Кількість радіоактивних опадів, які осідають на поверхні землі, залежить від пори року. Максимальні випадання спостерігаються у весняно-літній період і значно менше - восени і взимку. За чотири - п’ять весняно-літніх місяців в середніх широтах випадає близько 60 % річного надходження радіонуклідів. Найбільш небезпечними є радіонукліди біогенних елементів, які характеризуються високим коефіцієнтом резорбції у шлунково-кишковому тракті тварин та людини і вираженою здатністю концентруватися у життєво важливих органах і тканинах.
У формуванні радіаційної ситуації після радіоактивного забруднення середовища можна виділити три періоди:
а) перший - від 1 до 1,5-2 місяців (йодної небезпеки);
б) другий - від 2 місяців до 2 років, коли основну небезпеку становлять барій-140, стронцій-89 і 90, цезій-134 та 137;
в) третій - від двох років і пізніше, коли головними факторами забруднення раціону людини залишається стронцій-90 і цезій-137.
Ці періоди характеризуються різними шляхами включення радіонуклідів у кормові і харчові ланцюги: у рік випадання радіоактивних продуктів розпаду, якщо це відбувається протягом вегетаційного періоду рослин, переважає аеральний (позакореневий) шлях, а в наступні роки, у міру проникнення радіонуклідів у горизонти ґрунту, де знаходиться коріння, основним стає ґрунтовий (кореневий) спосіб включення.1)
Від поведінки радіонуклідів у ґрунті залежать розміри вимивання їх опадами, міграція по ґрунтовому профілю, ступінь переходу у фіксований стан і, як наслідок цих процесів, інтенсивність надходження у рослину, а отже, у корми. Чим повніше радіонукліди поглинаються ґрунтовим поглинальним комплексом, чим міцніше вони закріплюються у фіксованому стані, тим менше будуть вимиватися опадами, переміщуватися по профілю ґрунту і у порівняно менших кількостях будуть надходити у рослини.
Природні і сіяні сінокоси та пасовища - важливі ланки біологічного ланцюга, по якому радіоактивні речовини переходять в організм тварин і далі через продукцію до людини. Радіонукліди, що випадають на поверхню луків і пасовищ, доступніші для рослин і включаються в продукцію, яку одержують з луків у більших обсягах, ніж у продукцію, одержану з орних земель. Тому луки можуть бути одним із основних джерел надходження радіонуклідів в організм тварин на територіях, які забруднені радіоактивними викидами. Якщо радіоактивні аерозолі випадають на лучну і пасовищну рослинність, значна частина радіонуклідів до потрапляння в ґрунт затримується в нижній частині рослин і у верхньому шарі біля кореневої дернини, звідки через основу стебла і поверхневі корені надходить в рослину. Цей механізм поглинання радіонуклідів відіграє важливу роль при добре розвиненому дернинному шарі деяких типів пасовищ. Отже, при випаданні радіонуклідів на луки і пасовища рослинність інтенсивно забруднюється всіма їх видами і особливо стронцієм-90 та цезієм-137 за рахунок надходження із так званого дернинного резервуару.
1.4.2 Особливості нагромадження радіонуклідів в вегетативної та кореневої системах кормових культур
Радіоактивні речовини, які потрапили в ґрунт, можуть із нього частково вимиватися і потрапляти в ґрунтові води. Проте ґрунт досить міцно утримує радіоактивні речовини, що в нього потрапили і вони будуть дуже довго (протягом десятиріч) надходити в рослинну продукцію, а отже, у корми. При цьому слід пам'ятати, що різні ґрунти утримують радіонукліди неоднаково, найбільш міцно вони закріплюються в чорноземах. Різні радіонукліди по-різному нагромаджуються в кормових культурах. Так, якщо стронція-90 тільки 19,3 % нагромаджуються в кореневій системі, а решта - у вегетативній, то у цезія-137 цей показник становить 40,9 %, а у рутенію -99,9%. Як правило, радіонукліди, які надходять у вегетативну частину рослин, концентруються в основному у соломі (листі, стеблах), менше - в полові і в невеликих кількостях - у зерні. Деякий виняток становить цезій, відносний вміст якого у зерні може досягати 10 %. При цьому у міру збільшення врожайності, як правило, зменшується вміст радіонуклідів в одиниці маси. 2)
Розміри нагромадження радіонуклідів в урожаї будь-якої культури залежать від її видових і сортових особливостей. Спостерігається певна подібність у надходженні до рослин стронцію та цезію з їх хімічними аналогами кальцієм та калієм. Рослини, які мають підвищений вміст кальцію, більше нагромаджують і стронцію, а ті, що мають більше калію, у більшості випадків більше накопичують і цезію.
