Главная / Рефераты / Рефераты по ветеринарии
Реферат: Изотопы и радиометрия объектов ветеринарного надзора
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Санкт-Петербургская Академия Ветеринарной Медицины
Реферат на тему:
"Изотопы и радиометрия объектов ветеринарного надзора"
Содержание:
Источники природной радиоактивности 3
Источники искусственной радиоактивности 3
Почва как исходное звено миграции радионуклидов в природной среде 4
Метаболизм радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных 6
Поступление радионуклидов в продукцию животноводства 7
Использование радионуклидов и ионизирующих излучений в животноводстве и ветеринарии 7
Радиометрия объектов ветеринарного надзора 9
Список литературы 11
Источники природной радиоактивности
Природная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами естественного происхождения, присутствующими во всех оболочках земли — литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере. Сохранившиеся на нашей планете радиоактивные элементы условно могут быть разделены на три группы.
1. Радиоактивные изотопы, входящие в состав радиоактивных семейств, родоначальниками которых являются уран (U238), торий (Th232) и актиний–уран
(AcU235).
2. Генетически не связанные с ними радиоактивные элементы: калий
(К40), кальций (Ca48), рубидий (Rb87) и др.
3. Радиоактивные изотопы, непрерывно возникающие на земле в результате ядерных реакций, под воздействием космических лучей. Наиболее важные из них
— углерод (С14) и тритий (Н3).
Естественные радиоактивные вещества широко распространены во внешней среде. Это в основном долгоживущие изотопы с периодом полураспада 108–1016 лет. В процессе распада они испускают (- и (-частицы, а также (-лучи.
Главным источником поступающих во внешнюю среду естественных радиоактивных веществ, к настоящему времени широко распространенных во всех оболочках земли, являются горные породы, происхождение которых неразрывно связано с включением в их состав всех радиоактивных элементов, возникших в период формирования и развития планеты. Благодаря деструктивным процессам метеорологического, гидрологического, геохимического и вулканического характера, происходящих непрерывно, радиоактивные вещества подверглись широкому рассеиванию.
Естественная радиоактивность растений и пищевых продуктов обусловлена поглощением ими радиоактивных веществ из окружающей среды. Из естественных радиоактивных веществ наибольшую удельную активность в растениях составляет
К40, особенно в бобовых растениях. Многие наземные растения, особенно водоросли, обладают способностью концентрировать в своих тканях радий из почв и воды, некоторые накапливают уран. Анализы различных продуктов питания показали, что радий постоянно присутствует в хлебе, овощах, мясе, рыбе и других продуктах питания.
Сельскохозяйственные животные за свою жизнь поедают растительные корма с больших площадей. Вместе с кормом в их организм поступают радиоактивные продукты деления, которые в небольших количествах не приводят к регистрируемым поражениям организма. В животных организмах К40 обычно содержится меньше, чем в растениях. U238, Th232 и С14 по сравнению с К40 встречаются в биологических объектах в очень незначительных концентрациях.
Источники искусственной радиоактивности
Кроме естественных радиоактивных изотопов, существующих в природной смеси элементов, известно много искусственных, полученных в результате различных ядерных реакций (облучение устойчивых химических элементов потоками нейтронов в ядерных реакторах или бомбардировка их тяжелыми частицами — протонами, (-частицами и др.) или же образующихся в результате ядерных взрывов. При ядерном взрыве образуется большое количество радиоактивных веществ как в результате процессов деления, так и при реакции синтеза легких ядер.
Из радиоактивных продуктов деления наибольшую опасность представляют
Sr90 и Cs137. Они имеют относительную высокую энергию излучения и большой период полураспада, исключительную способность включаться в биологический круговорот веществ, а также долго задерживаться в организме животных и человека.
Почва как исходное звено миграции радионуклидов
в природной среде
Почвенная оболочка биосферы — один из основных компонентов в природе, где происходит локализация искусственных радионуклидов, сбрасываемых в окружающую человека среду вследствие его техногенной деятельности.
Сорбция радионуклидов в почве имеет двоякое значение для их миграции в биосфере и, в частности, в сельскохозяйственной сфере. С одной стороны, закрепление их в верхних горизонтах почвы — в корнеобитаемом слое растений
— обеспечивает существование в природе длительно действующего источника радионуклидов для корневого накопления растениями. С другой стороны, сильная сорбция твердой фазой почвой радионуклидов ограничивает их усвоение через корневые системы растений.
