Реферат - Загрязнение пищевых продуктов радиоактивными веществами - файл n1.doc

Реферат - Загрязнение пищевых продуктов радиоактивными веществами
скачать (132.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc133kb.30.05.2012 10:52скачать

n1.doc



Министерство образования

Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ




Кафедра технологии продуктов питания


Реферат по экологии продуктов питания на тему:

«Загрязнение пищевых продуктов радиоактивными веществами».


Новосибирск, 2005

Содержание

Введение……………………………………………………………………….3

1 Основные источники………………………………………………………..6

2 Загрязнение пищевых продуктов…………………………………………..8

3 Действие радиоактивных веществ на организм…………………………..9

4 Радиозащитное питание…………………………………………………...12

Заключение…………………………………………………………………...16

Схема миграции радиоактивных веществ………………………………….17

Список используемых источников…………………………………………18

Введение
Под воздействием ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивными элементами, происходят изменения в жизнедеятельности и структуре живых организмов. Радиоактивные вещества загрязняют окружающее пространство, оборудование, рабочие помещения и воздух в них. Загрязнённость радиоактивными веществами воздуха и воды выражают в единицах кюри, а загрязнённость поверхностей - числом частиц (?- или ?-), испускаемых с единицы поверхности в минуту, или числом импульсов, регистрируемых радиометрическими приборами в мин/см2. Существующие радиометрические методы позволяют обнаруживать даже незначительные количества радиоактивного вещества. В ряде случаев вещества имеют двоякую токсичность: собственно химическую, вызванную химическими свойствами элементов и соединений, входящих в данное вещество и радиотоксичность.

  В зависимости от токсичности радиоактивных элементов они разделены на пять групп:

  Группа А - изотопы с особо высокой радиотоксичностью, например: свинец-210 (210РЬ), полоний-210 (210Po), радий-226 (226Ra), торий-228 (228Th), торий-230 (230Th), торий-232 (232Th), уран-232 (232U), нептуний-237 (237Np), плутоний-238 (238Pu), плутоний-239 (239Pu), амереций-241 (241Am), кюрий-242 (242Cm).

  Группа Б - изотопы с высокой радиотоксичностью, например: стронций-90 990Sr0, рутений-106 (106Ru), сурьма-124 (124Sb), йод-126 (126I), йод-129 (129I), йод-131 (131I), церий-144 (144Ce), тулий-170 (170Tm), висмут-210 (210Bi), радий-223 (223Ra), радий-224 (224Ra), торий-227 (227Th), торий-234 (234Th), уран-230 (230U), уран-233 (233U), уран-234 (234U), уран-235 (235U), рутений (241Ru).

  Группа В - изотопы со средней радиотоксичностью, например: натрий-22 (22Na), натрий-24 (24Na), фосфор-32 (32P), сера-35 (35S), хлор-36 (36Cl), марганец-54 (54Mn), марганец-56 (56Mn), железо-59 (59Fe), кобальт-60 (60Co), бром-82 (82Br), стронций-89 (89Sr), иттрий-91 (91Y), иттрий-90 (90Y), ниоьий-95 (95Nb), цирконий-95 (95Zr), рутений-105 (105Ru), сурьма-125 (125Sb), йод-132 (132I), йод-133 (133I), йод-134 (134I), цезий-134 (134Cs), цезий-137 (137Cs), церий-141 (141Ce), тулий-171 (171Tm), свинец-203 (203Pb), висмут-206 (206Bi), торий-231 (231Th), нептуний-239 (239Np).

  Группа Г - изотопы с малой радиотоксичностью, например: углерод-14 (14C), хлор-38 (38Cl), железо-55 (55Fe), медь-64 (64Cu), цинк-69 (69Zn), германий-71 (71Ge), иттрий-91m (91mY), цирконий-97 (97Zr), технеций-96m (96mTc), технеций-99m (99mTc), цезий-131 (131Cs), цезий-134 (134mCs), цезий-136 (136Cs).

