Радиологическое качество молока и молочных продуктов

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня около 1,3 млн. белорусов продолжают жить на территориях, загрязненных «чернобыльскими» радионуклидам.

На загрязненной территории нужно сохранять бдительность для того, что бы избежать чрезмерного облучения организма и в конечном итоге – сохранить здоровье свое и близких вам людей.

Территории 17 стран Европы общей площадью 207,5 тыс. кв. км пострадали от выпадения радиоактивных осадков [8].

Основные массивы загрязненных пахотных земель и луговых угодий сосредоточены в Гомельской (66%) и Могилевской (24%) областях. В Брестской, Гродненской и Минской областях их доля от общей площади загрязненных земель в республике составляет 4,5, 3,0 и 2,5 % соответственно [2].

Уровень радиационного загрязнения территорий — атмосферы, вод, почв, — определяет уровни облучения всего живого как непосредственно, так и по цепям питания. Перенос радионуклидов водами, ветровой перенос, перенос мигрирующими животными могут существенно изменить картину радиационного загрязнения [4].

Автоматизированная система радиационного мониторинга – это сложный комплекс программных и технических средств, функционирующий в режиме реального времени при любых условиях. В автоматизированной системе обеспечивается регулярный опрос датчиков измерения, контроль измеренных величин с заданными пороговыми значениями и перевод системы в аварийный режим при превышениях, репликация данных измерений в Центры Реагирования, дистанционный мониторинг технического состояния датчиков и элементов системы, отображение данных на электронном публичное табло для информирования населения. В настоящее время на территории Республики Беларусь функционируют автоматизированные системы радиационного контроля в зонах [9].

В Белорусской государственной сельскохозяйственной академии (БГСХА), одной из форм подготовки студентов к практической работе является прохождение производственной практики. После 5-6 лет обучения в ВУЗе, получив необходимые теоретические знания на лекциях и лабораторных занятиях, студенты направляются в структурные подразделения экологического и радиационного мониторинга окружающей среды, областные центры стандартизации и метрологии, областные центры гидрометеорологии и радиационного контроля, исследовательские институты, связанные с проблемами экологии и радиоэкологии, и другие учреждения для получения практических навыков работы по специальности, а также для сбора информации для написания дипломной работы.

В качестве своего места прохождения практики я выбрал Борисовский молочный комбинат ОАО «Здравушка-милк». Мне захотелось углубить свои знания о производстве молока, точнее имеет ли место производство молочных продуктов питания из радиозагрязненного сырья. Также хотелось применить свои теоретические знания на практике, научиться работать на современных измерительных приборах, досконально ознакомиться с методиками отбора и пробоподготовки проб для определения содержания в них радионуклидов.

Ещё одним немаловажным критерием являлось то, что сотрудники лаборатории обладают объёмом данных нужных мне для написания дипломной работы.

Цель дипломной работы:

Изучить радиологическое качество молока и молочных продуктов

Основными задачами дипломной работы являются:

1. Изучить содержание радиоактивных цезия и стронция в молочном сырье поступающем на предприятие из хозяйств;

2. Изучить содержание радионуклидов в различных видах продукции молочного комбината;

3. Изучить влияние технических способов переработки молока на содержание радионуклидов в различных видах.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Радиационная обстановка на сельскохозяйственных угодьях Республики Беларусь

Загрязнение сельскохозяйственных угодий радионуклидами является фактором, сильно усложняющим ведение сельскохозяйственного производства. При загрязнении территории радионуклидами почва является длительным постоянно действующим источником поступления их в растения, в корм животным и пищу человека. Наиболее опасными загрязнителями сельскохозяйственных угодий являются радиоактивные изотопы цезия и стронция, которые, будучи химическими аналогами калия и кальция, отличаются большим периодом полураспада, высокой биологической подвижностью и активным включением в биологические цепочки, а также интенсивным поступлением из почвы в растения [1].

Для90Sr характерна более интенсивная миграция по профилю основных типов почв, чем для 137Cs. Это обусловлено более высоким содержанием подвижных форм 90Sr по сравнению с 137Cs [3].

В результате аварии на Чернобыльской АЭС суммарная активность выброса радионуклидов оценивается величиной порядка 1,85*1018 Бк (50 Мки). Анализируя пространственный характер чернобыльских выпадений, следует выделить две особенности: масштабность радиоактивного загрязнения и неоднородность распределения радиоактивных веществ по территории. Высота выброса (до 2000 м) радиоактивных веществ определила глобальный характер загрязнения, а выпадение осадков в момент прохождения облака, обусловили пестроту (пятнистость) загрязнения территорий [15].

В результате аварии на ЧАЭС практически вся территория Беларуси была покрыта чернобыльским облаком. Загрязнение радиоизотопами йода-131, йода-132 и теллура-132 затронуло всю территорию страны. Загрязнение почвы изотопами плутония-234, -239 и -240 охватывало почти 2% площади республики [40].

При загрязнении объектов природной среды радионуклидами на начальном этапе радиоактивные вещества находятся на поверхности почвы и в контакте с массой растений [19].

Для 90Sr характерна более интенсивная миграция по профилю основных типов почв, чем для 137Cs. Это обусловлено более высоким содержанием подвижных форм 90Sr по сравнению с 137Cs [3].

Природные процессы распада радионуклидов за 26 лет, прошедших после аварии на Чернобыльской АЭС, внесли существенные коррективы в структуру распределения радионуклидов на территории Беларуси. За этот период уровни площади загрязнения 137Cs и 90Sr сократились. С 1986 года площадь территории республики, загрязненной 137Cs с уровнем выше 37 кБк/м2 (выше 1 Ки/км2), уменьшилось с 46,5 до 30,1 тыс. км2, или в 1,6 раза. Из общей площади загрязненной 137Cs территории 20,86 тыс. км2 имеют плотность 37-185 кБк/м2 (1-5 Ки/км2), 6,60 тыс. км2 – 185-555 кБк/м2 (5-15 Ки/км2) и 2,64 тыс. км2 – выше 555 кБк/м2 (выше 15 Ки/км2)[37].

По данным [37] площадь загрязнения 137Cs территории Гомельской области составляет 18,33 тыс. км2, Могилевской - 7,88 тыс. км2, Брестской 2,37 тыс. км2. Подвержено загрязнению 45,37; 27,08 и 7,23 % территорий перечисленных областей соответственно.

Широкомасштабное радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных земель, определившее поступление радионуклидов в организм человека с продуктами питания и последующее его облучение, в настоящее время является одним из наиболее тяжелых радиоэкологических последствий чернобыльской катастрофы [37].

В республике в сельскохозяйственном использовании находится 1006,3 тыс. га земель, загрязненных 137Cs с плотностью 37 кБк/м2 и выше, что составляет 11 % от общей площади землепользования.

По уровню загрязнения преобладают земли с плотностью 37-185 кБк/м2 (1,0-4,9 Ки/км2), которые занимают 782,9 тыс. га (77,8 % от общей площади).

Площади сельскохозяйственных земель с плотностью загрязнения от 185 (5,0) до 555 кБк/м2 (15 Ки/км2) составляют 155,2 тыс. га, или 15,4 % от общего их количества.

В республике ведется сельскохозяйственное производство на 26,5 тыс. га земель с высокой плотностью загрязнения Cs137 от 555 до 1480 кБк/м2 (15-40Ки/км2)[41].

