10-9 Кu = 37 Бк
В организм животных радионуклиды поступают в основном через пищеварительный тракт. Так, если в период радиоактивных выпадений животные находятся на пастбище, то поступление радионуклидов через пищеварительный тракт составляет 100 относительных единиц, через органы дыхания - 0,1 и через кожу - 0,00001.
Основным источником радионуклидов для человека является продукция животноводства. С молоком, мясом и продуктами их переработки человек получает 60-80 % цезия-137, 40-60 % стронция-90, поступающих в организм с продуктами питания.
В первое время после аварии на Чернобыльской АЭС основной вклад в суммарную радиоактивность вносили короткоживущие изотопы, имеющие непродолжительный период полураспада: йод-131 (8,05 дня), стронций-89 (50,5 дня), теллур-132 (3,26 дня) и другие. К настоящему времени эти радионуклиды практически исчезли. Но остались последствия их негативного влияния на организм человека, в частности, йода-131 на функцию щитовидной железы.
В настоящее время главную опасность представляют долгоживущие радионуклиды, период полураспада которых длится многие годы: цезий-137 (30 лет), стронций-90 (28 лет).
Влияние радиации на организм. Под действием радиации из атомов и молекул биологических тканей выбиваются несущие отрицательный заряд электроны, в результате образуются положительно заряженные ионы. Это ведет к поражению ядер и важнейших органелл клеток. В первую очередь страдают молекулы ДНК - материальные носители наследственности, возникают мутации. Живая клетка поражается как единое целое. Особенно радиочувствительны те клетки, где идет интенсивный биосинтез: костного мозга, селезенки, половых желез, эпителия слизистых оболочек, делящиеся клетки растущих организмов.
2. Содержание радионуклидов в кормах
Биологическая доступность для растений цезия-137 со временем снижается, вследствие его перехода в необменно-поглощенное состояние. Основное количество этого радионуклида (70-94 %) находится в прочносвязанной форме. Коэффициенты перехода (Кп) цезия-137 из почвы в растения по сравнению с 1991 годом снизились в 1,5 раза, а по сравнению с 1987 годом до 4 раз.
Однако для стронция-90, наоборот, наблюдается устойчивая тенденция к повышению его перехода из почвы в растения. Связано это с тем, что для данного радионуклида характерно преобладание легкодоступных для растений водорастворимой и обменной форм, на долю которых приходится 53-87 % от валового содержания. Вот почему поступление стронция-90 из почв в растения почти в 10 раз выше, чем цезия-137, при одинаковой плотности загрязнения земель.
Плотность загрязнения почв радионуклидами не всегда отражает уровень их содержания в кормовых культурах. На плодородных, богатых гумусом глинистых почвах подвижность радионуклидов снижается и накопление их в кормовых растениях в 10-30 раз ниже, чем на торфяно-болотных, подзолистых и песчаных почвах. Поэтому важным приемом получения сельскохозяйственной продукции с минимальным содержанием радионуклидов является направленное повышение плодородия почв. Применение органических удобрений на 15-30 % уменьшает переход радионуклидов из почвы в растения, одновременно повышает урожайность.
На кислых почвах растворимость, а значит, и доступность радионуклидов для растений значительно выше, чем на почвах нейтральных и слабощелочных, поэтому известкование почв снижает содержание радионуклидов в растительных кормах в 1,5-3 раза, а иногда в 10 раз в зависимости от типа почв и исходной кислотности.
Известно, что по химическим свойствам стронций близок к кальцию, цезий к калию. Поэтому повышение в почвенном растворе концентрации кальция и калия снижает усвоение растениями радионуклидов. Калийные удобрения ограничивают поступление из почвы в растения не только радиоцезия, но и стронция-90. Учитывая сравнительно невысокую стоимость калийных удобрений их можно применять в повышенных количествах. Такие высокие дозы калия особенно эффективны под корнеплоды, картофель, многолетние травы.
Фосфорные удобрения также уменьшают поступление радионуклидов из почвы в кормовые культуры, так как они снижают доступность стронция-90 за счет осаждения его вносимыми фосфатами.
Дефицит азота в почве снижает урожай и несколько повышает концентрацию радионуклидов в продукции. Однако избыток азота, особенно при недостатке фосфора и калия, усиливает накопление радионуклидов в растениях, повышает содержание нитратов, которые усугубляют негативное действие радиации.