  Группа Д - изотопы с наименьшей радиотоксичностью, например водород-3 (3H).

  Степень опасности радиоактивного элемента ограничивается предельно допустимым его количеством, не требующим для работы с ним разрешения санитарно-эпидемической службы.

  Радиоактивное облучение организма разделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение вызывается внешними по отношению к организму источниками излучения. Внутреннее облучение проявляется при воздействии ионизирующих излучений попадающих внутрь организма радиоактивных веществ (радиоактивные загрязнения кожного покрова человека относятся к смешанному типу воздействия). Для каждой группы особо чувствительных к облучению органов человека устанавливаются допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения, отдельно для работающего персонала и населения. При работе с радиоактивными веществами обслуживающий персонал соприкасается со всеми видами ионизирующего излучения, принадлежащего радиоактивным элементам. Исходя из возможных последствий влияния радиоактивных веществ на организм, установлены три категории облучаемых лиц: персонал, отдельные лица населения, население в целом. В соответствии с этими категориями установлены предельно допустимые дозы облучения и предельно допустимое проникновение радиоактивных веществ в организм. Важным условием обеспечения безопасности при работе с радиоактивными веществами является организация рабочего места и меры индивидуальной защиты от излучения, исключающие возможности попадания радиоактивного вещества в организм. Радиоактивные отходы и загрязнённое оборудование являются источниками распространения радиоактивных веществ.

В случае попадания радионуклидов в организм человека специалисты говорят о внутреннем облучении. У него есть свои особенности. Каждый радионуклид ведет себя по-своему, имеет свои точки приложения. Наиболее уязвимые органы, ткани или системы организма называют «критическими органами». Например, при поступлении радиоактивного йода в организм около 30% его накапливается в щитовидной железе, которая считается по отношению к нему критическим органом. Целая группа радионуклидов (стронций и др.) концентрируются в костях, в которых они и откладываются. Цезий распределяется равномерно в мышечной ткани.

Кроме накопления радионуклидов в организме радиобиологией учитывается период полувыведения – время, за которое количество попавшего в организм радиоизотопа сокращается наполовину. Для цезия - 137, например, период полувыведения равен 110 суткам, а для йода - 131 – 7,5 суток.

Наукой установлены предельно допустимые концентрации радиоактивных элементов (в частности, йода, цезия, стронция) в различных продуктах питания и в воде.
1 Основные источники
Источники радиоактивности, как и другие загрязнители, являются компонентами пищевых цепей: атмосфера – ветер – дождь - почва - расте­ния – животные - человек. Анализируя данные о взаимодействии радио­нуклидов с компонентами природной среды и организмом человека, необходимо отметить следующее. Радионуклиды естественного происхож­дения постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой при­роды, начиная с момента образования нашей планеты. При этом радиа­ционный фон в различных регионах Земли может отличаться в 10 и бо­лее раз. К радионуклидам естественного происхождения относят, во-пер­вых: космогенные радионуклиды, главным образом 3Н, 7Ве, 14С, 22Na, 24Na; во-вторых: радионуклиды, присутствующие в объектах окружающей сре­ды (среди них основными источниками загрязнения пищевых продук­тов и облучения человека являются 40К, 238U, 232Th).

Радон — один из первых открытых человеком радионуклидов. Этот благородный газ образуется при распаде изотопа 226Ra и поступает в орга­низм ингаляционным путем. Человек контактирует с радоном везде, но главным образом в каменных и кирпичных жилых зданиях (особенно в подвальных помещениях и на первых этажах), поскольку главным ис­точником является почва под зданием и строительные материалы. Ра­диоактивность (мкЗв/год) строительных материалов такова: дерево - 0; из­вестняк, песчаник – 0 - 100; кирпич, бетон – 100 - 200; естественный камень, производственный гипс - 200 - 400; шлаковый камень, гранит – 400 - 2000. Высокое содержание радона может быть в подземных водах. Доступным и эффективным способом удаления радона из воды является ее аэрация.

