Определение следов радиоактивного загрязнения

В продуктах питания

В продуктах питания, в воде, почве, атмосферных осадках, встроительных материалах и других предметах могут присутствовать следы радиоактивного загрязнения. Определение загрязненности источниками гамма-квантов и бета-частиц в работе определяют с помощью детектора-индикатора радиоактивности КВАРТЕКС РД 8901.

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение ядер одних атомов в ядра других атомов, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений. Ионизирующее излучение – любое излучение, вызывающее ионизацию среды, то есть протекание электрических токов в этой среде, в том числе и в организме человека, что приводит к разрушению клеток, изменению состава крови, ожогам и другим тяжелым последствиям.

Ионизирующие излучения подразделяются на два вида – электромагнитное (g - излучение, рентгеновское излучение) и корпускулярное (a, b - излучения, нейтронное излучение и др.).

g - излучения обладают небольшой ионизирующей и большой проникающей способностью. Они могут быть задержаны только толстой свинцовой или бетонной плитой, распространяются со скоростью света и возникают в процессе ядерных реакций или радиоактивного распада.

a - излучения обладают большой ионизирующей и малой проникающей способностью; не проникают через внешний слой кожи и не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие a - излучения, не попадут внутрь организма через рану, с пищей, вдыхаемым воздухом.

b - излучения могут проникать в ткани организма на глубину 1-2 см и являются одинаково опасными как при непосредственном прикосновении к излучаемому веществу, так и на расстоянии.

Воздействие ионизирующего излучения может повреждать клетки человеческого организма двумя способами. Один из них - генетические повреждения, которые изменяют гены и хромосомы. Они могут проявиться в виде генетических дефектов у потомков. Другой способ – повреждения, которые наносят вред человеку в течение ее жизни. При прохождении ионизирующих излучений через ткани организма происходит ионизация атомов и молекул живой материи, в частности, ионизация молекул воды, содержащейся в органах и тканях. Образующиеся свободные радикалы (гидроксил, атомарный водород) и пероксид водорода могут вступать в реакцию с веществами, способными окисляться и восстанавливаться, нарушая биологическую структуру тканей и изменяя генетический код молекул.

Человек может подвергаться внешнему (радиоактивными веществами вне организма) и внутреннему облучениям (зараженные пища, вода, воздух). При внешнем облучении наиболее опасны рентгеновское, нейтронное, a, b - излучения. При внутреннем облучении наибольшую опасность представляет a - излучение, вызывающее язвы. В организме радиоактивные вещества распределяются в зависимости от их физико-химических свойств и состояния организма. Например, радиоактивный йод накапливается в щитовидной железе, стронций - в костях. Ряд изотопов может распределяться в организме равномерно. Большинство повреждений происходит в тканях, состоящих из быстро делящихся клеток, таких, как костный мозг (в нем происходит образование клеток крови), селезенка, пищеварительный тракт (внутренние стенки его постоянно обновляются), органы размножения и лимфатические железы.

Исследовать продукты на наличие радиоактивных следов и результаты занести в табл. 13.

Таблица 13

Результаты исследования качества пищевых продуктов

Продукт	Качество	Следы радиоактивного загрязнения
Натуральный продукт	С примесями
Мясо Молоко Сливочное масло И др

Контрольные вопросы

1. Что такое «пищевые добавки»? Для чего их используют?

2. Какие вещества выделяют как «чужеродные» для продуктов питания? Как они классифицируются?

3. На какие категории делят по качеству пищевые продукты?

4. Чем отличаются пищевые продукты-суррогаты от пищевых продуктов-фальсификатов?

5. Дайте определение радиоактивности, ионизирующему излучению. На какие виды подразделяются ионизирующие излучения?

6. Охарактеризуйте α, β, γ – излучения.

7. Какое воздействие оказывает ионизирующее излучение на организм человека?

[3, 12, 13].

Лабораторная работа 7

Определение структуры почвы

Цель:исследовать почвенный профиль, определить состав почвы методом «шнура» и методом втирания сырой почвы в ладонь и определить структуру почвы.

