- •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
8.2.7. Радіаційна консервація продукції рослинництва і плодівництва
Дози γ-випромінення понад 10 кГр зумовлюють загибель більшості
видів мікроорганізмів і можуть бути застосовані для радіаційної консервації продукції. Його використовують для обробки як свіжих овочів і фруктів, так і продуктів їх переробки, наприклад соків. Найважливішою, унікальною
властивістю радіації в даному випадку є те, що при її застосуванні як консервуючого засобу можна не додержувати стерильності при підготовці та упаковці продукції в герметичну тару. Іонізуюче випромінення, яке має велику проникну здатність, дає змогу здійснювати процес стерилізації безпосередньо в упакованому вигляді в будь-яку тару - пластмасову, скляну, металеву.
Крім того, на відміну від термічної обробки, яка використовується при традиційному консервуванні, при радіаційній в продукції не зменшується
вміст вітамінів.
Але за рахунок радіаційного руйнування при таких високих дозах деяких пігментів, утворення продуктів окислення можуть змінюватись колір
та смакові якості продуктів.
8.2.8. Радіаційні способи боротьби з комахами - шкідниками сільськогосподарських рослин
При вдосконаленні способів боротьби з комахами - шкідниками
сільськогосподарських культур було розроблено різні методи застосування для цих цілей іонізуючого випромінення. При цьому треба знати точну радіочутливість не тільки різних видів комах, а й окремих стадій їх розвитку.
Відомо кілька шляхів застосування радіації для захисту рослин від
шкідників.
Метод радіаційної статевої стерилізації комах. Основою методу й різниця в радіочутливості соматичних і статевих клітин будь-якого організму. Для комах можна підібрати такі дози, при яких вони нормально або майже нормально виконують більшість фізіологічних функцій, в тому числі зберігають здатність до спарювання. Але при цьому в статевих клітинах, як більш радіочутливих, відбуваються незворотні зміни: самці втрачають здатність до запліднення, тобто стають стерильними.
Життєздатність комах, як окремого виду, визначається їх винятковою плодючістю. Відомі види, які спроможні відкладати за кілька місяців свого життя десятки тисяч яєць. За рахунок цього випуск в популяцію комах
стерильних самців може різко зменшити темпи її росту та чисельність. При неодноразовому повторенні прийому протягом кількох років можна повністю
знищити вид в окремому регіоні.
Порівняно з іншими методами, зокрема з найбільш широко використовуваним для боротьби з комахами - хімічним, даний прийом має переваги. Основна з них полягає в тому, що метод радіаційної статевої стерилізації спрямований проти лише одного конкретного виду комах, тоді як хімічні речовини діють і проти інших, у тому числі й корисних комах,
наприклад бджіл, мурашок. Через це метод нешкідливий для тварин і людини та інших живих об'єктів біосфери, тобто він є екологічно чистим.
Застосування біотехнології передбачає три основних етапи. Перший етап - розведення комах-шкідників визначеного виду на спеціальних біофабриках. Другий етап - опромінення комах, якому передує старанна
досліджувальна робота з визначення радіочутливості виду. Для цього комах вміщують у спеціальні камери з температурою 4-8°С, при якій пригнічується їх фізіологічна активність і вони втрачають рухомість, а потім збирають у контейнери, в яких і проводять опромінення. Далі до випуску в поле комахи можуть деякий час (кілька днів чи тижнів) зберігатися в цих же контейнерах або в іншій тарі також при зниженій температурі. Іноді опромінення проводять на природній нерухомій стадії розвитку комахи, частіше всього лялечки. Третій етап - випуск опромінених комах у поле (найефективнішим є розсіювання з літака або вертольота).
Відомі приклади успішного застосування цієї біотехнології. У США (штат Каліфорнія) за її допомогою була значно зменшена чисельність
злісного шкідника - середньоморської плодової мухи. У Канаді (провінція
Британська Колумбія) таким шляхом була майже знищена яблунева плодожерка. Для захисту від мігруючих популяцій цих видів комах
підтримують спеціальні карантинні бар'єри, які полягають в систематичному
випуску (раз на 2-3 тижні) невеликої кількості стерильних комах. Незважаючи на складність біотехнології, цей шлях боротьби з комахами- шкідниками економічно вигідніший, ніж застосування інсектицидів.
Радіаційна дезинсекція зерна. Комахи - шкідники сільськогосподарських рослин завдають великих втрат зібраного врожаю,
знищуючи близько 15% світових запасів зерна під час його зберігання. Якісні збитки ще більші, бо комахи виїдають здебільшого внутрішню,
найпоживнішу частину зерна з високим вмістом білка.
Найпоширеніші серед комах - шкідників зерна комірний, кукурудзяний та рисовий довгоносики, сурінамський борошноїд, зерновий шашіль, борошняний жучок та ін. Для боротьби з ними застосовують переважно
хімічні методи, які не завжди безпечні для людини. У зв'язку з цим був розроблений і набув поширення, у тому числі в Україні, радіаційний спосіб дезинсекції зерна, тобто обробка його іонізуючим випроміненням (γ- або електронне) перед завантаженням в елеватори чи інші сховища.
Доза дезинсекції - летальна для комах. Для більшості їх видів вона
становить 100-500 Гр. Саме тому дози, рекомендовані для дезинсекції, як правило, знаходяться в цих межах. Але при дезинсекції окремих партій зерна слід враховувати видову радіочутливість комах, а, можливо, й стадію розвитку в момент радіаційної обробки. Так, для яєць і личинок комірного довгоносика летальна доза дорівнює 55 Гр, а кукурудзяного - 40 Гр. Для стадій лялечки та імаго цих видів вона досягає 200 Гр. Для загибелі яєць, личинок, лялечок на ранній і пізній стадіях та імаго сурінамського борошноїда потрібні дози відповідно 96, 86, 144, 308 і 206 Гр. Доза 250 Гр є летальною для зернового шашеля у всі стадії розвитку. Вказані дози є відправними при рекомендаціях для радіаційної дезинсекції зерна, яке заражене цими видами комах.
Опромінення успішно застосовують для дезинсекції інших продуктів, зокрема сухих фруктів. γ-випромінення дозою 1 кГр знищує повністю всі види комах, які можуть їх заражати.