== РАДИОБИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ =
УДК [57+61]::539.1.04:581.1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕЗАКТИВИРУЮЩИХ СВОЙСТВ НЕКОТОРЫХ СОРБЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВ ДЛЯ АКВАКУЛЬТУРЫ © 2014 г. Т. А. Васюкевич*, Л. С. Нитиевская
Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Калининград
Изучена возможность и эффективность использования селективных сорбентов для производства рыбных кормов в аквакультуре на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению. Проведены исследования дезактивирующих свойств рыбных кормов с добавками ферроцина и альгинатов калия и магния на мальках-сеголетках и годовиках сига. Результаты эксперимента показали, что эффективность работы ферроцина, независимо от возраста рыбы, составляет более 99%. Внесение в корма 1% ферроцина позволяет увеличить в 20 раз допустимое содержание загрязненных выше нормы радиоцезием компонентов корма. Добавка в корма альгинатов обеспечивает почти двукратное снижение активности тканей рыб. Оптимально эффективная доза альгината должна в 4 раза превышать содержание в кормах кальция. Установлено, что при производстве комбинированных кормов для аквакультуры возможно использование сырья (рыбной муки, зерновых и бобовых, шротов и жмыхов), загрязненного радиоактивными веществами. Введение в корма сорбентов позволит увеличить допустимое к использованию количество загрязненных выше нормы компонентов корма, обеспечит получение безопасных в радиационном отношении кормов и, в конечном счете, защиту водных биологических ресурсов от радиоактивного заражения. Показано, что добавка в корма сорбентов оправдана также в случае выращивания рыбы в замкнутых водоемах, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Кормление комбикормами с добавками сорбентов предотвращает поступление в организм рыб радионуклидов из природных источников питания.
137Cs, 90Sr, ферроцин, альгинаты, аквакультура.
DOI: 10.7868/S0869803114050166
При чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера, связанных с распространением радиоактивных веществ, загрязнение водных экосистем происходит как в результате выпадения радиоактивных аэрозолей на поверхность водоемов, так и на протяжении длительного последующего периода за счет смыва радионуклидов осадками с загрязненных территорий водосбора. Продукты рыболовства становятся одним из источников поступления радионуклидов в организм человека. После Чернобыльской аварии значительному радиоактивному загрязнению подвергся целый ряд водоемов, в том числе каскад днепровских водохранилищ, озера Брянской области, Белоруссии, Швеции и др. В 1986—1987 гг. во многих озерах Скандинавии содержание 137Cs в мышечной ткани рыб превышало европейский стандарт 600 Бк/кг, а в ряде озер достигало 10 кБк/кг сырого веса и более [1]. Удельная активность 137Cs в рыбе, выловленной в водоемах Беларуси спустя 27 лет после аварии на ЧАЭС, превышала норматив по СанПиН 2.3.2.1078-01 [2]. Ак-
* Адресат для корреспонденции: 236022 Калининград, ул. Дм. Донского, 5, АтлантНИРО; тел.: (4012) 22-54-77; e-mail: radiology@atlant.baltnet.ru.
тивность долгоживущих радионуклидов в компонентах автономных водных экосистем, как правило, превышает аналогичные значения в проточных водоемах [3].
В загрязненных водоемах происходит интенсивное перераспределение и накопление радионуклидов в донных отложениях, бентосе, водных растениях и рыбе, что приводит к дополнительному облучению человека, связанного пищевой цепочкой с гидросферой.
Биологически активные долгоживущие техногенные радионуклиды 908г и 137С8 представляют наибольшую радиационно-гигиеническую опасность при загрязнении водоемов. 908г концентрируется в костной ткани и чешуе рыб, 137С8 — в мышцах и внутренних органах. Концентрация 137Сб в мышечной ткани рыб пресных водоемов может превышать удельную активность воды в 103-104 раз.
С точки зрения накопления доз организмом человека 908г менее важен, чем 137С8, поскольку у большинства потребляемых в пищу пресноводных видов рыб чешуя и основная часть костей удаляются в процессе переработки. Так как в пищу попадает менее 10% рыбных костей, в боль-
шинстве случаев вклад 908г в дозовую нагрузку на организм человека пренебрежимо мал [4].
Для защиты водных биологических ресурсов от радиоактивного заражения в странах Скандинавии в качестве мер по снижению накопления радионуклидов в рыбе из загрязненных после Чернобыльской аварии озер предлагалось: известкование кислых почв вокруг озер и их водосборов; противоэрозионные мероприятия для уменьшения смыва радиоцезия в озера; использование реагентов (известь, фосфаты, калийные удобрения) для снижения биологической доступности цезия в воде; внесение глинистых добавок для увеличения седиментации радионуклидов в воде; увеличение вылова рыбы с целью изъятия радиоцезия из озерной экосистемы. Предполагалось, что меры по снижению загрязнения радиоцезием будут также способствовать уменьшению загрязнения от тяжелых металлов. На исследования контрмер в Швеции в 1986—1988 гг. было затрачено около 4 млн долл. При этом эффект снижения содержания радиоцезия в озерной рыбе не превышал 5—10% по сравнению с естественными процессами [1].
