Радиация и продукты питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Радиометрические методы радиационного контроля

Активность объектов ветеринарного надзора при радиометрических анализах обычно оценивают или измеряют с помощью альфа- и бета- радиометров. Основной недостаток радиометрических методов - отсутствие возможности проводить достоверные измерения активности без информации о радионуклидном составе пробы.

При радиологических исследованиях существует масса рутинных определений, в задачу которых входит предварительная оценка уровня радиоактивности объектов ветеринарного надзора или выяснение тенденций изменения состояния окружающей среды на подконтрольной территории. Такую работу проще и дешевле выполнить, применяя элементарные методы подготовки проб и обыкновенные радиометрические приборы. Например, радиометрические методы могут быть использованы при оценке суммарной (интегральной) альфа - и бета - активности проб объектов ветеринарного надзора и отбраковке проб для дальнейшего прохождения на определение радионуклидного состава на г-,в- и б-спектрометрах. Отбраковка позволяет проводить дальнейшие измерения только тех проб, которые превышают контрольные уровни, установленные для того или иного вида продукции при радиационном контроле на продовольственных рынках, предприятиях перерабатывающей промышленности, проведении радиационной разведки, сортировке партии продукции по уровню гамма излучения и т.п.

Дальнейшее определение содержания активности и радионуклидного состава выделенных аномальных (выше порогового уровня) проб происходит более сложными и дорогостоящими методами б-,в-,и г-спектрометрии с их радиохимической подготовкой. Предварительное распределение проб по уровням интегральной активности позволяет оптимизировать радиологические исследования и в сжатые сроки с минимальными затратами получить информацию об аномальных участках или объектах.

Определение гамма-фона, уровня радиоактивной загрязненности местности, тела животных и других объектов по мощности дозы гамма-излучения

При проведении массовых исследований объектов ветеринарного надзора на содержание радиоактивных веществ в условиях радиоактивного загрязнения обширных территорий, одним из первых этапов радиационного контроля является определение уровня радиоактивного загрязнения местности, тела животных и различных объектов сельскохозяйственного производства по мощности дозы гамма излучения от загрязненного объекта

Для проведения измерений используют приборы, предусмотренные табелем оснащения радиологических подразделений ветеринарной службы (СРП-68-01, ДРГ01-Т1, ДП-5, ДБГ-01Н и др.) При ведении радиационной разведки для обследования небольших площадей измерения могут проводить пешие дозиметристы. В случае обследования обширных территорий используют специальные автомобили, на которых смонтированы необходимые приборы (автогамма-съемка). При необходимости может быть использована воздушная гамма-съемка. В каждом конкретном случае необходимо использовать методики радиационного контроля рекомендованные для проведения тех или иных измерений. Например, «Методические рекомендации по оценке радиационной обстановки в населенных пунктах», «Инструкция по наземному обследованию загрязненных территорий» и т.п.

Измерение гамма-фона

- подготовить к работе дозиметр по прилагаемому к прибору описанию;

- расположить детектор в месте измерения (при измерении на местности детектор располагают на высоте 1м.);

- снять показания прибора и записать их в таблицу.

Измерение уровня радиоактивной загрязненности тела животных, техники, одежды и оборудования:

-выбрать участок для проведения измерений на расстоянии 15-20 м от животноводческих помещений;

- прибором ДП-5 определить фон на выбранной площадке (Д_ф);

- измерить мощность дозы гамма-излучения, создаваемую радиоактивными веществами на поверхности тела животного (Д_изм) располагая детектор прибора ДП-5 на расстоянии 1-1,5 см от поверхности тела животного (экран в положении «Г»);

- при установлении радиоактивной загрязненности кожных покровов животных обследовать всю поверхность тела, обращая особое внимание на места наиболее вероятного загрязнения (конечности, хвост, спина);

- загрязненность техники и оборудования проверяют в первую очередь в тех местах, с которыми соприкасаются при работе люди. Одежду и средства защиты обследуют в развернутом виде, находят места наибольшего загрязнения;

