Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сорбция цезия-137
.pdf
ко по содержанию всех макроэлементов, но и многих микроэлементов [76]. Количество в них таких важных элементов, как
кальций, марганец, цинк, медь, кобальт, литий, йод и др., во
много раз ниже, чем в почвах, обладающих высоким плодородием. Поэтому следовало ожидать, что их дополнительное внесение на загрязненных радионуклидами почвах может привести
к самым неожиданным эффектам [72].
В полевых опытах, проведенных в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, было установлено, что внесение в почву солей
цинка, являющегося химическим аналогом и биологическим антагонистом стронция, снижало в полтора-два раза накопление
стронция-90 в растениях овса и люпина, внесение солей меди
и лития – антагонистов цезия – в 2–2,5 раза снижало содержание цезия-137. Особенно эффективным оказалось совместное
внесение калия и названных микроэлементов.
Обсуждая механизмы действия микроэлементов, авторы
подчеркивают, что цинк стимулирует в 4 раза накопление растениями кальция, являющего антагонистом стронция, а медь усиливает в два с половиной раза накопление калия – антагониста
цезия [149]. Математически достоверное снижение стронция-90
в сено-овсяной смеси установлено также при внесении молибдена и бора на фоне фосфорных и калийных удобрений [177].
В экспериментах на картофеле после опрыскивания его ботвы препаратами меди, магния и цинка наблюдались существенные различия в снижении поступления радионуклидов в клубни картофеля в 1,4, 1,5 и 1,6 раза соответственно по сравнению
с контролем [36]. Авторы допускают, что препараты микроэлементов, активизируя работу фотосинтетического аппарата, повышают его устойчивость, усиливая вынос радионуклидов в вегетативную массу картофеля, блокируют их отток в клубни.
Таким образом, макро- и микроэлементный состав почвы
имеет огромное значение в жизни растений, а через них и в жизни животных и человека. Количественные характеристики перехода радионуклидов из фуража в молоко, мясо и субпродукты
зависят не только от таких факторов, как вид животного, его
возраст, ритм и длительность поступления радионуклидов в ор-
41
ганизм, но и от количества в рационе стабильных изотопов, комплекса минеральных веществ и т. д.
Для использования в практической работе зооветспециалистов в рекомендациях по ведению сельскохозяйственного производства на территории радиоактивного загрязнения Республики Беларусь на 2021–2025 годы даны средние показатели КП
цезия-137 и стронция-90 (% на 1 кг (л) продукта из суточного
рациона в молочную и мясную продукцию животноводства и их
предельное содержание в рационах (Бк/сут) (табл. 5) [145].
Таблица 5. Средние показатели коэффициентов перехода радионуклидов
из суточного рациона в молочную и мясную продукцию животноводства
и их предельное содержание в рационах [145]
Радионуклид
Вид продукции
Молоко коровье 1,0 10 000 0,14 2 600
Говядина 4,0 12 500 0,04 –
Свинина 25,0 720 0,10 –
Баранина 15,0
цезий-137 стронций-90
КП Бк /сут КП Бк/сут
3 333 0,10 –
После аварии на ЧАЭС появилась острая необходимость не
только в установлении параметров перехода цезия-137 и стронция-90 из рационов сельскохозяйственных животных в продукты животноводства, но и в исследовании факторов, влияющих
на перенос радионуклидов по трофическим цепям.
Все это потребовало, для ограничения облучения населения, разработать, организовать и внедрить большой объем разнообразных противорадиационных мероприятий, во всех звеньях пищевой цепочки ведущей к человеку, в том числе в звене
миграции «корм – животное». В первую очередь это касалось
травоядных сельскохозяйственных животных: лактирующих
коров, мясных бычков, овец, коз, кроликов, лошадей. Среди указанного перечня животных наибольшее значение имел крупный
рогатый скот. Овцеводство в Беларуси после чернобыльской катастрофы как отрасль животноводства на пострадавших территориях была ликвидирована, разведение коз и кроликов культи-
42
вировалось только в ЛПХ, лошади практически не используются в мясном производстве [76].