Удельный вес загрязненных земель в составе сельскохозяйственных землепользований областей существенно различается и распределяется следующим образом: Гомельская область – 42,1 %, Могилевская – 19,8, Брестская – 4,5, Минская – 2,9, Гродненская – 2,3, Витебская – 0,02 %[41].

В составе загрязненных земель по областям преобладают земли с плотностью 37-185 кБк/м2 (1,0-4,9 Ки/км2). В Гомельской области их удельный вес составляет 72,7 %, Могилевской – 75,9, Брестской 96,1, Минской 98,5, Гродненской – 98,9 и в Витебской области – 100 %[41].

В слабой степени загрязнены радиоцезием сельскохозяйственные земли в Березовском, Дрогичинском, Ивановском, Пинском районах Брестской области, Толочинском районе Витебской области, Петриковском и Светлогорском районах Гомельской области, Кореличском, Сморгонском и Дятловском районах Гродненской области, Борисовском, Вилейском, Крупском, Логойском, Минском, Молодечненском, Мядельском, Слуцком, Столбцовском районах Минской области, Бобруйском, Кировском, Климовичском, Кличевском, Мстиславском районах Могилевской области[41].

В средней степени (от 11 до 25 % загрязненных земель) загрязнены радиоцезием земли в Столинском районе Брестской области, Житковичский, Жлобинский и Калинковичский районы Гомельской области, Новогрудский и Ивьевский районы Гродненской области, Березинский, Воложинский и Слигорский районы Минской области, Белыничский, Кричевский и Могилевский районы Могилевской области[41].

Сельскохозяйственные земли имеют сильную степень загрязнения (от 26 до 50 %) в Лунинецком районе Брестской области, Гомельском, Добрушском, Лельчицком, Лоевском и Речицком районах Гомельской области, Костюковичском, Кричевском и Чаусском районах Могилевской области[41].

Наиболее высокий удельный вес (более 50 %) загрязненных Cs137 сельскохозяйственных земель отмечается в Брагинском, Буда-Кошелевском, Ветковском, Ельском, Кормянском, Наровлянском, Рогачевском, Хойникском и Чериковском районах Могилевской области.

Загрязнение земель 90Sr носит более локальный, по сравнению с 137Cs, характер.По загрязнению 90Sr с уровнем 5,5 кБк/м2 (0,15 Ки/км2) сокращение площадей произошло с 21,1 до 11,8 тыс. км2, или в 1,8 раза[41].

Уровни загрязнения территории 90Sr выше 5,5 кБк/м2 (законодательно установленный критерий для отнесения территории к зоне радиоактивного загрязнения) обнаружены на площади 21,1 тыс. км2в Гомельской и Могилевской областях, что составило 10 % от территории республики[41].

В республике из 11,95 тыс. км2 загрязненной 90Srтерритории 8,62 тыс. км2 загрязнено с плотность 5,5-18,5 кБк/м2 (0,15-0,5 Ки/км2), 2,49 тыс. км2 – с плотностью 18,5-74 кБк/м2 (0,5-2,0 Ки/км2).

Территории трех областей (Гомельской, Могилевской, Брестской) загрязнены 90Sr с плотностью выше 5,5 кБк/м2. Однако основные площади их находятся в Гомельской области. В этой области сконцентрированы также все площади, загрязненные радиостронцием с плотностью выше 18,5 кБк/м2 (выше 0,5 Ки/км2)[41].

В сельскохозяйственном пользовании находится 348,2 тыс. га земель, загрязненных радиостронцием с плотностью 5,55 кБк/м2 и выше, что составляет около 4 % от общей площади землепользования. По уровню загрязнения преобладают земли с плотностью 5,55 – 11,10 кБк/м2 (0,15 - 0,30 Ки/км2), которые занимают 198,9 тыс. га (57 % от общей площади)[41].

В республике, прежде всего в Гомельской области, имеются значительные массивы земель (149,3 тыс. га), загрязненных Sr90 с плотностью от 11,47 до 111,00 кБк/м2 (0,31 – 3,00 Ки/км2), где наблюдаются превышения допустимых уровней загрязнения сельскохозяйственной продукции, в первую очередь зерна на продовольственные цели.

В слабой степени загрязнены 90Sr сельскохозяйственные земли в Лунинецком, Мозырьском, Светлогорском и Рогачевском районах Гомельской области, Быховском, Климовичском, Краснопольском, Кричевском и Славгородском районах Могилевской области[41].

Средней степень (от 11 до 25 % загрязненных земель) загрязнения 90Srимеют земли Кормянского района Гомельской области, Костюковичского и Чериковского районов Могилевской области.

Сельскохозяйственные земли имеют сильную степень загрязнения (от 29 до 50 %) в Буда-Кошелевском, Гомельском, Добрушском, Ельском, Калинковичском, Лоевском и Чечерском районах Гомельской области.

Наиболее высокий удельный вес (более 50 %) загрязненных сельскохозяйственных земель отмечается в Брагинском, Ветковском, Наровлянском, Речицком и Хойникском районах Гомельской области [41].

В настоящее время в загрязненных регионах выполняется комплексная программа по реабилитации территорий и населения, пострадавших в результате Чернобыльской катастрофы, обеспечивающая минимизацию последствий радиационного контроля [22].

С целью координации действий в 1991 году был создан специальный орган государственного управления – Государственный комитет по проблемам последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС (Госкомчернобыль).

Таким образом, до настоящего времени значительные территории сельскохозяйственных угодий имеют статус радиоактивно загрязненных. Именно этот фактор явился причиной изучения перехода радионуклидов из почвы в сельскохозяйственную продукцию.

Чернобыльская катастрофа оказало воздействие на все сферы жизнедеятельности человека – производство, культуру, науку, экономику и др. Значительно уменьшены размеры пользования лесными, минерально-сырьевыми ресурсами. В зоне загрязнения оказались 132 месторождения различных видов минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 47% промышленных запасов формовочных песков, 19% строительных и силикатных, 91% стекольных песков республики, 13% запасов глин и др.Из пользования выведено 22 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, балансовые запасы которых достигают почти 5 млн м3 строительного песка, песчано-гравийных материалов и глин, 7,7 млн т. мела и 13,5 млн т. торфа[5].

