1.6. Дія іонізаційного випромінювання на тварин.

За радіоактивного забруднення сільськогосподарських угідь тваринництво є найбільш уразливою галуззю сільськогосподарського виробництва. Це пояснюється тим, що разом із зовнішнім опроміненням в організм тварин можуть надходити великі кількості радіонуклідів із забрудненими кормами, водою, особливо за пасовищного їх утримання.

Реакція тварин на опромінення визначається низкою фізичних і біологічних чинників. До фізичних чинників належать вид випромінювання, доза і динаміка її формування (потужність дози, фракціювання її в часі), розмір, локалізація опроміненого поля, розподіл дози в організмі. Біологічними чинниками насамперед є ті, що визначають відміни в радіочутливості за однакових умов опромінення: вид, вік, стать, вихідний стан та індивідуальні особливості тварин.

Ефективність гама-випромінювання у 8 - 20 разів вища порівняно з бета-випромінюванням. За одночасного зовнішнього альфа- і бета-опромінення однаковими дозами уражувальний ефект за рахунок бета-випромінювання збільшується приблизно на 10 %.

Одним із виявів системних реакцій на опромінення є підвищення чутливості тварин до збудників інфекційних хвороб і зниження імунореактивності.

Тяжкі радіаційні ураження призводять до швидко наростаючого порушення білково-азотного обміну, посилення активності протеаз тканин, наслідком чого є збільшення ендогенного розкладання білків, швидке зменшення маси тіла опромінених тварин і отруєння організму продуктами неповного білкового розщеплення.

Інтегральним показником радіаційного ураження є тривалість життя тварин. Тому одним із основних критеріїв оцінки біологічної дії іонізуючого випромінювання вважають смерть тварини і застосовують поняття летальної і півлетальної доз опромінення. Півлетальна доза (ЛД_50-30) - це мінімальна доза радіації, яка спричинює загибель 50 % тварин упродовж перших 30 діб після опромінення. Летальна доза (ДД_100-30) - доза, яка призводить до загибелі всіх тварин за той самий строк.

Залежно від характеру взаємодії іонізуючого випромінювання (гострого чи тривалого, пролонгованого) за відносно високих поглинених доз може настати променева хвороба тварин. У сільськогосподарських тварин за ступенем тяжкості розрізняють чотири стадії гострої променевої хвороби: легку (доза 1,5 - 2 Гр), середню (2,5 - 4), тяжку (4 - 6) і дуже тяжку (> 6 Гр).

Реакція тварин на надходження всередину організму великих доз стронцію-90 мало різниться від реакції на зовнішнє опромінення, оскільки в обох випадках наслідком радіаційного ураження є розвиток кістковомозкового синдрому. Найбільше ураження тварин радіонуклідами спостерігається за комплексної їх дії на організм від великої кількості джерел іонізуючого випромінювання (зовнішнє опромінення радіонуклідами, які знаходяться на пасовищі, у фермських приміщеннях; внутрішнє - інкорпорованими в тілі тварин радіонуклідами, які надходять з кормом, повітрям, яким тварини дихають, тощо).

1.7. Заходи, спрямовані на зменшення вмісту радіонуклідів у продукції рослинництва

Запобігання переходу радіонуклідів із ґрунту в рослини - одне з основних завдань сільськогосподарської радіоекології. Залежно від властивостей ґрунту, ступеня його забруднення радіоактивними речовинами, а також від видів вирощуваних сільськогосподарських культур, шляхів їх використання та інших умов вживають різних заходів щодо зменшення надходження радіонуклідів у продукцію рослинництва.

Комплекс заходів, спрямованих на отримання рослинницької продукції, що відповідає радіологічним стандартам, умовно можна розділити на чотири групи: організаційні, агротехнічні, агрохімічні і технологічні.

Організаційні заходи передбачають:

• проведення інвентаризації угідь за показниками щільності забруднення і складання відповідних картограм;

• зіставлення ґрунтових характеристик угідь і даних щодо їх забруднення;

• прогнозування вмісту радіонуклідів в урожаї з використанням довідкових таблиць, де наведено коефіцієнти переходу радіонуклідів із ґрунту залежно від його типу та різновиду, кислотності, рухомих форм елементів, вирощуваної культури тощо;

• прогнозування ефективності заходів і рівнів забруднення врожаю після їх проведення;

• інвентаризація угідь відповідно до результатів прогнозу і визначення площ, на яких можна вирощувати культури й отримувати продукцію різноманітного використання: для харчових потреб, ви­робництва кормів, технічної переробки, отримання насіннєвого матеріалу;

♦зміна структури посівних площ;

♦організація радіаційного контролю продукції.