В различных радиологических ситуациях, связанных с введением радионуклидов в сельскохозяйственную сферу, аккумуляция радионуклидов растениями из почвы определяет исходные масштабы включения радионуклидов в пищевые цепи в системе радиоактивные выпадения–почва–сельскохозяйственные растения–сельскохозяйственные животные–человек. С этим связано важное значение звена почва–растение в общем цикле круговорота радионуклидов в наземной среде в целом и в агропромышленной сфере в частности.
Радионуклиды, как правило, находятся в почвах в ультрамикроконцентрациях. Исключение составляет небольшая группа радионуклидов с периодами полураспада порядка десятков–сотен миллионов лет и больше. Очень низкая массовая концентрация искусственных и естественных радионуклидов в почвах и почвенных растворах обусловливает существенную зависимость поведения радионуклидов в почвах от концентрации и свойств их изотопных или неизотопных носителей (стабильных изотопов данного химического элемента или химических элементов, сходных по физико-химическим свойствам с радионуклидами).
Тритий. Н3 — единственный радиоактивный изотоп водорода (Т1/2=12,34 года). Распад Н3 сопровождается (-излучением с очень низкой энергией. В результате взаимодействия космических излучений с N, О и Ar в атмосфере образуется природный тритий. В Мировом океане находится 65 % природного Н3, на земной поверхности и в наземной биоте — 27 %. Антропогенный тритий образуется и поступает в окружающую среду при производстве ядерной энергии.
Кроме того, источником поступления Н3 в окружающую среду являются испытания ядерного и термоядерного оружия. Около 99 % количества природного трития превращается в тритированную воду — Н3НО. Поведение Н3 в почве описывается закономерностями поведения воды и зависит от взаимодействия различных процессов ее переноса.
В виде Н3ОН и других соединений Н3 включается практически во все реакции, присущие биогеохимическому циклу водорода, включая процессы почвообразования, образования биоорганического вещества и др.
Углерод. Основной радиоактивный изотоп углерода — С14 ((-излучатель,
Т1/2=5730 лет). Поступление С14 во внешнюю среду происходит как в результате природных явлений (космическое излучение), так и в результате антропогенных процессов (ядерные взрывы, производство ядерной энергии, сжигание ископаемого топлива, использование препаратов, меченных С14).
Миграция С14 в биосфере подчиняется закономерностям углеродного геохимического цикла. Благодаря круговороту углерода в природе происходит постоянный обмен С14 между атмосферой, с одной стороны, и гидросферой, литосферой, педосферой и живыми организмами, — с другой. В почвах С14 входит в состав гумусовых соединений, карбонатов, С14О2 в почвенном воздухе и другие углеродсодержащие соединения. Общеизвестен метод определения возраста почв по содержанию С14.
Калий. В природной среде присутствуют три основных изотопа калия: два стабильных — К39 и К41, а также один радиоактивный — К40. К40 является (- излучателем с Т1/2=1,28(109 лет. При распаде К40 превращается в основном в стабильный изотоп кальция Ca40.
К40 — один из основных (по активности) естественных радионуклидов в почвах, растениях и объектах агропромышленного производства. Учитывая это, введено специальное понятие "калийный фон", отражающее вклад К40 в суммарное содержание радионуклидов.
Уран. Природный уран состоит из 3 радиоактивных изотопов — U234, U235 и U238, причем два последних являются родоначальниками радиоактивных семейств. Наиболее важным в токсикологическом и радиологическом отношениях по химическим свойствам является U238 (Т1/2=4,5(109 лет, (-излучатель).
Ведущим источником U в биосфере является земная кора. Содержание урана в почвах определяется, прежде всего, его концентрацией в материнских породах.
Торий. Природный торий состоит из 6 радиоактивных изотопов, а наиболее важный в радиологическом отношении Th232 (Т1/2=1,41(1010 лет, (-излучатель) является родоначальником радиоактивного семейства.
Источником загрязнения внешней среды Th232 является широкое применение фосфорных удобрений, где его содержание колеблется от 1,5 до 25 Бк/кг, и сжигание ископаемого органического топлива.
Радий. Природный радий имеет 4 основных радиоизотопа. Главный из них
Ra226 (Т1/2=1622 года, (-излучатель). Для Ra226 в природе характерно рассеянное состояние. Он не входит в состав отдельных минералов, а широко распространен в виде включений во многих образованиях.
Полоний. Природный Po имеет 7 радиоизотопов: 6 короткоживущих и один —
Po210 с Т1/2=138,4 суток ((-излучатель).