1.2 Поступление радионуклидов в организм животных и продукции животноводства

Анализ литературных данных показывает, что разные виды кормовых культур обладают не одинаковой способностью усваивать радионуклиды из почвы. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что уровень поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных и получаемую от них продукцию определяется типом кормовых угодий и набором кормовых культур в составе рациона кормления сельскохозяйственных животных. Путем подбора кормов в рационах и включение в них культур с минимальным накоплением цезия-137 (злаковые травы, корнеклубнеплоды) можно значительно снизить концентрацию радионуклида в молоке и мясе. Исследования влияния типов рационов на уровень их загрязнения у лактирующих коров показали, что наибольшей активностью характеризуются сенные рационы из кормов естественного луга. При кормлении продуктивных животных смешанными рационами поступление цезия-137 в организм, мышечную ткань и молоко снижаются соответственно в 2,2, 2,3 и 2,0 раза. Замена сена лугового природных сенокосов в рационах дойных коров сеном из многолетних злаковых трав в условиях радиоактивного загрязнения является одним из способов снижения поступления радионуклидов в организм продуктивных животных. Результаты исследований белорусских ученых свидетельствуют о том, что использование этого приема блокирования поступления радионуклидов в организм лактирующих коров позволяет снизить содержание цезия-137 в рационе коров в 5 раз, в молоке в 2 раза. Выявлены существенные различия в параметрах перехода радиоцезия в пищевой цепочке дойных коров, выпасавшихся на разных типах пастбища. Установлено, что при пастьбе коров на культурном низинном и суходольном естественных пастбищах коэффициенты перехода цезия-137 в молоко были ниже соответственно в 10 и 4 раза в сравнении с этим показателем у коров, выпасавшихся на естественном низинном пастбище с торфянниковым типом почв. Авторы исследований объясняют такие различия более высоким уровнем поступления цезия-137 с почвенными частицами в желудочно-кишечный тракт животных при их выпасе на естественном пастбище, его ботаническим составом и неравномерным характером распределения цезия-137 по профилю травостоя. Приведенные данные показывают, что заметным фактором в модификации уровня поступления радионуклидов в организм продуктивных животных играет их способ содержания в летний период. Результаты экспериментов показали, что при выпасе лактирующих животных имеется дополнительный источник поступления радионуклидов в их организм с почвенными частицами. Данные опытов свидетельствуют о том, что суточное потребление почвенных частичек животными вместе с заглатываемой травой при пастьбе на скудных травостоях может достигать 2 кг или 18% от массы потребляемого сухого вещества. Как полагают авторы исследований поступление цезия-137 в желудочно-кишечный тракт при пастьбе животных с почвенными частицами дернинного слоя соизмеримо с его поступлением в составе заглатываемой загрязненной травы. При этом уровень поступления радионуклидов с почвой зависит от степени окультуренности кормового угодья. На естественных пастбищах количество поступающих радионуклидов в желудочно-кишечный тракт коров с почвой, значительно выше в сравнении с выпасом на культурных пастбищах. При этом максимальное поступление радиоцезия с почвой наблюдается в конце пастбищного периода (август–сентябрь). Процесс отрастания стравленных участков пастбищ в этот период происходит медленно, что вынуждает животных поедать растения на более близком расстоянии к почве. Это неизбежно ведет к заглатыванию вместе с травой почвенных частиц самого "грязного" дернинного слоя, в котором концентрация цезия-137 в десятки раз выше, чем в зеленой массе растений. Выявлено снижение коэффициента перехода цезия-137 из рациона лактирующих коров в молоко с 0,008 при их пастьбе на естественном пастбище до 0,003 при переводе их на культурное пастбище. Установлено, что при переводе лактирующих коров с пастбищного содержания на многолетних культурных пастбищах на стойлово-выгульное содержание и кормление их скошенной травой с этого же пастбища коэффициенты перехода цезия-137 из рациона в молоко уменьшились с 0,03 до 0,01, а содержание этого изотопа в молоке снизилось в 2,5 раза. Имеются сведения, что при стойлово-выгульном содержании крупного рогатого скота уменьшается поступление цезия-137 в рацион животных в 3–5 раз, в молоко–в 3–5 раз, в мясо – в 2–3 раза по сравнению с пастбищным содержанием. Таким образом, приведенные данные показывают, что при пастбищном содержании в летний период существует дополнительный почвенный источник поступления радионуклидов в организм животных и получаемую от них продукцию, который не учитывается при существующей методике отбора проб травы для проведения радиометрических измерений (2 см от поверхности почвы) [37].

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что существенным фактором, влияющим на уровень загрязнения рациона животных и получаемое от них него молоко, является неравномерный характер распределения радионуклидов по высоте травостоя. Влияние этого фактора должно учитываться в летний период и при пастбищном и при стойлово-лагерном содержании животных с обеспечением их травянистыми кормами в структуре зеленого конвейера, а также при выборе оптимальной высоты среза трав при заготовке кормов для стойлового периода содержания животных. Результаты исследований показали, что максимальная концентрация радиоцезия в травостое наблюдается до высоты 1,5 см от поверхности почвы. Выявлено, что концентрация этого изотопа в травостое суходольного естественного и культурного пастбищ на высоте 1,5–10 см от поверхности почвы была ниже в 8 раз, чем в травостое до уровня 1,5 см этих кормовых угодий. Результаты экспериментов показали, что концентрация радиоцезия в пробах растительности была ниже в 17 раз при высоте среза трав на уровне 15 см в сравнении с пробами при высоте среза трав на уровне 5 см от поверхности почвы. При этом удельная активность молока коров, потреблявших траву более высокого среза, была в 4 раза ниже активности молока коров, потреблявших траву более низкого среза [23].

Выявлено, что заготовка сена на естественных лугах в зонах повышенного радиоактивного загрязнения вместо выпаса животных снижает переход цезия-137 в молоко коров в 3 раза. Использование естественных сенокосов и пастбищ для производства нормативно-чистого молока допускается при плотности радиоактивного загрязнения почв цезием-137 до 222–296 кБ/м2 в зависимости от типа почв. Перевод кормопроизводства на искусственные (пахотные) угодья при превышении этого уровня позволяет получать молоко, соответствующее допустимым уровням содержания этого изотопа с учетом типа почв до 1110–1295 кБк/м2. С учетом коэффициентов перехода стронция-90 в кормовые культуры зеленого конвейера и кормовых культур, используемых в кормлении в стойловый период, а также типом почв определены допустимые уровни плотности загрязнения кормовых угодий и этим изотопом. Они устанавливают допустимые границы плотности загрязнения почв стронцием-90 для производства нормативно-чистого молока без проведения их коренного улучшения и после их проведения [18].

Среди большого числа факторов, влияющих на загрязнение рациона животных и получаемую от них продукцию, значительную роль играет характер использования кормовых угодий и их состояние. Исследования показали, что наиболее рациональным режимом использования естественных пастбищ в условиях радиоактивного загрязнения является загонная пастьба в сочетании с подкормкой животных культурами зеленого конвейера. Результаты научных исследований свидетельствуют о том, что этот прием снижает переход радиоцезия в молоко в 2 раза по сравнению с вольной пастьбой коров без применения подкормки. Жвачные животные, в рационах которых доля объемистых кормов растительного происхождения может составлять до 66% от общей питательности, являются не только источником для человека ценных продуктов питания (молока, мяса и продуктов их переработки), но и одновременно становятся важным передаточным звеном в пищевой цепи перемещения радионуклидов в организм человека. Таким образом, в настоящее время основным источником поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных являются корма, а при пастбищном содержании – дернина и частички почвы, а основной путь их поступления – через желудочно-кишечный тракт [6].

