Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 12
1.1. Использование сорбционных препаратов для выведения радионуклидов из организма животных 12
1.2. Особенности ведения животноводства в зонах отселения и отчуждения 27
2. Материалы и методы исследования 34
2.1. Материалы исследования 34
2.1.1. Характеристика препаратов 37
2.2. Методы исследования 39
2.2.1. Приготовление рабочего раствора изотопов для лабораторных животных 39
2.2.2. Приготовление кормов с радиометками и адсорбентами для лабораторных животных 40
2.2.3. Гамма - спектрометрический метод 41
2.2.4. Бета - спектрометрический метод 42
2.2.5. Клинико–гематологические исследования 43
2.2.6. Расчетные методы 43
2.2.7. Статистическая обработка результатов 45
3. Результаты собственных исследований 46
3.1. Испытание сорбентов in vitro 46
3.2. Результаты дезактивации конструктивных материалов 47
3.3. Динамика накопления и выведения 137Cs из организма лабораторных мышей при использовании сорбентов 54
3.4. Динамика накопления и выведения 90Sr из организма лабораторных животных при использовании сорбентов 64
3.5. Процент выведения радионуклидов из организма 74
3.6. Оценка действия сорбентов на физиологические и гематологические показатели крыс 90
4. Обсуждение 104
Заключение 110
Практичекое использование полученных научных
Результатов 111
Рекомендации 112
Библиографический список
- Особенности ведения животноводства в зонах отселения и отчуждения
- Приготовление рабочего раствора изотопов для лабораторных животных
- Динамика накопления и выведения 137Cs из организма лабораторных мышей при использовании сорбентов
- Процент выведения радионуклидов из организма
Введение к работе
Актуальность темы. В результате катастроф на ядерных объектах значительные площади сельскохозяйственных угодий на территории Белоруссии, Украины и России подверглись радиоактивному загрязнению различного уровня. После аварии на Чернобыльской АЭС загрязнение цезием-137 было наиболее масштабным, поэтому для составления карт загрязненных районов или определения уровня загрязнения берут за основу именно данные по содержанию цезия-137.
Несмотря на то, что после аварии прошло уже более 30 лет, 137Cs продолжают выявлять в продукции животноводства в результате миграции радиоизотопа с грунтовыми водами из глубоких в корнеобитаемые слои почвы.
Высокое содержание радионуклидов в грибах, ягодах рыбе и дичи, а также радиоактивное загрязнение кормов и продукции животноводства являются сегодня основными причинами попадания радионуклидов в пищу. Загрязнение мяса и молока можно уменьшить, используя чистые корма (сено) и кормовые добавки (сорбенты), а также ограничив время выпаса скота на загрязненных пастбищах.
Авария на Чернобыльской АЭС драматически высветила основную проблему XX века: прогресс науки и техники все чаще оказывается сопряжен с негативными "побочными явлениями" экстенсивной и интенсивной эксплуатацией сил природы -поражение радионуклидами, попадание в почву солей тяжелых металлов, загрязнение воды и атмосферы.
Одной из наиболее актуальных проблем современной медицины и
ветеринарии является изыскание эффективных методов профилактики и патогенетической терапии радиационных поражений организма человека и животных. Для снижения радиоактивного загрязнения организма радионуклидами желательно использовать сорбенты с низкой себестоимостью, например радионит, и обладающие высокой эффективностью, практичностью и универсальностью, в частности полиметилксилоксанта полигидрат.
Степень разработанности проблемы. Проблема выведения радионуклидов
из организма сельскохозяйственных животных приобрела особое значение в связи
с последствиями аварии на Чернобыльской АС вызвавшей загрязнение территории
с интенсивным сельскохозяйственным производством. В настоящий период
радиационная обстановка на загрязненной радионуклидами территории
практически стабилизировалась. Однако, для полного восстановления
пострадавших районов, требуется длительное время, поэтому надо
приспосабливаться к жизни в условиях радиоактивного загрязнения местности и постараться сделать условия проживания максимально безопасными для здоровья. (Алексахин Р.М. Конюхов Г.В., Изамов Н.Н., Ильязов Р.Г.)