Почва – поверхностный плодородный слой литосферы, обладающий способностью обеспечивать рост и развитие растений. В почве постоянно и одновременно протекают химические, физические и биологические процессы.

Почва – это гетерогенная система, состоящая из твердой, жидкой, газообразной и живой частей.

В твердой части почв преобладают минеральные вещества, определяющие ее плодородие: это соединения кремния, алюминия (алюмосиликаты), магния, кальция, фосфора, серы и другие. В зависимости от размеров частиц различают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы. От механического состава почв зависит скорость переноса и накопления в почве минеральных и органических соединений, плотность, водопроницаемость почвы, влагоемкость, аэрация, теплоемкость и теплопроводность.

Органические вещества, входящие в твердую часть почвы и образующиеся за счет разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности, называются гумусом (перегноем). Составляют гумус клетчатка, белки, смолы, сахар, жиры, дубильные вещества и другие, являющиеся основным источником питания растительных организмов.

Жидкая часть – почвенный раствор – осуществляет перенос веществ внутри почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания.

Газообразная часть – почвенный воздух.

Живая часть – микроорганизмы – бактерии, водоросли, грибы, черви, насекомые и их личинки.

Для определения профиля почвы, она расчленяется на горизонты (рис. 7.1).

Зрелые почвы значительно отличаются друг от друга по цвету, пористости, кислотности и мощности. Это позволяет классифицировать все почвы мира на 10 основных типов.

Почвы отличаются по содержанию глины, ила, песка и гравия. По механическому составу почвы подразделяют на три класса: суглинок, песок и глина.

Рис. 7.1. Почвенный профиль

А – слой, образованный листовым осадком и дерниной; В – гумусовый горизонт, он имеет темный цвет и содержит много органических веществ (перегноя). Этот слой в основном определяет плодородие почвы; С – горизонт вымывания, он малоплодороден и имеет светлый оттенок из-за интенсивного вымывания частиц гумуса; Д – горизонт вымывания. В него вымываются и накапливаются вещества из вышележащих горизонтов. Данный горизонт плотный, обогащен глинистыми частицами. Цвет зависит от состава: если в состав входят соединения железа и алюминия, то он имеет бурый цвет.  

Суглинок содержит практически равные количества песка и ила и несколько меньший процент глины. Наиболее плодородными почвами являются суглинки «супесчанки», так как имеют благоприятный водный, воздушный и тепловой режим.

Песчаные почвы хорошо пропускают воду, но плохо удерживают ее и поэтому являются сухими. Эти почвы образованы крупными частицами. Они содержат незначительное количество гумуса и элементов питания, поэтому нуждаются в «подкормке». Песчаные почвы имеют хороший воздушный режим, быстрее других прогреваются весной (теплые почвы), легко поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями.

Глинистые минералы имеют вид микроскопических плоских кристаллов шестиугольной формы. Каждый кристалл включает в себя силикаты и гидроксиды алюминия и железа. Кристаллы очень малы по объему и к ним прикреплены молекулы воды и элементов питания. При увлажнении образуются большие вязкие комки. Поэтому глинистые почвы плохо пропускают воду, затрудняя ее доступ к растениям (плохой водный и воздушный режимы). Эти почвы холодные, так как медленно прогреваются весной и плохо поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями.

В общем случае, чем меньше частицы почвы, тем больше их способность удерживать воду и химические вещества, и наоборот (рис.7.2).

Рис.7.2. Способность почвы удерживать воду и биогены увеличивается при уменьшении частиц почвы (по Б. Небелу):

1 – биогены вымываются; 2 – биогены удерживаются

Отбор проб. Отбор почвы для исследования проводят на участке площадью 25 м² в 3-5 точках по диагонали с глубины 0,25м. При выяснении влияния загрязнений на грунтовые воды отбор проводят с глубины 0,75-2 м. Масса каждой пробы должна составлять 0,2-1 кг.

Материалы, реактивы, оборудование: почва разного типа; вода; стеклянный цилиндр; штатив с нанесенными на нем делениями; секундомер; цилиндр; широкий сосуд; чашка Петри; пробирка с делениями; воронка; фильтр; сито с делениями в 1 мм.