В результате производственной деятельности человека, связанной с добычей полезных ископаемых, сжиганием органического топлива, со­зданием минеральных удобрений и т. п., произошло обогащение атмо­сферы естественными радионуклидами, причем естественный радиаци­онный фон постоянно меняется.

С момента овладения человеком ядерной энергией в биосферу нача­ли поступать радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия. Таким образом, встал вопрос об искусственных радионуклидах и особенностях их влияния на организм человека. Среди радионуклидов искусственного происхожде­ния выделяют 21 наиболее распространенный, 8 из которых составляют основную дозу внутреннего облучения населения: 14С, 137Cs, 90Sr, 89Sr, l06Ru, 144Ce, 131I,95Zr.

Существуют три пути попадания радиоактивных веществ в организм человека; а) при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными ве-ществаци; б) через желудочно-кишечный тракт — с пищей и водой; в) через кожу.
2 Загрязнение пищевых продуктов
В растения радионуклеиды попадают в результате загрязнения воздуха, почвы. Растения по мере накопления радиоактивных веществ располагаются в порядке: капуста – свекла – картофель – пшеница – естественная травяная растительность.

Нерастворимые радионуклеиды загрязняют растения с поверхности, растворимые – поглащаются через листья, плоды, стебли.

Степень поступления из почвы зависит от её типа. Наименьший переход радиоактивных веществ в растения на чернозёмах, наибольший – в регионах с торфяно-болотистыми почвами.

В организм животных могут попадать через желудочно-кешечный тракт, органы дыхания, кожные покровы, а также с загрязнёнными кормами и водой.

Накопление в организме животных и переход в продукты животного происхождения зависит от свойств радиоактивного вещества, возраста животного и его состояния.

Водные пищевые цепи не являются важным источником облучения человека радиоактивными веществами. Это зависит от свойств воды, рН, химического состава. Слабая минерализация воды способствует более высокому накоплению ралиоактивных веществ гидробионтами. Рыбы пресноводных водоёмов накапливают эти вещества в десятки раз больше.

3 Действие радиоактивных веществ на организм
Эффект действия ионизирующих излучений на клетку и организм в целом можно понять, проследив изменения, происходящие на всех эта­пах следующей цепи: биомолекулы - клеточный компартмент – клетка – ткани - организм, и установив взаимосвязь между ними.

Клетка - это слаженная динамическая система биологически важ­ных макромолекул, которые скомпонованы в компартменты (субклеточ­ные образования), выполняющие определенные физиологические функции.

Наиболее чувствительными к облучению органеллами клеток организ­ма млекопитающих являются ядро и митохондрии. Здесь повреждения проявляются в малые сроки и при малых дозах. Наиболее всего угнетают­ся процессы окислительного фосфорилирования, изменяются физико-химические свойства нуклеопротеидов, в результате чего происходят ко­личественные и качественные изменения в ДНК, нарушаются процессы транскрипции и трансляции. Кроме этого, угнетаются энергетические процессы, выброс в цитоплазму ионов К+ и Na+, нарушаются функции мембран. Одновременно возможны все виды мутаций: геномные мутации (кратные изменения гаплоидного числа хромосом), хромосомные мута­ции или хромосомные аберрации (структурные или численные измене­ния хромосом), генные или точковые мутации (изменения молекулярной структуры генов, в результате чего синтезируются белки, утратившие свою биологическую активность).

Принято рассматривать три этапа радиационного поражения клетки.

I этап можно назвать физическим. На этом этапе происходит ионизация и возбуждение, макромолекул; при этом поглощенная энергия реализуется в слабых местах (в белках - SH-группы, в ДНК - хромофор­ные группы тимина, в липидах - ненасыщенные связи).

II этап - химические преобразования. На этом этапе происходит взаимодействие радикалов белков, нуклеиновых кислот, липидов с водой,
кислородом, с радикалами воды и т. п. Это в свою очередь приводит к
образованию гидроперекисей, ускоряет процессы окисления, вызывает
множественные изменения молекул. В результате этого начальный эф­фект многократно усиливается. Разрушается структура биологических
мембран, усиливаются другие процессы деструкции, высвобождаются
ферменты, наблюдается изменение их активности.