Некорневые подкормки микроэлементами: сульфатами меди и цинка, борной кислотой также снижают поступление радионуклидов в кормовые культуры, хотя механизм этого действия изучен недостаточно.
Подбор кормовых культур. Наибольшей способностью аккумулировать радионуклиды отличаются естественные сенокосы и пастбища, особенно заболоченные. Окультуривание и мелиорация этих угодий дает снижение перехода радионуклидов из почвы в растения в 6-8 раз. Осоково-злаковые и особенно осоковые травостои на пониженных, переувлажненных участках накапливают цезия-137 в 5-10 раз больше, чем злаковые травы: ежа сборная, мятлик луговой. Сено и сенаж, приготовленные из трав естественных сенокосов, также отличаются повышенным содержанием радионуклидов.
Бобовые культуры по сравнению со злаками накапливают стронция-90 значительно больше. Связано это с тем, что бобовые поглощают больше кальция, а значит, и близкий к нему по химическим свойствам стронций.
Мало накапливает радионуклидов зерна злаков, значительно больше - зерна бобовых, рапса. Наиболее чистыми от радионуклидов являются зерно кукурузы, ее зеленая масса и силос. Мало радиоцезия накапливают картофель, свекла, однако стронций-90 свекла накапливает почти в 4 раза больше картофеля. радиация загрязнение животное кормление
3. Кормление животных при загрязнении кормов радионуклидами
Нормирование поступления радионуклидов с рационами. Кормление животных должно обеспечить получение продукции, в которой содержание радионуклидов не должно превышать республиканские допустимые уровни. Для этого содержание цезия-137 и стронция-90 в кормах и в рационах в целом также не должно превышать эти уровни.
Общие требования к рационам. Переход радионуклидов из кормов в продукцию в значительной мере зависит от уровня и полноценности кормления, сбалансированности рационов по веществам, обладающим радиопротекторными (защитными) свойствами. Эти вещества повышают устойчивость организма к радиации, ускоряют выведение радионуклидов, снижают их содержание в продукции. К таким веществам относятся многие аминокислоты, особенно серосодержащие, клетчатка, минеральные вещества, витамины, особенно А, Е, группы В, С и другие.
Серосодержащие аминокислоты, метионин, цистин связывают свободные радикалы и снижают радиочувствительность. Богаты этими аминокислотами растения семейства капустных.
Содержащаяся в рационе клетчатка способствует более быстрому выведению из пищеварительного тракта тяжелых металлов, в том числе и радионуклидов, и меньшему накоплению их в продукции. Так, при увеличении содержания клетчатки в рационе коров с 1,3-1,8 до 3,1 кг/сутки коэффициент перехода цезия-137 в молоко снизился с 0,9 до 0,6.
Хорошо связывают и выводят из организма радионуклиды такие соединения, как пектины, которых много в корнеплодах, флавоноиды - красящие вещества растений. Эффективным радиопротекторным действием обладают настои и отвары лекарственных, витаминоносных растений, которые должны быть составной частью «зеленой аптечки» на каждой ферме.
Особое внимание следует уделять балансированию рационов по минеральным веществам и прежде всего по кальцию и калию, так как их недостаток в рационах ведет к повышенному накоплению в продукции стронция и цезия - химических аналогов данных макроэлементов. Концентрация стронция-90 в молоке снижалась на одну треть при увеличении содержания кальция в рационе коров с 50-70 г до 220-240 г за счет добавления мела или до 120-130 г за счет замены злакового сена на бобовое. Однако надо помнить, что при увеличении кальция в рационах в 2 и более раз выше нормы нарушается жизнедеятельность организма: задерживается минерализация костей, у поросят суточные приросты уменьшаются на 85-50 %.
При недостатке серы в рационах жвачных снижался синтез микрофлорой рубца серосодержащих аминокислот и бактериального белка, содержащего незаменимые аминокислоты.
При недостатке в рационах поваренной соли уменьшалось потребление животными воды, а значит, и выведение из организма радионуклидов, ухудшалась переваримость питательных веществ.
Для обогащения рационов коров кальцием, калием, кобальтом, цинком, медью, марганцем Карпенко А.Ф. использовал природный рассол «Белоруссит» в дозе 300 г на голову в сутки. В результате перенос стронция-90 из кормов в молоко снижался в 2,6-2,7, цезия-137 - в 1,1-1,4 раза.