Поскольку за прошедшее с момента аварии время могло произойти
накопление радионуклидов в тканях и органах, необходимо не только
ограничивать поступление радионуклидов с продуктами питания, но и
предпринимать соответствующие меры, направленные на выведение
радионуклидов из организма.
Эффективным способом снижения загрязнения радиоцезием и
радиостронцием продуктов животноводства является использование в рационах кормовых добавок, избирательно связывающих радионуклиды в желудочно-кишечном тракте животных. К таким добавкам относятся различные вещества, способные связывать радионуклиды в желудочно-кишечном тракте и таким образом препятствовать их всасыванию. Эти вещества принято называть сорбентами .
Проблемой выведения радионуклидов из организма
сельскохозяйственных животных, а также снижением дозовой нагрузки при внутреннем облучении организма животных после аварии на Чернобыльской АЭС 1986г занималось очень много научных групп в состав которых входили такие видные ученые как, Алексахин Р.М, Бударков В,А. , Сироткин А.П., Ильязов Р.Г., Исамов Н.Н., Конюхов Г.В.и др.
Сорбенты подразделяют по происхождению (это природные и искусственные сорбенты) и по спектру действия (селективные, способные избирательно связывать определенные радионуклиды и широкого спектра действия, связывающие сразу несколько радионуклидов). К природным сорбентам относят обыкновенную глину, цеолиты, бентонит, хумолит, вермикулит и другие. К искусственным относят ферроцианидсодержащие препараты. (Бударков, В.А., Корнеев Н.А., Сироткин А. П., Пристор Б.С. и д.р.).
В этой связи, целью работы явилось – исследование эффективности сорбентов различного происхождения для выведения радионуклидов из организма животных и дезактивации загрязненных поверхностей конструктивных материалов.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие
задачи:
-
Изучить эффективность использования сорбентов для дезактивации конструктивных материалов;
-
Изучить свойства сорбентов in vitro;
-
Определить эффективный период полувыведения цезия-137 из организма мышей при использовании сорбентов;
-
Определить эффективный период полувыведения стронция-90 из организма мышей при использовании сорбентов;
-
Определить процент выведения цезия-137 и стронция -90 из организма животных при использовании различных сорбентов;
-
Определить дозовую нагрузку от цезия-137 на критические органы и организм крыс в целом при использовании сорбентов.
Научная новизна. Благодаря современным радиоспектрометрическим методам исследования удалось более тщательно изучить динамику накопления и выведения радиоцезия и радиостронция из организма животных.
Показаны особенности локализации и накопления в организме радионуклидов при их выведении с использованием и без сорбентов. Благодаря разработанной методике определения дозовой нагрузки гамма-излучающих радионуклидов с помощью программного обеспечения EXL, на кафедре
радиобиологии и вирусологии ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА Лысенко Н.П., Лысенко И.Н., Ковалевым И.И., рассчитана дозовая нагрузка от внутреннего облучения цезия-137 на критические органы и организм в целом при использовании сорбентов.
Положения выносимые на защиту:
1. Целесообразность применения природного сорбента радионита
обуславливается его эффективностью по выведению из организма цезия-
137, а также его доступностью и безвредностью.
2. Из всех исследуемых сорбентов максимальной эффективностью по
выведению стронция -90 из организма животных обладает
полиметилксилоксанта полигидрат.
3. Исследуемые препараты не токсичны и безопасны для применения. Все
исследуемые препараты снижают дозовую нагрузку при внутреннем
облучении цезием-137 в 2 раза.
Практическая значимость работы. Результаты работы внедрены в научно-исследовательской работе и учебном процессе кафедры радиобиологии, вирусологии ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА им. К.И. Скрябина.
Методология и методы диссертационного исследования
Методологической основой исследования послужили традиционные подходы,
теоретические и экспериментальные наработки к изучению эффективности
использования радиосорбционных препаратов для выведения радионуклидов из
организма животных и системного анализа полученных результатов.