В звене «корм – животное» при уровне загрязнения кормов,
не обеспечивающем соблюдения радиационно-гигиенических
требований, имеется определенный набор контрмер для снижения поступления радионуклидов в продукцию животноводства
(молоко и молокопродукты, мясо и мясопродукты): уменьшение
количества «грязного» корма путем разбавления «чистыми»
кормами, перевод мясного скота на «чистые» корма за 2–3 месяца до убоя, скармливание животным специальных добавок-энтеросорбентов, связующих радионуклиды и другие токсичные
элементы в ЖКТ сельскохозяйственных животных [75, 159].
К числу эффективных контрмер по снижению перехода радионуклидов в продукты животноводства относится применение различного рода препаратов химического и природного происхождения. Среди них выделяют энтеросорбенты – препараты
различной структуры и природы, осуществляющие связывание
различных токсикантов в ЖКТ путем адсорбции, ионообмена,
комплексообразования.
Энтеросорбенты должны отвечать следующим требованиям:
1) нетоксичность – препараты в процессе прохождения по
желудочно-кишечному тракту не должны разрушаться до компонентов, которые при всасывании способны оказывать прямое
или опосредованное действие на органы и системы;
2) нетравматичность – должны быть устранены механические, химические и другие виды неблагоприятного взаимодействия со слизистой оболочкой полости рта, пищевода, желудка
и кишечника, приводящие к повреждению органов;
3) хорошо эвакуироваться из кишечника и не иметь обратных эффектов – усиления процессов, вызывающих диспепсические нарушения;
4) обладать высокой сорбционной емкостью по отношению
к удаляемым компонентам химуса – для неселективных сорбентов должна быть сведена к минимуму возможность потери полезных компонентов;
43
5) отсутствовать десорбция веществ в процессе эвакуации
и изменение рН среды, способной привести к неблагоприятным
проявлениям [61, 69, 75, 189].
В качестве энтеросорбентов, применяемых в ветеринарии, до
сих пор в основном используются пористые углеродные адсорбенты, в частности, активированные угли различного происхождения. В то же время существует большой класс природных силикатных сорбентов – глинистых минералов-алюмосиликатов,
имеющих высокие адсорбционные и каталитические свойства.
Действие сорбентов основано на избирательной сорбции цезия-137 из жидкой фазы химуса. При прохождении кормовых
масс по ЖКТ сорбенты прочно связывают цезий-137 и выводят
из организма с каловыми массами [63, 198, 209, 214].
Особое место среди сорбентов занимают препараты берлинской лазури. Известно, что препараты берлинской лазури уже
более двух столетий применяются в качестве красителей, в особенности в полиграфической промышленности, и технология
этих препаратов хорошо отработана. Ограничение всасывания
цезия-137 в желудочно-кишечном тракте животных с помощью
берлинской лазури было установлено еще до аварии на ЧАЭС,
и для этих целей в ФРГ налажено производство аммониевого железогексацианоферрата (АЖФ). Использование его в дозе 3 г/сут
на голову у крупного рогатого скота позволяло эффективно связывать цезий-137 в ЖКТ и удалять из организма с фекалиями.
Важным преимуществом АЖФ являлось еще и то, что частицы
его не проникают через биологические мембраны и не оказывают токсического эффекта на организм животных [63].
Имеющийся в кристаллической решетке ферроцианидов катион аммония NН 4+, вступает в ионно-обменные реакции с ионами щелочных элементов, в результате которых они необменно поглощаются ферроцианидами с образованием комплексных
соединений. По прочности связи с ферроцианидами установлен
следующий убывающий ряд: цезий > рубидий > калий > натрий.
Цезий связывается ферроцианидом в 1 000 раз больше, чем калий. Прочность связи определяется ионным радиусом элемента.
Поэтому введение ферроцианидов не уменьшает содержание
44
в организме натрия и калия и не нарушает натриево-калиевый
обмен. В настоящее время ферроцианиды являются самым эффективным сорбентом цезия, в том числе радиоактивного [45,
76, 111, 115, 128, 130].
Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода России для
снижения перехода изотопов цезия из кормов в продукцию животноводства разрешено применение неорганических сорбентов
из класса ферроцианидов. Действующим началом всех сорбентов является гексацианоферрат (II) железа (III)-аммония или
смешанная соль железа (III)-калия.
Среди энтеросорбентов известна кормовая добавка для животных, содержащая цеолит и обеспечивающая выведение свинца и кадмия из организма животных [40].
По имеющимся данным [174], природный цеолит ирлит-1 из
месторождения на территории РСО-Алания превосходит другие
цеолиты по адсорбированию солей тяжелых металлов благодаря наличию открытой жесткой микропористой кристаллической
решетки каркасного типа. Недостатком цеолитов является их
низкая деактивирующая активность, т. е. недостаточная способность абсорбировать и выводить из организма радионуклиды
цезия и стронция, которыми загрязнены большие площади на
территориях, подвергшихся воздействию техногенных аварий
и испытаний ядерного оружия [8, 176].
С целью повышения детоксицирующей активности кормовой добавки путем адсорбции и выведения из организма животных радионуклидов цезия и стронция предложена кормовая добавка – энтеросорбент, содержащая цеолит, серу и ферроцианид
железа [84]. Введение в состав предлагаемой кормовой добавки
ферроцианида железа приводит к образованию химических соединений с изотопами радионуклидов, которые не всасываются
в ЖКТ и не поступают далее в организм животных.
Известен способ получения неорганических сорбентов на
носителе [173]. Активированный углеродный материал после
специальной подготовки обрабатывают кислым раствором ферроцианида калия и отмывают водой. Полученный ферроцианидный сорбент дополнительно подвергают термообработке при
45
температуре 120–150 °С. Эти материалы обладают более высокой концентрацией микрокристаллической фазы, не зависящей
от количества ионообменных групп углеродного носителя и от
его типа, и более высокими сорбционными свойствами.
Имеется способ получения композиционного ферроцианидного сорбента на основе пористого носителя, в качестве которого берут гранулированную древесную целлюлозу, волокнистую
хлопковую целлюлозу или активированный уголь [16, 171].
Наиболее близким к указанному выше изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ
получения содержащих гексацианоферраты металлов сорбентов
на основе целлюлозных (углеродсодержащих) носителей [170].
Предлагается кормовая добавка для животных, содержащая
комбикорм, а также сорбенты радионуклидов и токсичных элементов [85]. В качестве сорбентов радионуклидов и токсичных
элементов добавка содержит ферроцин и вермикулит, дополнительно включает тиосульфат натрия и лигногумат натрия при
следующем соотношении компонентов, мас. %: ферроцин – 0,1–
0,15, вермикулит – 15,0–20,0, тиосульфат натрия – 0,05–0,1, лигногумат натрия – 0,4–0,6, комбикорм – остальное.
Проведены исследования для снижения перехода радионуклидов цезия из загрязненных кормов в продукцию животноводства (мясо, молоко). В корм для животных вносили сорбент –
отход процесса деметаллизации и осветления виноматериалов,
содержащий ферроцианид переходного металла и бентонит,
в количестве 0,01–0,1 г/кг живого веса в сутки в пересчете на
ферроцианид переходного металла, а также ферроцианид с другими веществами. Это обеспечивало снижение радионуклидов
в мягких тканях животных по сравнению с контрольной группой в 25–30 раз [85, 95].
Предлагается способ [166] кормления КРС, включающий введение в рацион животных ферроцина-2 – ветеринарного аналога
фармакопейного препарата, отличающегося меньшим количеством стадий отмывки конечного продукта реакции от растворимых солей железа и калия, что значительно снижает стоимость
сорбента и улучшает экологию его производства. В рацион жи-
46
вотных вводят ферроцин-2 в суточной дозе 3–5 г/животное один
раз в сутки во время утреннего или вечернего кормления в течение всего периода скармливания загрязненных кормов.