По результатам исследований Академии аграрных наук Беларуси в 1997 г. установлены следующие принципы ведения рыболовства в прудах, расположенных на загрязненной территории: при кормлении рыбы чистыми кормами прудовое рыболовство ведется без ограничений; в случае недостатка кормов и перехода рыбы на естественное питание рекомендовано внесение в пруд извести, калийных, аммонийных и фосфорных удобрений дробными порциями 4—7 раз за сезон. Для снижения содержания радионуклидов в воде и грунтах рыбоводных прудов предложено разведение в водоисточниках (воде каналов и прудов) высшей водной растительности, которая исполняет роль биофильтра. Эффективным данный способ становится, если растительность занимает до 20% общей площади пруда. Для небольших рыбоводных прудов может оказаться эффективной полная дезактивация — спуск воды из водоема и удаление загрязненных донных отложений как основного депо радионуклидов [5].
На территориях, загрязненных радиоактивными веществами, необходим переход от рыболовства к аквакультуре — искусственному управляемому товарному производству водных ресурсов.
Наилучший эффект снижения радионуклидов цезия в продукции животноводства дают селективные сорбенты на основе ферроцианидсодер-жащих препаратов. В России разработано несколько форм таких препаратов, в том числе фер-роцин.
Ферроцин — мелкодисперсный порошок комплексной соли, состоящий из железо-гексациа-ноферрата калия KFe[Fe(CN)6] (5%) и железо-гексацианоферрата Fe[Fe(CN)6] (95%). Ферроцин эффективно извлекает радионуклиды цезия (не менее 95%) из водных растворов любого солесо-держания в широком диапазоне рН (от 1 до 8.5), сорбирует целый ряд радионуклидов, находящихся в воде в ионной форме, таких как 51Cr, 76As, 239Np, радионуклиды рубидия, таллия, кобальта, марганца.
Коэффициент распределения цезия из водных растворов не менее 105 мл/г. Статическая емкость по цезию не менее 1.0 мг-экв/г.
С 1978 г. ферроцин разрешен к применению в качестве лечебного противорадиационного препарата, в 1991 г. ферроцин модификации МЖА-М (ТУ 002-91) разрешен к использованию в пищевой промышленности, в 1995 г. внесен в Реестр лекарственных средств, разрешенных для применения в медицинской практике и к промышленному производству. В 2012 г. ферроцин зарегистрирован в качестве лекарственного препарата для ветеринарного применения, предназначенного для выведения радионуклидов цезия из организма сельскохозяйственных животных.
С целью снижения накопления 90Sr эффективно применение солей альгиновой кислоты. Аль-гиновые кислоты — составная часть клеточных стенок бурых водорослей Laminaria, Macrocyctis, Fucus. Это линейные полисахариды (полиурони-ды) из звеньев p-D-маннуроновой и a-L-гулуро-новой кислот, соединенных 1,4-глизидными связями; молекулярная масса = 35000—1500000.
Альгиновую кислоту и ее соли получают из бурой водоросли ламинарии японской (Laminaria japónica Aresh.). Установлено, что альгинаты способны выводить из организма тяжелые металлы, радиоактивные элементы, в том числе радиоизотопы стронция и цезия. В отличие от других сорбентов, обладающих высокой константой стойкости с кальцием, альгиновая кислота может связывать в организме тяжелые металлы и их радиоизотопы без нарушения кальциевого обмена.
Использование альгинатов показано как при острой лучевой болезни, так и в условиях постоянного поступления в организм 90Sr и 137Cs. Для защиты от внутреннего облучения наиболее эффективно введение в диеты комплекса, состоящего из ферроцина, альгината натрия и фосфорнокислого кальция.
Эффективность выведения из организма радионуклидов и тяжелых металлов зависит от количества потребляемого альгината. В 1990 г. Все-
мирной организацией ФАО/ВОЗ было снято ограничение ежедневного потребления альгина-тов человеком. Альгиновая кислота и ее натриевая и калиевая соли используются для изготовления пищевых продуктов в качестве загустителей, стабилизаторов (Е400-402), альгинат кальция (Е404) как загуститель, стабилизатор, пеногаси-тель [2]. Однако следует учитывать, что значительное увеличение альгината натрия в продукте приводит к сильному повышению вязкости и неприятным вкусовым ощущениям.
Целью нашего исследования было изучение возможности и эффективности использования селективных сорбентов ферроцина и альгинатов калия и магния для производства рыбных кормов в аквакультуре на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Для исследования дезактивирующих свойств рыбных кормов с добавками селективных сорбентов ферроцина и альгинатов калия и магния изготавливали загрязненные 137Cs и 90Sr гранулированные комбикорма методом влажного прессования. Аттестованные растворы радионуклидов вносили при приготовлении кормовой смеси. Введение сорбентов в кормосмесь производили на заключительном этапе гомогенизации, увеличенном для равномерного распределения компонентов в кормах.
В экспериментах были использованы мальки сига (сеголетки) и подращенная рыба возра
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.