Методология исследования определила целесообразность использования
комплексного подхода, включающего дозиметрические,
радиоспектрометрические, биологические и математические методы
исследования.
Степень достоверности работы. Достоверность полученных результатов
обусловлена постановкой множества серий различных научноисследовательских
опытов с использованием большого количества биологических тест-систем (5000
нелинейных мышей самцов массой 20±1,7г, 500 нелинейных крыс-самцов массой
220±17,8г). Экспериментальные данные статистически обработаны с
применением современных компьютерных программ.
Апробация работы
1. Международная конференция, посвященная 95-летию ФГБОУ ВПО
МГАВМиБ имени К.И. Скрябина. Участие с докладом «Оценка эффективности выведения радиоцезия из организма адсорбирующими препаратами природного происхождения». Ноябрь 2014
2. Участие в проведении НИР и написании Отчета по гранту от Минобрнауки
в соответствии с Соглашением № 14.616.21.0034 на проведение работ по
гранту от Минобрнауки Российской Федерации по теме «Мониторинг инфекционных болезней животных в регионах мира, пути предотвращения их распространения и ликвидации в условиях экологического неблагополучия» в рамках сотрудничества с научно-исследовательскими организациями и университетами стран-членов ЕС».
3. Международный Российско- Германский форум «Биоэкономика и
биомедицина» Russian-German Forum “BIOECONOMY AND
BIOMEDICINE” 17 ноября 2015г. Пущино. Участие с докладом
«Использование сорбентов для снижения дозовой нагрузки у
крупнорогатого скота при внутреннем облучении цезием-137 и стронцием-90 в условиях радиационного загрязнения окружающей среды».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 1 отчет НИР, 6 печатных работ, – в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Личный вклад автора. Все экспериментальные и теоретические исследования по теме диссертации проведены соискателем.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах, включает 30 таблиц, 65 рисунков, библиографию из 117 наименований, в том числе 31 иностранных. Диссертация состоит из введения, трех глав, обсуждения результатов, заключения, сведений о практическом использовании полученных результатов, рекомендаций по использованию научных выводов, списка литературы, приложений.
Особенности ведения животноводства в зонах отселения и отчуждения
Цеолиты представляют собой трехмерные кристаллы алюмосиликатов. В природе наиболее распространены шесть видов цеолитов: клиноптилолит, морденит, филлопсит, шабазид, гайландид, эригист [8]. Цеолиты используют в животноводстве и птицеводстве в качестве кормовых добавок с целью улучшения усвояемости питательных веществ и увеличения среднесуточных приростов живой массы. Цеолиты способны связывать вредные и токсические вещества из корма и образующиеся в процессе пищеварения. Оказалось, что цеолиты способны прочно связывать в желудочно–кишечном тракте радиоактивный цезий, а также ионы свинца и некоторых других тяжелых металлов, препятствуя их всасыванию [106]. Суточная доза цеолитов составляет 100–300 г в виде мелкодисперсной формы в смеси с комбикормом. Цеолиты (клиноптилоллиты) в этой дозе способны достоверно снижать содержание радиоактивного цезия в молоке и мышечной ткани коров на 30%. Избирательная способность к ионам цезия выше даже при большой концентрации ионов натрия и больше, чем ряд природных и искусственных цеолитов [8, 89]. Добавление 300 г/день в рацион коров клиноптилоллита уменьшало переход радиоцезия в молоко коров в 1,5 раза. Увеличение дозы препарата приводило к снижению положительного эффекта, а при дозах более 500 г/сут наблюдается замедление скорости выведения радиоактивного цезия. Более эффективно цеолиты снижали содержание ионов свинца в молоке.
