Научно-исследовательская работа «Защита от последствий радиационных катастроф»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №4

               Научно-исследовательская работа

«Защита от последствий радиационных катастроф»

Выполнил

Ученик 8 В класса Борисов Юрий

Научный руководитель

Учитель высшей категории

Шашков Владимир Александрович

                                                  г. Грязи 2018год

 План научной работы

Защита от последствий радиационных катастроф

1. Почему я выбрал эту тему  
2. Цель и задачи моей работы
3. Масштабы заражения после радиационных катастроф
4. Воздействие вредных веществ на человека
5. Защита здоровья
6. Исследование
7. Заключение

1. Почему я выбрал эту тему

После  землетрясения в Японии и аварии на АЭС в г. Фукусима возрос интерес к проблеме защиты от воздействия радиации. Также после Чернобыльской аварии остались последствия заражения. В современном глобальном мире даже для людей, проживающих  на расстоянии многих тысяч километров от места аварии, существует  угроза поступления в организм пищевых продуктов, загрязненных радиоактивными изотопами или радионуклидами. На уроках технологии мы изучаем семейную экономику, где есть  раздел «Основы здорового питания». Поэтому я решил рассказать о противорадиационном питании.  Как противостоять опасности заражения? Этот вопрос я рассмотрел с разных сторон.

2. Цель и задачи  моей работы

Цель:

Сформировать представление о способах защиты организма человека от последствий радиационных катастроф.

Задачи:

• узнать о влиянии  вредных веществ на здоровье человека  
• рассмотреть способы защиты организма человека
• провести исследование
• сделать вывод о значении  противорадиационной  диете

3. Масштабы заражения после радиационных катастроф

Авария на ЧАЭС

Масштабы заражения:

Загрязнению подверглось более 200 тыс. км², примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные вещества распространялись в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность земли

В городах основная часть опасных веществ накапливалась на ровных участках поверхности: на лужайках, дорогах, крышах. Под воздействием ветра и дождей.

 В сельскохозяйственных областях в первые месяцы радиоактивные вещества осаждались на листьях растений и на траве, поэтому заражению подвергались травоядные животные.

Значительному загрязнению подверглись леса.

Загрязнение не ограничилось 30-километровой зоной. Было отмечено повышенное содержание цезия-137 в арктических областях России, Норвегии, Финляндии и Швеции.

Авария на АЭС Фукусима-1

Последствия заражения:

После аварии облако радиоактивной пыли устремилось на сотни километров к западу, заражая воду океана и осаждаясь на западе Америки.

В пробах воды, взятой в районе Фукусимы, количество радиоактивного йода превысило установленные допустимые нормы в 1850 раз.

По сообщениям оператора завода Фукусимы, уровень цезия превысил допустимую норму в 80 раз, а следы радиоактивного плутония были обнаружены в пяти пробах почвы на территории Фукусимы.

Благодаря огромному количеству воды в Тихом океане, крупнейшем океане мира, концентрация радиоактивных веществ будет минимальной. 

Что касается внедрения радиоактивного йода в морскую пищевую цепь, это может произойти только в районе Фукусимы.

Также  в продаже могут быть  радиоактивные  продукты питания, не прошедшие дозиметрический контроль.

    4. Воздействие вредных веществ на человека

После аварий на АЭС в окружающую среду попадают опасные изотопы химических элементов.

  Наиболее опасные из них:

• Цезий-137
• Йод-131
• Стронций-90

Цезий-137 является радиоактивным изотопом элемента цезия и имеет период полураспада 30 лет. Впервые этот радионуклид был открыт с использованием оптической спектроскопии в далеком 1860 году.   Наиболее применяемым изотопом цезия в ядерном оружии и ядерных реакторах является цезий-137, который получают из растворов переработанных радиационных отходов. Во время ядерных испытаний или аварий на атомных электростанциях этот радионуклид не прочь выбраться в окружающую среду. На атомных подводных лодках и ледоколах он находит широкое применение, поэтому время от времени может попадать в воды Мирового океана, загрязняя его.
    В человеческий организм цезий-137 пробирается, когда человек дышит или принимает пищу. Больше всего любит селиться в мышечной ткани (до 80%), а остальное его количество распределяется по другим тканям и органам. 