До агротехнічнічних заходів належать: 1) видалення або загортання поверхневого шару грунту; 2) збільшення площ під культури з низьким рівнем накопичення радіонуклідів; 3) меліорація природних лук і пасовищ; 4) вапнування кислих ґрунтів; 5) застосування мінеральних і органічних добрив; 6) застосування спеціальних речовин

Видалення або загортання поверхневого шару грунту є дикальним способом різкого зменшення забруднення ґрунту (до 10 разів) може бути видалення поверхневого шару (4 - 5 см) з подальшим його похованням. Практично це питання здійснити важко через великі об'єми земляних робіт і невирішені проблеми із похованням ґрунту.

Це питання певною мірою можна вирішити глибоким загортанням верхнього шару ґрунту спеціальним плантажним плугом на глибину 45 - 50 см з перевертанням скиби та наступним поверхневим обробітком дисковими знаряддями й окультуренням вигорненого підорного шару. Цей прийом дає змогу у 3 - 4 рази зменшити щільність поверхневого забруднення ґрунту і в 5 - 6 разів - надходження радіонуклідів у рослини.

Збільшення площ під культури з низьким рівнем накопичення радіонуклідів - найпростіший і найдешевший захід зниження вмісту цих радіонуклідів у рослинницькій продукції. Як правило, види і сорти сільськогосподарських культур із низьким вмістом калію і кальцію мало накопичують радіонуклідів цезію і стронцію.

За збільшенням здатності до накопичення радіоцезію в урожаї зерна на одному й тому самому ґрунті, за однакової щільності забруднення сільськогосподарські рослини можна розмістити в такий ряд: кукурудза, ячмінь, пшениця озима, пшениця яра, тритикале, просо, жито, овес, боби, соя, горох, гречка, вика, люпин жовтий; кормові культури: кукурудза, кострець, вівсяниця, суріпка, грястиця збірна, вика, ріпак, люцерна, конюшина, капуста кормова, буркун, амарант, люпин жовтий; технічні культури: льон, соняшник, буряки цукрові (корені), ріпак, редька олійна; овочеві: баклажани, цибуля городня, томати, гарбузи, петрушка, огірки, картопля, морква, салат, буряки столові, капуста, щавель. Слід відмітити, що в побічний продукції (солома зернобобових) радіоцезію накопичується в 2-3 рази більше, ніж у зерні, за винятком люпину жовтого.

З метою меліорації природних лук і пасовищ проводять поверхневе поліпшення природних луків та докорінне поліпшення природних кормових угідь. Для поверхневого поліпшення треба використовувати легкорозчинні форми мінеральних добрив (небажаним є застосування фізіологічно кислих добрив), які вносять без порушення дернини машиною МВМ-10 (виробник «Бобруйськ -ферммаш»). На затоплюваних луках добрива вносять лише після спадання паводку. На суходільних угіддях фосфорні та калійні добрива краще вносити восени, азотні - навесні. Дози добрив встановлюють залежно від вмісту рухомих форм поживних речовин у ґрунті, складу травостою, рельєфу, гранулометричного складу ґрунту та інших чинників.

Фосфорні та калійні добрива в початковий період на забруднених радіоактивними елементами ґрунтах краще вносити в підвищених дозах із розрахунку 120 - 180 кг/га, що сприяє зниженню переходу радіонуклідів у травостій в 1,5-2 рази. Через кілька років, коли ґрунт збагатиться рухомими формами фосфору та калію, можна переходити до оптимальних доз (90 - 120 кг/га).

Азотні добрива в умовах радіоактивного забруднення слід вносити в помірних дозах - 60-90 кг/га, краще по половині дози - навесні і після першого укосу.

Докорінне поліпшення природних кормових угідь є одним із найефективніших заходів зниження забруднення природних кормових угідь відразу після аварії. Воно дає змогу зменшити надходження радіонуклідів із ґрунту в лучні трави у 16 разів, щоправда на практиці ефективність такого зниження не перевищує 2-10 разів. Повторне докорінне поліпшення луків забезпечує зниження над­ходження радіонуклідів із ґрунту в лучні трави лише в 2 - 3 рази.