Модернит в экспериментах на козах 5–10 г/сут более чем в 2 раза увеличивал скорость выведения радиоактивного цезия с мочой. На овцах этот эффект оказался слабее [96]. Бентонит (глинистый минерал) активно использовали в Германии и Австрии после выпадения там радиоактивных осадков. При даче 200–500 г/гол. в сутки на 50% снижалось содержание радиоактивного цезия в молоке и мышечной ткани коров. Однако при длительном применении бентонит отрицательно влияет на баланс кальция, магния и фосфора в организме животных. У коз длительное применение бентонита вызывало увеличение концентрации железа в печени и почках и снижение уровня цинка и меди в организме [90, 95, 114]. Данные, свидетельствуют о невозможности уменьшения содержания радиоцезия в молоке более чем на 50%, дальнейшее увеличение ежедневного приёма бентонита затруднительно, т. к. выше 500 г/сут на корову не будут поедаться [35]. Хорошо зарекомендовал себя хумолит, представляющий смесь природных сорбентов – клиноптилоллита, модернита, глинистого материала и гуматов (производится в Венгрии). Эффективность препарата хумолита определялась по концентрации цезия–137 в молоке коров, получавших разные дозы хумолита [34, 44, 45]. При применении хумолита коровам в дозе 100 г/гол. в сутки достоверное снижение концентрации цезия–137 в молоке отмечалось на 18, 20, 23, 31, 35 и 39–е сутки опыта. Кратность снижения содержания цезия–137 составила: 2,2; 1,54; 2,1; 3,2; 1,8 и 2,67 раза соответственно по сравнению с контролем
Использование хумолита в рационе дойных коров в качестве кормовой добавки в количестве 600; 700 и 800 г/гол. в сутки не оказывало существенного влияния на снижение уровня цезия–137 в молоке. При применении препарата в количестве 600 г/гол. в сутки концентрация цезия– 137 в молоке достоверно понижалась только на 10 и 31–е сутки, а при 700 г/гол. в сутки – на 23 и 35–й день, при 800 г/гол. – на 23 и 31–е сутки эксперимента. Кратность снижения концентрации цезия–137 в молоке коров, получавших хумолит в количестве 600 г/гол. в сутки, составила в среднем 0,95+0,09; в дозе 700 г/гол. – 1,05±0,14; в дозе 800 г/гол. – 1,34+0,16.
Применение хумолита коровам в количестве 300–500 г/гол. в сутки в условиях пастбищного содержания и с уровнем загрязнения рациона цезием– 137 до 3,14 кБк/сут не дали заметного снижения концентрации цезия–137 в молоке коров. Применение хумолита в количестве 300 и 500 г/гол. лактирующим коровам в условиях пастбищного содержания с уровнем загрязнения рациона цезием–137 до 3,14 кБк/сут позволило снизить концентрацию цезия–137 в молоке только в 1,2 и 1,3 раза.
Наибольшая эффективность снижения концентрации цезия–137 в молоке коров достигается применением хумолита в количестве 500 г/гол. в сутки, при котором кратность снижения составила от 2 до 4 раз. Использование препарата в количестве 100 и 300 г/гол. в сутки позволило снизить содержание цезия–137 в молоке от 1,5 до 3,0 раза, по сравнению с контролем, при содержании животных на загрязненных рационах. Увеличение хумолита от 600 до 800 г/гол. в сутки не способствовало дальнейшему снижению концентрации цезия–137 в молоке лактирующих коров. Доза хумолита 500 г/гол. в сутки является оптимальной, в желудочно– кишечном тракте коров достигается равновесие между распределением хумолита и радиоцезием.
Наиболее эффективным механизмом уменьшения всасывания радионуклидов в желудочно–кишечном тракте животных является ионно– обменная сорбция. В качестве сорбентов для снижения резорбции радиоактивного цезия зарекомендовали себя гексацианоферраты. Длительное нахождение корма (22–24 часа) в желудке животных и пережевывание его обеспечивают длительный контакт введенного ферроцина со всей массой съеденного корма в течение суток. Связанный цезий, не всасываясь, проходит транзитом через желудочно–кишечный тракт и выводится с калом [97].