- рассчитать дозу облучения, создаваемую поверхностью измеряемого объекта по формуле:

Д_об = Д_изм.? Д_ф/К,

Где, Д_об - доза облучения, создаваемая поверхностью обследуемого объекта, мР/ч; Д_изм - доза излучения, создаваемая поверхностью объекта вместе с фоном, мР/ч; Д_ф- гамма-фон, мР/ч; К - коэффициент, учитывающий экранизирующее действие объекта ( для поверхности тела животных он равен 1,2; для автотранспорта и сельхозтехники - 1,5; для средств индивидуальной защиты, продовольственной тары и кладовых - 1,0).

Полученную таким образом величину радиоактивного загрязнения сравнивают с допустимой нормой и делают вывод о необходимости дезактивации.

Наличие радиоактивных веществ внутри организма животных определяют двумя измерениями: с закрытым и открытым окном детектора радиометра ДП-5. Если показания прибора с закрытым и открытым окном детектора одинаковы, обследуемая поверхность не загрязнена радиоактивными веществами. Гамма-излучение проходит через исследуемую поверхность с другой стороны (или из внутренних тканей организма). Если при открытом окне детектора показания больше, чем при закрытом, поверхность тела загрязнена радиоактивными веществами.

Оперативный радиационный контроль мясного сырья и крупного рогатого скота при приемке на перерабатывающих предприятиях и в хозяйствах

Цель входного оперативного радиационного контроля - недопущение к производству сырья, использование которого может привести к превышению допустимых уровней содержания цезия-137 и стронция-90 в пищевой продукции, установленных санитарными правилами и нормами.

Объектами входного контроля являются живой скот и все виды мясосырья. Порядок проведения оперативного радиационного контроля мясного сырья и скота устанавливается с учетом радиационной ситуации, сложившейся на территории их происхождения и проводится в виде сплошного и выборочного контроля.

Сплошной оперативный радиологический контроль осуществляют при исследовании мясного сырья и скота, произведенных на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению или подозреваемых в радиоактивном загрязнении. Выборочный контроль осуществляют при исследовании мясного сырья и скота, произведенных на территориях, не подвергшихся радиоактивному загрязнению и не подозреваемых в радиоактивном загрязнении с целью подтверждения радиационной безопасности и однородности партий мясного сырья и скота (при этом выборка составляет до 30 % объема контролируемой партии).

При выявлении мясного сырья или скота с содержанием радионуклидов выше контрольных уровней (КУ) переходят к сплошному оперативному или полному лабораторному радиологическому контролю.

Радиационный контроль мясного сырья и скота осуществляется путем оценки соответствия результатов измерения удельной активности цезия-137 в контролируемом объекте «Контрольным уровням», не превышение которых позволяет гарантировать соответствие контролируемой продукции требованиям радиационной безопасности без измерения стронция-90:

радиация излучение контроль

(Q/H)_Cs-137 + (Q/H)_Sr-90 ? 1, где

Q - удельная активность цезия-137 и стронция-90 в контролируемом объекте;

Н - нормативы удельной активности цезия-137 и стронция-90, установленные действующими правилами и нормами для мясного сырья.

Если измеренные величины удельной активности цезия-137 превышают значения КУ, то:

для получения окончательно заключения мясное сырье направляют в государственные лаборатории, где проводят полное радиологическое исследование радиохимическими и спектрометрическими методами;

животных возвращают на дополнительный откорм с использованием «чистых кормов» и (или) препаратов, снижающих переход радионуклидов в организм животных.

Для всех видов мясного сырья и скота, произведенных на «чистых» и пострадавших от радиоактивного загрязнения территориях и подлежащих радиационному контролю на мясоперерабатывающих предприятиях и в хозяйствах введены четыре значения контрольных уровней:

КУ₁ = 100 Бк/кг - для сельскохозяйственных животных и мясного сырья с костной тканью;

КУ₂ = 150 Бк/кг - для мясного сырья, без костной ткани и субпродуктов;

КУ₃ = 160 Бк/кг - для крупного рогатого скота, выращенного на территории Брянской области, наиболее пострадавшей от аварии на ЧАЭС (после убоя эти животных костная ткань подлежит обязательному лабораторному контролю на содержание стронция-90).