Для снижения радиоактивного загрязнения рационов уборку трав рекомендуют проводить на повышенном срезе - 12-15 см. Сено лучше готовить методом активного вентилирования, при заготовке сенажа, силоса использовать консерванты. Корнеклубнеплоды следует мыть в проточной воде.
Согласно исследованиям А.Ф. Карпенко (1998), обработка сена горячей водой в соотношении 1:10-20 в течение 2-4 часов приводила к переходу до 70 % имевшегося в корме радиоцезия в воду. Скармливание такого «промытого» сена коровам снизило переход цезия-137 в молоко в 2 раза.
Загрязненные радионуклидами зерновые корма желательно скармливать после удаления оболочек, в которых содержится около 70 % стронция и 50 % цезия от их наличия в зернах.
Введение в рацион соединений, связывающих радионуклиды. Всасывание радионуклидов в пищеварительном тракте, накопление их в тканях и выведение с продукцией (в молоке, яйцах) могут быть значительно уменьшены введением в рацион соединений, связывающих радиоактивные вещества в прочные комплексные соединения, удаляемые вместе с калом. К числу таких соединений относятся соли алгиновой кислоты, получаемой из водорослей, железосинеродистые соли калия или аммония.
В условиях Беларуси наибольшее применение получил цезийсвязывающий ферроцин. Применение ферроцина в составе болюсов, соли-лизунца, комбикорма лактирующим коровам и крупному рогатому скоту на заключительном откорме позволяет снизить концентрацию цезия-137 в молоке от 3 до 10 раз, в говядине - от 2 до 5 раз в зависимости от радиоактивного загрязнения рационов.
В состав болюсов включают 15 % ферроцина, 75 - сернокислого бария и 10 % пчелиного воска. Болюсы представляют собой темно-синие цилиндры плотной консистенции длиной 10-11 см, диаметром - 3-3,5 см и массой 200±5 г. С помощью болюсодавателя их вводят в рубец дойным коровам и откормочным животным по 3 болюса на голову один раз в 2 месяца.
Комбикорма, содержащие 0,6 % ферроцина, скармливают лактирующим коровам и бычкам на заключительном откорме в количестве 2 кг. Соль-лизунец, включающий 10 % ферроцина, применяют в виде свободной минеральной подкормки.
Ферроцин не вызывает клинических признаков отравления при применении крупному рогатому скоту в дозах от 2 до 30 мг/кг живой массы.
Особенности кормления дойных коров. В условиях радиоактивного загрязнения особенно сложно получать молоко, соответствующее нормативным требованиям. Ведь травянистые корма, составляющие основу рационов коров, накапливают радионуклиды в 10-20 раз больше, чем зерновые. К тому же переход радионуклидов в молоко может достигать 1 % суточного потребления с кормами. В условиях загрязненных зон Полесья именно с молоком в организм человека поступает более 70 % суточной дозы цезия-137. Летом и осенью 1986 года активность цезия-137 в молоке загрязненных районов Гомельской области составляла в среднем 1180 Бк/л, в Брестской области - 832,5 Бк/л. В среднем лактирующая корова за день съедает траву с площади 150 м2 и является по сути концентратом загрязнителей. В условиях содержания коров на малопродуктивных естественных пастбищах с изреженным травостоем отмечалось многократное превышение перехода радионуклидов в молоко. Связано это как с низким качеством травостоя таких пастбищ, так и с заглатыванием животными почвенных частиц с высокой радиацией.
При выбросе радиоактивного йода выпас животных следует прекратить на 10-20 суток после начала загрязнения. За это время в результате распада радиоактивного йода его содержание в растениях уменьшится в десятки раз и через 30-45 дней в молоке коров он не обнаруживается. Вместо пастбищной травы животным скармливают корма, заготовленные до выброса радиоактивного йода, можно использовать и свежезаготовленные картофель, корнеплоды. Дойным коровам рекомендуют вводить в рацион растения из семейства капустных: рапс, редьку масличную, кормовую капусту, брюкву. Это уменьшает выведение изотопов йода с молоком в 1,5-2 раза, увеличивая его выделение с мочой. Коровам дают в сутки по 2-4 таблетки кайода (в зависимости от продуктивности). В настоящее время при составлении рационов для дойных коров нормируют поступление с кормами цезия-137 и стронция-90. Содержание этих радионуклидов в кормах не должно превышать РДУ. Пример расчета дан в таблице.