В 60–е годы лабораторные эксперименты на крысах показали, что ферроцианид железа (III) Fe4[Fe(CN)6]3 эффективно уменьшает поглощение радиоцезия в ЖКТ и увеличивает выделение его с экскрементами [93, 714]. Положительные результаты по уменьшению уровней радиоцезия в организме подтверждены экспериментами с ферроцианидом железа (III) на собаках и человеке [111, 112].
Приготовление рабочего раствора изотопов для лабораторных животных
В данной работе метками служили изотопы 137Cs и 90Sr в виде растворов 90SrCl2 и 137CsCl. В результате разбавления исходных растворов получили метки активностью 750кБк/л. Активность радионуклидов на время проведения опыта расcчитывали по закону радиоактивного распада Ат=Ао.е 0,693.т/Т
Выбор способа введения радиоактивных меток лабораторным животным, а также величина активности рабочих растворов определялась согласно трем основным принципам осуществления радиационной безопасности на радиационном объекте и при работе с открытыми источниками ионизирующего излучения. Принцип нормирования – не превышение установленного основного дозового предела. Принцип обоснованности – исключение всякого необоснованного облучения. Принцип оптимизации – снижение дозы облучения до возможно низкого уровня. А также согласно классу работ с открытыми источниками в радиологической лаборатории. Кафедра радиобиологии относится к лабораториям 3класса работ с открытыми радиоактивными источниками, в связи с этим активность растворов радиоактивных веществ не должна превышать 105 Бк на рабочем месте (таблица 2). А при простых операциях с жидкостями (без упаривания, перегонки, барботажа) допускается увеличение активности на рабочем месте в 10 раз. Работы III класса должны проводиться в отдельных помещениях. В составе этих помещений предусматривается устройство общеобменной и местной приточно-вытяжной вентиляции и душевой. Работы, связанные с возможностью радиоактивного загрязнения воздуха (операции с порошками, упаривание растворов, работа с эманирующими и летучими веществами), должны проводиться в вытяжных шкафах. Поверхности помещений были гладкими, без повреждений и допускали влажную уборку и дезактивацию.[76]
Расчет данного параметра проводился по формуле (2.1.) и составил для каждого радиоактивного раствора по 7,5кБк., что соответствует однократному введению 1000 мышей по одному мл содержащему 750Бк активности цезия-137, либо стронция-90 в зависимости от поставленной задачи.
Готовили сухарики, массой 1 г. После того как корм был готов, в него добавляли метку определенной активности рабочего раствора цезия-137 либо стронция - 90 из расчета 1 мл на 1 г корма с активностью 500 Бк.
Для приготовления корма с сорбентами готовили сухарики, массой 1 г. Затем корм опрыскивался водой и обваливался в препарате, массой 250 мг. Далее сухарики с сорбентом высушивали и давали лабораторным животным в соответствии с поставленной задачей.
Для регистрации гамма-излучения от счетного образца использовали гамма-спектрометрический тракт со сцинтилляционным блоком детектирования (СБД). Он включает в себя сцинтиллятор (кристалл NaI(TI)), ФЭУ с делителем высокого напряжения и блок усиления импульсов. СБД располагается в защитном свинцовом футляре с толщиной стенок 50 мм для защиты от внешнего гамма излучения. Для преобразования аналогового спектрометрического сигнала, поступающего с выхода детектора, в цифровой, применяется аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный в виде платы, встроенной в ПЭВМ. Управление работой АЦП, обработка спектров, расчет значений активности и погрешности производится на ПЭВМ с использованием программного пакета «Прогресс 3.2»
Технические характеристики: Размеры кристалла: 63х 63 мм; диапазон регистрируемых энергий, МэВ: 0.03 - 3.0; основная погрешность измерения, %, не более: 30; стандартное время экспонирования счетного образца: 1800 с. Методика измерения счетных образцов включает следующие этапы: включение и прогрев аппаратуры в течение 30 мин; автоматическую энергетическую калибровку гамма-спектрометрического тракта по вершинам пиков полного поглощения радионуклидов Cs - 137 и K – 40 в спектре двухкомпонентного калибровочного источника, входящего в комплект установки, в течение 150 с; измерение гамма-фона в течение 1800 с; непосредственное измерение счетного образца в течение 1800с. [58, 59] 2.2.4. Бета - спектрометрический метод
Производился убой мышей из каждой группы в определенном интервале времени. Мышей вскрывали и отделяли кости, мышцы и внутренние органы от каждой в отдельности. Затем озоляли составные части тушек мышей.