Йод-131 имеет период полураспада 8 суток, поэтому наибольшую опасность для всего живого этот радионуклид представляет в течение первого месяца после того, как попадет в окружающую среду. Как и цезий-137, йод-131 обычно оказывается на свободе после испытания ядерного заряда или в результате аварии на атомной станции.
    В ходе аварии на Чернобыльской АЭС весь йод-131, который находился в атомном реакторе, попал в атмосферу, поэтому уже на следующий день после катастрофы большинство людей, находившихся в опасной зоне, получили дозы радиоактивного облучения, вдыхая зараженный воздух.

Попав в организм человека, йод-131 в первую очередь накапливается в щитовидной железе, поэтому именно этот орган страдает больше всего. Даже небольшое количество радиоактивного йода, попадающего в человека в основном с пищей (особенно, с молоком) плохо сказывается на здоровье этого важнейшего органа и может вызвать рак щитовидной железы в пожилом возрасте. 

Стронций-90 распадается наполовину за 29 лет и является чистым бета-излучателем, образующимся при делении ядер в ядерном оружии и ядерных реакторах. После распада стронция-90 образуется радиоактивный иттрий. На организм человека стронций-90 действует разрушительным образом. По химическому составу он очень похож на кальций, а поэтому при попадании в организм начинает разрушать костную ткань и костный мозг, что приводит к лучевой болезни. Внутрь человеческого организма стронций-90 обычно попадает при приеме пищи, а на его выведение всего наполовину понадобится от 90 до 150-ти суток.

5.   Защита здоровья человека

Первое направление защиты основано на конкурентном пищевом эффекте. Для этого необходимо употреблять продукты, содержащие много тех химических элементов, которые являются конкурентами радиоактивных йода, цезия и стронция и вытесняют их из организма.

Начнем с Йода-131. Его конкурентом является обычный йод. Если организм человека достаточно насыщен стабильным йодом, он не испытывает потребности в усвоении радиоактивного йода, который может оказаться в пищевых продуктах, в воздухе или в воде. При попадании нестабильного йода в организм, где йод находится в  достатке, он будет просто выведен из тела. Среди растений есть феноменальных накопителей  йода, прежде всего морские водоросли, в частности ламинария. Источником пищевого нерадиоактивного йода являются овощи, фрукты и растения: одуванчик лекарственный, салат посевной, орех грецкий, свекла, капуста, лук, чеснок, картофель, огурцы, томаты, клюква болотная, хурма, яблоки, клубника, грибы.   Большое количество йода содержится в морской рыбе. Важно, что все вышеперечисленные  продукты также содержат витаминные комплексы, и биологические активные вещества, в частности биофлавоноиды, противостоящие влиянию радиации на стенки капилляров.  

Цезий-137 из организма можно вывести с помощь калия. В организм человека цезий входит каналами всасывания калия и занимает в органах и системах позицию калия, не осуществляя, однако, его физиологических функций.  Затормозить поступление  цезия и его воздействие  на организм возможно, хотя и не полностью, повышая количество калия в рационе, причем это нужно делать систематически. Основными поставщиками калия являются  отруби, сухофрукты, орехи, моллюски, соевые бобы, бананы, лук и зелень, картофель.

Для предотвращения влияния радиоактивного стронция необходимо, чтобы пища содержала достаточное количество кальция, которого много в молочных продуктах. Помимо них в рацион нужно включить яйца, рыбу, свиное и говяжье мясо, ветчину, томаты, огурцы, капусту, лук порей, бананы, виноград, груши, яблоки, сухофрукты, сливы, абрикосы, апельсины.

Второе направление защиты  организма от воздействия радиоактивных изотопов – активизировать связывание и выведение их из организма.

Поступающие с пищей радионуклиды всасываются с различной скоростью.  Важно ослабить их всасывание, ускорить выведение остаточных пищевых масс из кишечника, связать в нем радионуклиды. С этой целью используют компоненты пищи, которые способны тормозить всасывание, усиливать перистальтику и активизировать эвакуацию переваренной пищи из организма. В рацион нужно включить послабляющую растительную пищу, которая богата клетчаткой, чтобы опорожнение кишечника происходило 2-3 раза в день. Это такие продукты как яблоки, тыква, капуста и другие листовые овощи. Также в организм должно поступать достаточное количество пектина, так как его соединение могут поглощать токсичные вещества.   В связи с большой пищевой и фармакологической  ценностью пектиновых веществ промышленность наладила их выпуск. Так, из отходов консервного и свеклосахарного производства вырабатывается яблочный и свекловичный пектин, которым можно обогащать пищу вводя его в рецептуру блюд.

