CC BY
29Дезактивация сельскохозяйственных животных при авариях на предприятиях ядерно-топливного цикла
Н.Н. Исамов, Н.Н. Исамов (мл.), А.П. Рудаков, Е.В. Сидорова
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Россельхозакадемии, г. Обнинск
Аннотация
На основании собственных исследований и анализа литературных данных показана степень риска получения экологически опасного молока, мяса, кожевенного сырья и шерсти в результате загрязнения внешних покровов сельскохозяйственных животных. Описана методика моделирования радиоактивных выпадений, позволяющая оценивать эффективность поверхностно-активных веществ, применяемых для дезактивации животных. Экспериментально доказано, что при сухой ветеринарной обработке животных значительно возрастает степень риска для операторов-дезактиваторов.
Ключевые слова:
радиоактивное загрязнение, дезактивация, эффективность, имитаторы радиоактивных выпадений, полидисперсные нерадиоактивные частицы, поверхностно-активные вещества
Decontamination of Farm Animals in Accidents at Nuclear Fuel Cycle Facilities
N.N. Isamov, N.N. Isamov (Jr.), A.P. Rudakov, E.V. Sidorova
Russian Institute of Agricultural Radiology and Agroecology, Russian Academy of Agricultural Sciences, Obninsk
Abstract
Based on the own studies and literature data analysis, the authors have shown an extent to which there is risk to produce ecologically hazardous milk, meat, raw leather and wool materials as a result of contamination of the integument in farm animals. A methodology is described for modeling of radioactive fallout allowing assessment of the effectiveness of detergents used for decontamination of animals. It has been experimentally proved that in a dry veterinary treatment of animals a degree of risk is increasing for the operators-decontaminators.
Key words:
radioactive contamination, decontamination, effectiveness, simulators of radioactive fallout, polydispersed nonradioactive particles, detergents
П HP
б 221
Содержание
Введение
1. Роль внешнего загрязнения при ядерных взрывах и авариях на предприятиях ЯТЦ
2. Способы дезактивации животных
3. Моделирование радиоактивных выпадений на поверхность тела
4. Оценка эффективности дезактивации Заключение
Литература
Введение
Принципы ведения агропромышленного производства, и в частности животноводства, определяются оценкой риска от комплекса радиационного воздействия, возникающего при аварийных ситуациях на объектах ЯТЦ. Критерии же риска определяются требованиями здравоохранения, связанными с потреблением продукции и использованием сырья животного происхождения. В 50-х годах XX века этой проблеме предшествовали испытания ядерного оружия, при которых основное внимание уделялось радиобиологическим эффектам. Радиоэкологической опасности в агропромышленном комплексе (АПК) уделялось меньше внимания, хотя общие положения о мероприятиях по внешней дезактивации сельскохозяйственных животных нашли своё отражение в ряде публикаций и руководств.
Радиоактивные выпадения приводят к загрязнению окружающих территорий, создают угрозу для жизнедеятельности населения и сельскохозяйственных животных, нарушают экологическую безопасность при использовании сельскохозяйственной продукции и сырья животного происхождения.
После применения ядерного оружия в Хиросиме и Нагасаки, последующего испытания ядерных зарядов проведены разносторонние исследования по защите от радиоактивных выпадений. Естественно, что основное направление защитных мероприятий тесно увязывалось с последствиями ядерных взрывов. Исходя из этой специфики разрабатывались средства и способы дезактивации, технологии санитарной обработки как людей, так и животных.
Казалось бы, накоплен обширный материал по применению дезактивирующих средств, позволяющих снизить дозовые нагрузки от внешнего и внутреннего облучения. Предложены технологические цепочки и оборудование для специальной ветеринарно-санитарной обработки сельскохозяйственных животных.
В то же время тщательный анализ наработок и литературных данных показывает, что радио-
активное загрязнение территории в результате ядерных взрывов и аварий на атомных электростанциях в силу различных физических и радиобиологических характеристик, а также других факторов имеет весьма существенные особенности.
Следовательно, эти особенности требуют разработки новых дезактивирующих средств для внешнего и внутреннего применения. Не менее существенное значение приобретает необходимость создания новых технологий специальной обработки сельскохозяйственных животных и установления наиболее эффективного регламента проведения защитных мероприятий.
Масштабность и специфика аварии на Чернобыльской АЭС определили необходимость пересмотра существующих рекомендаций, разработки новых подходов к теоретическому обобщению и решению практических задач при производстве сельскохозяйственной продукции и сырья в острый период и последующие годы. В то же время при этой и других крупных авариях по разным причинам не рассматривался вопрос о проведении внешней дезактивации сельскохозяйственных животных в начальный (после радиоактивных выпадений) период, когда суммарная плотность выпадений радионуклидов была достаточно высокой. Поэтому, несмотря на запретительные, ограничительные и другие мероприятия в АПК, значительные трудности возникли в перерабатывающей промышленности при первичной обработке кожевенного сырья и овечьей шерсти, заготовленных на территориях с высокими уровнями радиоактивного загрязнения внешних покровов сельскохозяйственных животных. Последнее обстоятельство определило необходимость проведения исследований по изысканию путей и разработке методов дезактивации животных в случае радиоактивных выпадений. Тем более что до последнего времени для дезактивации животных рекомендуются предложенные в 60—70-х гг. поверхностно-активные вещества (ПАВ) и ранее выпускавшиеся моющие средства.