КУ₄ = 180 Бк/кг - для промысловых и других видов животных.

Оценку соответствия результатов измерений удельной активности цезия-137 требованиям радиационной безопасности проводят по критерию не превышения величины допустимого предела.

Результатом измерения удельной активности Q радионуклида цезия-137 является измеренное значение Q_изм. и интервал погрешности ?Q.

Если оказывается, что Q_изм. < ?Q, то принимается, что Q_изм.= 0, и область возможных значений Q характеризуется соотношением Q ? ?Q.

Сырье отвечает требованиям радиационной безопасности, если по критерию не превышения величины допустимого предела удовлетворяет требованию: ( Q ± ?Q) ? КУ. Такое сырье поступает в производство без ограничения.

Сырье не соответствует требованиям радиационной безопасности, если (Q + ?Q) > КУ. Сырье можно признать не соответствующим требованиям радиационной безопасности по критерию не превышения КУ, если ?Q ? КУ/2. В этом случае следует провести испытания в лаборатории радиационного контроля в соответствии с требованиями МУК 2.6.717-98 для пищевых продуктов.

Средства измерения. Для определения удельной активности цезия-137 в мясном сырье и организме животных допускается использование приборов, отвечающих требованиям, предъявляемым к средствам радиационного контроля, внесенных в Госреестр и табель оснащения государственных ветеринарных лабораторий.

Необходимым условием пригодности средств измерений для оперативного контроля удельной активности цезия-137 являются:

- возможность измерения удельной активности цезия-137 в мясном сырье или в организме животных без подготовки счетных образцов;

- обеспечение значения погрешности измерения пробы «нулевой активности» не более ?Q ? КУ/3 за время измерения 100 сек при мощности эквивалентной дозы гамма-излучения в месте измерения до 0,2 мкЗв/час.

Для измерений удельной активности радионуклида цезия-137 созданы новые модификации портативных приборов СКС-99 «Спутник» и РСУ-01 «Сигнал-М» со сцинтилляционным детектором, снабженным свинцовым коллиматором с крышкой, что дает возможность проводить измерения в таких объектах как туши, полутуши и т.п., подвешенных на крюках, а также прижизненное определение активности цезия-137 в мышечной ткани крупного рогатого скота перед забоем.

Специфичность измеряемых объектов контроля обуславливает особые требования к выбору геометрии измерения и к безопасности.

Измерение туш, полутуш, четвертин или мясных блоков, сформированных из мышечных тканей одного животного, проводят путем прямого контакта детектора с измеряемым объектом без отбора проб. Для исключения загрязнения детектора его помещают в защитный полиэтиленовый чехол. Использование одного и того же чехла допускается при проведении измерений только одной партии сырья. При измерении отрубов, субпродуктов и птицы измеряемые объекты располагают в поддонах, коробках или других видах тары для создания мясных блоков глубиной ? 30 см. Соответственно при измерении туш свиней или мелкого рогатого скота измеряемые объекты следует располагать в виде стоп с суммарной глубиной «по мясу» ? 30 см. Таким же образом обеспечивают необходимую глубину при измерении четвертин КРС.

При измерении живого крупного рогатого скота, полутуш и задних четвертин детектор располагают в области заднебедренной группы мышц на уровне коленного сустава между бедренной и берцовой костями; при измерении передних четвертин детектор располагают в области лопатки; при измерении туш, полутуш и задних четвертин детектор располагают в области ягодичной группы мышц слева или справа от позвоночника, между позвоночником, бедренной костью и крестцом.

Радиологический контроль продукции животного и растительного происхождения на продовольственных рынках

Радиационная ветеринарно-санитарная экспертиза на продовольственных рынках является частью ветеринарно-санитарной экспертизы, призвана обеспечить недопущение реализации на продовольственных рынках продукции животного и растительного происхождения не отвечающей требованиям радиационной безопасности, и осуществляется в соответствии с действующими правилами ветеринарно-санитарной и радиационной экспертизы.

