Задание 10.7. Дезактивация продукции лесоводства
В Республике Беларусь радиоактивное загрязнение отмечается в 50 из 88 лесхозов, степень загрязнения территории которых неодинакова. К настоящему времени обследованы все лесхозы и на основе этого произведено зонирование загрязненных территорий, на которых регламентирована лесохозяйственная деятельность и осуществляется радиационный мониторинг лесов и радиационный контроль продукции лесхозов. Основанием для отнесения земель лесного фонда к той или иной зоне является плотность загрязнения почв цезием-137, установленная на основании поквартального радиационного обследования лесов. При зонировании территорий лесного фонда выделяются четыре зоны радиоактивного загрязнения лесов – I – IV, а в пределах зоны I – подзоны 1А и 1Б в целях более детальной регламентации лесохозяйственной деятельности.
К основной продукции леса, используемой человеком для употребления в пищу, относят грибы и ягоды (дары леса), а также мясо диких животных и птицы. Содержание радионуклидов в ней чаще всего значительно выше, чем в продуктах растениеводства и животноводства, производимых на той же территории.
Грибы могут накапливать цезий-137 на 1–2 порядка больше, чем его концентрация в почве, и в десятки раз больше, чем растения, с которыми они находятся в симбиозе. Из минеральных элементов в плодовом теле грибов больше всего содержится калия (до 50%), который является химическим аналогом цезия, поэтому грибы при обычно высоком дефиците калия в лесных почвах интенсивно начинают накапливать цезий. Причем следует отметить, что цезий накапливается грибами интенсивнее, чем калий.
На накопление цезия-137 в грибах оказывают влияние почвенно-экологические условия лесного ценоза, плотность загрязнения почвы, видовые особенности, связанные с распределением мицелия в почвенном профиле. Межвидовые различия у грибов по его накоплению достигают 10 раз, внутривидовые – 4–5 раз. Минимальное накопление цезия-137 наблюдается у грибов, относящихся к почвенным сапрофитам и ксилофитам-паразитам, а максимальное накопление – у грибов, принадлежащих к группе микоризообразователей, которые имеют разную глубину расположения мицелия (от верхних слоев подстилки до глубины 50–60 см в минеральной почве). Микориза гриба формируется в микрозонах всасывающих корней симбиотических древесных растений, где повышена растворимость всех минеральных соединений и радионуклидов. Мелкие корни деревьев, через которые осуществляется всасывание, расположены в подстилке и верхнем 1–5-сантиметровом слое почвы, где сосредоточено до 90–95% цезия-137. В настоящее время условно грибы по накоплению цезия-137 в плодовых телах разделяются на четыре группы:
1) аккумуляторы цезия-137 – польский гриб, горькуша, краснушка, моховик желто-бурый, рыжик, масленок осенний, козляк, колпак кольчатый. В плодовых телах этих грибов уже при загрязнении почв, близком к фоновым значениям (3,7–7,4 кБк/м2 или 0,1–0,2 Ки/км2), содержание радионуклидов может превышать допустимые уровни;
2) сильнонакапливающие радионуклиды – подгруздок черный, лисичка желтая, волнушка розовая, груздь черный, зеленка;
3) средненакапливающие радионуклиды – опенок осенний, белый гриб, подосиновик, подберезовик, сыроежка обыкновенная;
4) слабонакапливающие радионуклиды: строчок обыкновенный, рядовка фиолетовая, шампиньон, дождевик шиповатый, сыроежка цельная и сыроежка буреющая, зонтик пестрый, опенок зимний, вешенка.
Сбор грибов, относящихся к 1-й и 2-й группе, допускается при плотности загрязнения почвы до 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). Сбор грибов, относящихся к 3-й и 4-й группе, допускается при плотности загрязнения почвы до 74 кБк/м2 (2 Ки/км2). Однако если плотность загрязнения почвы достигает 37–74 кБк/м2, то использовать эти грибы в пищу можно только после радиационного контроля.
На накопление цезия-137 грибами влияют режим увлажнения леса (на гидроморфных почвах коэффициенты накопления в 4 раза выше) и его содержание в почве (прямая зависимость).
Установлено, что в шляпках грибов накапливается в 1,5–3 раза больше цезия-137, чем в ножках. В молодых грибах содержание его выше, чем в старых, однако эта закономерность выявлена не для всех видов грибов.
Аналогично виды грибов распределяются по четырем группам и по накоплению стронция-90, однако коэффициенты перехода стронция-90 в плодовое тело грибов более чем в 100 раз ниже, чем цезия-137. Например, при одинаковой плотности загрязнения почвы у белого гриба коэффициент перехода цезия-137 составляет 3,64, а стронция-90 – всего 0,04.