1. Роль внешнего загрязнения при ядерных взрывах и авариях на предприятиях ЯТЦ
Испытания ядерного оружия и экспериментальные исследования радиационного воздействия на сельскохозяйственных животных определили потребности изучения комплекса радиационных факторов, требующие разработки и проведения защитных мероприятий в случае возникновения радиационной опасности в агропромышленном комплексе.
По мнению одних авторов, животных считают сильно загрязненными радиоактивными веществами (РВ), если уровень у-излучения на расстоянии 1—1,5 см от их тела составляет 30 мР/ч, или 2,2 млн. в-распадов в 1 мин/см2 [1], т.е. 37 кБк/см2. Другие допускают значительно более высокие значения радиоактивного загрязнения кожных покровов животного — 50 мР/ч [2]. Однако такие ситуации в основном характерны в условиях применения ядерного оружия и служат для прогноза вероятности радиационного поражения сельскохозяйственных животных. При аварийных ситуациях на предприятиях ЯТЦ уровни загрязнения кожно-шерстного покрова будут гораздо ниже, но и в таких случаях сохраняется вероятность превышения временных нормативов для животноводческой продукции и сырья, как это имело место после аварии на Чернобыльской АЭС.
Масштабность и специфика чернобыльской аварии способствовали пересмотру выпущенных ранее рекомендаций, осуществлению новых подходов к теоретическому обобщению и решению практических задач при производстве сельскохозяйственной продукции в острый период и последующие годы. При этой и других крупных авариях не рассматривался вопрос о проведении внешней дезактивации сельскохозяйственных животных в начальный (после радиоактивных выпадений) период, когда суммарная плотность выпадений радионуклидов на местности в 30-километровой зоне доходила до 555 МБк/м2 (15 кКи/км2) [3]. Через 3—4 дня после аварии на расстоянии 10—15 км от АЭС в д. Чамков и д. Массаны (в пересчете с мощности дозы облучения) уровни загрязнения шерстного покрова крупного рогатого скота (КРС) составляли 55—75 кБк/см2 [4], а через 10 дней снизились до 7 кБк/см2. Значительное загрязнение шерстного покрова животных «горячими» частицами имело место в узкой полосе ближней зоны выпадений. Топливные частицы с медианным диаметром от 0,1 до 1,0 мкм были обнаружены в биоматериале павших в 1989 г. коров, а также у диких животных, обитавших в 30-километровой зоне. Кон-
центрация частиц в шкурах этих животных варьировала от 9,2 до 48,4 тыс./кг [5]. Загрязнение пастбищной травы по сумме радионуклидов в этот период доходило до 3,7 МБк/кг, по 1311 — до 370 кБк/кг [4]. Это приводило к загрязнению молока до 77,7 кБк/л. Несмотря на запретительные, ограничительные и другие мероприятия в АПК, значительные трудности возникли в перерабатывающей промышленности при первичной обработке кожевенного сырья и овечьей шерсти, заготовленных на территориях с высокими уровнями радиоактивного загрязнения внешних покровов сельскохозяйственных животных [6]. При выделке обуви было установлено, что наиболее высокую удельную активность имели шкуры хищников и почти вдвое меньшую — шкуры травоядных и всеядных животных [7].
Радиоактивные выпадения приводят к значительному загрязнению внешних покровов сельскохозяйственных животных и при авариях на других объектах с ядерным материалом. На Южном Урале в 1957 г., через 11 дней после аварии в хранилище ядерных отходов, на расстоянии около 25 км от эпицентра уровни суммарного загрязнения в д. Бердениш составили для коров 220 и для овец — 150 кБк на всю поверхность тела [8], т.е. 0,7 и 1,5 кБк/см2 соответственно. По некоторым данным плотность радиоактивного загрязнения кожных покровов сельскохозяйственных животных составляет 1/6—1/4 начального загрязнения территории радионуклидами [9]. В связи с недостатком сведений о роли внешнего загрязнения сельскохозяйственных животных нами проведен ретроспективный анализ и изучена современная ситуация в результате радиоактивных выпадений в АПК Брянской области.
Внутреннее и внешнее загрязнение сельскохозяйственных животных радионуклидами в 1986 г. привело к загрязнению кожевенного сырья и овечьей шерсти выше временно допустимых уровней (ВДУ). В 1987 г. оценка радиоактивного загрязнения складированных шкур сельскохозяйственных животных осуществлялась путем измерения мощности дозы от кипы (штабеля) шкур, а овечьей шерсти — от тюка весом 50 кг. Через год после аварии на ЧАЭС в юго-западных районах Брянской области загрязнение шерсти после стрижки овец (табл. 1) превышало ВДУ. Как видно из таблицы 1, в разных хозяйствах одного и того же района разница в степени загрязнения шерсти овец, оценивавшаяся по дозиметрическому показателю, достигала 10—25-кратной величины и не всегда совпадала с классификацией районов по загрязнению почв [10]. Так, например, Красногорский район авторы обозначили как характеризующийся очень высокой загрязненностью почв, а Стародубский — средней.