Свинец. Природный свинец состоит из 4 стабильных и 4 радиоактивных изотопов. Наиболее важный из радионуклидов свинца Pb210 является дочерним продуктом Rn222; в почве находится в равновесии с Ra226, его Т1/2=19,4 года, (-излучатель.
Радон. Радиологический интерес представляют два радиоизотопа Rn: прежде всего Rn222 и несколько меньше Rn220. Rn222 — газообразный дочерний продукт Ra226 (Т1/2=3,825 суток, (-излучатель), Rn220 — продукт распада
Ra224 из семейства Th232 (Т1/2=54,5 с, (-излучатель). Они образуются в почве из своих материнских радионуклидов, а также поступают из подстилающих пород в почву в газообразной форме. Как инертные газы Rn222 и Rn220 мало вовлекаются в круговорот их почвы, но их роль как источников внешнего облучения (компонентов естественного фона) человека и живых организмов весьма значительная.
Стронций. Природный стронций состоит из 4 стабильных изотопов с массовыми числами 84, 86, 87 и 88. В число продуктов деления входят два радиоизотопа: Sr90, относящийся к числу самых биологически подвижных
(Т1/2=28,1 года, (-излучатель), и Sr89, более короткоживущий радионуклид
(Т1/2=50,5 суток, (-излучатель).
Цезий. Природный цезий представлен одним стабильным изотопом Cs133, содержание которого в земной коре равно 6,5(10-4 %. В состав продуктов деления входят два радиоизотопа — Cs137 и Cs134, относящихся к числу биологически подвижных в сельскохозяйственных цепочках. Cs137 — один из основных дозообразующих радионуклидов среди продуктов деления (Т1/2=30,17 года, (- и (-излучатель).
Йод. Природный йод представлен одним стабильным изотопом I127. Среди радиоизотопов йода наиболее радиологическими значимыми являются I129
(Т1/2=1,57(107 лет, (-излучатель) и I131 (Т1/2=8,04 суток, (-излучатель).
Метаболизм радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных
Поступление радионуклидов с кормом — основной источник радионуклидов для сельскохозяйственных животных, тогда как другие пути перехода радиоактивных веществ играют, как правило, незначительную роль. Попавшие в организм животных радионуклиды вступают в процессы метаболизма, включающие всасывание, передвижение по отдельным органам и тканям, депонирование и выведение. От интенсивности этих процессов зависит, в конечном счете, накопление радионуклидов в продукции животноводства.
Скорость и место всасывания радионуклидов в ЖКТ можно определить путем учета времени, в течение которого после приема содержащих радиоактивные вещества кормов или воды в крови наблюдается максимальная концентрация радионуклидов. Это время варьируется в широких пределах. Так, у жвачных
F18, Na22, Mo99 и I131, для которых отмечается максимальная концентрация в крови в течение 2–8 ч после потребления корма, всасываются в основном в верхней части ЖКТ (по-видимому, в рубце). У H3, Ca45, Sr90, Te132, Cs137 и
W185 пики концентрации в крови регистрируются в более отдаленные сроки — спустя 12–60 ч после орального поступления, эти радионуклиды всасываются главным образом в средней части ЖКТ — в тонком кишечнике.
У свиней основным методом поступления из ЖКТ в кровь I131 является желудок, а у крупного рогатого скота, овец и коз — рубец, книжка и тонкий кишечник. При этом у жвачных животных скорость резорбции радионуклидов из
ЖКТ в кровь медленнее, чем у животных с однокамерным желудком.
Интенсивность и величина всасывания радионуклидов зависят от химической формы соединения, в которое включен радионуклид, и его физико- химических свойств. В ЖКТ радионуклиды могут поступать в различных формах: в ионизированном состоянии, адсорбированных на поверхности растений аэрозолей, включенными в состав растительных и животных кормов, в составе оплавленных силикатных частиц разной растворимости.
Усвоение радионуклидов у различных сельскохозяйственных животных может варьироваться в широких пределах. Действительно, если всасывание I131 в ЖКТ взрослых жвачных составляет 100 %, то у свиней оно в 1,3–3,0 раза меньше.
Напротив, Cs137 всасывается из ЖКТ свиней на 100 %, а из ЖКТ представителей жвачных — крупного рогатого скота, овец и коз соответственно в 1,3–2,0, 1,8 и 1,5 раза меньше. У кур всасывание Fe59 и Co60 выше, чем у крупного рогатого скота в 18 и 15 раз, а у свиней соответственно в 4 и 12 раз меньше, чем у кур.
