- •В.О. Кіцно, с.В. Поліщук, і.М. Гудков основи радіобіології та радіоекології
- •1. Теми самостійних занять 10
- •Тема 1. Норми радіаційної безпеки 10
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу 10
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту 26
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології 40
- •Тема 4. Фізичні основи радіобіології 46
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень 82
- •Тема 6. Радіоекологія 121
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •1. Теми самостійних занять Тема 1. Норми радіаційної безпеки
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу
- •1.2. Основні положення “Норм радіаційної безпеки України” (нрбу-97)
- •1.3. Основні регламентні величини
- •1.3.1. Радіаційно-гігієнічні регламенти першої групи – контроль за практичною діяльністю
- •1.3.2. Радіаційно-гігієнічні регламенти другої групи - медичне опромінення населення
- •1.3.3. Радіаційно-гігієнічні регламенти третьої групи - втручання в умовах радіаційної аварії
- •1.3.4. Радіаційно-гігієнічні регламенти четвертої групи – зменшення доз хронічного опромінення населення
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту
- •2.1. Загальні положення “Основних санітарних правил протирадіаційного захисту України” (оспу-2001)
- •2.2.Типи джерел випромінення
- •2.3. Групи радіотоксичності
- •2.4. Основні принципи захисту від закритих джерел іонізуючих випромінень
- •2.5. Вимоги до влаштування, обладнання та організації праці у радіологічній лабораторії при роботі з відкритими джерелами іонізуючих випромінень
- •2.5.1. Влаштування лабораторій
- •2.5.2. Поводження з радіоактивними відходами
- •2.5.3. Дезактивація робочих приміщень та устаткування лабораторії
- •2.5.4. Засоби індивідуального захисту та особистої гігієни при роботі з радіоактивними речовинами
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •3.1. Визначення наук
- •3.2. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •Тема 4. Фізичні основи радіобілогії
- •4.1. Типи ядерних перетворень. Радіоактивність, одиниці її вимірювання
- •4.3. Види доз іонізуючих випромінень, одиниці їх вимірювання, порядок розрахунку і застосування
- •4.4. Основні методи виявлення іонізуючих випромінень
- •4.5. Методи радіометрії
- •4) Визначення сумарної β-активності по зольному залишку.
- •4.6. Призначення, класифікація, принцип будови дозиметричних приладів
- •Блок підсилення та перетворення
- •Блок живлення
- •4.7. Прилади індивідуального дозиметричного контролю
- •4.7.2. Прилади, що працюють на базі сцинтиляційного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.3. Прилади, що працюють на базі фотографічного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.4. Прилади, що працюють на основі люмінесцентного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.8. Прилади загального дозиметричного контролю
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень
- •5.1. Загальні уявлення про природу дії іонізуючих випромінень на живий організм
- •5.2. Радіобіологічні ефекти
- •5.2.1. Радіаційна стимуляція
- •5.2.2. Морфологічні зміни
- •5.2.3. Променева хвороба
- •5.2.4. Прискорення старіння і скорочення тривалості життя
- •5.2.5. Загибель
- •5.2.6. Генетичні зміни
- •5.2.7. Близькі і віддалені наслідки радіаційного ураження
- •5.3. Радіочутливість організмів
- •5.3.1. Радіочутливість рослин
- •5.3.2. Радіочутливість тварин
- •5.3.3. Радіочутливість риб
- •5.3.4. Радіочутливість амфібій і рептилій
- •5.3.5. Радіочутливість бактерій і вірусів
- •5.3.6. Радіочутливість рослинних угруповань
- •5.3.7. Особливості дії малих доз іонізуючих випромінень на живі організми
- •5.3.8. Критичні органи
- •5.4. Модифікація радіаційного ураження організму
- •5.4.1. Протипроменевий біологічний захист
- •5.4.2. Радіосенсибілізація
- •5.4.3. Післярадіаційне відновлення організму
- •Тема 6. Радіоекологія
- •6.1. Джерела радіоактивного забруднення об’єктів навколишнього середовища
- •6.1.1. Природні джерела
- •6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів
- •6.2. Міграція радіонуклідів у навколишньому середовищі
- •6.3. Особливості надходження радіонуклідів у водні екосистеми
- •6.4. Розподіл радіонуклідів у морській екосистемі
- •Радіонукліди
- •6.5. Міграція радіонуклідів у прісноводних екосистемах
- •6.6. Загальні властивості прісноводних екосистем
- •6.7. Розподіл радіонуклідів серед компонентів прісноводних водоймищ
- •6.8. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та
- •6.8.1. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •6.8.2. Надходження радіонуклідів у рослини з ґрунту