Таблица 1
Загрязнение шерсти овец, заготовленной в 1987 г. на территории юго-западных районов Брянской области
Дата измерения Шерсть, мкР/ч Число хозяйств Степень загрязнения почвы [10]
Kраcнoгoрcкий
10.0б. б50 1 Очень высокая
220—250 2
110—150 2
50 1
&ародубский
21.0б.— 30.0б 200—500 4 Cрeдняя
150 1
18—б0 5
Зимовский
10.07.— 24.07. 200—400 2 Cрeдняя
40—80 2
Гордеевский
8.05.— 28.05 300 1 Очень высокая
140 1
^инцовский
25.05— 22.0б 200 1 Выше средней
20—75 б
Аналогичная картина наблюдалась по заготовленным шкурам мокросоленого посола от вынужденно убитых по разным причинам животных (табл. 2). Приведенные в таблице сведения показывают, что по результатам дозиметрии загрязнение овчин радионуклидами было в
2—3 раза выше, чем козлин [11]. Это могло быть связано со структурой, формообразованием шерстного покрова, количеством жиропота у овец и коз, а также с условиями содержания животных. Между шкурами крупного рогатого скота и лошадей в одном и том же хозяйстве разница
не превышала 30 %. Более загрязненными были шкуры лошадей.
Такие особенности связаны с весьма значительной пятнистостью радиоактивных выпадений, обусловленных чернобыльской аварией, тем более что выброс радиоактивности из 4-го блока АЭС был не одномоментным, а растянутым во времени, по нашим наблюдениям [12] и специальным исследованиям [13], до двух недель.
Кролики, несмотря на ограниченность перемещения по загрязненной территории, имели относительно высокие показатели при дозиметрии шкурок. Так, в колхозе им. Суворова Кли-мовского района, более чистом, чем Новозыб-ковский район, загрязнение кроличьих шкурок было на уровне 65—70 мкР/ч, т.е. вдвое выше, чем в Новозыбковском районе. При этом следует отметить, что основная часть сенокосов и пастбищ в Климовском районе составляла 5—15 Ки/км2, а в Новозыбковском районе — 15—40 Ки/км2 [10].
Таблица 3
Загрязнение кожевенного сырья и шерсти в юго-западных районах Брянской области (июнь-июль 1987г.)
Вид сырья Мощность дозы мкР/ч Активность, Бк/кг Активность, Бк/м2
Шкура KPC 20—б0 140—420 940—2 820
Овчина 50—б0 400—9б0 1 б00—3 840
^злина 20—25 200—300 б20—930
Шерсть 150—250 1 200—2 000 1 б80—2 800
Проведенный нами пересчет сведений из таблицы 2 в удельную активность на 1 кг массы и на 1м2 шкуры показал, что при одинаковых максимальных уровнях гамма-излучения от шкур КРС и овчин они отличались в 2,3 раза по удельной активности на 1 кг и в 1,4 раза — на 1 м2. Козлиные шкуры имели наименьшую удельную активность (табл. 3). Кроме того, на долю
Таблица 2
Загрязненность шкур мокросоленого посола в хозяйствах Новозыбковского района в июне 1987 г.
П
ЯР
Вид животного Хозяйство Загрязнение шкуры, мкР/ч % сенокосов и пастбищ (15—40 Ки/км2 )
KPC к-з «Россия» 40—б0 89
KPC к-з «Ленинский путь» 20—40 89
KPC о/х «Волна революции» 20—б0 51
Телята с-з «Новозыбковский» 15—30 б3
Овцы к-з «Россия» 50—б0 89
^зы к-з «Россия» 20—25 89
Лошади к-з «Ленинский путь» 30—50 89
^оджи к-з «Агроном» (частный сектор) 20—50 б1
к-з «Россия» (частный сектор) 20—30 89
овечьей шерсти приходилось 40—50% от общего загрязнения овчины радионуклидами [11].
Мощность дозы от шкур лошадей составляла 30—50 мкР/ч, т.е. почти не отличалась от КРС. Удельная радиоактивность шкур была относительно низкой у коз и КРС и значительно более высокой у овец, превышая козлиную до 3 раз. Результаты радиометрии показывают, что уровни загрязнения овчины в основном определялись внешним аэральным загрязнением за счет пылевых почвенных частиц, содержащих радионуклиды, выпавшие на сельскохозяйственные угодья после чернобыльской аварии. В 2003 г. в этих же хозяйствах загрязнение шкур КРС 137С8 на 1 м2 колебалось от 160 до 350 Бк, т.е. за 16 лет снизилась в 6—8 раз.
В 1987 г. загрязненная шерсть, полученная после стрижки овец, имела мощность дозы гамма-излучения, доходившую в единичных случаях до 650 мкР/ч. Однако по большинству дозиметрических измерений при пересчете на удельную активность количество 137С8 в шерсти и стриженой овчине на 1 м2 было одинаковым. В
2004 г. в шерсти овец за счет пылевых частиц обнаружено больше 137С8, чем в овчине.
2. Способы дезактивации ЖИВОТНЫХ
Дезактивация животных интенсивно разрабатывалась в период многочисленных испытаний ядерного оружия и поэтому именовалась как ветеринарно-санитарная обработка животных. Она включает комплекс мероприятий, направленных на удаление с кожных покровов животных радиоактивных веществ, а также оказание пораженным животным неотложной помощи (профилактические и терапевтические средства). Ветеринарная обработка пораженных животных имеет большое санитарно-гигиеническое значение. Её цель — обезопасить работу персонала, обслуживающего загрязненных животных, обеспечить возможность использования максимального количества загрязненного скота на молоко, мясо, кожевенное сырье и шерсть, предотвратить заболевание животных, подвергшихся воздействию радиоактивных веществ (РВ) [14]. Обработке подвергают всех животных, загрязненных радионуклидами выше допустимых величин. Однако ни в одном руководстве не указываются даже ориентировочные величины. Исключение составляют несколько публикаций 60—70 гг. [15]. И то они касаются радиоактивных загрязнений, которые могут вызвать радиационное поражение кожного покрова. Механической очистке и дезактивации также подлежат животноводческие фермы и все то, что
соприкасалось с пораженными животными (предметы ухода и пр.) [16].