С практической точки зрения важна оценка роли тех процессов, которые обуславливают зависимость между поступлением радионуклидов с кормом и их накоплением в животноводческой продукции. Результаты экспериментов позволяют сделать вывод, что основным экологическим звеном, связывающим содержание радионуклидов в рационе с их поступлением в органы и ткани и накоплением в продукции животноводства, является всасывание радионуклидов в желудочно-кишечном тракте животных. Это физиологический процесс активного или пассивного переноса органических и минеральных веществ через мембраны клетки желудочно-кишечного тракта из внешней среды обитания животного внутрь его организма. Сведения о месте всасывания, интенсивности и уровня усвоения радионуклидов получены путем установления времени наблюдения их максимальной концентрации в крови после приема загрязненных рационов. Основным местом усвоения большинства радионуклидов является кишечник. По интенсивности всасывания радионуклидов отделы кишечника образуют следующий убывающий ряд: двенадцатиперстная тощая ободочная подвздошная. Установлено влияние на уровень всасывания в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных физико-химических форм радионуклидов и их количества в рационе, вида, массы, возраста и физиологического состояния животных, содержания в рационе компонентов, блокирующих или ограничивающих всасывание радионуклидов из химуса или, наоборот, ускоряющих этот процесс. По уровню всасывания в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных радиологически значимые нуклиды образуют следующий убывающий ряд: йод-131 цезий-137 стронций-90 плутоний-239. Усвоение изотопов йода и цезия колеблется в пределах от 70 до 100 %, стронция – от 20 до 70 %, плутония – менее 1%. Результаты проведенных исследований показали, что с увеличением массы тела всасывание радионуклидов в желудочно-кишечном тракте животных уменьшается. Это связано с тем, что интенсивность обмена веществ у теплокровных животных с ростом массы тела снижается вследствие уменьшения поверхности тела на единицу массы и снижения потерь тепла. У новорожденного молодняка всасывание радионуклидов в несколько раз выше, чем у растущих и взрослых животных. Авторы исследований связывают такие различия с уплотнением клеточных мембран, уменьшением в них диаметра пор и, в следствие этого, проницаемости стенки желудочно-кишечного тракта. У жвачных животных с многокамерным желудком (крупный рогатый скот, овцы) усвоение радионуклидов ниже, чем у животных с однокамерным желудком (свиньи, лошади) [29,37].

После всасывания и поступления в кровь часть радионуклидов выводится через органы выделения с мочой и фекалиями, у лактирующих животных – с молоком, у птицы – с яйцом, у беременных – с плодом при рождении. Характер распределения радионуклидов в организме связан с природой элемента, ритмом и путем поступления. С точки зрения радиационной безопасности является важной оценка концентрирования радионуклидов в органах и тканях, а также продуктах секреции, которые используются человеком как продукты питания (мясо, молоко, субпродукты). Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что переход радионуклидов из кормов рациона в продукцию зависит от его текущего поступления в составе рациона. Так результаты опыта показали, что общее содержания стронция-90 в суточном удое молока колеблется от 0,2 до 6,21% его количества в рационе, а цезия-137 – от 4,8 до 13,0% в зависимости от продуктивности, при этом концентрация радионуклидов в продукции с повышением удоя снижается [31].

Особенностью хронического поступления определенного типа радионуклида в организм сельскохозяйственных животных при неизменности состава, структуры и активности рациона является первоначальное нарастание уровня его накопления, далее постепенное снижение темпа накопления и, наконец, наступление равновесия между количеством поступающего с рационом и выводимым из организма в результате обмена веществ. При хроническом поступлении цезия-137 и стронция-90 с кормами равновесное состояние у жвачных животных наступает через 60–160 дней. Для количественной оценки перехода радионуклидов из рациона в продукцию животноводства учеными предложен показатель "коэффициент перехода". Он показывает процент перехода радионуклидов из суточного рациона на единицу массы животноводческой продукции (1кг молока, 1 кг мяса). Определяется эмпирически как отношение удельной активности продукта к суточной активности рациона (1.2.1)

(1.2.1)

Результаты экспериментов показали, что у растущих животных концентрация радионуклидов в мышечной ткани и внутренних органах после наступления равновесного состояния практически не изменяется.

Таблица 1.2.1. Коэффициенты перехода радионуклидов из рационов в органы и ткани сельскохозяйственных животных, %

Органы и ткани	Крупный рогатый скот	Свиньи
	Цезий-137	Стронций-90	Цезий-137	Стронций-90
Мышцы	3,0	0,011	13,0	0,03
Печень	4,9	0,029	7,4	0,30
Легкие	4,2	0,028	5,7	0,63
Сердце	5,4	0,032	9,7	0,40
Почки	7,0	0,024	13,3	0,65
Кости	0,9	4,32	2,4	115,5

Приведенные данные свидетельствуют о том, что существуют значительные отличия в коэффициентах перехода радионуклидов по органам и тканям в зависимости от типа радионуклида и вида животных. Цезий-137 характеризуется равномерным распределением в мышечной ткани и внутренних органах обоих видов животных, но с более высоким отложением данного изотопа в мышечной ткани свиней (в 4,3 раза). В костной ткани жвачных животных накопление цезия-137 в 3–7 раз ниже, чем в мягких органах и тканях, у свиней – в 2,4–5,4. Стронций-90 практически полностью накапливается в костной ткани, не имеющей пищевого значения для человека. Концентрация этих типов радионуклидов в сале и внутреннем жире примерно в 20–-30 раз ниже, чем мышечной ткани и внутренних органах [24].

Прогноз поступления радионуклидов из рационов сельскохозяйственных животных в молоко и мясо можно провести с помощью коэффициента перехода. Использование этих коэффициентов и данных о содержании радионуклида в суточных рационах животных разного возраста и направления продуктивности позволяет провести прогноз по формуле

,

где Апрод – прогнозное содержание радионуклида в продукте, Бк/кг;

Арац – активность радионуклида суточного рациона, Бк;

Кп – коэффициент перехода радионуклида из суточного рациона в

1 кг (л) продукта, %.

Для прогнозирования загрязнения животноводческой продукции в Республике Беларусь в качестве усредненного значения для коэффициента перехода цезия-137 из рациона в молоко при стойловом содержании продуктивных коров принята величина 0,48%, при пастбищном содержании –0,74%, стронция-90 для обоих периодов – 0,14%; в мясо (говядина) для цезия-137 и стронция-90 – соответственно 4,0 и 0,14%. Показатели коэффициентов перехода цезия-137 в молоко, установленные опытным путем, существенно не отличаются при разных способах содержания, а для стронция-90 они были одинаковыми. В опытах установлено, что при содержании дойных коров на малопродуктивных пастбищах со слабой дерниной и низким травостоем коэффициенты перехода цезия-137 увеличиваются от 1 до 4,5% [19].

Изучение роли минеральных веществ в ограничении всасывания радионуклидов в желудочно-кишечном тракте животных показало их значительное влияние на снижение перехода цезия-137 и стронция-90 в животноводческую продукцию. Установлено повышение перехода цезия-137 в молоко коров до 0,8% при кормлении животных рационами, не сбалансированными по минеральным веществам. Как показали научные исследования, увеличение кальция в рационе от низкого содержания (30–40 г) до нормы (60–70 г) способствовало снижению концентрации радиостронция в молоке коров в 2,5 раза.

Фактором, влияющим на усвояемость цезия-137 и стронция-90 и его концентрацию в молоке, является уровень клетчатки в рационах лактирующих коров. Он же определяет и тип рациона кормления животных. Экспериментально установлено, что увеличение уровня клетчатки в рационах дойных коров в стойловый период с 1,5 до 3–3,6 кг/сут способствовало снижению перехода цезия-137 в молоко с 0,9 до 0,3–0,6%. Увеличение уровня сырой клетчатки в рационах дойных коров в пастбищный период с 4,8 до 5,7 кг снижало коэффициенты перехода стронция-90 в молоко коров в 1,8 раза [44].

