РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2011, том 51, № 6, с. 731-736
РАДИОНУКЛИДЫ
УДК 574::539.1.04:599.735.51:614.876
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРРОЦИНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ВИНОДЕЛИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПЕРЕХОДА 13^ ИЗ КОРМОВ В ОРГАНИЗМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ И МОЛОКО КОРОВ © 2011 г. И. Н. Гудков*, Н. М. Лазарев, Ю. В. Вечтомова
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев
Добавление к рациону крыс ферроцинсодержащих отходов виноделия, которые образуются в процессе деметаллизации вин, в количестве 0.2 г на животное в сутки, снижает содержание 137С8 в органах и тканях в 1.5—7.0 раз. Добавление их к рациону дойных коров в количестве 10—16 г в сут снижает содержание радионуклида в молоке через 2 нед в 1.5—2.0, а через 4 нед — более чем в 3 раза.
137С8, ферроцинсодержащие отходы виноделия, крысы, молоко коров.
За четверть века, прошедшую после аварии на Чернобыльской АЭС, радиационная ситуация на территории Украины, Беларуси и России значительно улучшилась. Это произошло не только за счет естественного распада радионуклидов, выброшенных в окружающую среду, но и за счет осуществления комплекса радиозащитных приемов в сфере аграрного производства, направленных на снижение радионуклидного загрязнения продуктов питания.
С начала 1990-х годов в общественном секторе и в крупных сельскохозяйственных предприятиях практически не производится продукция, загрязненная радионуклидами выше санитарно-гигиенических нормативов. Это результат именно реализации системы радиозащитных мероприятий. Тем не менее до настоящего времени в десятках населенных пунктах Украинского Полесья в личных подсобных хозяйствах, где в качестве основной кормовой базы используются естественные луга и пастбища, производится продукция животноводства, в которой содержание 137С8 может значительно превышать эти нормативы. На севере Украины, преимущественно в Ровенской области, остается еще около 40 населенных пунктов, в которых удельная радиоактивность молока и мяса постоянно превышает допустимые уровни: соответственно 100 и 200 Бк/кг (ДР-2006) в 2—5 раз; и около 100 населенных пунктов, в которых уровень радиоактивного загрязнения молока в частных хозяйствах может периодически их превышать. Молоко же в этом регионе формирует до 60—90% дозы внутреннего облучения, которое составляет до 90% дозы общего облучения населения [1, 2].
* Адресат для корреспонденции: Украина, 03041 Киев, ул. Героев обороны, 15, НУБиП Украины; тел.: (+380 44) 527-89-26, 526-03-02; e-mail: ingudkov@ukr.net.
Известно немало различных радиозащитных приемов в животноводстве, позволяющих снизить содержание радионуклидов, в том числе и 137Сб, в молоке. Особого внимания, с экономической точки зрения, заслуживают подходы, связанные с добавлением к рациону различных веществ, которые при поступлении кормов в желудочно-кишечный тракт блокируют всасывание радионуклидов в кровь путем конкурентного взаимодействия с ними, адсорбции, химического связывания.
Необычайно высокой эффективностью в отношении ограничения всасывания изотопов цезия в желудочно-кишечном тракте животных обладает ферроцин — соединение, более известное под названием берлинской лазури, и его производные — ферроцианиды железа, аммония, кобальта, никеля, меди и некоторых других металлов. Ферроцин избирательно образует с цезием нерастворимые соединения, которые не проникают через стенки желудка и кишечника в кровь и далее в ткани и выводятся из организма с продуктами обмена. При скармливании ферроцина коровам в количестве всего 1—6 г на животное в сутки заметное снижение количества 137С8 в молоке наблюдается уже на 3—5-е сут, а максимальное, 8-10-кратное, его уменьшение достигается через 2 нед. Максимальная кратность снижения количества радионуклида в мясе большинства видов продуктивных сельскохозяйственных животных, включая птицу, отмечается через 4 нед - месяц и достигает 7-8 раз [3-5].
Ферроцинсодержащие препараты (ФСП) прошли широчайшую экспериментальную и производственную апробацию после Чернобыльской катастрофы в Украине, России, Беларуси. Изучение эффективности снижения уровней загрязнения продукции животноводства с применением
радиоактивного цезия проведено на всех видах сельскохозяйственных животных (коровы, молодняк крупного рогатого скота, овцы, лошади, птица). В исследованиях, проведенных на десятках и тысячах голов скота, была подтверждена их вышеуказанная эффективность.
Параллельно проходили исследования по определения безвредности ФСП: оценка состояния здоровья продуктивных и воспроизводительных качеств животных; изучение безвредности продукции животных, которым длительное время задавали ФСП в различных количествах, для человека.
Все испытания закончились успешно, т.е. установлено, что препараты безвредны для животных, а получаемая от них продукция безвредна для человека. Результаты по данным исследованиям были обобщены Р.М. Алексахиным и др. [6]. Хотя затраты при применении ФСП для получения одинакового эффекта по снижению перехода 137С8 намного ниже, чем при коренном улучшении пастбищ и сенокосов, ферроцин остается достаточно дорогим препаратом. Заслуживают внимания исследования, проведенные во ВНИИВВиМ коллективом ученых во главе с проф. В.А. Будар-ковым [7, 8], которые показали, что в случае, когда нет необходимости достигать 10-кратного эффекта, можно применять ферроцинсодержащий препарат ХЖ-90. Он также прошел всестороннюю апробацию и утвержден в установленном порядке Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода России.