Эффективность дезактивации зависит от степени загрязненности, способа дезактивации и применяемых средств, а также от величины частиц радиоактивных выпадений. С увеличением степени загрязнения удаление РВ усложняется. Крупные частицы удаляются легче, чем мелкие, которые прочно удерживаются на коже и глубже проникают в ее поры [17]. По нашим данным, играют роль и другие факторы: сроки проведения обработки, жесткость воды, применяемой для дезактивации, строение волоса, количество жиропота.
При физическом методе дезактивации радиоактивные вещества рекомендуется удалять механическим способом, при химическом методе их либо растворяют, либо преобразуют в комплексные соединения, а затем удаляют; при физико-химическом методе РВ смывают дезактивирующими растворами с применением поверхностно-активных и комплексообразующих веществ.
Способы и средства ветеринарной обработки животных
Сухая обработка. Удаление РВ-чисткой и отряхиванием (так называемая сухая обработка) сравнительно легко выполнима, однако эффективность его невелика и составляет всего 25 % [18]. Такая обработка представляет значительную опасность для обслуживающего персонала, так как во время чистки щетками, отряхивания при помощи веников и т.д. в воздух поднимается радиоактивная пыль, сильно загрязняя его [19].
При загрязнении кожного покрова животных радиоактивной пылью ряд авторов предлагает проводить такую обработку с использованием соответствующих машин (ветеринарная дезинфекционная машина) и пылесосов. Собранную ими радиоактивную пыль вынимать и зарывать в землю. Однако применение такой процедуры в условиях хозяйств весьма проблематично и мало эффективно. Некоторые авторы считали и рекомендовали проводить дезактивацию овец стрижкой [20]. Разработанная нами методика, основанная на использовании полидисперсных нерадиоактивных частиц с магнитными свойствами (ПНЧМ), показала, что такой способ дезактивации чреват повышением радиационного риска для стригалей. При стрижке овец часть пылевых частиц распространяется в окружающей среде, и потери могут достигать 76% (табл. 4).
Дезактивация овец с применением моющего средства и последующей стрижкой позволяет полностью предотвратить потери ПНЧМ в окружающую среду и аэральное загрязнение операторов. При этом, как видно из таблицы 4, загрязненность шерсти уменьшается до 4 раз, а шкур — на 31%, что позволяет снизить дозовые нагрузки от сырья
на персонал в перерабатывающей промышленности. Кроме того, возрастает процент попадания радиоактивной пыли непосредственно на кожу животных, а удельная радиоактивность заготовленной шерсти будет в 3—4 раза выше.
Таблица 4
Остаточное загрязнение овчины и шерсти после дезактивации, %
Способ дезактивации Остаточное загрязнение Потери при дезактивации
шерсть шкура
Стрижка овец 23,6±4,5 3,9±0,8 72,4±3,7
Отмывание, затем стрижка 6,3±0,8 2,7±1,2 1,0±0,1
Полученные результаты убедительно показывают преимущества влажной обработки, тем более что выпадение радиоактивных осадков может произойти вскоре после стрижки и тогда такой обработки не избежать.
Влажная обработка. Более практичным и эффективным считается второй путь удаления РВ, или так называемая влажная обработка кожных покровов животных при помощи щеток теплыми растворами моющих средств с последующим обмыванием теплой водой. Таким способом удается снизить загрязненность на 70—90%. Считается, что влажная обработка не дает положительных результатов у овец с очень густой шерстью. Однако выше было показано, что это не так. В проведенных экспериментах установлено, что и для овец влажная обработка достаточно эффективна, так как основная часть радиоактивных выпадений задерживается на поверхности густого и длинного шерстного покрова.
Дезактивирующие вещества и растворы. Для удаления с кожных покровов животных РВ рекомендуются специальные растворы моющих дезактивирующих средств (ДС), которые обладают малым поверхностным натяжением (легко и хорошо обволакивают различные частицы), хорошей суспензирующей и эмульгирующей способностью, прочной пленкой пены, эффективностью в жесткой воде при сравнительно низкой температуре и безвредны для животных. Их подразделяют на поверхностно-активные и комплексообразующие (кислоты, щелочи, сорбенты, ионообменные материалы) средства. Эти вещества рекомендуется применять, приготовив дезактивирующие растворы заранее или непосредственно перед дезактивацией [1].
В теории и практике дезактивации кожных покровов рекомендуется использовать ДС сложного состава. При этом в медицине они применяются или самостоятельно, или в качестве средств дополнительной очистки.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) в водных растворах даже при весьма малой концентрации (0,1—0,5%) способны значительно
понижать поверхностное натяжение воды и повышать эффективность дезактивации [21]. К этим веществам относится большая группа различных соединений с моющими свойствами. Характерным признаком наиболее эффективных из них является наличие в молекуле гидрофобного радикала С8—С20 и полярной гидрофильной группы, придающих ей олеофильность. В основе механизма дезактивирующего действия ПАВ лежит следующий процесс. При контакте с кожными покровами ПАВ, адсорбируясь на границе фаз, обеспечивают суспензирование и эмульгирование загрязнения в результате снижения поверхностного натяжения водных растворов. В зависимости от химической природы и структуры ПАВ подразделяются на неионогенные и ионогенные. К неионогенным моющим веществам относятся препараты ОП-7, ОП-10 и др., к ионогенным — калиевые (жидкие) и натриевые (твердые) жировые мыла (0,25—0,5%-ные), сульфонол и др. Первые при растворении в воде образуют положительно или отрицательно заряженные ионы, вторые — в тех же условиях ионов не образуют. Из трех видов ионогенных ПАВ — анионоактивных, катионоактивных и амфолитных — предпочтение отдавалось анионоактивным ПАВ [14].