Пробы мяса отделенные от жира, сухожилий и костей сушат до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 800-1000 0C.
Кости отделяют от мягких тканей и сушат в сушильном шкафу при температуре 1000-1500 0C в течение 2-3 часов.
После установления постоянной массы пробы сухой остаток обугливают путем прокаливания на электроплитках. Процесс обугливания считается законченным при прекращении вспучивания пробы и исчезновения дыма. Обугленные сухие остатки озоляют в муфельных печах при температуре 4000 0C.
Для регистрации бета – излучения от счетного образца использовался бета – спектрометрический тракт комплекса «Прогресс» со сцинтилляционным блоком детектирования (СБД), который включает в себя пластиковый сцинтиллятор, ФЭУ с делителем высокого напряжения и спектрометрический усилитель импульсов. Для защиты от внешнего излучения СБД располагается в специальном свинцовом экране. Технические характеристики: размеры пластикового сцинтиллятора, мм: 70х8; масса про1бы в стандартной кювете, г: 1-15; стандартное время экспонирования счетного образца: 1800 с.[58]
Динамика накопления и выведения 137Cs из организма лабораторных мышей при использовании сорбентов
Гамма-спектрометрические исследования удельной радиоактивности 137Cs контрольной группы мышей показали наличие изотопа во всех исследуемых органах. Максимальная концентрация радиоцезия зафиксирована в мышцах на 4 сутки эксперимента (рисунок 14 ). В последующие сроки (20 - 30 сутки) происходило постепенное снижение удельной радиоактивности активности изотопа в критическом органе (к 30 суткам – 5 Бк/г). Наличие цезия-137 в почках свидетельствует о его выведении из организма с мочой. Уменьшение удельной радиоактивности цезия-137 происходило, в основном, за счет его биологического периода полувыведения, а не за счет физического периода полураспада, т.к. это долгоживущий изотоп.
У мышей, которым давали сапропель, отмечали существенное (в 5 раз) снижение удельной активности цезия в критическом органе (0,3 Бк/г к концу эксперимента против 20 Бк/г в первые сутки). На фоне снижения удельной радиоактивности цезия в ЖКТ, печени и мышцах к концу эксперимента, т.е. к 30-м суткам, в почках удельная радиоактивность цезия-137 возрастает в 5 раз, и составляет 54 Бк/г против 1,3 Бк/г в первые сутки, но затем к 30-м суткам постепенно снизилась до 5,4 Бк/г. К 30-м суткам идет постепенное снижение удельной активности в почках.
У мышей, которым скармливали полиметилсилоксана полигидрат, отмечали такую же тенденцию к снижению цезия во всех органах, кроме почек. (рисунок 16). Так, в почках на 10- и 14-ые сутки удельная радиоактивность цезия-137 была выше чем в 1-е сутки в 12 и 11,5 раз и составила соответственно 16,0±1,5 Бк/г и 15,0±1,6 Бк/г против 1,3±0,09 Бк/г в первые сутки. (табл.8). К 30-м суткам идет постепенное снижение удельной активности в почках.