В отдаленный период после аварии на ЧАЭС повторное перезалужение пастбищ и сенокосов, а также применение повышенных доз калийных и фосфорных удобрений не дают такого значительного эффекта, как и в послеаварийный период. Они не гарантируют получение нормативно-чистых продуктов, особенно в личных подсобных хозяйствах с высокими уровнями загрязнения лесных и торфяных пастбищных угодий, высокой доступностью нуклидов растениям на торфяных почвах [43].

Анализ литературных данных свидетельствует о том, что эффективным способом снижения усвоения радиоактивного цезия в желудочно-кишечном тракте является применение различного типа сорбентов и, в частности, гексоцианферратов. Длительный контакт ферроцина с кормом (22–24 часа) в желудке обеспечивает связывание цезия-137 с этим сорбентом и прохождение его транзитом через желудочно- кишечный тракт и выведение с фекалиями. Экспериментально установлены различия в поглотительной способности радиоцезия в желудочно-кишечном тракте ферроцианидами железа. Результаты опытов показали, что наиболее полно выводит радиоцезий с фекалиями амоний-железо-гексо-цианферрат (NH4F[F(CN)6]). Эффективность применения этого препарата для снижения концентрации цезия-137 в молоке и мясе сельскохозяйственных животных значительно выше, чем соли Нигровича (KF[F(CN)6]) и берлинской лазури (F4[F(CN)6]3). Опытные данные позволяют рекомендовать аммоний-железо-гексоцианоферрат в качестве добавки в рационы продуктивных животных для уменьшения загрязнения животноводческой продукции. Кристаллографическая схема этого соединения представляет собой кубическую решетку с атомами железа (+2) и (+3), находящимися по углам кристаллической решетки. Лиганды CN образуют края кристаллической решетки и каждый второй кубик содержит в центре положительный заряд одновалентных катионов для компенсации дефицита положительного заряда от двухвалентного железа по отношению к лигандам CN. В аммоний-железо-гексоцианоферрате этим катионом является аммонийная группа (NH4), которая может заменяться щелочными ионами, в особенности ионами цезия. Установлено, что эффективность связывания щелочных ионов находится в следующей последовательности: NaKRbCs, что объясняется авторами публикуемых материалов увеличением радиуса иона (Na–0.97 Ангстрема, К–1,33 А, Rb–1.44 А, Cs–1,65 А). Экспериментально установлено, что связывание щелочных металлов в этих комплексах повышается с увеличением радиуса иона. В связи с этим этот препарат предпочтительнее связывает ионы цезия в сравнении с другими щелочными ионами. Теоретические расчеты позволяют предположить, что если цезийсвязывающие места на 1 г этого препарата будут заняты цезием-137, то связанная активность составит 9,7±1010 Бк, а цезия-134 – 1,3·1012Бк. Амоний-железо-гексоцианоферрат в воде образует коллоидные растворы из кристаллических частиц диаметром от 5 до 500 мк в зависимости от способа обработки. Частицы такого размера не проходят через биологические мембраны. В желудочно-кишечном тракте частицы этого комплекса хорошо перемешиваются с пищей и образуют коллоидный раствор, который способен связать до 90% свободно доступных ионов цезия, присутствующих в химусе. Поскольку комплекс устойчив к кислотам, основаниям и рубцовым микроорганизмам желудочно-кишечного тракта, то он выводится из организма с фекалиями практически в неизменном виде. Испытание ферроцинсодержащих препаратов на разных видах сельскохозяйственных животных с целью снижения поступления радиоцезия из рациона в продукты животноводства показало, что эффективность их применения зависит от уровня загрязнения рациона цезием-137. Кратность снижения нуклида в молоке и мясе сельскохозяйственных животных тем больше, чем выше активность рациона. Сравнительные испытания показали, что использование селективных препаратов ферроцина, ЦИИОМа (цезий избирательного ионообменного материала на основе древесины с ферроцианидом калия-железа) и БИФЕЖа (композиционный сорбент радиоцезия на основе древесины хвойных пород и ферроцина в количестве 10% от смеси) в виде добавок к комбикорму, в составе соли-лизунца, в виде болюсов в условиях повышенного радиационного загрязнения сельскохозяйственных угодий Республики Беларусь способствовало снижению концентрации цезия-137 в молоке дойных коров в 3–10 раз, в мышечной ткани крупного рогатого скота и свиней в 3–5 раз. Проверка препаратов в диапазоне доз от 3 до 12 г/гол/сут действующего вещества не оказывало отрицательного влияния на физиологические показатели состояния здоровья животных. Украинскими учеными при введении препаратов ферроцина, БИФЕЖа и ЦИИОМа в диапазоне доз от 3 до 12 г/гол/сут действующего вещества в составе рационов кормления дойных коров при пастбищном и стойловом содержании животных отмечено 4–7-кратное снижение перехода радиоцезия в молоко. Ими показана возможность снижения концентрации радиоцезия в мышечной ткани молодняка крупного рогатого скота на откорме в 8–17 раз и паренхиматозных органах в 15–20 раз в зависимости от форм используемого препарата в дозах от 1 до 3 г/гол/сут действующего вещества. Результаты исследований по определению эффективности применения препаратов ферроцианидов в различных дозах для снижения перехода радиоцезия в животноводческую продукцию белорусских и украинских ученых согласуются с данными российских ученых. Проведенные исследования показали, что механизмом уменьшения всасывания радионуклидов в желудочно-кишечном тракте животных является ионно-обменная сорбция, а метаболизм цезия-137, таким образом, ограничивается процессами его перераспределения и выведения. Количество выводимого с молоком цезия-137 при этом зависит от величины отложения радионуклида в организме животного до начала применения препарата [4,15,22].

Кроме ферроцианидов, блокирующих и ограничивающих всасывание радиоцезия в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных, положительно зарекомендовали себя в этом плане цеолитовые минералы осадочного происхождения. Экспериментально установлено, что такие минералы, как вермикулит, бентонит, природные и синтетические минералы имеют определенные места, на которых фиксируется цезий в силу близкого к ним сродства, тем самым, уменьшая загрязнение организма животных и получаемую от них продукцию. Доказано, что минералы уменьшают переход цезия-137 в организм животных как в условиях экспериментов, так и в условиях практического кормления животных грубыми кормами, загрязненными выпадениями этого нуклида. Однако эффективность их применения значительно ниже, чем ферроцина. Так скармливание бентонита в составе загрязненных радиоцезием рационов в оптимальной дозе (500 г/гол/сут) уменьшало содержание этого нуклида в молоке коров не более чем на 50% в сравнении с контролем. При этом использование бентонита в качестве добавки в составе рационов дойных коров приводило к понижению баланса кальция, фосфора, магния в организме животных. Применение же препарата хомулита, производимого на основе природных и органических сорбентов, в дозе 500 г/гол/сутки в составе рационов дойных коров при той же эффективности, как и у бентонита, не оказывало отрицательного влияния на баланс минеральных веществ (макро- и микроэлементов) в организме продуктивных животных. Сравнение эффективности применения в рационах кормления различных видов добавок, доз, форм и способов использования для снижения поступления цезия-137 в организм сельскохозяйственных животных и получаемую от них продукцию показало преимущество применения ферроцина в сравнении с хомулитом. При этом использование этих цезийсвязывающих препаратов в рационах дойных коров, растущего и откармливаемого молодняка крупного рогатого скота не изменяло физико-химических, биохимических показателей и минерального состава молока и мяса и оцениваемого как пригодного в пищу и для переработки. Радиологическое обследование показало, что применение ферроциандов в составе комбикормов и в виде болюсов для снижения перехода радиоцезия в молоко коров способствовало снижению дозы внутреннего облучения сельского населения на 50% [28].

Исследование характера метаболизма радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных показало, что постоянный уровень содержания стронция-90 в молоке коров устанавливается уже на 4–6-й день после кормления животных "грязными" рационами. Однако скармливание нормативно-чистых кормов лактирующим коровам резко снижало концентрацию радионуклидов в молоке. Экспериментально установлено, что перевод продуктивных животных на чистые корма уже через 2 дня снижал концентрацию стронция-90 в молоке на 50%, а через 150 дней – до 6% в сравнении с его концентрацией в молоке последнего дня кормления "грязными" рационами [16].

Технология прижизненной "очистки" организма у растущих и откармливаемых животных от поступивших в организм радионуклидов базируется на знании закономерностей их метаболизма. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что, во-первых, концентрация радионуклидов в мясе и субпродуктах в основном определяется их текущим поступлением в организм животных и, во-вторых, большая часть накопленного в мышечной ткани цезия-137 отличается высокой скоростью обмена с веществами притекающей крови. Масштабные исследования в этом направлении показали, что заключительный откорм 1600 голов молодняка крупного рогатого скота на чистых кормах в течение 2–3 месяцев способствовал снижению концентрации цезия-137 в мышечной ткани с 3000 до 130 Бк/кг. Впервые идея перевода "грязных" животных на чистые корма была апробирована более 40 лет назад в научно-хозяйственных опытах на поросятах-отъемышах. Опытным животным в течение 254 дней были скормлены рационы, суточная активность которых по стронцию-90 составляла 7000 Бк. Результаты эксперимента показали, что при последующем скармливании чистых рационов опытной группе поросят-отъемышей в течение 60 дней до убоя в мягких тканях животных этой группы обнаруживались лишь следы радиостронция. В хозяйственных опытах, проведенных в колхозе "Чырвоны Кастрычник" Брагинского района Гомельской области, было установлено, что перевод бычков, с активностью мышечной ткани 37 кБк/кг по цезию-137, на кормление в течение одного месяца чистыми кормами снижало загрязнение мяса и субпродуктов этих животных в 2 раза [29,38].

Результаты научных исследований, научно-хозяйственных и производственных опытов были положены в основу для разработки технологии заключительного откорма молодняка крупного рогатого скота на территории Республики Беларусь, стран ближнего и дальнего зарубежья, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с целью производства продукции животноводства, соответствующей требованиям РДУ [12].

1.3 Радиологический контроль сельскохозяйственного сырья и продуктов питания Республики Беларусь.

В настоящее время основной вклад в эффективную дозу облучения населения вносит внутреннее облучение за счет потребления загрязненных радионуклидами продуктов питания. Чтобы ограничить поступление радионуклидов в организм человека с пищей, в Беларуси введены «Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах и питьевой воде» (РДУ). После катастрофы на Чернобыльской АЭС эти нормы неоднократно уточнялись [3].

В настоящее время в Республике Беларусь действуют «Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах и питьевой воде», принятые в 1999 году (РДУ-99) [1].

Чтобы контролировать качество продукции, в Республике Беларусь создана и функционирует система радиационного контроля. Благодаря этой системе в розничную торговую сеть попадают только продукты питания с содержанием радионуклидов в пределах установленных норм. Употребление продуктов с содержанием радионуклидов, не превышающим допустимые уровни, относительно безопасно для здоровья человека [25].

Результаты обследования показывают, что содержание радионуклидов в продуктах питания, произведенных в общественном и частном хозяйствах, различается. Ситуация в общественном секторе достаточно благополучна. Осуществляемые государством меры по радиационной защите в сельском хозяйстве (известкование кислых почв, внесение дополнительных доз удобрений и другие), вместе с природными процессами (такими, как радиоактивный распад, снижение подвижности цезия в почвах) привели к сокращению поступления цезия-137 в сельскохозяйственную продукцию более чем в 10 раз. Уменьшилась и доля загрязненной продукции в общем объеме производства. В частности, производство молока с превышением допустимого содержания цезия-137 снизилось с 524,6 тыс. т в 1986 году до 1,4 тыс. т в 2004 году и до 0,15 тыс. т в 2013 году. Количество загрязненного мяса, соответственно, уменьшилось с 21,1 тыс. до нескольких тонн [23].

В личных хозяйствах производство продуктов питания, загрязненных сверх допустимых норм, также сокращается, однако медленнее, чем в государственном секторе сельскохозяйственного производства. Так, за период с 1986 по 2011 год производство молока с содержанием цезия-137 выше 100 Бк/л в личных подсобных хозяйствах снизилось лишь в 1,7 раза. За период 2013-2014 годы в 125-223 населенных пунктах периодически отмечаются случаи производства молока с превышением РДУ-99 по содержанию радионуклидов [18].

Производство загрязненного молока отмечено преимущественно в населенных пунктах Гомельской, Брестской и Могилевской областей. Хотя во многих населенных пунктах имеются центры, где можно измерять содержание радионуклидов в продуктах питания, жители зачастую не проверяют молоко, произведенное в частном секторе, и используют его для личного потребления. Безусловно, это увеличивает радиационный риск для сельского населения, особенно для детей [11].

Употребление молока и молочных продуктов с повышенным содержанием радионуклидов обусловливает основной вклад в дозу внутреннего облучения людей (более 50 %) в тех местах, где населенные пункты расположены вдали от лесной зоны и жители мало используют лесную продукцию.

Овощи, в том числе картофель, загрязнены радионуклидами в гораздо меньшей степени по сравнению с молоком. Их потребление, как правило, вносит незначительный вклад в дозу внутреннего облучения людей [43].

Иная ситуация складывается в населенных пунктах, расположенных в лесной зоне или вблизи нее. Как уже отмечалось, из пищевой продукции леса наиболее загрязнены грибы и ягоды (клюква, черника, брусника, голубика). Содержание радионуклидов в них может превышать допустимые уровни даже на территориях с незначительной плотностью загрязнения почвы цезия-137 [38].

Примерно 40 % проанализированных проб очень популярной в Беларуси клюквы не соответствует республиканским нормативам. Иногда своеобразным накопителем цезия-137 является и земляника. Ее удельная активность может достигать 150-300 Бк/кг при плотности загрязнения почвы всего 5-25 кБк/м2 (0,15-0,7 Ки/км2).

За счет потребления загрязненной радионуклидами пищевой продукции леса может формироваться до 70-80 % дозы внутреннего облучения населения. Относительный вклад продуктов питания, загрязненных цезия-137, в дозу внутреннего облучения жителей населенных пунктов, расположенных в лесной зоне, показан на следующем рисунке [26].

Вклад загрязненных цезия-137 продуктов питания в дозу внутреннего облучения жителей населенных пунктов лесной зоны (%).