III этап - биохимический. На этом этапе происходят нарушения,
которые связаны с высвобождением ферментов и изменением их ак­тивности. Различные ферментные системы реагируют на облучение нео­днозначно. Активность одних ферментов после облучения возрастает, других - снижается, третьих - остается неизменной. К числу наибо­лее радиочувствительных процессов в клетке относится окислительное фосфорилирование. Нарушение этого процесса отмечается через 20 - 30 минут при дозе облучения 100 рад. Оно проявляется в повреждении системы генерирования АТФ, без которой не обходится ни один про­цесс жизнедеятельности.

Высокой чувствительностью обладают ДНК-комплексы (ДНК кле­точного ядра в комплексе со щелочными белками, РНК, ферментами). Предполагается, что в этом случае в первую очередь поражаются связи белок-белок и белок-ДНК.

Облучение целостного организма приводит к снижению гликогена в скелетных мышцах, печени и ряде других тканей в результате нейрогуморальной реакции на облучение. Кроме этого обнаруживается нарушение процессов распада глюкозы (гликолиз) и высокополимерных полисахаридов.

При действии ионизирующих излучений на липиды происходит образование перекисей. Схема реакций в этом случае может быть представ­лена следующим образом:

ROOH R' и ROOH ROO' - начальное образование радикалов;

R' + О RO2 ' и ROO' + RH ROOH + R' - цепные реакции.

Этим процессам придают особое значение в развитии лучевого поражения, т. к. это приводит к разрушению клеточных мембран и гибели клетки.

В организме при его облучении наблюдается снижение общего содержания липидов, их перераспределение между различными тканями с увеличением уровня в крови и печени (что, вероятно, связано с измене­ниями углеводного обмена). Кроме того, наблюдается угнетение ряда антиоксидантов, что, в свою очередь, также способствует образованию токсичных гидроперекисей.

По характеру распределения в организме человека радиоактивные вещества можно условно разделить на следующие три группы:

  1. отлагающиеся преимущественно в скелете (так называемые остеотропные изотопы - стронций, барий, радий и другие);

  2. концентрирующиеся в печени (церий, лантан, плутоний и другие);

  3. равномерно распределяющиеся по системам (водород, углерод,
    инертные газы, железо и другие). Причем одни имеют тенденцию к накоплению в мышцах (калий, рубидий, цезий), а другие - в селезенке, лимфатических узлах, надпочечниках (ниобий, рутений).

Особое место занимает радиоактивный йод - он селективно аккумулируется щитовидной железой.

Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирую­щему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани орга­низма человека по степени возрастания чувствительности можно распо­ложить в следующем порядке: нервная ткань, хрящевая и костная ткани, мышечная ткань, соединительная ткань, щитовидная железа, пищева­рительные органы, легкие, кожа, слизистые оболочки, половые железы, лимфоидная ткань, костный мозг.

4 Радиозащитное питание
Несколько слов о радиозащитном питании. Современная концепция радиозащитного питания базируется на трех основных положениях:
— максимально возможное уменьшение поступления радионуклидов с пищей;
— торможение процесса сорбции и накопления радионуклидов в организме;
— соблюдение принципов рационального питания.

Уменьшение поступления радионуклидов в организм с пищей можно достичь путем снижения их содержания в продуктах при помощи различных технологий или агрозоотехнических приемов, а также моделирования питания, т.е. использования рационов, содержащих их минимальное количество.

За счет обработки пищевого сырья - тщательного мытья, чистки продуктов, отделения малоценных частей можно удалить от 20 до 60% радионуклидов. Так, перед мытьем некоторых овощей целесообразно удалить верхние наиболее загрязненные листья (капуста, лук репчатый и др.). Картофель и корнеплоды обязательно моют дважды: перед очисткой от кожуры и после нее.