Суточный рацион потребления грибов невелик, однако из-за высокого содержания радионуклидов в этой продукции вклад в формирование дозы внутреннего облучения может быть очень значителен. В ряде случаев, когда населенный пункт расположен вблизи леса, вклад грибов в формирование дозы внутреннего облучения человека может составлять до 65%.
Рекомендации по сбору грибов для населения можно получить в лесхозах, лесничествах и в районных центрах гигиены и эпидемиологии. В газетах периодически публикуются специальные «грибные карты».
Согласно Правилам ведения лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения сбор грибов, ягод и заготовка лекарственного сырья ведется в лесах при плотности загрязнения почв цезием-137 до 74 кБ/м2
(2 Ки/км2).
Загрязнение лесных грибов может быть поверхностным, когда радионуклиды находятся на поверхности плодовых тел, и структурным, когда они входят в структуру тканей, формирующих плодовые тела.
Для снижения содержания радионуклидов в грибах, предназначенных для употребления в пищу, используют несложные способы переработки. Перед приготовлением грибы тщательно очищают от почвенных частиц и пыли, растительного опада, травянистой растительности и мха, а также у отдельных видов грибов снимают кожицу со шляпок, промывают в холодной воде, режут на кусочки, укладывают в эмалированную посуду, заливают раствором поваренной соли: 30 г соли на 1 л воды. При кипячении в подсоленную воду следует добавить немного столового уксуса или лимонной кислоты, чтобы в первый отвар из тела гриба вышло побольше радионуклидов. Соотношение массы грибов и объема воды должно составлять 1:1 (т.е. на 1 кг грибов берется 1 л раствора). Грибы доводят до кипения, кипятят 10 мин, после чего раствор сливают. Затем грибы еще раз промывают в холодной воде, заливают свежим раствором и кипятят еще 20 мин. Затем раствор снова сливают, заменяют новым раствором и грибы кипятят еще 30 мин. Общее время кипячения должно составлять не менее 60 мин. Этот режим переработки снижает концентрацию радионуклидов в грибах в 100 и более раз. После такой обработки грибы можно жарить, солить, мариновать со специями.
При засолке грибов часть радионуклидов переходит в рассол, поэтому перед употреблением соленых грибов в пищу их обязательно следует промыть. При мариновании грибы отваривают 2 раза, отвары сливают, а затем заливают грибы кипящим маринадом. Допускается отваривание грибов по 15 мин с периодической сменой отвара в течение 1 часа. При отваривании сыроежек, зеленок, рядовок и волнушек в течение 30 мин концентрация цезия-137 снижается в 2–10 раз. Для снижения содержания цезия в 2–10 раз у трубчатых грибов ( подберезовик, подосиновик, боровик) их необходимо отваривать 45–60 минут. Сушеные грибы также (дважды или трижды) отваривают и используют по назначению.
Лесные ягоды по способности накапливать цезий-137 разделяются на три группы:
1) сильнонакапливающие – клюква, брусника, черника, голубика;
2) средненакапливающие – земляника, малина, ежевика;
3) слабонакапливающие – рябина, калина.
Собранные ягоды перед употреблением необходимо обязательно очистить от компонентов лесной подстилки, растительных остатков, мха, почвы и несколько раз промыть в проточной воде. В процессе очистки и мойки ягод концентрация цезия-137 в них снижается в 1,5–2 раза. При последующей переработке ягод – изготовлении варенья, джемов, повидла, конфитюров – происходит дальнейшее снижение удельной активности цезия-137 за счет разбавления сырья другими компонентами (водой, сахаром, желатином, пектином и т.д.). Ягоды также перерабатывают на компоты, соки, сиропы, морсы.
В охотничьих угодьях с плотностью загрязнения почвы до
185 кБк/м2 (5 Ки/км2) разрешается ведение охоты с выборочным радиационным контролем. Охоту разрешается проводить в лесных угодьях с плотностью загрязнения почвы цезием-137 до 555 кБк/м2 (15 Ки/км2). Вся продукция охотничьего промысла (мясо, пушнина, трофеи) подлежит обязательному радиационному контролю.
Виды диких животных по-разному накапливают радионуклиды в организме. По степени убывания концентрации радионуклидов в организме дикие животные распределяются в следующем порядке: волк<лиса<кабан<косуля<заяц<лось. Содержание радионуклидов в организме кабана и косули значительно выше, чем в организме зайца и лося. Это связано с биологическими особенностями животных и разным рационом их питания. В мясе кабанов и косули в возрасте от двух лет и старше содержится меньше цезия-137, чем в мясе молодых животных. В мясе лося, наоборот, концентрация радионуклидов у молодых особей значительно меньше. Во внутренних органах распределение радионуклидов также неравномерно. Установлено, что в сердце, печени и легких концентрация также выше, чем в мясе.