Известен способ [172] получения препарата для выведения
радиоактивного цезия из организма животного, включающий
смешивание основы с сорбентом. В качестве основы используют натуральную биологически активную кормовую добавку, содержащую в мас. %: мед 1,5–2,0, прополис 2,0–2,5, пергу 30,0–
35,0, обножку 15,0–17,0, пчелиный яд 0,5–1,0, пчелиный расплод
в разных стадиях развития 5,5–6,0, маточное молоко 3,5–4,0,
восковую моль и их личинки 2,5–3,0, воск 5,0–7,0, пчелиный
подмор – 7,0–8,0 и травяную муку – остальное. В качестве сорбента берут очищенную фракцию бентонита, полученную путем предварительной обработки бентонита соляной кислотой.
В патенте [71] описана капсула, содержащая порошок восстановленного железа, связующее вещество в виде воска и ферроцин
в качестве энтеросорбента, активного в отношении радионуклидов, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: ферроцин – 40, порошок восстановленного железа – 40, пчелиный
воск – 20, при этом капсула выполнена в форме цилиндрической
пилюли с конусовидным затупленным концом. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности связывания и выведения радионуклидов из организма животных.
Предлагается композиция (в виде таблетки) с радиопротекторным действием «Софилар», содержащая 1–3 % дигидрокверцетина и 99–97 % арабиногалактана. Композиция предназначена для приема внутрь [55].
Описан способ введения в основной рацион птицы железосодержащего препарата «Бифеж», содержащего до 10 % ферроцина [127].
Описан состав [151] кормовой добавки с энтеросорбционными свойствами:
– ферроцин – комплексообразующее соединение избирательного действия, образует стойкие малодиссоциирующие соединения с радионуклидами цезия и рубидия, прочно связывая
и предупреждая их всасывание из кишечника;
47
– вермикулит – минерал из группы гидрослюд слоистого
строения, используется в качестве кормовой добавки, являясь
источником макро- и микроэлементов, сорбент цезия;
– лигногуматы натрия – применяются в качестве кормовых
добавок для увеличения продуктивности животных и для лечения некоторых заболеваний;
– гипосульфит натрия – серосодержащий препарат, применяемый в качестве антидота при интоксикации тяжелыми металлами; предложено применение препарата для обезвреживания кормов, контаминированных ртутью, свинцом и другими
тяжелыми металлами, микотоксинами, нитратами.
Исследования по изучению эффективности ферроцианидов
проводились во многих странах. Так, Б. А. Попов, А. Т. Иванников (1990) [цит. по 190] изучали эффективность сорбента ферроцина в зависимости от дисперсности его частиц. Было установлено, что образцы дисперсностью от 0,001 до 0,03 мм равноэффективно снижали накопление цезия-137 в организме крыс на
97 %. Ферроцин с размером гранул 0,6 мм удалял из организма
до 73 % радионуклида. Измельчение этих препаратов до мелкодисперсного порошка увеличило их эффективность до 96 %. Авторы рекомендуют производить ферроцин в виде мелкого зернистого порошка.
Е. А. Маяков и соавт. изучали влияние длительного (до
120 дней) поступления ферроцина (2 г/гол. в сутки) на клинико-гематологические и патолого-морфологические показатели
у овец. Количество лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина в периферической крови было в норме. Гистологические исследования внутренних органов не выявили их изменений. Метки угдерода-14 и железа-59, которыми был помечен препарат, отсутствовали в органах и тканях. Это свидетельствует о транзитном
прохождении ферроцина по ЖКТ [79].
По данным Р. М. Алексахина, добавка в корм животных ферроцианидов способна изменить эффективность метаболизма цезия-137 и снизить его концентрацию в молоке и мясе жвачных
животных до 5 раз [10, 11].
48
В. В. Гизе (1989) [цит. по 190], используя аммоний гексацианоферрата (АГЦФ) удалось снизить у опытных животных (крупного рогатого скота) по сравнению с контрольными содержание
цезия-137 в мясе до 75–93 %.