К анионоактивным ПАВ относятся производные жирных кислот, сложных эфиров и производные эфиров жирных спиртов и углеводородов. Типичными представителями первой группы являются обычные мыла (№, К), соли высших жирных кислот и сульфатированные масла. Большинство выпускавшихся синтетических анионоактивных ПАВ относится к производным спиртов и углеводородов (алкилсульфа-ты первичные и вторичные, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты).
Комплексообразующие вещества вводят в состав дезактивирующих растворов для обеспечения полноты дезактивации. При загрязнении радиоактивными веществами часть радионуклидов удерживается на загрязненной поверхности за счет молекулярной адсорбции и ионного обмена. В этом случае поверхностно-активные вещества не способны оторвать прочно удерживаемые радиоактивные атомы. Комплексообразующие вещества со многими металлами создают комплексные соединения, растворимые в воде, что обеспечивает удаление радиоактивных веществ с загрязненной поверхности. К числу комплексообразующих веществ относятся: гексаметафосфат натрия, триполифосфат натрия, пирофосфат натрия, тринатрий фосфат, трилон Б, лимонная кислота и ее соли, винная и щавелевая кислоты [22].
Следует отметить, что все вышеперечисленные дезактивирующие вещества, за редким исключением, не применяются в повседневной
практике, поэтому необходима разработка и апробация моющих средств, потребность в которых возникнет в экстремальной ситуации, а налаживание производства таких дезактивирующих средств не потребует серьезного изменения технологии их изготовления.
Сегодня, после чернобыльской аварии, необходимость проведения исследований по изысканию новых путей и разработки методов дезактивации животных от радиоактивных выпадений определяется наличием территорий и локальных участков с уровнями загрязнения выше 740 кБк/м2 (20 Ки/км2). Наряду с другими ветеринарно-санитарными мероприятиями это позволит минимизировать поступление радионуклидов в животноводческую продукцию и пушно-меховое сырье. Такие разработки необходимы для юго-западных районов Брянской области, отдельных хозяйств Калужской, Орловской и Тульской областей. Выпас сельскохозяйственных животных на пастбищах в этих регионах сопровождается загрязнением их кожных покровов пылевыми частицами почвы, а следовательно, и радионуклидами. В результате происходит многократное аэральное загрязнение кожных покровов с последующей миграцией по пищевой цепочке населению.
2. Моделирование радиоактивных выпадений на поверхность тела
Эффективность дезактивации оценивается путем экспериментального моделирования. Обычно оно осуществляется путем использования радиоактивных имитаторов. В качестве объектов, у которых загрязнялись внешние покровы, используются лабораторные животные (белые крысы), значительно реже — поросята и добровольцы. Шерстный покров у белых крыс и щетина у поросят выстригаются. Имитатор в виде раствора радиоактивной соли азотной или соляной кислоты наносится на локальные участки кожи. В каждом эксперименте используется один радионуклид [23]. Это 137С8,908г, 140Ва, 91У, 141Се, 952г, 1311, 106Ки, 239Ри. Такое экспериментальное моделирование радиоактивных выпадений невозможно без наличия специальных помещений, оборудования и условий для работы с радиоактивными веществами.
Существует способ, основанный на принципе рентгенофлюоресцентного анализа. Он дает хорошие результаты при имитации цепочки: радиоактивные выпадения — корм — транспорт по желудочно-кишечному тракту [24]. Однако меченые силикатные частицы по техническим причинам не удается использовать для седиментации на кожные покровы. Нами разработана
методика моделирования загрязнения внешних покровов сельскохозяйственных животных нерадиоактивными частицами [25], не требующая наличия условий, соответствующих НРБ-99 и ОСПОРБ-99. Предложенный способ имитирует выпадение сухих радиоактивных осадков, которые имели место в первые дни после аварии на Чернобыльской АЭС. При этой аварии в атмосферу более полумесяца выбрасывались газоаэрозольные частицы радионуклидов [13].
Методика предназначена для предварительной оценки эффективности дезактивации шерстных покровов животных имеющимися в наличии или вновь предложенными ПАВ, включая моющие средства. Она позволяет оценить эффективность ПАВ в зависимости от жесткости воды для конкретной местности в случае радиоактивных выпадений при аварийных ситуациях и при повторных загрязнениях поверхности тела животных пылевыми частицами. В производственных условиях, по результатам проведенных испытаний, дезактивация животных производится с помощью мобильных дезинфекционных установок типа ДУ-2, укомплектованных щеткой-душем, а при небольшом поголовье — с помощью переносного опрыскивателя типа Роса.
Характеристика имитатора и моющих средств. Загрязнение шерстных покровов крупного и мелкого рогатого скота осуществляется путем применения имитаторов радиоактивных выпадений — полидисперсных нерадиоактивных частиц с магнитными свойствами. Имитатор представляет собой порошок восстановленного железа марки ПЖВ-160. Основную часть ПНЧМ составляют 4 фракции размером 5—45; 46—70; 71—100 и 101—160 мкм. Содержание каждой фракции колеблется в пределах 22—26%. Более крупная — 5-я фракция (от 161 до 250 мкм) не превышает 5% от общего количества полидисперсных частиц.