О накоплении радионуклидов в организме диких животных уже упоминалось ранее. Различные виды животных по-разному накапливают радионуклиды. В 2012 году содержание цезия-137 в мясе диких животных, отловленных или отстреленных на загрязненных радионуклидами территориях республики, изменялось в интервале от 2 000 до 250 000 Бк/кг. Исследования показывают, что ощутимого снижения содержания радионуклидов в организмах диких животных не происходит [20].

Что касается рыбной продукции, то в мышечной ткани рыб, обитающих в реках на пострадавшей территории вне 30-км зоны ЧАЭС, содержание цезия-137, в среднем, составляет 5-15 Бк/кг. Это значительно меньше допустимого уровня (370 Бк/кг). Однако в непроточных водоемах уровень загрязнения рыбной продукции цезия-137 для хищных видов может достигать 300 000 Бк/кг. Поэтому следует избегать ее употребления в пищу без проверки на содержание радионуклидов [37].

Поскольку существенный вклад в дозу внутреннего облучения человека могут вносить (а значит, и представлять опасность для его здоровья) продукты, произведенные в частном секторе, а также «дары природы» (грибы, ягоды, дичь, рыба), содержание радионуклидов в них необходимо обязательно контролировать.

Недостатки конструкции атомного реактора Чернобыльской атомной электростанции и ошибочные действия персонала, вплоть до нарушения правил эксплуатации реактора, привели к самой крупной ядерной катастрофе в истории развития ядерной энергетики. Примерно 3,5-5,0 % общего количества радионуклидов, находившихся в реакторе непосредственно перед катастрофой, было выброшено в окружающую среду [44].

Основная часть радионуклидов плутония и америция оказалась сосредоточеной в 30-км зоне ЧАЭС. Радионуклиды йода и цезия распространились на многие сотни и даже тысячи километров от места катастрофы, что обусловило ее глобальный характер. В результате, были загрязнены обширные пространства суши, приземные слои атмосферы и поверхностные водоемы [38].

Благодаря способности к самоочищению, атмосферный воздух и воды поверхностных водоемов постепенно очистились. Однако значительное количество радионуклидов скопилось в донных отложениях рек, озер и других водных резервуаров, расположенных в зоне загрязненния.

На значительной части территории страны почвы и произрастающая на них растительность оказались загрязненными долгоживущими радионуклидами. За счет миграции радионуклидов по пищевым цепям загрязненной оказалась и продукция животного происхождения.

Процессы самоочищения почв за счет естественного распада чернобыльских радионуклидов и их выноса из корнеобитаемого слоя в нижележащие слои протекают медленно. Поэтому еще на протяжении длительного периода времени долгоживущие радионуклиды будут оставаться в корнеобитаемом слое почв и могут поступать в продукцию растительного и животного происхождения [42].

В настоящее время основной вклад в эффективную дозу облучения населения пострадавших регионов вносит потребление загрязненных радионуклидами продуктов питания. Вот почему следует уделять должное внимание их радиационному контролю, особенно молочной продукции, произведенной в частном секторе, а также «даров природы» (грибов, ягод, лекарственных растений, рыбы) [33].

Употребление в пищу продуктов питания, соответствующих установленным нормам, позволит населению существенно сократить дозовые нагрузки и уменьшить радиационный риск [2].

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

Пищевые продукты исследуют качественными и количественными методами измерения. При идентификации веществ выбор методов измерения зависит от свойств вещества, его количества и цели исследования. Общая схема измерений включает следующие стадии: постановка задачи, выбор метода, выбор аппаратуры, отбор пробы, подготовка пробы, проведение измерений, обработка результатов, оформление результатов [13].

Получение достоверных и точных результатов при анализе молочных продуктов во многом зависит от правильной подготовки материала к анализу. Перед анализом проводят отбор проб. Под пробой понимают определенное количество продукции или сырья, отобранное из контролируемой партии для принятия решения о содержании в них радионуклидов. Отбор проб молока и молочных продуктов, подготовку их к анализу проводят в соответствии с СТБ 1058-99 [24].

Стандартом предусмотрено взятие точечной и объединенной пробы.

Точенная проба — проба, взятая единовременно из определенной части нештучной продукции (из цистерны, фляги, от монолита масла в ящике или брикета масла и т. п.).

Объединенная проба — проба, составленная из серии точечных проб, помещенных в одну емкость [38].

Точечные пробы жидких, вязких и сгущенных продуктов отбирают кружкой или черпаком вместимостью 0,1; 0,25; 0,5 дм3 с жесткой ручкой длиной от 50 до 100 см, металлической или пластмассовой трубкой внутренним диаметром 9 + 1,0 мм по всей длине и с отверстиями по концам [44].

При составлении объединенной пробы молока и молочных продуктов число точечных проб от каждой единицы тары с продукцией, включенной в выборку, должно быть одинаковым.

Перед отбором проб молоко и жидкие молочные продукты перемешивают от 1 мин (механизированный способ перемешивания во флягах) до 15—20 мин (в железнодорожных цистернах) или путем пятикратного перевертывания потребительской тары (бутылки и пакеты). При отстое жира в молоке и сливках в потребительской таре их нагревают до температуры 32 ± 2 °С на водяной бане температурой 38 + 2 °С. Затем продукт из бутылок и пакетов сливают в посуду, составляя объединенную пробу [40].

Точечные пробы полутвердых, твердых и сыпучих продуктов отбирают шпателями, ножами или специальными щупами. Применяемые инструменты и оборудование должны быть чистыми и после отбора проб подвергаться дезактивации моющими средствами с последующим дозиметрическим контролем.

Точечные пробы творога, творожных изделий, домашнего сыра и сыров для плавления в транспортной таре отбирают щупом, опуская его до дна тары; в потребительской таре — освобождают продукцию от тары и тщательно перемешивают. В творожных полуфабрикатах начинку отделяют от теста [30].

Перед тем как отбирать пробы со сгущенными молочными консервами невскрытые металлические банки массой нетто 1000 г и более, а также фляги и бочки с продуктом переворачивают вверх дном и оставляют в таком положении на одни сутки. До отбора проб сгущенные молочные консервы перемешивают для равномерного распределения возможного осадка лактозы по всей массе продукта. В бочках и флягах сгущенные молочные консервы перемешивают мешалкой, а в потребительской таре — шпателем в течение 1—2 мин после вскрытия тары [31].

Точечные пробы сухих молочных продуктов в транспортной таре отбирают щупом из разных мест каждой единицы транспортной тары с продукцией. От сгущенных и сухих молочных консервов в потребительской таре точечные пробы отбирают пробником, щупом или ложкой после вскрытия тары, помещают в посуду и составляют пробу для анализа [36].

Точечные пробы сливочного и топленого масла, пластических сливок в транспортной таре отбирают щупом (если температура масла ниже 10 °С, щуп нагревают в воде температурой 38 ± 2 °С); в потребительской таре — ножом от каждого брикета [26].

Объединенную пробу масла помещают в водяную баню температурой 30 ± 2 °С. При постоянном перемешивании пробу нагревают до размягчения массы и выделяют пробу, предназначенную для анализа.

Точечные пробы сыра отбирают с двух противоположных сторон каждой головки сыра, включенной в выборку, щупом, вводя его на глубину 3/4 длины. Для оценки органолептических показателей отбор точечной пробы проводят с одной стороны головки сыра [24].

Пробы молока и молочных продуктов отбираются следующими методами [26].

