с одним яйцом достигает максимального значения — 8 % суточного поступления, что в 4,7...6,6 раза меньше, чем ⁹⁰Sr. В этом случае основное количество ¹³¹J концентрируется в желтке, в кото­ром оно в 20...50 раз больше, чем в белке и желтке, вместе взятых. При поступлении курам-несушкам ¹³⁷Cs равновесное состояние между содержанием его в рационе и яйце наступает в те же сроки, что и ¹³¹J. В эти сроки содержание ¹³⁷Cs в яйце достигает макси­мальных значений и равно 2,3...3,3 % суточного потребления. Рас­пределение радионуклида по компонентам яйца также неравномер­но. Концентрация ¹³⁷Cs в белке превышает концентрацию в желт­ке в 2...3 раза, а в скорлупе содержится лишь 1...2 % общего коли­чества радионуклида в яйце. Переход радиоактивных продуктов из корма в компоненты яйца и в яйцо в целом не зависит от сезона года.

Переход важнейших радиоактивных продуктов нейтронной ак­тивации из корма в яйцо кур имеет свои особенности. Хроническое оральное поступление ⁶⁵Zn и ⁵⁹Fe в организм птицы сопровождает­ся первоначальным ростом концентрации их в яйце. Максимальная концентрация ⁶⁵Zn в скорлупе, белке и желтке наблюдается на 7, 8 и 15-е сутки, a ⁵⁹Fe — в течение 8 сут.

Из рациона в яйцо переходит 6,2 % ⁶⁵Zn и 3,22 % ⁵⁹Fe. Более 99 % радионуклидов сосредоточено в желтке и менее 1 % — в белке и скор­лупе.

Переход ⁹⁰Sr из рациона в яйцо не превышает 40 % суточного по­ступления радионуклида, а у низкопродуктивных кур оно может до­стигать 60 % [81, 113]. Максимально его содержится в скорлупе (96 %), далее следует желток (3,5 %), а минимальное количество приходится на белок (0,2 %). Наибольшая концентрация радионуклидов в скор­лупе, белке и желтке бывает в первые сутки после введения, причем распределение радионуклидов между' компонентами яйца неравно­мерно. ⁸⁹Sr и ¹⁴⁰Ва концентрируются главным образом в скор­лупе, ¹³⁴Cs - в белке, а ¹³¹J и ¹³²Те - в желтке. Различия между кон­центрациями ⁸⁹Sr и ¹⁴⁰Ва в скорлупе и белке достигают 1000 и 1300-кратных значений. Концентрация ¹³⁴Cs в белке больше, чем в скорлу­пе и желтке в 3,6 и 7,9 раз. Концентрация ¹³¹J в желтке больше, чем в скорлупе и белке почти в 9 и 11 раз. При хроническом оральном вве­дении курам-несушкам ¹³¹J в одно яйцо переходит не более 9 % суточ­ного поступления радионуклида (распределение ¹³¹J по компонентам яйца составляет: желток - 99,23 %, белок - 0,64 % и скорлупа - 0,13 %. У кур-несушек, длительно получавших с кормом Cs, с одним яйцом из организма выделяется 1,6 % этого радионуклида от суточно­го поступления; при этом 68,7 % ¹³⁷Cs содержится в белке, 25 - в желт­ке и 6,3 % - в скорлупе. Максимальная концентрация обнаружена в скорлупе, а минимальная - в желтке и белке. Выделение \}_т с яйцом у кур колеблется в пределах 0,9-2,5 % количества, поступив­шего за 30 сут. Основное количество ⁵⁴Mn, ⁵⁹Fe и ⁶⁵Zn концентрируется в желтке (87,5-99,4 %), а ³Н - в белке - 70,6 % (табл. 50). При длитель­ном введении равновесие в накоплении радионуклидов в различных компонентах яйца наступает одновременно (рис. 10 и 11). Например, в белке и желтке для ⁵⁹Fe и ⁶⁵Zn оно отмечается на 8-е сутки. К этому сроку в 1 г белка, скорлупы и желтка обнаруживается соответственно 2 • 10"³,4 • 10"³ и 0,34 % ⁶⁵Zn и 4. 10"⁴,1 . 10"³ и 0,2 % ⁵⁹Fe, введенных с суточным рационом. В равновесных условиях в яйцо переходит до 68,6 % суточного введения ³Н (в разных частях яйца концентрация его составляет 1,1-1,9 % суточного введения на 1 г).

Равновесие в распределении радионуклидов по компонентам яйца у ³Н наступает через 23 сут, у ⁵⁴Мп - 16 сут, у ⁵⁹Fe и ⁶⁵Zn - 8 сут.