Мясо диких птиц (из-за их миграции на большие расстояния) необходимо проверять на содержание радионуклидов даже при отстреле их на территории с плотностью загрязнения почв цезием-137 до 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). На территории с плотностью загрязнения почв цезием-137 555 кБк/м2 (15 Ки/км2) и более охота и вывоз охотничьих трофеев запрещены.
Материалы и оборудование:гамма-радиометр РКГ-АТ1320 (РКГ-01), емкости для промывания и отваривания грибов, нож, дуршлаг, весы лабораторные, грибы (свежие или сушеные), представленные одним видом или смесью видов; 3 л солевого раствора (30 г поваренной соли на 1 л воды).
Выполнение работы
1. Подготовьте радиометр к работе.
2. Определите содержание цезия-137 в неочищенных грибах и результат определения запишите в отчет (табл. 10.11).
3. Грибы очистите от всех видов загрязнений, промойте в проточной воде, уберите лишнюю влагу, отбросив грибы на сито, определите содержание Cs-137.
4. Проведите трехкратное отваривание грибов в емкости с солевым раствором:
- первое отваривание (1-я обработка) сделайте в течение 10 мин, после чего отвар слейте, удалите лишнюю влагу, определите содержание Cs-137 в грибах;
- при 2-й обработке грибы промойте, залейте повторно солевым раствором и отварите в течение 20 мин, слейте воду, удалите влагу и определите содержание Cs-137;
- при 3-й обработке грибы кипятите 30 мин, промойте, удалите влагу и определите содержание Cs-137.
Таблица 10.11.Эффективность дезактивации грибов
| № п/п | Вид продукции, способ дезактивации | Содержание Cs-137, Бк/кг | Коэффициент очистки Коч |
| Грибы неочищенные Грибы, очищенные и промытые в воде Грибы, отваренные в соленом растворе: 1-я обработка (10 мин) 2-я обработка (20 мин) 3-я обработка (30 мин) |
5. Рассчитайте кратность очистки для каждого способа дезактивации.
6. Сделайте выводы об эффективности способов дезактивации грибов.
Контрольные вопросы
1. По какому критерию производится зонирование территории лесного фонда?
2. Почему в продуктах питания лесного происхождения высокое содержание радионуклидов?
3. Какие факторы оказывают влияние на накопление Cs-137 в грибах?
4. С чем связано высокое накопление цезия-137 грибами?
5. Во сколько раз виды грибов различаются по накоплению Cs-137?
6. Назовите виды грибов, обладающие минимальной и максимальной способностью накапливать Cs-137, как это можно объяснить?
7. На сколько групп по накоплению Cs-137 в настоящее время разделяются виды грибов?
8. Какие виды грибов входят в 1-ю и 2-ю группу?
9. При какой плотности загрязнения почвы допускается сбор грибов, относящихся к 1-й и 2-й группе?
10. Какие виды грибов входят в 3-ю и 4-ю группу?
11. При какой плотности загрязнения почвы допускается сбор грибов, относящихся к 3-й и 4-й группе?
12. Расскажите о влиянии почвенно-экологических условий на накопление Cs-137 грибами.
13. Какой радионуклид, Cs-137 или Sr-90, в больших количествах накапливают грибы и почему?
14. В каких населенных пунктах в рацион питания человека включается много грибов, ягод, а также мяса диких животных?
15. Где можно получить рекомендации по сбору грибов и ягод?
16. Назовите типы загрязнения грибов.
17. Какие способы, направленные на снижение содержания радионуклидов в грибах, вы знаете?
18. Какие способы дезактивации грибов наиболее эффективны и почему?
19. Какие результаты были получены при выполнении лабораторной работы?
20. При какой плотности загрязнения почв допускается сбор грибов и заготовка ягод в лесах?
21. Как лесные ягоды классифицируются по способности накапливать цезий-137?
22. Назовите основные приемы механической дезактивации ягод.
23. При каких технологических приемах и за счет чего снижается содержание цезия-137 в конечных продуктах переработки ягод?
24. При какой плотности загрязнения почв цезием-137 разрешается охота на диких животных в лесах?
25. В каком порядке распределяются дикие животные по концентрации цезия-137 в организме?
26. Как цезий-137 распределяется и накапливается в организме и органах диких животных?
27. При какой плотности загрязнения почв запрещен сбор ягод и охота на диких животных в лесах?
П р и л о ж е н и Я
П р и л о ж е н и е 1