Таблица. Расчет содержания радионуклидов в суточном рационекоровы живой массой 500 кг, удой 10 кг
КормаКоличество, кгСодержаниек.ед.перев. протеина, гцезия-137стронция-90Бк/кгБк/сутБк/кгБк/сутСено бобово-злаковое21,012010002000150300Солома овсяная30,8439300900185555Силос викоовсяный101,90200240240050500Силос кукурузный101,90120240240050500Свекла кормовая101,1090160160037370Комбикорм32,9360180540100300Содержится в рационе9,6492998402525Допустимое содержание в рационе 10000 2600При использовании молока и цельномолочной продукции для пищевых целей содержание в суточных рационах коров цезия-137 не должно превышать 10000 Бк и стронция-90 - 2600 Бк. В приведенном рационе содержание радионуклидов соответствует этим требованиям. Наиболее загрязненным кормом является сено, хотя фактическое содержание в нем радионуклидов и несколько ниже допустимых уровней, поэтому количество сена в рационе минимальное - 2 кг. В рационе коров с удоем 10 кг сравнительно высокий удельный вес концентратов - 30 % . Связано это с тем, что без повышенных дач этих наиболее чистых кормов добиться минимального содержания радионуклидов в рационах практически невозможно. Доля концентратов в рационах высокопродуктивных коров может составлять 40 и более процентов. В пастбищный период для гарантированного получения молока в пределах допустимых требований выпасать коров следует на высокопродуктивных культурных пастбищах, а еще надежнее - стойловое кормление свежескошенной зеленой массой, так как в этом случае радиоактивность молока снижается в 2,7-4,3 раза. Рационы должны быть также сбалансированы по минеральным веществам, витаминам с учетом уровня молочной продуктивности. Согласно требованиям РДУ при производстве цельномолочной продукции концентрация цезия-137 в зеленой массе не должна превышать 165 Бк/кг, стронция-90 - 37 Бк. При таком уровне загрязнения в рационе - 10 кБк содержится в 60 кг зеленой массы.
Необходимо свести к минимуму поступление радионуклидов в организм животных с частицами почвы. Для этого не следует выпасать коров на изреженных посевах озимой ржи, на пастбищах со слабой дерниной и травостоем ниже 10 см, где коэффициент перехода радиоцезия за счет попадания с кормом частиц почвы может возрастать с 1,0 до 4,5.
При получении молока как сырья для дальнейшей переработки допускается использование пастбищ с плотностью загрязнения супесчаных почв стронцием-90 до 1,2 на естественных и до 2,8 Кu/км2 - на культурных пастбищах. Связано это с тем, что при переработке молока в творог переходит 5,2-13,4 % цезия-137 и 16-35 % стронция-90 от их исходного содержания в молоке, в сливки - соответственно 4,5-10,0 и 2,2-4,7 %, а в масло только 1 %.
Особенности выращивания и откорма крупного рогатого скота на мясо. В соответствии с требованиями РДУ-99 содержание цезия-137 в говядине не должно превышать 500 Бк/кг, а в суточном рационе - 12,5 кБк. В случаях, когда радиоактивное загрязнение кормов в рационах выше этих требований, откорм животных проводят в два этапа. На первом этапе животных кормят по принятой в хозяйстве технологии без ограничений, на втором - в последние два месяца откорма используют более чистые корма с тем, чтобы содержание радиоцезия в рационе не превышало 12,5 кБк. За два месяца мягкие ткани в значительной мере очищаются от радионуклидов, так как период полувыведения из них стронция-90 составляет 5-6 суток, а цезия-137 - 25-35 суток.
Всасывание радионуклидов в желудочно-кишечном тракте уменьшается с возрастом в 2-10 раз. Поэтому рекомендуют откорм молодняка проводить несколько дольше обычного. Основными кормами для откормочного поголовья являются кукурузный силос, сенаж из однолетних трав, барда, концентраты.
Примерный рацион для заключительного откорма молодняка крупного рогатого скота представлен в таблице.
Расчет содержание цезия-137 в суточном рационе молодняка крупного рогатого скота на откорме при суточном приросте 1000 г, средняя живая масса 350 кг.