Определение содержания радионуклидов производится в соответствии с действующими нормативными документами, регламентирующими порядок отбора проб, общими правилами первичной подготовки проб к измерениям, методиками приготовления счетных образцов и основными методиками выполнения измерений.

Радиационный контроль - одно из основных направлений обеспечения радиационной безопасности населения в условиях аварий, повлекших радиоактивное загрязнение обширных сельскохозяйственных угодий Первоочередная задача радиационного контроля - обеспечение не превышения дозовых пределов, установленных «Нормами радиационной безопасности» - НРБ-99 (табл. 1).

Таблица 1 Критерии для принятия решений об отселении и ограничении потребления загрязненных пищевых продуктов (НРБ-99, табл. 6.4)

В требованиях по ограничению облучения населения (НРБ-99, раздел 6) установлены предельно допустимые значения (нормативы) удельной активности радионуклидов в продовольствии (табл.2), соответствующие дозовым пределам, приведенным в таблице 1 для первого года после аварии.

Таблица 2 Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после возникновения аварии (НРБ-99, табл. 6.5)

В настоящее время возможность загрязнения продовольствия обусловлена радионуклидами цезий-137 и стронций-90, попавшими во внешнюю среду из-за испытаний ядерного оружия и аварий в 50-60 гг., а также в результате выбросов аварии на ЧАЭС в 1986г.

Таким образом, в случае аварии радиационный контроль должен обеспечивать не превышение нормативов по уровню А (табл. 1) для радионуклидов йода-131, цезия-134 и цезия-137, бета-распад которых сопровождается гамма-излучением, «чистых» бета - излучающих радионуклидов стронция-90 и его дочернего продукта иттрия-90, а также суммарной активности альфа-излучающих радионуклидов, приведенных в таблице 1.

В условиях радиационной обстановки, сложившейся к настоящему времени, радиационный контроль продовольствия должен обеспечить не превышение дозового предела в 1 мЗв/год по радионуклидам стронций- 90 и цезий-137.

Основной особенностью радиационного контроля на рынках является необходимость оценки радиационной безопасности большого количества мелких партий продовольствия за короткое время. Поэтому непреложным требованием к радиационному контролю является приготовление счетных образцов прямо из вещества проб без какого-либо концентрирования, и по возможности, без изменения, гомогенизации и т.п. Эти требования делают принципиально невозможным измерение удельной активности нормируемых радионуклидов по их альфа - или бета-излучению и оставляют возможность проведения радиационного контроля только по гамма-излучению.

Согласно табл. 2 для уровня А допустимый предел суммарной активности альфа-излучающих радионуклидов равен 10 Бк/кг. В то же время погрешность измерения пробы «нулевой активности» за время 1800 с даже для лучших альфа - радиометров - не менее 50 Бк/кг, а уж о представительности измерения и говорить не приходится, поскольку масса минимального «толстослойного» по альфа - излучению образца на практике не бывает более 1 г.

В условиях настоящего времени наиболее жесткие нормативы по бета-излучающему радионуклиду стронций-90 для продовольствия биологического происхождения установлены в СанПиН (2.5) по позиции - специализированные продукты для лечебного питания детей - 25 Бк/кг по радионуклиду стронций-90 и 40 Бк/кг по радионуклиду цезий-137. В продовольствии биологического происхождения обязательно содержится бета-излучающий естественный радионуклид калий-40, активностью - 40 - 200 Бк/кг. В этих обстоятельствах даже при использовании бета-спектрометрических радиометров погрешность измерения пробы «нулевой активности» по радионуклиду иттрий-90 при времени измерения 1800 с - не менее 70 Бк/кг, т.е. даже в настоящее время осуществление радиационного контроля радионуклида стронций-90 по бета-излучению на рынках практически невозможно. Тем более это проблематично в условиях аварийной ситуации, например при наличии, в выбросах бета-излучающих радионуклидов йода-131, цезия-134, а также церия-144, празеодима-144, рутения-106, рордия-106