При рекомендации противорадиационной диеты, состоящей преимущественно  из продуктов содержащих пектин, отмечу, что главнейшим из них являются яблоки. Для целей профилактики и важны два их свойства, а именно то, что яблоки адсорбируют радиоактивные изотопы , очищая от них организм, и второе – что они способствуют быстрой эвакуации из пищеварительного тракта его содержимого,   тем самым уменьшая повторное всасывание из него радионуклидов. Яблоки также облегчают «передвижение» кальция в организме. Вторым по  значимости пищевым продуктом является свекла, которую не зря назвали «земляным чудом». Она также содержит значительное количество пектинов, даже больше, чем яблоки и морковь.

Первый и второй способы действуют, как правило, в комплекс. Например, ламинария богата не только йодом, но и альгинатами натрия и калия,  которые сорбируют токсины , соли тяжелых металлов и радионуклиды.

Механизмы реализации радиозащитного действия различных средств, как химического ряда, так и пищевых, неоднозначны  и к настоящему времени еще не достаточно изучены.  Обратив внимание на группу пищевых радиопротекторов, мы выделяем растительные средства как наиболее доступные и обладающие рядом  неоспоримых преимуществ на организм человека

В лекарственных и съедобных растениях заложены фармакологически активные вещества, инулин, сапонины, дубильные вещества, кумарины, эфирные масла, витамины, ферменты, растительные гормоны,  которые замедляют всасывание радионуклидов, связывают, выводят их из организма, защищают печень, поджелудочную железу, кровеносную, иммунную, сердечнососудистую, нервную систему.

В формирование общей устойчивости организма к последствиям облучения важно усилить общую устойчивость к любой стрессовой нагрузке. Это можно сделать с помощью препаратов – адаптогенов. К ним относятся лекарства из таких растений как лимонник, радиола розовая, аралия, женьшень, заманиха.

Природные препараты из группы антиоксидантов также играют важную роль в защите организма от последствий радиации. Антиоксидантами являются витамины А, С, Р группы В, Е, D, К. Поэтому все растения, в составе которых имеются высокие концентрации указанных витаминов, можно отнести к естественным радиопротекторам. Следует отметить, что антиоксиданты натуральных продуктов питания действуют на организм более эффективно, чем искусственные препараты витаминов. Важно, что в естественных продуктах содержатся не отдельные витамины а их комплексы.

Поскольку радиация непосредственно влияет на процесс кроветворения, важную роль в защите от ее воздействия играют вещества, стимулирующие кроветворение. В народной медицине накоплен большой опыт применения таких  растительных препаратов.

Среди фитосредств не мало таких, которые повышают аппетит, и им также принадлежит большое значение в формировании защитных противорадиационных  механизмов.

Каждый из компонентов, улучшающих сопротивляемость организма воздействию радиации и способствующих быстрейшему очищению организма от попавших радионуклидов, может присутствовать в растительном материале изолированно или в комплексе. Такие естественные радиопротекторные компоненты растений имеют большие преимущества, поскольку они не нарушают деятельности ферментных систем организма, не убивают и не меняют естественную полезную микрофлору кишечника и усвоение минеральных веществ, витаминов, которые поступают с употребляемой пищей.

Специалисты по медицинской радиологии подчеркивают, что при радиации необходимо хорошее питание. В перечне продуктов, особо не обходимых человеку в этих условиях, они называют гранаты, изюм, черноплодную рябину, свеклу, морковь, редьку, гречиху, орехи грецкие, овсяную крупу, капусту, лук, чеснок, молочные продукты.  Этот список можно продолжить множеством растений, которые содержат питательные вещества и являются источником радиопротекторных компонентов.

Однако в условиях повышенной радиоактивности необходимо иметь в виду, что  растения и продукты могут накапливать радионуклиды. Круговорот радионуклидов в растительной сфере особый, поскольку растения первоначально поглощают радионуклиды     из воздуха и почвы, а затем, заканчивая вегетацию, вновь перерабатывают естественным путем  и возвращают определенной количество радионуклидов в ту же почву, и круг, таким образом, становится замкнутым.

Рассмотрим, как правильно готовить пищу в условиях радионуклидного загрязнения. Важно подчеркнуть, что во всех случаях использование конкурентных элементов питания необходимо проводить так, чтобы пища с конкурентными веществом попала в организм с первым приемом, как бы опережая поступление в последующие  приемы радионуклидных компонентов, и эту ритмику питания в течении суток необходимо строго регулировать.  