Наиболее предпочтительным способом кулинарной обработки пищевого сырья в условиях повышенного загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами является варка. При отваривании значительная часть радионуклидов переходит в отвар. Продукт нужно варить в воде 10 мин, а затем слить воду и продолжать варку в новой порции воды. Такой отвар можно использовать в пищу, например, он приемлем при приготовлении первых блюд.

Мясо перед приготовлением в течение 2 ч следует замочить в холодной воде, порезав его небольшими кусками, затем снова залить холодной водой и варить при слабом кипении в течение 10 мин, слить воду и в новой порции воды варить до готовности. Необходимо помнить о том, что при жарении мяса и рыбы происходит их обезвоживание и на поверхности образуется корочка, препятствующая выведению радионуклидов и других вредных веществ. Поэтому при вероятности загрязнения пищевых продуктов радиоизотопами следует отдавать предпочтение отварным мясным блюдам, а также блюдам, приготовленным на пару.

На переход радионуклидов из продукта в бульон влияет солевой состав и реакция воды. Так, выход 90Sr в бульон из кости составляет (в процентах от активности сырого продукта): при варке в дистиллированной воде - 0,02; в водопроводной воде - 0,06; в водопроводной воде с лактатом кальция - 0,18.

Питьевая вода из централизованного водопровода обычно не требует какой-либо дополнительной обработки. Необходимость дополнительной обработки питьевой воды из шахтных колодцев состоит в ее кипячении в течение 15 - 20 мин. Затем следует ее охладить, отстоять и осторожно, не поднимая осадка перелить светлый слой в другую посуду.

Существенного снижения содержания радионуклидов в молочных продуктах можно достичь путем получения из молока жировых и белковых концентратов. При переработке молока в сливках остается не более 9% цезия и 5% стронция, в твороге - 21% цезия и около 27% стронция, в сырах - 10% цезия и до 45% стронция. В сливочном масле всего около 2% цезия от его содержания в цельном молоке.

Для выведения уже попавших в организм радионуклидов необходима высокобелковая диета. Употребление белка должно быть увеличено не менее чем на 10% от суточной нормы для восполнения носителей SH-групп, окисляемых активными радикалами, образуемых радионуклидами. Источниками белковых веществ, кроме мяса и молочных продуктов, являются продукты из семян бобовых растений, морская рыба, а также крабы, креветки и кальмары.

В желудке радионуклиды находятся в "свободном" состоянии, не взаимодействуя с химическими компонентами перевариваемых продуктов. Этим создаются относительно благоприятные условия для поглощения (связывания) их радиозащитными веществами. Эффективными сорбентами радиоактивного цезия являются ферроцианиды, альгинаты, высококислотные полисахариды. Предпочтительнее применение радиопротекторов природного происхождения, не обладающих побочным действием на организм и проявляющих достаточно выраженный радиозащитный эффект.

Для торможения процесса всасывания и накопления радионуклидов в организме необходимо активизировать перистальтику кишечника, чтобы уменьшить время облучения организма радионуклидами, проникшими в желудочно-кишечный тракт. Этому способствует потребление продуктов, содержащих пищевые волокна - хлеба из муки грубого помола, перловой и гречневой каш, холодных фруктовых и овощных супов, блюд из вареных и сырых овощей, а также молочных продуктов, содержащих органические кислоты (кефир, простокваша, кумыс). Полезны также настой чернослива с сахаром, отвар пшеничных отрубей, морская капуста.

Целесообразно пользоваться легкими слабительными средствами растительного происхождения. К ним относятся почечуйная трава, спорыш, корень солодки, корень одуванчика, семя льна, семена подорожника. При отсутствии достаточного эффекта можно пользоваться более сильными растительными слабительными средствами, такими как кора крушины, лист сенны, корень ревеня, алоэ, плоды жостера и др.

В период повышенного радиационного воздействия необходимо для усиления биохимических реакций в организме увеличить потребление жидкости - лучше за счет питья различных соков с мякотью (богатых пектиновыми веществами), хлебного кваса, витаминных напитков, чая.