КормаКоличество, кгК. ед.Переваримый протеин, гЦезий-137Бк/кгБк/сутСилос кукурузный152,81802402700Сенаж вико-овсяный103,33005005000Ячмень1,51,74104480720БВМД0,30,31105480144Содержится в рационе8,26898564Требуется8,2695
Так как на низкоплодородных почвах с плотностью загрязнения 15-40 Кu/км2 получить молоко, соответствующее нормативным требованиям, без проведения дополнительных защитных мероприятий практически невозможно, Минсельхозпрод в Беларуси рекомендует заниматься здесь не молочным, а мясным скотоводством. Наиболее приспособлен к местным условиям мясной скот на основе симментальской породы, он неприхотлив и устойчив ко многим заболеваниям. Мясное скотоводство по системе «корова-теленок» требует небольших энерго- и трудозатрат. Производство говядины в этом случае включает три взаимосвязанных производственных цикла: первый - подсосное выращивание телят до 6-8 месячного возраста по системе «корова-теленок», обеспечивающий интенсивный рост молодняка; второй - выращивание молодняка для ремонта и воспроизводства стада; третий - доращивание и интенсивный откорм молодняка, а также выбракованного взрослого скота на мясо на рационах с чистыми кормами.
Особенность кормления овец. Для получения баранины в пределах нормативных требований (500 Бк/кг) содержание цезия-137 в суточном рационе овец не должно превышать 3,3 кБк. Овцам можно скармливать без ограничений корма, если они соответствуют требованиям для дойного стада.
При откорме свиней может быть получена продукция в 5-10 раз более чистая, чем от крупного рогатого скота и овец, так как в свиноводстве используют преимущественно более чистые концентрированные корма. Например, при скармливании на заключительном откорме 3 кг комбикорма, содержащего цезия-137 180 Бк/кг, в рационе будет 540 Бк/кг (допустимо 720 Бк/кг). Прогнозируемое содержание цезия-137 в свинине - 135 Бк, (540´25:100) при нормативном требовании - 180 Бк/кг. При откорме свиней можно использовать и картофель, который также относится к чистым кормам. Содержание в нем цезия-137, как правило, не превышает 100 Бк/кг. Сало свиней содержит радионуклидов в 5-8 раз меньше, чем мышечная ткань, поэтому сальный откорм можно вести на более загрязненных территориях.
В кормлении птицы используют в основном комбикорма, в которых содержание цезия-137 не превышает допустимый уровень (180 Бк/кг). Это позволяет производить яйцо и мясо птицы даже при высоких плотностях загрязнения территории. Стронций-90 выделяется главным образом со скорлупой яиц. Рекомендуется обогащать рацион птицы кальцием, обеспечивая его превышения с нормой в 2-5 раз.
При организации кормления пушных зверей содержание цезия-137 в суточном рационе не должно превышать: для норок - 185 Бк, для лисиц - 3700, песцов - 4070, соболей - 222 Бк. В случаях, когда для кормления зверей используются корма с более высоким содержанием радионуклидов, тогда в последние 1-3 месяца перед убоем животных переводят на чистые корма.
Пчеловодством можно заниматься на всей территории радиоактивного загрязнения, так как мед практически не накапливает радионуклиды.
Особенности кормления животных в личных подсобных хозяйствах. Основным кормом для коров в стойловый период в этих хозяйствах является сено, которое скармливают по 10-12 кг и более. С учетом этого обстоятельства требования по содержанию радионуклидов в этом корме более строгие и составляют до 1000 Бк/кг по цезию-137 и 200 Бк/кг по стронцию-90. Сено должно быть из сеяных трав, а использование сена с естественных угодий следует сократить до минимума.
Выпас животных следует проводить на улучшенных кормовых угодьях (многолетних и однолетних), начинать пастьбу при высоте травостоя не менее 10 см. Нельзя выпасать коров и заготавливать сено в лесах, где загрязненность радионуклидами значительно выше.
Корма для животных на откорме используют без ограничений, однако за 1,5-2 месяца до убоя животных переводят на чистые кормовые средства. При недостатке кормов, соответствующих нормативным требованиям, используют феррациносодержащие болюсы, комбикорма.
В частном секторе увеличивается поголовье коз. Надо иметь в виду, что коэффициенты перехода радионуклидов в молоко у этих животных значительно выше, чем у коров, и составляют от 4 до 11 на 1 л по цезию-137 и до 1 - по стронцию-90.