Важливу роль у комплексі робіт щодо докорінного поліпшення природних кормових угідь відіграють вапнування і застосування добрив. Вапнують ґрунти з розрахунку 1,5 норми СаС0₃, розрахованої за гідролітичною кислотністю. Як і в разі поверхневого поліпшення, в початковий період на малородючих ґрунтах природних кормових угідь треба застосовувати підвищені дози фосфорних і калійних добрив із розрахунку 180 - 200 кг/га діючої речовини і помірні дози азотних (40 - 60 кг/га) для зниження надходження радіонуклідів із ґрунту в лучні трави. Через кілька років після окультурення ґрунту добрива можна вносити в орієнтовно-оптимальних дозах.

Важливе значення має видовий склад травостою луків. Різні види трав здатні накопичувати неоднакову кількість радіонуклідів. Відомо наприклад, що злаки накопичують стронцію-90 в 1,5 раза більше, ніж кореневищні, а бобові трави - в 2 рази більше, ніж злаки.

Вапнування кислих ґрунтів - один з основних заходів гальмування переходу радіонуклідів, насамперед ⁹⁰Sr, з ґрунту в рослини. За узагальненими даними дослыджень, воно забезпечує зниження вмісту радіостронцію у картоплі в 5 -10 разів, у сіні бобових трав - у 6 - 8, овочах - в 4 - 6, в ягодах - у 5 разів. Для радіоцезію ці величини, як правило, дещо менші.

Внесення вапна ефективне в дозах, що нейтралізують кислу реакцію ґрунтового розчину. Дози вапна розраховують за гідролітичною кислотністю даного ґрунту або за рН сольової витяжки ґрунту з урахуванням його гранулометричного складу.

Застосування мінеральних і органічних добрив. Фізіологічно кислі азотні добрива (аміачна селітра, карбамід) спричинюють підвищення накопичення радіоцезію в урожаї, фосфорні - мало впливають на накопичення радіоцезію рослинами або дещо знижують його. Однак, згідно з результатами досліджень і практики, внесення фосфорних добрив зменшує накопичення ⁹⁰ Sr практично усіма видами рослин у 2 - 6 разів.

Основним елементом живлення рослин, що знижує накопичення радіоцезію в урожаї, є калій.

Для забезпечення мінімального надходження радіонуклідів дози фосфорних і калійних добрив слід збільшувати відповідно в 1,5 і 2,0 рази відносно дози азоту, розрахованої на запланований урожай, а за великої щільності забруднення дерново-підзолистих ґрунтів легкого гранулометричного складу співвідношення N : Р : К мас бути 1:2:3.

Внесення в бідний на поживні речовини ґрунт органічних добрив (гною, сапропелів, компостів) істотно збільшує ємність вбирання ґрунту, знижує кислотність, сприяє утворенню комплексних органо-мінеральних сполук із радіонуклідами, внаслідок чого доступність останніх для рослин значно знижується. Тому застосування органічних добрив підвищує родючість ґрунтів, урожайність культур, сприяє зниженню радіоактивного забруднення врожаю сільськогосподарських культур в 1,5-3 рази за дози внесення 50-80 т/га.

Великого значення набуває правильне використання зелених органічних добрив (сидератів), побічної продукції сільськогосподарських культур.

Застосування спеціальних речовин. Серед багатьох природних і штучних речовин, за внесення яких у ґрунт зменшується надходження радіонуклідів у рослини, можна виділити дві основні групи - адсорбенти і комплексонати. Адсорбенти поглинають радіонукліди і роблять їх недоступними для рослин, комплексонати - утворюють із радіонуклідами складні сполуки, переводять їх у важкорозчинні, не засвоювані рослинами форми або, навпаки, - легкорозчинні, які вимиваються з кореневмісного шару в нижчі шари ґрунту.

Як адсорбенти найчастіше застосовують цеоліти, іліти, вермикуліти, монтморилоніти, гідрослюди, дещо слабкішими сорбентами є каолініти, слюди, бентонітові глини, глауконіти тощо.

Заходом прямого зменшення надходження радіоактивних речовин у сільськогосподарські культури є обприскування ґрунту розчинами спеціальних хімічних сполук, які утворюють на ньому важкорозчинні у воді плівки. Вони гальмують вторинне перенесення з пилом радіоактивних часточок і тим самим занижують ступінь аерального забруднення рослин та інших організмів радіоактивними речовинами.

Для видалення радіонуклідів з орного шару рекомендується промивати його розбавленими розчинами соляної та сірчаної кислот, нітрату і сульфату амонію та кальцію, хлорного заліза. Всі розглянуті спеціальні способи зменшення надходження радіоактивних речовин у рослини здебільшого дуже дорогі, тому їх слід застосовувати за дуже високої щільності забруднення на невеликих площах.