В работе [60] представлена эффективность новых рецептур
кормовых добавок на основе гексацианоферрата (II) калия-железа (III) в сравнении с сорбентом «Бифеж» по показателю снижения перехода цезия-137 в молоко и мясо. Испытания были выполнены в производственных условиях на базе СПК «Рабочий»
Гордеевского района Брянской области. Применение ферроцинсодержащих препаратов в составе новых рецептур комплексных
кормовых добавок позволило снизить концентрацию цезия-137
в молоке коров в 2–4 раза на 15-е сутки и до 5 раз на 30-е сутки
по сравнению с контролем.
J. Pearce (1989) [цит. по 190] для снижения перехода цезия-137
из корма в мышечную ткань к содержимому рубца овец добавлял органоминеральную капсулу, содержащую берлинскую
лазурь. Изучали снижение поступления цезия-137 из силоса
750–800 Бк/кг в организм овец при добавлении 40, 80 и 120 мг/сут
берлинской лазури. Через 9 сут максимальная концентрация цезия-137 наблюдалась в контроле (1069 Бк/кг), минимальная – при
даче 80 мг препарата в сутки (614 Бк/кг).
Г. Г. Нуриев и соавт. [125] коровам, получавшим радиоактивно загрязненный корм, скармливали препарат «Бифеж» (90 %
измельченной древесины хвойных пород и 10 % ферроцианида
калия) в дозе 30 г на голову в сутки. Установлено, что при поступлении в организм цезия-137 в количестве 13,4 кБк/сут применение бифежа в течение 20 дней способствовало снижению
радиоактивности молока на 39 %, мышц – на 33,9 %.
По данным Н. П. Архипова и соавт. [19], при применении на
коровах ферроцина, бифежа, ЦИИОМ закономерных различий
в накоплении и распределении цезия-137 в мышцах и молоке не
обнаружено. При активности суточного рациона 12–55 кБк/сут
активность молока у опытных животных была в 10 раз ниже,
чем у контрольных.
49
В работе [114] представлена оценка эффективности систематического комплексного применения комбикормов с ферроцином на дойных коровах в 17 «критических» сельскохозяйственных предприятиях юго-западных районов Брянской области.
После чернобыльской аварии в ряде западных стран, таких
как Германия, Норвегия, Австрия, Франция и др., проведено
изучение использования препаратов на основе ферроцианидов
для снижения накопления цезия-137 в организме различных
сельскохозяйственных животных и их продукции. Соединения
ферроцианидов представляют собой окрашенные комплексы,
состоящие из гексациановой части и таких катионов, как железо, никель, медь, кобальт. Соединения связывают ионы цезия
в обмен на моновалентный катион. Наиболее изучены и известны следующие соединения: гексацианоферрат аммония-железа
Fе[Fе(СN)6], гексацианоферрат калия-железа KFе[Fе(СN)6],
NН
4
гексацианоферрат железа Fе4[Fе(СN)6]3, ферроцин – смесь 95 %
Fе4[Fе(СN)6]3 и 5 % KFе[Fе(СN)6], бифеж – смесь 10 % ферроцина и 90 % целлюлозы [172]. Применяли данные соединения ферроцианидов в качестве добавок в корма загрязненных рационов.
Показано, что под действием соединений ферроцианидов происходит снижение всасывания цезия-137 в ЖКТ. Одновременно
с этим происходит связывание в ЖКТ и эндогенного цезия-137,
выделяемого из организма в просвет кишок. Для поддержания
данных процессов необходимо постоянное поступление соединений ферроцианидов в пищеварительный тракт. Для животных на откорме соединения ферроцианидов можно применять
в течение последних 1–2 месяцев перед убоем, в то время как
у лактирующих коров и коз они должны вводиться в рационе
ежедневно [145].
Лабораторные эксперименты и полевые испытания, проведенные в коллективных и личных подсобных хозяйствах в течение послеаварийных лет в Беларуси, Российской Федерации
и Украине, показали, что применение соединений ферроцианидов эффективно для снижения миграции цезия-137 в молоко
и мясо животных. Также было установлено, что в токсикологических исследованиях не было отмечено отрицательных эф-
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]