Всасывание радионуклидов зависит от возраста животных, и у очень молодых особей оно может приближаться для некоторых радионуклидов к 100 %.
Радионуклиды, всосавшиеся в ЖКТ, поступают в кровь, распределяются в компонентах ее сыворотки и форменных элементов. Распределение радионуклидов в органах и тканях сельскохозяйственных животных определяется их видом, возрастом, длительностью поступления радиоактивных веществ в организм и другими факторами.
В сыворотке крови овец Na22, K42 и Cs137 практически не связаны с ее белками и находятся в диализированном состоянии, Ca45 и Sr90 лишь частично концентрируются в белках сыворотки (29–41 %), а Y90 и Ce144 содержатся преимущественно (99 %) в белковосвязанной форме.
Радионуклиды, транспортированные кровью к органам и тканям, частично задерживаются и избирательно концентрируются в них. Концентрация в органах и тканях радионуклидов при увеличении сроков их поступления в организм возрастает. Но через определенный период времени устанавливается равновесие между поступившими в организм количествами радионуклидов и их выделением.
Равновесное состояние Sr90 в мягких тканях сельскохозяйственных животных устанавливается на 5–7 сутки (КРС, овцы, козы) и на 30–90 сутки (свиньи, куры); для Cs137 оно наступает позднее: у овец через 105 суток, а у КРС через 150 суток после начала введения.
Наибольшая концентрация в щитовидной железе сельскохозяйственных животных I131 при длительном поступлении в организм наблюдается на 10–15-е сутки и у КРС составляет 150 % суточного поступления с кормом (в расчете на массу всего органа). Коэффициент накопления I131 в щитовидной железе по сравнению с другими органами примерно в 100 раз больше.
Радионуклиды, поступившие в организм, не только концентрируются в органах и тканях, но и выводятся из них через ЖКТ, почки, легкие, кожу и молочную железу. Наиболее быстро удаляются радионуклиды, депонирующиеся в мягких тканях, — Mo99, I131, Cs137 и др. (преимущественно почками).
Напротив, остеотропные радионуклиды выводятся медленно.
Поступление радионуклидов в продукцию животноводства
Среди пищевых продуктов, с которыми радионуклиды поступают в организм человека, продукты животноводства — молоко, мясо, яйцо и др. занимают одно из ведущих мест.
Переход радионуклидов в мясо и субпродукты из рациона животных определяется физико-химическими свойствами радионуклидов, а также видовыми особенностями и возрастом животных.
После однократного орального поступления в организм лактирующих коров радионуклидов наиболее интенсивное выведение их с молоком наблюдается в течение первых двух суток. Через 12 ч после введения в 1 л молока обнаруживают 0,12 % Са45, 0,05 % Sr90, 0,0005 % Zr95, 0,002 % Ru106, 0,12 %
Cs137, 0,011 % Ва140 и 0,001 % Се144 от количества, поступившего в организм. В дальнейшем концентрация быстро увеличивается и через 24–48 ч достигает наибольшей величины.
Выделение радионуклидов с молоком у животных даже одного вида может варьировать и зависит от молочной продуктивности.
Переход Sr90 из рациона в яйцо не превышает 40 % суточного поступления радионуклида, а у низкопродуктивных кур оно может достигать 60 %.
Максимальное его содержание 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.
Использование радионуклидов и ионизирующих излучений в животноводстве и ветеринарии
Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии, а также в других отраслях сельского хозяйства развивается в следующих основных направлениях:
. радионуклиды применяются как индикаторы (меченые атомы) в исследовательских работах в области физиологии и биохимии животных и растений, а также в разработке методов диагностики и лечения заболевших животных;
. радионуклиды и ионизирующие излучения используются в селекционно- генетических исследованиях в области растениеводства, животноводства, микробиологии и вирусологии;
. непосредственное применение ионизирующих излучений как процесса радиационно-биологической технологии для:
1. стерилизации, консервирования, увеличения сроков хранения и обеззараживания пищевых продуктов и фуража, сырья животного происхождения, биологических и фармакологических препаратов, хирургического, шовного и перевязочного материалов, приборов, устройств и инструментария, которые не подлежат температурной и химической обработке;
2. стимуляции роста и развития животных и растений с целью повышения хозяйственно полезных качеств;
3. борьбы с вредными насекомыми и оздоровлени...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2011.06.30
Просмотров: 2462
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