В модельных экспериментах на шкурах сельскохозяйственных животных проведена сухая и влажная ветеринарная обработка внешних покровов трех видов животных. Для дезактивации испытано 7 порошкообразных и 8 жидких моющих средств отечественного и импортного производства. В качестве порошкообразных (П) использовались моющие средства типа «Кристалл», а жидких (Ж) — шампуни для волос и пенообразующие жидкости. Дезактивацию проводили через разные сроки после нанесения ПНЧМ на шерстный покров. Моющие средства применяли в виде 0,2 и 0,6%-ных растворов, остатки которых смывались чистой водой. Определяли уровни загрязнения внешних покровов животных пылевыми (почвенными) частицами. Для этого промывные жидкости последовательно фильтровали через ватно-марлевые и бумажные фильтры. Шкуры крупного рогатого
скота и коз обрабатывали влажным способом, а шкуры овец — влажным и сухим, т.е. стрижкой.
От свежей или консервированной мокросоленым способом шкуры животного отрезается 3—5 квадратных лоскутов площадью 1 дм2 каждый. Давность консервации шкуры не должна превышать месяца. На каждый лоскут наносится ручным распылением 50—100 мг ПНЧМ. Взвешивание ПНЧМ производится на аналитических весах с точностью до 0,1 мг в стеклянных бюксиках. После нанесения ПНЧМ лоскуты помещали в холодильник при температуре 4—6 °С на 18—24 часа, укладывая их один на другой шерстью вверх, в полиэтиленовом пакетике.
Процесс дезактивации. Подготовленные для дезактивации лоскуты шкур закрепляют на фанерных или деревянных дощечках двумя булавками по верхним углам. Дощечки помещают наклонно под углом 30—40° в кювету для сбора дезактивирующего раствора и промывной воды. Дезактивацию проводят 0,2%-ным раствором поверхностно-активных веществ. В качестве ПАВ используют порошковое моющее средство типа «Кристалл».
Процесс дезактивации проходит в 2 этапа. 1-й этап — промывание лоскута 200 мл моющего средства. 2-й этап — отмывание лоскута от остатков ПАВ водопроводной водой в объеме 300 мл. Весь процесс промывания производят с помощью небольшой щеточки, имитируя таким образом использование щетки-душа.
Отмытые лоскуты подвешиваются на двух крючках и подсушиваются при комнатной температуре в течение 18—24 часов. Подсушенные лоскуты шкур укладываются на горизонтальную поверхность, и остатки ПНЧМ собираются магнитом, который многократно проводится по всей поверхности лоскута в двух диаметрально противоположных направлениях.
Для сбора остатков ПНЧМ магнит цилиндрической формы (высота — 12 мм, диаметр — 11 мм), помещается в химическую или бактериологическую пробирку. Стенки пробирки предохраняют прилипание ПНЧМ непосредственно к магниту. Собранные после отмывания остатки ПНЧМ снимаются с пробирки с помощью предварительно взвешенного, с точностью до 0,1 мг, кусочка ваты весом 250—350 мг. Полученные при обработке шкур результаты позволяют по остаткам ПНЧМ на лоскуте оценить эффективность дезактивирующего средства.
3. Оценка эффективности дезактивации
В медицине эффективность дезактивации на локальных участках кожи после нанесения ап-
пликатора определяется: через 10 мин. у добровольцев; через 15—30 мин. у поросят; через 1, 2 и 6 часов у белых крыс [23]. Для сельскохозяйственных животных, тем более в производственных условиях, такие сроки дезактивации практически неосуществимы. Хотя, конечно, нет сомнений, что чем меньше интервал времени между нанесением имитатора и проведением дезактивации с применением ПАВ, тем выше эффективность используемого препарата.
Дезактивация влажной обработкой без применения ПАВ может дать хорошие результаты только в том случае, когда она осуществляется вскоре после выпадения радиоактивных веществ на шерстный покров животных. Обмывание водой через час после нанесения имитаторов позволяет удалить с шерстного покрова КРС до 98% ПНЧМ. Однако через сутки можно удалить только х/4 часть выпадений (табл. 5).
Применение порошковых ПАВ в виде 0,2 и 0,6 % растворов с последующим обмыванием водой дает в большинстве случаев практически одинаковые результаты. Они позволяют удалить 85—94% ПНЧМ. Жидкие моющие и пенообразующие средства удаляют 80—89% ПНЧМ при
0,6% концентрации водного раствора.
Таблица 5
Остаточное загрязнение шкуры КРС после
дезактивации, %
Способ обработки шкуры Экспозиция загрязнения Остаточное загрязнение
при 0,6% растворе при 0,2% растворе
Вода* 1 час 2,4±0,4
Вода* 6 час 14,2±3,1
Вода* 1 сутки 73,0±11,6
Ж1 + вода —"— 11,6±2,7 —
Ж4 + вода —"— 20,0±3,4 —
Ж8** + вода —"— — 25,7±4,3
П1 + вода —"— 6,2±1,6 11,4±2,3
П3 + вода —"— 15,7±1,3 9,2±2,9
«Защита»+ вода 16,7±4,5
* Дистиллированная вода, в остальных экспериментах использована водопроводная вода.
Любезно представленный профессором Рубченко-вым П.Н. катапол [26].