При использовании радионита, к концу исследования радиоцезий выявляли только в почках. В мышцах, печени и ЖКТ удельная радиоактивность была минимальной - 0,05 Бк/г. К 14-м суткам удельная радиоактивность цезия в почках составила 20±0,02 Бк/г (табл.9). К 30-м суткам идет постепенное снижение удельной активности в почках. Рисунок 17. Динамика накопления и выведения 137Cs из организма животных при использовании радионита
Действие ферроцина на выведение цезия-137 из организма мышей сходно с действием сапропеля. К 30-м суткам минимальная удельная радиоактивность 137Cs наблюдается в ЖКТ и составляет 0,09 Бк/г, максимальная удельная радиоактивность к 14 суткам в почках - 11,3 Бк/г, что в 8,7 раз выше показателя в 1-е сутки эксперимента. К 30-м суткам идет постепенное снижение удельной активности в почках. Рисунок 18. Динамика накопления и выведения Cs из организма животных при использовании ферроцина
Что касается процессов накопления и выведения цезия-137 из организма, то наблюдается следующая картина. В мыщцах мышей контрольной группы максимум накоплении удельной активности наблюдается к 7-м суткам эксперимента (35 Бк/г). В мышцах мышей опытных групп наблюдается снижение удельной активности цезия-137 к минимуму к 4-м суткам в пределах 5 Бк/г. Снижение удельной активности идет в 4 раза по сравнении. С начальной (20Бк/г). (Рис.19; таб.11) Рисунок 19. Динамика накопления и выведения цезия-137 в мышцах
При исследовании ЖКТ во всех группах идет снижение удельной активности с 5,4 Бк/г в первые сутки в среднем до 0,5Бк/г на 30-е сутки к концу эксперимента, что в среднем в 10 ниже начального уровня. Минимальное значение наблюдается при использовании полиметилксилоксанта полигидрата а так же ферроцина, который использовался в качестве препарата сравнения (0,09Бк/г) (Рис.20; таб.12) Рисунок 20. Динамика накопления и выведения цезия-137 в ЖКТ
В сердце мышей контрольной группы максимальный пик удельной активности цезии-137 приходится на 14-е сутки (6 Бк/г), на 30-е сутки идет ее постепенное снижение. В опытных группах, где использовались сорбенты, снижение удельной активности приходилось на 4-сутки в 2 раза (2Бк/г) по сравнению с начальной (4,4 Бк/г). (рис.21, таб.13) Рисунок 21. Динамика накопления и выведения цезия-137 в сердце
ТаблицаІЗ.Динамика накопления и выведения цезия-137 в сердце
При использовании радионита и полиметилкилоксанта полигидрата в качестве веществ для выведения инкорпорированного цезии-137 из организма наблюдается увеличение удельной активности последнего в почках на 20 сутки (20Бк/г) по сравнению с начальным периодом 3,3 Бк/г. Во всех остальных группах наблюдается в среднем повышение удельной активности цезия-137 к 20-м суткам до 10 Бк/г, затем идет ее постепенное снижение к 30-м суткам, что свидетельствует о полном выведении цезия-137 из всех исследуемых групп. (рис.22; таб.14)
При использовании радионита в качестве сорбента для выведения цзия-137 из организма в печени наблюдается снижение удельной активности к 10-м суткам в 6 раз (0,5 Бк/г) по сравнению с начальной активностью (3,3 Бк/г). Во всех остальных группах наблюдается снижение удельной активности к 30 суткам. (рис. 23; таб.15) Рисунок 23. Динамика накопления и выведения цезия-137 в печени
Процент выведения радионуклидов из организма
Испытания ядерного оружия в атмосфере и аварии на предприятиях ядерного энергетического цикла явились причиной загрязнения радионуклидами огромных территорий, достаточно удаленных от мест проведения испытаний или происшедших аварий. Как известно, 26 апреля 1986 г. на атомной электростанции в Чернобыле произошла катастрофа, в результате которой в атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов, в частности 137Cs и 90Sr. Несмотря на то, что после аварии прошло уже 30 лет, 137Cs и 90Sr у которых длительный период полураспада, продолжают выявлять в продукции животноводства, вследствие миграции радиоизотопов с грунтовыми водами из глубоких в верхние слои почвы, поступают из корнеобитаемых слоев почвы. Цезий-137 (с периодом полураспада 30,2 лет) и стронций-90 (Т1/2= 29,1 лет) на сегодняшний день основные дозообразующие радионуклиды.