Метод отбора проб с помощью пробоотборника. Этот метод используют при отборе материала из складов, средств транспорта и применяют при отборе проб сыпучих и текучих материалов, хранящихся в больших емкостях и др [24].

Принцип отбора проб этим методом заключается в отборе точечных проб по схеме конверта с верхнего, среднего и нижнего слоя материала, с каждого пункта конверта. При отборе проб используют различные пробоотборники и приспособления [36].

В случае отбора проб пробоотборником из струи жидкости или сыпучего материала метод конверта не применяют. Пробы отбирают через равные промежутки времени путем погружения пробоотборника в струю сыпучего или текучего материала [32].

В емкостях со съемными крышками применяют метод конверта. Если емкость имеет высоту до 2 м, пробу отбирают по всему слою при использовании соответствующего приспособления.

В этом случае, когда высота емкости превышает 2 м, пробу следует отбирать соответствующими приспособлениями с верхнего, среднего и нижнего объема емкости [12].

При отборе проб полутвердых и мазеобразных продуктов (например, маргарин, масло и др.), фасованных в транспортную тару (ящики, бочки и др.), точечные пробы отбирают также с трех слоев. При этом из столбика продукции, взятого с помощью пробоотборника, отбрасывают верхний слой и слой, соприкасаемый с дном емкости, толщиной 0,5-0,7 см [19].

Метод конверта. Этим методом отбирают сыпучий или поштучный материал, хранящийся насыпью. В зависимости от величины склада или хранилища применяют метод одиночного, двойного или тройного конверта [21].

Метод квартования. Этим методом выделяется средняя проба из объединенной пробы сыпучего материала. Материал необходимо высыпать на гладкую, чистую и сухую поверхность, чтобы сформировать на ней пирамиду с основанием в форме квадрата, тщательно перемешать. С помощью двух коротких дощечек со скошенными ребрами набрать сыпучий материал с двух противоположных концов и ссыпать его с обеих дощечек на середину квадрата до тех пор, пока слой сыпучего материала не приобретет форму продолговатого холмика. Затем набрать дощечками материал с обеих концов холмика и ссыпать его на середину. Сформированную пирамиду расплющить в слой, имеющий форму квадрата, и разделить его двумя диагоналями на четыре треугольника, из которых два противоположных отбросить, а из двух оставшихся снова создать квадрат и поделить его двумя диагоналями на четыре треугольника. Эту процедуру повторять до получения средней пробы нужной величины [40].

Пробы молока и молочных продуктов, предназначенные для определения физико-химических показателей, подготавливают следующим образом.

Пробы молока, жидких заменителей цельного молока, сливок, сметаны, кисломолочных напитков, мороженого перемешивают путем перевертывания посуды с пробами не менее трех раз или переливания продукта в другую посуду и обратно не менее двух раз.

Пробы молока и молочных продуктов доводят до температуры 20 ± 2 °С.

Пробы кисломолочных напитков и сметаны, имеющие густую консистенцию, а также пробы продуктов с отстоявшимся слоем сливок, нагревают на водяной бане до температуры 32 ± 2 "С, после чего охлаждают до 20 ± 2 "С [34].

Пробы творога, творожной массы, творожных изделий, полуфабрикатов и плавленых сладких сыров с наполнителями растирают в ступке до получения однородной консистенции, предварительно удалив с помощью пинцета, шпателя или ложки из проб продукции с наполнителями цукаты, изюм, орехи [16].

Пробы сгущенных и сухих молочных продуктов растирают в ступке и тщательно перемешивают.

Пробы молочного сахара и казеина, предназначенные для анализа, измельчают в ступке или на лабораторной мельнице. Порошок просеивают через сито с отверстиями диаметром от 0,40 до 0,50 мм без остатка [12].

Перед исследованием большинство продуктов (кроме некоторых напитков) минерализуют — освобождают от органических соединений сухим или мокрым озолением. Выбор способа озоления зависит от ряда условий. Так, сухое озоление в отличие от мокрого не требует реактивов, позволяет использовать относительно большое количество образца (5—10 г, но не более), так как иначе наблюдаются значительные потери элементов, что важно при низком содержании определяемого элемента или низкой чувствительности метода, не требует постоянного наблюдения сотрудника. Однако возможны потери некоторых элементов, особенно в образцах, содержащих хлориды. Мокрое озоление, как правило, дает меньше потерь элементов, но требует чистых реактивов, большего внимания оператора и ограничено массой образца от 2 до 5 г [13,42].

Выбор метода озоления зависит также от вида продукта, например, продукты с высоким содержанием жира или сахара рекомендуется сжигать сухим методом, а продукты, содержащие хлориды, — мокрым методом [34].

В большинстве случаев сухое озоление пищевых продуктов проводят при температуре 450—550 °С в течение 4—16 ч. При более низких температурах озоление затягивается, а в условиях повышенных температур возможно улетучивание некоторых элементов, например, железа. При озолении продуктов, содержащих заметные количества хлоридов, наблюдаются потери Fe, Sb, Pb, А1 и Си при обычных режимах сухого озоления за счет образования относительно летучих хлоридов металлов. В этих случаях озоление проводят таким образом, чтобы перевести элементы в менее летучие нитраты или сульфаты. Чаще всего перед озолением к образцу добавляют нитрат магния или другие соли азотной кислоты либо смачивают образец разбавленной (1:1) азотной кислотой или разбавленной серной кислотой. Добавление нитратов, кроме уменьшения потерь, ускоряет озоление. В зависимости от вида элемента нитраты добавляют только перед озолением, но иногда после обугливания или после получения бурой золы. Более подробно способы сухого озоления будут указываться при рассмотрении методов определения каждого элемента [38,42].

Для проведения мокрого озоления существует около десяти вариантов, но для большинства видов элементов и продуктов, в том числе относительно богатых жирами, рекомендуется использовать смесь трех концентрированных кислот — азотной, хлорной и серной обычно в соотношении 3:2: 1. Для низкожирных продуктов рекомендуется смесь азотной и хлорной кислот НС104 в соотношении 3 : 2. Смесь азотной и серной кислот, хотя и полно минерализует продукт, но сжигание протекает очень долго [26].

В этом случае нет необходимости предусматривать особые меры предосторожности, связанные с использованием хлорной кислоты. Отдельно серную или азотную кислоту не используют из-за большой длительности минерализации. В некоторых случаях вместо хлорной кислоты применяют пероксид водорода, добавляя иногда перманганат калия [33].

Стадия озоления (минерализации) — основной источник как потерь контролируемых металлов, так и загрязнения ими пробы. Особенно это относится к сухому озолению в открытых кварцевых чашках, в общих лабораторных помещениях, с использованием общих вытяжных шкафов, муфельных печей и другого оборудования и приспособлений.

Существует довольно много разработок по реализации автоклавной подготовки проб, когда минерализация происходит в герметичном объеме, под давлением, иногда в среде окислителя. По времени минерализация в автоклавах обычно длится не более 1,5 ч, сведены к минимуму возможные потери из-за улетучивания части пробы и загрязнения в результате попадания металлов в пробу извне. Однако такие разработки в основном применимы к минеральным объектам (пробы грунтов, донного ила и т. д.) или к биологическим объектам менее сложного состава, чем молочные продукты (пробы растительных продуктов, сухие препараты крови, сухие ткани органов) [23].

Радиологическое качество молока и молочных продуктов