В то же время, благодаря сравнительно малому самопоглощению в веществе пробы биологического происхождения гамма - излучение может донести до детектора информацию об удельной активности продовольствия массой до 10 кг и более. Благодаря этому обстоятельству в условиях нашего времени погрешность измерения пробы «нулевой активности» радионуклида цезия-137 для типичных сцинтилляционных гамма-спектрометрических радиометров за время измерения 1800 с составляет (2 - 5).Бк/кг для счетных образцов объемом не менее 0,5 дм³

Контроль радиоактивного загрязнения продукции на продовольственном рынке осуществляют путем оценки соответствия измеренной удельной активности цезия-137 в контролируемом объекте «Контрольным уровням» (КУ). Не превышение «Контрольных уровней» в контролируемом объекте позволяет гарантировать их соответствие требованиям радиационной безопасности без измерения удельной активности стронция-90, т.е. гарантировать выполнение условия:

(Q/H)_Cs-137 + (Q/H)_Sr-90 ? 1, где

Q - удельная активность радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в контролируемом объекте;

H - нормативы удельной активности радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, установленные для данного контролируемого объекта.

При невыполнении данного условия для получения окончательного заключения о соответствии контролируемого объекта требованиям радиационной безопасности проводят полное радиологическое исследование (концентрирование проб, их спектрометрию или радиохимическое исследование) с определением удельной активности каждого радионуклида присутствующего в пробе.

Полное радиологическое исследование проводят в областной ветеринарной лаборатории или при наличии условий в зональной, межрайонной, районной ветеринарной лаборатории, лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы на продовольственном рынке.

Радиационную безопасность продукции животного и растительного происхождения устанавливают на основании результатов радиационной ветеринарно-санитарной экспертизы.

Опасными признают продукцию животного и растительного происхождения, не отвечающую обязательным требованиям безопасности, установленным санитарными, ветеринарными правилами и нормами.

Заключение о радиационной безопасности контролируемых объектов и путях их использования (утилизации, уничтожения) продукции не отвечающей этим требованиям выдают ветеринарные врачи (ветврачи-радиологи) на основании результатов ее экспертизы.

Для всех видов продукции животного и растительного происхождения, подвергаемых радиационному контролю на продовольственных рынках, введены три значения контрольных уровней, для трех видов продукции.

КУ₁ = 20 Бк/кг - для всех видов продукции, в которых нормируемое содержание цезия-137 должно быть меньше 80 Бк/кг (Н_Cs-137 < 80 Бк/кг);

КУ₂ = 40 Бк/кг - для продукции, в которой содержание цезия-137 находится в пределах от 80 до 400 Бк/кг (80 ? Н_Cs-137 < 400 Бк/кг);

КУ₃ = 100 Бк/кг - для продукции, в которой содержание цезия-137 равно или больше 400 Бк/кг (Н_Cs-137 ? 400 Бк/кг).

Оценку соответствия результатов исследований требованиям радиационной безопасности проводят по результатам измерения удельной активности радионуклидов цезия-137 или йода-131 (Q_изм.) и абсолютной погрешности (?Q). Соответственно, верхняя граница области возможных значений Q равна (Q_изм.+ ?Q), и в общем виде Q характеризуется соотношением: Q ? Q_изм. + ?Q. Если Q_изм. < ?Q из-за флуктуаций фона радиометрической установки, то Q_изм. принимается равным 0 (Q_изм.= 0) и область возможных значений Q характеризуется соотношением: Q ? ?Q.

Продукция отвечает требованиям радиационной безопасности если (Q_изм.+ ?Q) ? КУ. Такую продукцию реализуют на рынке без ограничений. Если (Q_изм.+ ?Q) > КУ, то продукцию нельзя признать соответствующей требованиям радиационной безопасности.