Поскольку эти радионуклиды являются долгоживущими, то эффективный период полувыведения этих радиоизотопов из организма будет зависеть не от физического, а от биологического периода полувыведения (Тбиол.).
В связи с этим, в настоящее время для ускорения выведения радионуклидов из организма животных широко используют различные препараты, как искусственного, так и природного происхождения.
К положительным свойствам препаратов природного происхождения (радионит) относятся их относительная дешевизна, безвредность, возможность неограниченно длительного применения, хорошая сочетаемость с другими препаратами. Тогда как полиметилксилоксанта полигидрат - препарат синтетической природы обладает селективностью действия и имеет выраженные сорбционно-детоксикационные свойства за счёт пористой структуры в виде прочной пространственно сшитой кремнийорганической матрицы с заданными размерами пор, обеспечивающими сорбцию преимущественно среднемолекулярных веществ.
В ходе работ по изучению радиосорбентов, предназначенных для выведения радионуклидов из организма животных и человека был проведен ряд экспериментов. На первом этапе свойства сорбентов были исследованы in vitro. Установлено, что все исследуемые сорбенты хорошо удаляют цезий 137 из раствора: 80-96% при максимальном эффекте радионита (96%). Стронций-90 максимально адсорбировался полиметилксилоксанта полигидратом (90%) и минимально радионитом (35%). На втором этапе были изучены дизактивирующие свойства исследуемых пераратов с поверхностей конструкивных матералов.
Установлено, что сорбция с поверхности конструктивных материалов цезия-137 составляет от 94 до 98%. Больше всего цезия сорбируется с пластика – 98%, меньше с линолеума-94%. Линолеум является пористым материалом и поэтому процесс удаления радиоцезия с поверхности затруднен, а пластик обладает относительно гладкой поверхностью.
На третьем этапе были проведены исследования на лабораторных мышах, для оценки эффективности использования различных энтеросорбентов по определенным критериям, а именно по проценту выведения радионуклидов из организма, по периоду полувыведения радионуклидов из организма, периоду эффективного полувыведения радионуклидов из организма животных при использовании радиосорбентов, В опыте по ускорению выведения радиоцезия и радиостронция из организма мышей исследовались препараты – сапропель, полиметилсилоксана полигидрат, радионит и ферроцин как препарат сравнения. Были сформированы 10 групп: восемь опытных и две контрольные, по 500 мышей в каждой. Продолжительность опыта – 30дней.
Всем группам животных в качестве затравки давали корм, пропитанный рабочим раствором 137CsCl и 90SrCl2: контрольной группе 105 (группа №1) – в первый день эксперимента; опытным группам – в первый день, а исследуемые препараты вводили с кормом со второго дня на всём протяжении эксперимента.
Для оценки влияния исследуемого препарата на динамику выведения радиоцезия и радиостронция из организма мышей проводили измерения каждой группы с помощью радио-спектрометрического комплекса «Прогресс 3.2». Измерение проб проходило в течении 30 минут.
Сапропель используется в медицине и косметологии в виде лечебной грязи, в сельском хозяйстве в виде удобрения и подкормки для КРС.
Радиосорбционные свойства сапропеля широко стали использоваться после аварии на Чернобыльской АЭС. В эксперименте с лабораторными животными сапропель использовался как препарат сравнения. [1, 22, 25, 35, 31]
Процент выведения цезия-137 из организма при использовании радионита составляет 77,7%. Биологический и эффективный периоды полувыведения 137Cs из организма мышей при использовании сапропеля 8,4 и 6,5 сут.
Радионит глинистый минерал переменного состава содержащий элементы в легко извлекаемой форме сменных катионов, которые замещаются находящимися в избытке в окружающей среде элементами. Этим свойством, а также наличием слоистой структуры, объясняются высокие сорбционные свойства радионита по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам.