Поступление радионуклидов с продуктами питания

Перенос выпавших на почву радионуклидов может происходить по земляным и водным пищевым цепочкам. Пресноводные пищевые цепочки, как правило, имеют второстепенное значение при определении последствий аварийных выбросов радионуклидов в атмосферу. Однако в конкретных обстоятельствах может возникнуть необходимость во введении ограничений на использование воды или потребление пищевых продуктов водного происхождения.

Перенос радионуклидов по почвенным пищевым цепочкам является важным путем облучения при оценке его долговременных экономических последствий и последствий для здоровья людей. Здесь задействовано большое число процессов, и многое зависит от характеристик радионуклидов и конкретной среды.

В случае выпадения радионуклидов из атмосферы на сельскохозяйственные угодья может происходить захват радиоактивных частиц лиственным покровом и растениями, а также их частичное осаждение на почву. Благодаря естественным потерям, например, атмосферному воздействию, поверхность очищается от радиоактивного материала, причем период полувыведения составляет от нескольких дней до нескольких десятков дней. Выпавшие на поверхность радионуклиды могут частично абсорбироваться и переноситься в другие части растения; этот процесс известен как транслокация и имеет гораздо более существенное значение в случае выпадения некоторых нуклидов, особенно цезия, по сравнению с другими радионуклидами, например, плутонием. Захват, удержание и транслокация являются доминирующими факторами в процессах переноса в течение первых недель после аварийного выпадения при условии, что оно произошло в вегетационный период.

Находящиеся в почве радионуклиды могут абсорбироваться через корневую систему растения и переноситься в его съедобные части. Уровень поступления радионуклидов через корневую систему в значительной степени зависит от конкретного элемента и его химической формы, а также вида растения и типа почвы. Поступление радионуклидов через корневую систему является важным процессом в радиоактивном загрязнении растения в более отдаленной перспективе в случае снижения уровня прямого радиоактивного загрязнения поверхности. Следовательно, это имеет большое значение в случаях радионуклидов с более длительными периодами полураспада (превышающими несколько месяцев), а именно стронция и цезия. Кроме того, радиоактивное загрязнение растений может происходить в результате процессов вторичного ветрового переноса выпавших на почву радионуклидов или их разбрызгивания дождевыми осадками. Непосредственно после выпадения радионуклидов эти пути не имеют большого значения по сравнению с процессом прямого атмосферного загрязнения. В более отдаленной перспективе они становятся важными только для мало растворимых в почве радионуклидов, которые, таким образом, практически не поступают в растения через корневую систему, как например, плутоний.

Мигрируя вниз по почвенному столбу, радионуклиды покидают корневую систему и корнеобитаемый слой. В некоторых случаях биохимические изменения почвы приводят к более интенсивной миграции находящихся в ней долгоживущих радионуклидов, в результате чего может измениться скорость их абсорбции корневой системой растения. Фиксация цезия частицами глины в некоторых видах почв является хорошо известным примером такого процесса, когда поступление радионуклидов через корневую систему резко снижается в некоторых видах почв.

Перенос радионуклидов через организм животных представляет собой еще один важный путь поступления, который может привести к облучению человека. Наиболее изученным путем является поступление радионуклидов по цепочке пастбище—корова—молоко. Это очень важно, так как для прокорма коровы требуется относительно большая площадь пастбища, что обусловливает значительное поступление отложившегося на почве материала. Кроме того, другим важным путем облучения является перенос радионуклидов из травы пастбищ или других кормовых растений в организм различных видов крупного рогатого скота, а с его мясом–в организм человека, особенно при выпасе крупного рогатого скота на пастбищах. Наиболее важным путем поступления радионуклидов в организм животных является потребление загрязненной травы или кормового растения. К числу других возможных путей поступления радионуклидов относятся поставки загрязненной воды, ингаляционное поступление из атмосферы, а также случайное потребление загрязненной почвы. Эти пути обычно имеют меньшее значение по сравнению с прямым поступлением радионуклидов в организм с кормами. Ингаляционное поступление, вероятно, будет иметь существенное значение только в случае поступления определенного типа нуклидов, речь идет о случаях, когда через стенки кишечника в организм поступает лишь небольшое количество радиоактивного материала.

Важным фактором количественного содержания радионуклидов является удаление радиоактивного материала во время приготовления и переработки пищевых продуктов. Значительная часть материала, находящегося на поверхности сельскохозяйственных культур, удаляется в ходе подготовительных операций, например, при срезании верхних листов и мытье или во время таких процессов, как помол и производство муки из зерна. В продукции молочной промышленности концентрация радионуклидов значительно колеблется в зависимости от типа конечного продукта (например, в масле, произведенном из загрязненного молока, практически отсутствует радиоактивный цезий). Изменение технологии переработки пищевых продуктов действительно является важной защитной мерой предпринимаемой для уменьшения радиационного облучения населения.

На перенос радионуклидов по наземным пищевым цепочкам после аварийного выброса радиоактивности будет оказывать влияние общепринятая практика ведения сельскохозяйственных работ и потребления пищевых продуктов, а также вышеописанные физические процессы. Такая практика может привести к значительному изменению модели переноса в зависимости от времени года, когда произошел выброс. Например, аварии, которые произошли в летний вегетационный период, когда животные могут находиться на пастбищах, приведут к более сильному радиоактивному загрязнению пищевых продуктов по сравнению с авариями, произошедшими зимой, когда многие поля находятся под паром, а животные находятся внутри помещений. Анализ влияния времени года на последствия аварийных выбросов для сельского хозяйства действительно помог выявить сильные сезонные колебания, как в масштабах необходимых защитных мер, так и в степени воздействия радиации на здоровье людей, обусловленные употреблением пищевых продуктов местного производства.

Значения концентрации радионуклидов в представляющих интерес пищевых продуктах зависят от моделей пищевых цепочек для определения поступления радионуклидов в организм человека содержание радионуклидов в продуктах питания необходимо умножить на количество этих продуктов в дневном рационе.