Распространено мнение, что при повышении радиационного фона полезно употреблять спиртные напитки. Действительно, в небольших дозах красные вина способствуют кроветворению, а содержащиеся в красных терпких винах антоцианы и катехины способны образовывать с некоторыми радионуклидами нерастворимые комплексы, выводимые затем из организма. Однако диапазон такого действия очень мал, количество фенольных соединений даже в красных винах незначительно. Прием красного вина эффективен не позже чем через 1 - 2 ч после попадания в организм радионуклидов, поэтому употреблять его как защитное средство не целесообразно. Кроме того, сам алкоголь оказывает прямое токсическое влияние на внутренние органы человека, особенно на печень, и без того подвергающуюся воздействию радионуклидов. Намного полезнее употреблять свежезаваренный, особенно зеленый, чай, который содержит намного больше катехинов, чем любые вина. К тому же в листьях чая содержится повышенное количество витамина Р, который уменьшает проницаемость и ломкость капилляров и имеет антиокислительные свойства.

Установлено, что обогащение рациона рыбой, кальцием, фтором, вита­минами А, Е, С, которые являются антиоксидантами, а также неусвояе­мыми углеводами (пектин) способствует снижению риска онкологиче­ских заболеваний, играет большую роль в профилактике радиоактивно­го воздействия наряду с радиопротекторами, к которым относятся веще­ства различной химической природы, в том числе и серосодержащие со­единения, такие как цистеин и глутатион.

Заключение
Для наиболее опасных искусственных радионуклидов, к которым сле­дует отнести долгоживущие 90Sr, 137Cs и короткоживущий 13I, в настоя­щее время выявлены закономерности всасывания, распределения, на­копления и выделения, а также механизмы их связи с различными био­логическими структурами. Одной из главных задач по профилактике и снижению степени внутреннего облучения следует считать уменьшение всасывания радиоактивных элементов при их длительном поступлении в организм человека с пищевыми продуктами.

Состав пищевых рационов способен оказывать решающее воздействие на реакции организма не только при большой степени облучения, но и при длительном внутреннем облучении малыми дозами. Регулирование поступления радионуклидов во внутреннюю среду организма путем включения в рацион продуктов и веществ, обладающих радиозащитным, иммуноактивирующим или адаптогенным действием, кулинарная и технологическая обработка является реальным путем снижения последствий внутреннего облучения организма человека.

На основании современных достижений радиационной биологии и гигиены, результатов наблюдений, выполненных в контролируемых регионах, сформулирована формула радиозащитного питания, которая включает измененные формулы белкового, липидного, витаминного, минерального питания, обогащенного белками как носителями SH-групп, полиненасыщенными жирными кислотами, сложными некрахмальными углеводами (полисахаридами), минеральными солями и витаминами.

Из вышесказанного вытекают следующие направления по профилак­тике радиоактивного загрязнения окружающей среды: охрана атмос­феры Земли как природного экрана, предохраняющего от губительного космического воздействия радиоактивных частиц; соблюдение гло­бальной техники-безопасности при добыче, использовании и хранении радиоактивных элементов, применяемых человеком в процессе его жиз­недеятельности .
Список используемых источников


  1. Корзун В.Н. Радиозащитное питание и технология приготовления блюд при радиационном загрязнении окружающей среды // Здоровье и питание. - 1998. - №2. - С. 12 - 23.

2. Корзун В.Н., Недоуров С.И. Радиация: защита населения. - К.: Наукова думка, 1995. – 112 с.

3. Круглякова Г. В., Кругляков Г. Н. Коммерческое товароведение продовольственных товаров.: Учебник. – М.: ИТК «Дашков и К», 2002. – 496 с.

4. Кузин А. М. Природный радиационный фон и его значение для биосферы Земли. - М.: Наука, 1991.

5. http://www.bluesbag6.narod.ru

6. http://www.medved.kiev.ua

7. http://www.booksite.ru




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации