Контрольная работа: Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии

Радиационная (холодная) стерилизация материа­лов и препаратов медицинского и ветеринарного на­значения, не выдерживающих термической или хими­ческой обработки или теряющих при этом свои функ­циональные свойства, имеет большое значение. Широкое использование сульфаниламидов и анти­биотиков в медицине и ветеринарии обусловливает особый интерес к стерильности этих препаратов и способам стерилизации их. Сульфаниламиды, обладая высокой радиорезистентностью, без особых трудностей подвергаются радиационной стерилизации. При дозе 2,5 Мрад и выше не возникает никаких изменений у этих лекарственных веществ; незначительные физико-химические изменения были отмечены лишь при об­лучении дозой 25 Мрад. Антибиотики, простерилизованные радиационным способом в сухом виде, по те­рапевтической эффективности, биологическим и основ­ным физико-химическим показателям отвечают требо­ваниям, предусмотренным для необлученных препа­ратов.

Испытывалась возможность стерилизации радиационным способом гормонов, ферментов, витаминов. Оказалось, что гормоны обладают более высокой ра­диорезистентностью по сравнению с витаминами. Облучение гормонов (кортизон, преднизолон, прогесте­рон, АКТГ и др.) в дозах, значительно превышающих стерилизующие дозы (6—8 Мрад), не вызывало из­менений их химических и биологических свойств. Из ферментов наиболее радиорезистентными были протеолитические (трипсин, пепсин, инвертаза и др.). Высокой радиочувствительностью обладают вита­мины группы В, особенно если их облучают в раство­рах. Дозы облучения от 0,5 до 2,5 Мрад изменяют цвет препарата и снижают его биологическую актив­ность. Однако облучение таблеток поливитаминных препаратов, содержащих фолиевую и никотиновую кислоты, тиамин, рибофлавин, пантотенат кальция дозами в пределах 2 Мрад, не изменяло свойств пре­парата и не снижало его активности в течение 4 лет в условиях хранения при комнатной температуре.

Изучается возможность радиационной стерилиза­ции крови и препаратов, изготовленных из нее. По­лучены обнадеживающие результаты, которые позво­ляют применить ионизирующие излучения для стери­лизации крови и белковых растворов.

Несмотря на относительно высокую радиорезис­тентность микроорганизмов, оказалось возможным использовать ионизирующие излучения для получения принципиально новых препаратов — радиовакцин и радиоантигенов, а также для лучевой стерилизации уже готовых вакцин, бактериальных антигенов и пи­тательных сред.

Накоплен большой опыт по инактивации многих известных вирусов и имеются данные о дозах облу­чения, убивающих их. Установлена возможность использования радиа­ции для стерилизации вакцин и приготовления ана­токсинов.

Перспективными оказались попытки использования живых радиовакцин при гельминтозах — иммуни­зация телят и ягнят против нематод путем зараже­ния животных личинками, ослабленными рентгено- или гамма- облучением. Проводят работы по созданию радиовакцин против протозойных заболеваний сельскохозяйственных животных.

Есть данные, указывающие на то, что радиацион­ная стерилизация питательных сред не только не по­нижает питательных свойств, но даже в той или иной степени повышает их качество для некоторых видов микроорганизмов.

Исследования последних лет показали экономиче­скую целесообразность применения ионизирующих излучений для обеззараживания сырья животного про­исхождения — шерсти, пушно-мехового, кожевенного и другого сырья, неблагополучного по инфекционным болезням.

Разработаны режимы радиационного обеззаражи­вания сырья при сибирской язве, листериозе, трихо­фитии и микроспории, чуме плотоядных, ящуре. Оп­ределены параметры гамма-установки для радиацион­ного обеззараживания шерсти, кожевенного и пушно-мехового сырья, волос, пуха и пера.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Комиссия ООН по вопросам пищи и сельского хо­зяйства одобрили использование ионизирующего излу­чения для обработки пищевых продуктов с целью сте­рилизации и лучевого консервирования, а также обез­зараживания мясных туш при паразитарных пораже­ниях (трихинеллезе и др.).

Проведенные исследования лучевой стерилизации пищевых продуктов и по продлению сроков их хра­нения показывают, что этот прием будет применяться, хотя он и сопровождается некоторыми биохимически­ми изменениями продуктов, частичной потерей вита­минов и изменениями органолептических свойств. В настоящее время ионизирующие излучения рекомен­дуют применять при хранении мяса, полуфабрикатов и кулинарных изделий из них, рыбы и других про­дуктов моря, пищевого картофеля, лука и прочих корнеплодов в весенне-летние месяцы, скоропортящих­ся ягод и фруктов на сроки их транспортировки от производителя к потребителю, концентратов фрукто­вых соков и т. д.