 Правильная технологическая и кулинарная обработка продуктов питания также может способствовать снижению содержания радионуклидов, уменьшению их поступления в организм человека.

Прежде всего, необходимо стремится к уменьшению поступления радионуклидов с пищей, для чего следует:

• Тщательно мыть продукты проточной теплой водой
• Очищать корнеплоды и некоторые фрукты от кожуры и затем повторно мыть теплой водой
• Предварительно вымачивать мясо и корнеплоды в течение 1-2 часов перед приготовлением
• Не использовать в пищу мясные и костные отвары.
• Жарение  продуктов с возможной радионуклидной загрязненностью недопустимо как способ приготовления блюд
• Жарить продукты следует только после отваривания
• При использовании в пищу пресноводных рыб необходимо удалять до готовки головы, кости, плавники, внутренности.
• При использовании воды из колодцев и источников следует кипятить ее 15-20 минут, дать остыть и отстояться, затем слить, не взмучивая осадка.

Также необходимо принять меры по ускорению выделения радиоактивных веществ из организма:

• Вводить в организм дополнительное количество жидкости в виде чая, соков с мякотью, компотов
• Принимать травяные чаи с мочегонными и желчегонными компонентами
•  Вводить в меню продукты, богатые пектином

Ежедневно  употреблять кисломолочные  продукты.

Большой плюс – употребление натуральных и экологически чистых продуктов и по возможности проводить радиометрический контроль.

6.  Исследование

В результате аварии на ЧАЭС в окружающую среду выбросились вредные вещества. Заражению подверглись  субъекты Российской Федерации, в том числе Липецкая область. В Грязинском районе  были заражены следующие населенные пункты: с. Двуречки, с. Фащевка, с. Ярлуково. Несмотря на эти данные, есть уверенность, что не только эти села заражены, ведь радиоактивное облако пыли не могло обойти город Грязи.

От радиоактивного заражение возникают болезни:

• Болезни эндокринной системы
• Болезни системы кровообращения
• Болезни  костных и мышечных тканей
• Болезни крови

Изучая  «Акт углубленного  осмотра школ 2012 года », я обнаружил, что около 38%  болезней связаны с попаданием в организм трех радионуклидов, описанных выше.  Из них 49% - болезни  костных и мышечных тканей, 30% - болезни системы кровообращения,  10%  - болезни крови , 11%  - болезни эндокринной системы. 

Можно  сделать предположение, что в большинстве случаев, болезни передались по наследству и были получены в результате радиоактивного заражения. 

   7.  Заключение

В результате своей работы я достиг поставленных целей. Сформировал представление о воздействии вредных веществ на здоровье человека. Рассказал о последствиях аварий на АЭС.  Мной было рассмотрено несколько способов защиты организма от последствий радиационных  катастроф. Ввел понятие конкурентного пищевого эффекта.  Также я сформировал значение противорадиационной диеты. В условия радиационного заражение  она непременно важна. Если человек будет соблюдать ряд правил, описанных выше, то он сможет обезопасить свой организм от поступления в него радионуклидов. Я провел исследование по школе, в результате которого выяснил какими заболеваниями болеют учащиеся, и сделал предположение, как это связано с потреблением продуктов, загрязненных радиоактивными веществами.

Тема моей работы актуальна, так как в мире очень распространена атомная энергетика, и в любой момент может случиться катастрофа. В это время каждый должен защитить себя и свою семью.

В своей работе я:

• Достиг цели и поставленных задач
• Содержание изложил последовательно
• Раскрыл тему полностью

При выполнении работы, я использовал литературу научного характера, интернет-ресурсы. Данный  материал  можно использовать на уроках технологии, биологии, ОБЖ, а также в повседневной жизни при приготовлении пищи.

Использованная литература и интернет-ресурсы

• Журнал  «Школа и производство», статья «Защита от последствий радиационных катастроф»
• «Акт углубленного осмотра школ» ( Данные на МБОУ СОШ №4)
• Артур Шигапов «Чернобыль, Припять, далее нигде…»
• http://bluesbag6.narod.ru/index36.html 
• http://ru.wikipedia.org/wiki/ 
• http://ru.wikipedia.org/wiki/

Приложение

Диаграмма, показывающая  процент заболеваний по школе, выявленных в результате исследований.

49% - болезни  костных и мышечных тканей, 30% - болезни системы кровообращения,  10%  - болезни крови , 11%  - болезни эндокринной системы.