В таблице 5 приведены только максимальные и минимальные эффективности использованных в экспериментальных исследованиях ПАВ. Препарат «Защита» обеспечивает более чем 99%-ную очистку кожных покровов человека и лабораторных животных от радионуклидов йода, циркония, таллия, плутония, америция, нептуния, неразделенных продуктов деления урана [23]. Однако технология дезактивации в
ветеринарной практике отличается от медицинской и поэтому в наших исследованиях не удалось обнаружить его преимуществ по сравнению с другими ПАВ.
Проведенные эксперименты по дезактивации внешних покровов показали, что жидкие ПАВ менее эффективны, чем порошкообразные. Использование первых позволяло снизить загрязненность шкур КРС в 5—8 раз, а применение вторых обеспечивало уменьшение загрязненности шкур ПНЧМ до 16 раз [27]. Обработка овчин и козлин по той же методике давала аналогичные результаты. Следовательно, не вызывает сомнения, что предпочтительнее использовать порошкообразные ПАВ, которые при одной и той же концентрации дают вдвое лучшие результаты по сравнению с жидкими средствами для обработки шкур.
Пастбищное содержание сельскохозяйственных животных сопровождается загрязнением их кожных покровов пылевыми частицами почвы, а следовательно, и радионуклидами, так как происходит многократное вторичное аэральное загрязнение шерсти [28]. При этом на 1 дм2 поверхности тела у овец приходится в 2—2,5 раза больше пылевых частиц, чем у КРС (табл. 6).
Таблица 6
Загрязненность поверхности тела животных
пылью на пастбищах (гр.)
Вид животного Поверхность тела, дм1 Загрязненность
на 1 дм1 на все тело
КРС 550 1,63±0,15 94±90
Овцы 100 3,95±0,38 400±35
Козы 90 2,25±0,21 200±15
Как видно из таблицы 6, загрязненность всего тела пылевыми частицами у КРС доходит до 1 000, а у овец — до 450 г. Это значит, что за последние годы в наиболее загрязненных хозяйствах Брянской области на взрослом КРС может находиться от 3 до 6 кБк 137С8.
При экспериментальном нанесении на кожу радионуклидов больше и быстрее всего всасывается 1311. 137С8 уступает ему по количеству и скорости всасывания. За 6 час. всасывается 3% водорастворимого соединения этого радионуклида [29]. В экспериментах с хлоридом цезия установлено, что его содержание в коже через
3—6 суток уменьшается вдвое, а в организме подсвинков за 2 суток накапливается до 5 % нанесенного на кожу 137С8. Сухое контактное загрязнение кожи лабораторных животных увеличивало отложение трансурановых радионуклидов по сравнению с капельным, от 1,5 до 7,0 раз [30]. Приведенные выше сведения о миграции радиоцезия через кожу позволяют полагать, что в юго-западных районах Брянской области через
всю поверхность тела у КРС может всасываться и поступать в организм от 30 до 100 Бк/сут 137С8.
Заключение
Результаты проведенных исследований и анализ накопленных данных показывают, что при радиоактивных выпадениях после крупных аварий на объектахЯТЦ, особенно в первый год, происходит значительное внешнее загрязнение кожных покровов сельскохозяйственных животных. Наиболее высокая удельная радиоактивность обнаружена в овчине и овечьей шерсти. При этом на долю шерсти приходится 40—50% радионуклидов, содержащихся на 1 м2 овчины.
Дезактивация сельскохозяйственных животных, при крупномасштабных авариях на радиационноопасных объектах, должна стать обязательным компонентом комплекса защитных мероприятий в АПК как в острый, так и в отдаленный периоды. Критерием планового вмешательства может служить загрязнение пастбищ свыше 740 кБк/м2.
Эффективность дезактивации у животных зависит от 2 основных факторов: 1 — времени, прошедшего после выпадения радиоактивных осадков и 2 — применения и состава дезактивирующих средств. В качестве дезактивирующих средств можно использовать широкий ассортимент порошковых моющих средств, реализуемых на рынке. Эффективность любых поверхностно-активных веществ легко оценить с помощью полидисперсных нерадиоактивных частиц с магнитными свойствами.
Не рекомендуется сухая ветеринарная обработка даже в зимних условиях из-за недостаточной эффективности и повышенной радиационной опасности для операторов. Своевременная дезактивация животных позволяет снижать экологическую опасность как животноводческой продукции для населения, так и сырья для легкой промышленности.
Литература
1. Ветеринарно-санитарная экспертиза продуктов животноводства при радиационных поражениях. / В.М. Караваев, В.Л. Коляков, Г.Н. Корже-венко. — М.: Колос, 1967. — 158 с.
2. Защита животных от оружия массового поражения. Отв. ред. А.М. Пенионжко. — М.: МО СССР, 1966. — 342 с.
3. Алексахин Р.М., Сарапульцев И.А., Спирин Е.В. и др. Формирование дозовых нагрузок на сельскохозяйственных животных при аварии на Чернобыльской АЭС и влияние их эвакуации на поглощенные дозы // Доклады РАН. 1992. Т. 323.
4. Исамов Н.Н., Рудаков А.П., Исамов Н.Н. (мл.) и др. О загрязнении радионуклидами кормов, сырья и продуктов животноводства // Сельскохозяйственная биология. 2004. № 6. С. 29—32.
5. Ильязов Р.Г., Михалусев В.И., Аверин В.С. и др. Содержание топливных частиц в шкуре и внутренних органах крупного рогатого скота и диких млекопитающих, обитающих в 30-км зоне аварийного выброса Чернобыльской АЭС. Итоги научных исследований в области радиоэкологии окружающей среды за десятилетний период после аварии на Чернобыльской АЭС. Гомель, 1996.