Радиационная технология обработки и хранения продуктов основана на подавлении микробиальной обсемененности (радуризация) или радиаци­онной стерилизации (радаппертизация). Одной из сложных и недостаточно решенных проб­лем на животноводческих комплексах является обез­зараживание навоза и навозных стоков. Проведенные исследования подтвердили перспективность метода обеззараживания их с помощью гамма-излучения и ускоренных электронов.

Наиболее эффективным и эко­номически выгодным оказалось комбинированное воз­действие ионизирующего излучения и физических (теп­ло, давление) или химических факторов, так как при этом удается значительно снизить обеззараживающую дозу для яиц гельминтов и микроорганизмов. Раз­работана технология обеззараживания навозных сто­ков на основе использования ионизирующего излуче­ния (гамма-излучения или электронов), давления и температуры.

Известно, что борьба с вредителями сельскохозяй­ственных растений и собранного урожая — дело иск­лючительной важности, поскольку дает возможность сохранить очень большое количество продукции (око­ло 20% валового сбора). Для борьбы с насекомыми-вредителями предложено использовать ионизирующее излучение в трех основных направлениях:

а) радиационной половой стерилизации самцов на­секомых, специально отловленных или разведенных и затем выпущенных в естественные условия, где дан­ный вид насекомых распространен; стерильные самцы спариваются с самками, те откладывают стерильные(неоплодотворенные) яйца; личинки из таких кладок не выводятся, что приводит к уничтожению популяции;

б) радиационной селекции болезнетворных для насе­комых-вредителей микроорганизмов, грибов и др.; на полях, обработанных такими препаратами, многие насекомые-вредители заболевали и гибли;

в) радиа­ционной дезинсекции, т. е. уничтожения насекомых-вредителей сельскохозяйственной продукции облуче­нием. Для этих целей создана передвижная гамма-установка «Дезинсектор», а в условиях элеваторов функционируют промышленные стационарные устрой­ства.

Вопрос 11. Источники радиоактивного загрязнения внешней среды.

Все живые существа на земле постоянно подверга­ются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естест­венных (космическое излучение и природные радио­активные вещества) и искусственных (отходы атом­ной промышленности, радиоактивные изотопы, ис­пользуемые в биологии, медицине и сельском хозяй­стве, и др.) источников ионизирующих излучений.

Естественные источники ионизирующих излуче­ний.

Космическое излучение – это иони­зирующее излучение, непрерывно падающее на поверхность земли из мирового пространства (пер­вичное космическое излучение) и образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия пер­вичного космического излучения с атомами воздуха (вторичное космическое излучение).

Первичный компонент космических лучей образуется вследствие извержения и испаре­ния материи с поверхности звезд и туманностей космического пространства. Он состоит в основном из ядер легких атомов: водорода — протонов (79%), гелия — α-частиц (20%), лития, берилия, бора, угле­рода, азота, кислорода и других элементов, большин­ство из которых обладают очень высокой энергией. Такие большие энергии первичные космиче­ские частицы приобретают за счет ускорения их в переменных электромагнитных полях звезд, много­кратного ускорения в магнитных полях облаков кос­мической пыли межзвездного пространства и в рас­ширяющихся оболочках новых и сверхновых звезд. Однако лишь немногие частицы достигают поверх­ности земли, так как они взаимодействуют с атомами воздуха, рождая потоки частиц вторичного косми­ческого излучения. Поэтому основную массу космиче­ских лучей, достигающих поверхности земли, состав­ляет вторичное космическое излучение.

Вторичное космическое излучение очень сложно и состоит из всех известных в настоя­щее время элементарных частиц и излучений. Для оценки биологического воздействия (расчета дозы космического излучения) вторичное космическое излучение можно разделить по уровню энергии и со­ставу на четыре компонента:

1) мягкий, или малопроникающий, компонент объединяет электроны, позитроны, γ-кванты и частич­но быстрые протоны с энергиями порядка 100 МэВ;

2) жесткий, или сильнопроникающий, — состоит в основном из μ^± -мезонов с энергиями порядка 600 МэВ, небольшого количества сверхбыстрых про­тонов, с энергией более 400 МэВ, α-частиц и незна­чительного количества π^± -мезонов;

3) сильноионизирующий — содержит продукты ядерных расщеплений: протоны, α-частицы, дейтроны, тритоны и более тяжелые осколки ядер с энергией 10—15 МэВ;

4) нейтронный компонент — нейтроны различных энергий.

На уровне моря космическое излучение состоит в основном, как правило, из мягкого и жесткого ком­понентов.

Мягкий компонент поглощается слоями свинца тол­щиной 8—10 см и железа—15—20 см; жесткий — проходит через свинец толщиной более метра, его можно обнаружить под землей и под водой на глу­бине нескольких километров.