- •6.8.3. Надходження радіонуклідів у організм сільськогосподарських тварин
- •6.9. Накопичення радіонуклідів гідробіонтами
- •6.10. Прогнозування надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та організм тварин
- •6.11. Особливості ураження організму інкорпорованими радіоактивними речовинами
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.1. Основні принципи організації ведення сільського господарства на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.2. Зниження надходження радіонуклідів у продукцію сільського господарства
- •7.2.1. Засоби зниження надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •7.2.2. Засоби зниження надходження радіонуклідів в організм сільськогосподарських тварин
- •7.3. Ведення особистого підсобного господарства в районах радіоактивного забруднення
- •7.4. Очищення продукції сільського господарства від радіонуклідів технологічною переробкою
- •7.4.1. Очищення продукції рослинництва
- •7.4.2. Очищення продукції тваринництва
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •8.1. Радіаційна техніка в сільському господарстві
- •8.2. Радіаційно-біологічні технології в рослинництві
- •8.2.1. Передпосівне опромінення насіння сільськогосподарських культур для прискорення проростання, розвитку та підвищення продуктивності рослин
- •8.2.2. Передсадивне опромінення органів вегетативного розмноження та розсади дня прискорення розвитку і підвищення продуктивності рослин
- •8.2.3. Опромінення насіння і рослин з метою одержання нових сортів
- •8.2.4. Радіаційна біотехнологія подолання несумісності тканин і стимуляція зрощення при вегетативних щепленнях рослин
- •8.2.5. Радіаційна біотехнологія запобігання проростанню бульб, коренеплодів і цибулин при зберіганні
- •8.2.6. Використання іонізуючих випромінень для подовження строків зберігання ягід, фруктів та овочів
- •8.2.7. Радіаційна консервація продукції рослинництва і плодівництва
- •8.2.8. Радіаційні способи боротьби з комахами - шкідниками сільськогосподарських рослин
- •8.3. Радіаційно-біологічні технології в тваринництві
- •8.3.1. Радіаційне консервування кормів і поліпшення їх якості
- •8.3.2. Радіаційна біотехнологія подовження строків зберігання м'яса і м'ясних продуктів
- •8.3.3. Радіаційне знезараження деяких видів продукції тваринництва
- •8.3.4. Радіаційне знезараження стічних вод тваринницьких комплексів
- •8.3.5. Метод ізотопних індикаторів у дослідженнях в галузі сільськогосподарської біології. Радіоавтографія. Особливості використання стабільних ізотопів
- •Тема 9. Відбір і підготовка проб води, ґрунту, рослин, продуктів харчування рослинного і тваринного походження для радіометрії
- •9.1. Відбір проб води і інших рідин
- •9.2. Відбір проб грунту
- •9.3. Відбір проб рослин
- •9.4. Відбір проб зерна
- •9.5. Відбір проб коренебульбоплодів
- •9.6. Відбір проб трави і зеленої маси сільськогосподарських культур
- •9.7. Відбір проб грубих кормів (сіно, солома)
- •9.8. Відбір проб молока і молочних продуктів
- •9.9. Відбір проб м'яса і субпродуктів
- •9.10. Відбір проб риби
- •9.11. Відбір проб яєць
- •9.12. Відбір проб натурального меду
- •9.13. Підготовка проб до радіометрії
- •2. Лабораторні роботи
- •4. Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:
- •5. Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводом-
- •6. Кодовий перемикач “фон” необхідно перевести в нульову позицію.
- •2. Визначаємо вміст 137Cs на 1 м2, якщо товщина забрудненого шару
- •3. Ситуаційні задачі з прогнозування забруднення продукції рослинництва, тваринництва та лісокористування
- •3.1. Прогнозування забруднення продукції рослинництва
- •2. Знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену
- •5. Визначаємо забруднення зерна вівса, для чого отримане забруднення території
- •14. Визначаємо необхідну кількість внесення калійних добрив по діючій речовині:
- •3.2. Прогнозування вмісту радіонуклідів в продукції тваринництва
- •3.3. Прогнозування можливого радіонуклідного забруднення продукції лісового господарства
- •3.4. Розрахунок і оцінка еквівалентної дози опромінення внаслідок надходження радіонуклідів в організм
- •5. Орієнтовні контрольні запитання з підготовки до вирішення тестових завдань
- •Рекомендована література
5.2.4. Прискорення старіння і скорочення тривалості життя
Існує пряма кількісна залежність між скороченням тривалості життя і
дозою іонізуючого випромінення. Проте, прискорення старіння і скорочення тривалості життя не обов'язково повинні бути неминучими або наслідком один одного.