Крім того, надходження радіонуклідів залежить від розміщення кореневої системи у грунті, продуктивності рослин, тривалості вегетаційного періоду і деяких інших біологічних особливостей. Так, озимі зернові, як правило, нагромаджують стронцію і цезію в 2-2,5 рази менше, ніж ярі. Для відносної оцінки вмісту радіонуклідів у кормах необхідно знати розміри порівняльного їх нагромадження в господарсько-цінній частині врожаю. Визначивши вміст радіонуклідів в урожаї ярої пшениці на тому чи іншому грунті, можна орієнтовно, використовуючи коефіцієнти, розрахувати можливу кількість стронцію чи цезію в інших культурах, вирощених на тих же ґрунтах.3)
1.4.3 Шляхи надходження радіонуклідів в організм
Радіонукліди можуть надходити в організм різними шляхами: через органи дихання, шлунково-кишковий тракт та поверхню шкіри. Проте значення шкірного із зазначених шляхів далеко не ідентичне. Так, якщо тварини під час випадання радіоактивних залишків знаходяться на пасовищі, то надходження радіонуклідів може становити (у відносних одиницях): через шлунково-кишковий тракт - 1000, органи дихання - 1, шкіру - 0,0001. Отже, за умов випадання радіоактивних залишків особливу увагу слід звертати на максимально можливе зниження їх надходження через шлунково-кишковий тракт, бо в пасовищний період тварина протягом доби з'їдає траву на площі 100 - 300 м2. При цьому разом з травою (частково з дерниною) вона споживає велику кількість радіонуклідів, що випали на пасовище, виконуючи роль акумулятора і передавача їх людині по харчовому ланцюгу. Особливо велика небезпека споживання радіоактивних часток із поверхні землі тоді, коли вони випали на початку пасовищного періоду, а також при випасанні тварин на низькопродуктивних пасовищах.
З практичної точки зору важливо знати, що корми, вирощені на території з однаковою щільністю забруднення, з розрахунку на 1 кормову одиницю нагромаджують різну кількість радіонуклідів. Радіонукліди, які надійшли в шлунково-кишковий тракт, всмоктуються з різною швидкістю, що залежить від їх фізико-хімічних властивостей. Незважаючи на те, що слизова оболонка всіх відділів шлунково-кишкового тракту здатна всмоктувати радіонукліди, роль їх у цьому процесі різна. Так, у ротовій порожнині і стравоході в результаті короткочасного перебування корму радіонукліди практично не засвоюються. Досить слабо вони всмоктуються і в передшлунках (в основному йод, натрій і молібден). Головним місцем всмоктування радіонуклідів є кишечник. Доведено, що в передшлунках всмоктується близько 18 % стронцію-89, у товстому відділі кишечнику 17 % і у тонкому – 4,7%. На інтенсивність всмоктування впливає вік, характер годівлі і склад раціону тварин.
У реальній ситуації можливі різні варіанти надходження радіонуклідів в організм: одноразово та постійно. Важливо знати, як поводяться при цьому найбільш поширені із них. Радіоактивні ізотопи йоду спочатку найбільше концентруються (до 30 %) у щитовидній залозі. З часом відбувається його перерозподіл в організмі і 60 - 70 % йоду зосереджується в м'яких тканинах, а частина переходить в щитовидну залозу і виводиться. В кінцевому результаті на 14-й день у щитовидній залозі залишається приблизно 18 % від кількості, що надійшла, а в решті органів - близько 14% радіойоду. З практичного боку важливо знати розподілення в організмі радіостронцію та радіоцезію. Звідси за умов неконтрольованого надходження радіонуклідів в організм (випасання на пасовищах, забруднених радіонуклідами) до визначення всіх обставин виключають забій тварин.
В умовах тривалого (хронічного) надходження радіонуклідів в організм (що спостерігається після Чорнобильської аварії) їх нагромадження коливається у досить широких межах. Найбільш інтенсивно радіонукліди нагромаджуються в тих випадках, коли вони починають надходити в молодому віці. Так, якщо стан рівноваги у дорослої тварини відмічають вже через 3-4 міс. після початку надходження нукліду в організм, то у молодняку він настає приблизно через рік після початку надходження стронцію.
Відкладання радіостронцію в організмі залежить також від рівня забезпечення тварин кальцієм. Насичення раціону кальцієм дає можливість зменшити нагромадження радіостронцію у кістяку приблизно в 2-4 рази. Закономірності нагромадження цезію-137 мають багато спільного із закономірностями відкладання стронцію-90, але для нього характерне більш швидке (1-2 міс) встановлення стану рівноваги. Виводяться радіоактивні продукти розпаду в основному через шлунково-кишковий тракт. Винятком є лише радіоактивні ізотопи йоду, які виводяться із організму, в основному, через нирки. Це пояснюється насамперед досить низьким їх засвоєнням у шлунково-кишковому тракті, або великими обсягами виділення нукліду цезію-137 у порожнину шлунково-кишкового тракту після всмоктування.4)
При споживанні радіонуклідів певна частина їх у результаті метаболізму переходить в продукцію - молоко та м'ясо. У перші дні після випадання радіоактивних речовин у молоці знаходять переважно радіонукліди з малим періодом розпаду (йод, молібден, барій та ін.). Найбільшу частку серед зазначених речовин становить радіоактивний йод. При хронічному надходженні радіонуклідів в організм тварин вже через кілька днів встановлюється постійний рівень їх концентрації в молоці. Проте слід пам'ятати, що концентрація радіонуклідів у молоці може змінюватися в дуже широких межах. Це зумовлено індивідуальними особливостями тварин, рівнем мінерального живлення, типом годівлі тощо.