По результатам испытаний продукцию можно признать несоответствующей требованиям радиационной безопасности, если ?Q ? КУ/2. В этом случае следует провести исследование данной продукции в лаборатории радиационного контроля в полном соответствии с требованиями методических указаний МУК 2.6.1.717-98 для пищевых продуктов и ветеринарными правилами для кормов (ВП 13.5.13-00).

Средства измерения. Для определения содержания радионуклидов в продукции животного и растительного происхождения на продовольственных рынках используют приборы, отвечающие требованиям, предъявляемым к средствам измерения и внесенные в табель оснащения государственных ветеринарных лабораторий. Необходимым условием пригодности гамма- спектрометра, - радиометра для использования на продовольственных рынках является возможность измерения удельной активности радионуклидов цезия-137 и йода-131. К проведению измерений допускаются приборы, которые в стандартных условиях обеспечивают значение погрешности измерения пробы «нулевой» активности не более 10 Бк/кг для радионуклидов цезия-137 и 40 Бк/кг для радионуклидов йода-131. За пробу «нулевой» активности данного радионуклида принимаются пробы, в которых удельная активность радионуклида не превышает 0,01 Н (Н - норматив, установленный СанПиН для данного радионуклида). Поскольку основной поток на испытания составляют именно пробы «нулевой» активности, то в большинстве случаев задача испытаний может быть сведена к измерению активности цезия-137 в счетных образцах, приготовленных из проб продукции животного и растительного происхождения без какого-либо концентрирования на радиометрических установках со сцинтилляционным счетчиком.

В настоящее время создана новая модификация радиометров - спектрометров типа РСУ-01 «Сигнал-М», СКС-99 «Спутник», в которой учтена специфика проведения измерений в условиях продовольственных рынков, мясо- и молокоперерабатывающих предприятий. Измерение активности цезия-137 в сельскохозяйственной продукции можно проводить в том виде, в котором она поступила в лабораторию на испытания. В качестве объекта измерения может быть, например, фляга с молоком, часть туши животного, банка с вареньем, мешок с картофелем и т.п.

Специальный коллиматор дает возможность проводить измерения в таких объектах, как туша, полутуша и т.п., подвешенных на крюках, что существенно упрощает процесс измерения при входном радиационном контроле мясосырья. Кроме того, этот тип измерения позволяет проводить прижизненное определение активности радионуклида цезия-137 в КРС перед забоем.

Новое программное обеспечение, записанное в приборе, включает в себя контрольные уровни, введенные в нормативных документах ВП 13.5.13-00 и ВП 13.5.13/05-02, регламентирующих порядок и правила оценки радиационной безопасности продукции животного и растительного происхождения лабораториями ветеринарно-санитарной экспертизы на продовольственных рынках, а также порядок и правила входного оперативного радиационного контроля мясного сырья и крупного рогатого скота при приемке на мясоперерабатывающих предприятиях. В процессе измерения прибор периодически проводит обработку набранного спектра и сравнение полученных результатов с соответствующим контрольным уровнем. В тот момент, когда достигнутая точность измерения позволяет дать однозначный ответ о соответствии исследуемой продукции контрольному уровню, прибор подает звуковой сигнал о том, что измерение может быть завершено. Специальное программное обеспечение позволяет получить ответ о соответствии продукции самому жесткому уровню КУ₁ = 20 Бк/кг менее, чем за 5 минут.

Приложение1

Допустимые уровни содержания радионуклидов стронция-90 и цезия-137

¹ Допустимые уровни содержания стронция-90 и цезия-137 в прочих, не перечисленных в данной таблице кормах и кормовых добавках, устанавливают по аналогии видовой принадлежности корма.

² Содержание цезия-137 в комбикормах для кур-несушек не может превышать 140 Бк/кг.

³ Корма, изготовленные из сырья кормового, должны отвечать настоящим правилам и кормам.

Приложение 2

Нормативы радиационной безопасности пищевых продуктов (из СанПиН 2.3.2.1078-01)

Размещено на Allbest.ru