Старіння - це закономірний руйнівний процес вікових змін організму,
властивий всім живим організмам на всіх рівнях організації, що веде до пониження його адаптаційних можливостей і збільшення імовірності смерті.
Старіння тварин на рівні організму виявляється у послабленні функцій основних фізіологічних систем (нервової, ендокринної, серцево-судинної, травної та ін.), зниженні контролю за їх діяльністю, зміні реактивності щодо дії гормонів, порушення на етапі надходження інформації в нервові центри.
Старіння рослин також характеризується послабленням функції основних фізіологічних систем (фотосинтезу, дихання, транспортування елементів живлення і метаболітів, водного обміну та ін.), розладом систем
регуляції, послабленням реактивності щодо дії специфічних гормонів рослин
- фітогормонів.
Усі перелічені процеси змінюються під впливом опромінення іонізуючої радіації і при високих її дозах пригнічуються нею, що й прискорює процес природного старіння організму і скорочення тривалості життя.
5.2.5. Загибель
При високих дозах опромінення, коли видужання від променевої
хвороби неможливе, настає загибель, або смерть, організму - припинення його життєдіяльності як цільної системи.
Смерть теплокровних зумовлена передусім припиненням дихання і кровообігу. Виділяють два основних види смерті - клінічну й біологічну, або
справжню. По закінченні періоду клінічної смерті, коли ще можливе повноцінне відновлення життєвих функцій, настає біологічна смерть - необоротне припинення фізіологічних процесів в клітинах і тканинах організму.
Окремі органи рослин мають автономність, що є однією з принципових властивостей, за якими розрізняють рослинні і тваринні організми. Рослини
можуть зберігати деякі функції навіть при загибелі систем і органів, що мають високу чутливість до радіації. У них не настає при цьому загибелі усього організму, як при ураженні деяких органів тварин. Навіть при високих
дозах опромінення, що пригнічують поділ клітин опромінені рослини протягом кількох тижнів можуть зберігати життєдіяльність. Тому
зареєструвати загибель рослини не завжди вдається досить швидко і достовірно (явні ознаки загибелі «рудого лісу», що отримав летальну дозу під час аварії на Чорнобильській АЕС протягом квітня - травня 1986 p., стали очевидними лише наприкінці року).
Оскільки причиною загибелі рослин є загибель їх меристем, її можна зареєструвати вже через 2-3 дні після опромінення в смертельних дозах через припинення поділу клітин. Можна констатувати загибель меристем по
специфічному побурінню кінчиків коренів та пагонів через 6-10 днів після опромінення.
5.2.6. Генетичні зміни
Соматичні ефекти виявляють тільки у безпосередньо опроміненому
організмі. Генетичні, або спадкові, ефекти передаються нащадкам. Вони виникають внаслідок мутацій, тому їх називають ще мутагенними ефектами.
Мутація - це порушення, що виникають у спадковому матеріалі і призводять
до зміни окремих ознак організму або навіть до виникнення нових ознак.
Іонізуюче випромінення має здатність зумовлювати порушення у спадковому матеріалі і сприяти виникненню мутацій. Вони можуть призводити до появи у наступних поколіннях (до 15-20-го) організмів із зміненими властивостями - виродків.
Залежність кількості виниклих мутацій від дози іонізуючої радіації має лінійний або близький до лінійного характер. З одного боку, це свідчить про
те, що ступінь генетичного ушкодження збільшується прямо пропорційно дозі, а з другого - на безпороговість цієї радіобіологічної реакції. Тобто, якою б малою не була доза опромінення, вона індукуватиме мутації. В цьому головна небезпека іонізуючих випромінень - при малих дозах організм не
зазнаватиме ніяких соматичних ушкоджень, але вони можуть виявитись у його нащадків.
Мірою генетичної дії іонізуючих випромінень є доза, яка подвоює кількість мутацій. Для сільськогосподарських тварин-ссавців, деяких радіочутливих видів рослин діапазон цієї дози досить широкий - від 0,1 до 1
Гр. При підвищенні радіаційного фону, ступеня забруднення продуктів харчування і кормів радіоактивними речовинами ймовірність виникнення
мутацій зростає.
Мутації, що виникають при опроміненні в статевих клітинах ссавців, можуть бути настільки серйозними, що плід, який формується з них, може стати нежиттєздатним і загинути. Такі мутації називають летальними, тобто смертельними. В інших випадках мутаційні зміни можуть бути сумісними з життям, але виявляються у вигляді виродків різного ступеня, спадкових
хвороб. З підвищенням дози збільшується небезпека виникнення обох типів мутацій. Особливо велика вона для організмів, що пережили променеву хворобу середнього та тяжкого ступенів.