ПРЕДПОСЫЛКИ К ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТ
Ферроцин в Украине не производится, поэтому масштабы его внедрения здесь всегда были незначительными, а в последние годы вообще практически были сведены к нулю [2].
Анализ литературы и собственного опыта по исследованию эффективности в животноводстве различных сорбирующих материалов дали основания для разработки и внедрения в производство препарата на основе отходов винодельческой продукции, которые в больших количествах образуются после деметаллизации вин.
Для деметаллизации вин — важной технологической операции, целью которой является предотвращение их помутнения, вызываемого избытком некоторых тяжелых металлов, и которая применяется в производственных условиях для их удаления — используется соль гексациано-феррат(П) калия, известная также под названиями железистосинеродистый калий, ферроцианид калия, а еще больше как желтая кровяная соль К4^е(С^6] • 3Н20 [9]. При добавлении к винам она образует с катионами тяжелых металлов, в первую очередь железа, а также цинка, меди,
свинца и некоторых других металлов труднорастворимые соли, в частности с Fe3+ синий осадок упомянутой берлинской лазури Fe4[Fe(CN)6]3, т.е. ферроцин. Вместе с этим осадком могут выпадать и другие соли: с Fe2+ в зависимости от условий К^е^е(С^6] или Fe2[Fe(CN)6], с цинком — белый осадок Zn2[Fe(CN)6], с медью — красно-коричневый осадок Cu2[Fe(CN)6], со свинцом — РЬ^^^^. Но количество солей железа в осадке на порядок больше, чем солей остальных металлов. А из солей железа, естественно, его окисленная форма Fe3+, входящая в состав ферроци-на, составляет большинство. Впрочем, можно ожидать, что и соли двухвалентного железа, как и других микроэлементов, также могут образовывать с изотопами цезия нерастворимые соединения и препятствовать переходу 137С8 в кровь и включению в ткани.
На винопроизводящих предприятиях этот осадок, названный нами "препарат ФОВ" (ферро-цинсодержащие отходы виноделия), в состав которого кроме соединений ферроцианидов входит бентонит, как правило, подвергается захоронению. Содержание ферроцина в нем в зависимости от технологии колеблется от 1 до 10%. Его количество можно увеличить путем цикла промывок и центрифугирований до 40% и более, получая "препарат ФОВО" (ферроцинсодержа-щие отходы виноделия обогащенные). Но это трудоемкая работа, приводящая к удорожанию препарата.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Лабораторный опыт по изучению влияния препаратов ФОВ и ФОВО на накопление 137С8 в организме проводили с белыми крысами в возрасте 7—9 мес и живой массой 200—250 г. Были созданы шесть экспериментальных групп по 5 животных в каждой. С целью накопления в организме 137Сб животные в течение 2 нед вместе с основным рационом ежедневно получали по 3 г измельченных сухих грибов, собранных в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, активностью 156 кБк/кг. Через 2 нед к рациону первых пяти групп добавляли высушенный и измельченный до мелкодисперсного состояния препарат ФОВ или ФОВО в количестве 0.2, 0.4, 0.6 и 0.8 г на животное. Опыт рассматривался как модельный, и поэтому дозировки скармливаемых препаратов преднамеренно были завышены. В последующем каждые 6 дней проводили пять забоев животных. Забой осуществлялся путем ингаляционного введения (передозирования) медицинского эфира для наркоза. Внутренние органы (мышцы, сердце печень, почки, легкие и селезенка) подвергали радиологическому анализу на содержание 137С8.
Научно-производственный эксперимент проводился в частных хозяйствах четырех населен-
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРРОЦИНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ВИНОДЕЛИЯ 733
Таблица 1. Влияние ФОВ на содержание в отдельных органах и тканях крыс, кБк/кг
Органы и ткани 137 Сроки после начала затравливания Cs, сут
20 26 32 39 46
Контрольная группа
Мышцы 18.9 24.2 23.8 37.6 31.6
Сердце 4.5 12.1 12.9 24.1 11.7
Печень 10.2 10.1 19.7 11.8 13.6
Почки 9.6 19.2 16.7 17.5 18.5
Легкие 4.9 9.8 14.7 13.6 13.7
Селезенка 8.6 13.0 14.8 16.1 17.1
Опытная группа
Мышцы 7.6 8.4 8.0 9.5 13.3
Сердце 2.7 5.0 2.6 3.3 3.3
Печень 1.8 5.6 4.6 5.7 4.6
Почки 2.3 8.6 4.6 9.7 5.9
Легкие 3.3 5.0 2.5 4.2 4.5
Селезенка 3.1 4.5 4.9 6.2 4.4
137 Кратность снижения содержания Cs
Мышцы 2.5 2.9 2.9 3.9 2.4
Сердце 1.6 2.4 4.9 7.3 3.5
Печень 5.7 1.8 4.3 2.1 2.9
Почки 4.1 2.2 3.7 1.8 3.1
Легкие 1.5 1.9 5.8 3.3 3.1
Селезенка 2.8 2.9 2.9 2.6 3.9
Примечание. р < 0.05.
ных пунктов Ровенской области, критических в отношении радионуклидного загрязнения, т.е. наиболее загрязненных в отношении содержания радионуклидов, преимущественно 137Cs, в связи с высокими коэффициентами накопления в продукции растениеводства
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.