6. Захарова Л.А., Донская Г.А. Дезактивация продуктов и сырья животного происхождения // Ветеринарная патология. 2002. №3. С. 117—133.
7. Лапицкая Н.П. Оценка процессов снижения загрязнения радионуклидами сырья и материалов для обуви. Автореф. канд. тех. наук. — Гомель, 2001. 20 с.
8. Итоги и опыт ликвидации последствий аварийного загрязнения территории продуктами деления урана / Под ред. А.И. Бурназяна. — М.: Энерго-атомиздат, 1990.
9. Романов Г.Н. Ликвидация последствий радиационных аварий. Справочное руководство. — М.: ИздАТ. 1993.
10. Воробьев Г.Т., Гучанов Д.Е., Маркина З.Н. и др. Радиоактивное загрязнение почв Брянской области. — Брянск: «Грани», 1994, 149 с.
11. Исамов Н.Н. (мл.), Исамов Н.Н., Рудаков А.П. и др. Дезактивация сельскохозяйственных животных при авариях на предприятиях с ЯТЦ. Актуальные проблемы регулирования природной и техногенной безопасности в XXI веке / Тез. докл. Х Междунар. н.-практ. конф. по проблеме защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. — М.: ЦСИ МЧС России. 19—21 апреля
2005 г. С. 53.
12. Корнеев Н.А., Поваляев А.П., Алексахин Р.М. и др. Сфера агропромышленного производства — радиологические последствия аварии на Чернобыльской атомной электростанции и основные защитные мероприятия // Атомная энергия. 1988. Т. 65. Вып. 2. С. 129—134.
13. Израэль Ю.А., Петров В.Н., Авдюшин С.И. и др. Радиоактивное загрязнение природных сред в зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции // Метеорология и гидрология. 1987. № 2. С. 5—18.
14. Акимов Н.И., Ильин В.Г. Гражданская оборона на объектах сельскохозяйственного производства. — М.: Колос, 1984.
15. Караваев В.М., Коляков В.Л., Коржевенко Г.Н. и др. Защита животных от поражения ядерным оружием. — М.: Колос, 1970.
16. Обеззараживание и экспертиза продовольствия и воды, специальная обработка техники и имущества продовольственной службы (статья 169). Руководство. Утв. Зам. Министра обороны СССР — начальником Тыла ВС СССР 29 апреля 1988.
17. Василевский М.Л. Защита сельскохозяйственных животных и птицы от оружия массового поражения. — Л.: Колос. Ленингр. отд-е, 1973, 248 с.
18. П.Я. Рыбак. Основы радиационной патологии у животных. — М.: 1959, 214с.
19. Защита населения и сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения /А.В. Лежнев, П.С. Власов, В.В. Гурков и др. — Мн.: «Ураджай», 1993, 256 с.
20. Киршин В.А., Белов А.Д., Бударков В.А. Ветеринарная радиобиология. — М.: Агропромиздат, 1986, 175 с.
21. Тарасенко Н.Ю., Ходырева М.А., Воробьев А.М. Защита и очистка кожных покровов от радиоактивных загрязнений. — М.: Медицина, 1972, 176 с.
22. Судаков А.К. Защита населения от радиоактивных осадков. Изд. 2. — М.: Атомиздат, 1973,116 с.
23. Радиоактивные вещества и кожа (Метаболизм и дезактивация) / Под ред. Л.А. Ильина. — М.: Атомиздат, 1972.
24. Исамов Н.Н.(мл.), Исамов Н.Н., Рудаков А.П. Радиоактивные выпадения и загрязнение сельскохозяйственных животных. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства. / Матер. Междунар. н.-практ. конф. Воронеж. ВГАУ, 2004. С. 219—223.
25. Исамов Н.Н., Рудаков А.П. Методика оценки эффективности дезактивации шерстных покровов сельскохозяйственных животных моделированием радиоактивных выпадений. Обнинск, 2005.
26. Захарова Л.Л., Рубченков П.Н., Игнаткин В.И. и др. Технология обработки сырья животного происхождения при эпизоотических и техногенных ситуациях // Вестник РАСХН. 2003. № 5. С. 59—61.
27. Исамов Н.Н.(мл.), Исамов Н.Н., Рудаков А.П. Загрязнение шерстного покрова сельскохозяйственных животных радиоактивными выпадениями при аварийных ситуациях / Мат. II междунар. н.-практ. конф. Северск-Томск. 2003. С. 79—80.
28. Алексахин Р.М., Исамов Н.Н., Исамов Н.Н. (мл.) и др. Дезактивация животных при выпасе их на загрязненной радионуклидами территории // Докл. РАСХН. 2004. № 3. С. 35—37.
29. Ильин Л.А. Основы защиты организма от воздействия радиоактивных веществ. — М.: Атомиздат, 1977, 256 с.
30. Осанов Д.П. Дозиметрия и радиационная биофизика кожи. —М.: Энергоатомиздат, 1990.
п
НР
230 5
ТЕКСТЫ..........................
РЕДАКТИРОВАНИЕ....................
ДИЗАИН.............................
ВЕРСТКА..............................
ПЕЧАТЬ................................
^в/юпай ЭКСПРЕСС
ФИНАНСОВЫЙ ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ
ПОДГОТОВКА И ВЫПУСК ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИЗДАНИЙ
www.dex.ru
