Pierwiastki

promieniotwórcze

WYKONAŁY:

PATRYCJA STACHELEK

URSZUL A TRUKAWKA

ANNA OSEWSKA

KL AUDIA SZUKIS

Promieniotwórczość polega na samorzutnym rozpadzie -
rozszczepieniu - jąder atomów niektórych pierwiastków.

Pierwiastki, których atomy ulegają rozszczepieniu,
nazywane są pierwiastkami promieniotwórczymi. Istnieją
dwa rodzaje pierwiastków promieniotwórczych: te, które
rozszczepiając się, tworzą nowy pierwiastek i wysyłają tzw.
cząstki α, oraz te, które rozszczepiając się, tworzą też nowy
pierwiastek, ale wysyłają cząstki β.

Promieniotwórczość pierwiastków występujących w
przyrodzie jest nazywana promieniotwórczością naturalna,
otrzymywanych zaś w wyniku reakcji jądrowych -
promieniotwórczością sztuczna.

WPŁYW PIERWIASTKÓW(PROMIENIOWANIA)

NA ŻYWNOŚĆ

Szczególnie popularną technologią stało się napromieniowanie żywności.

Stosuje się ją by móc dłużej przechowywać żywność.

Na podstawie badań okazało się, że żywność utrwalana radiacyjnie nie jest

toksyczna ani też radioaktywna, jednak podobnie jak i inne procesy

utrwalające radiacja powoduje pewne zmiany chemiczne w żywności.

Ich rodzaj i zasięg zależą od:



chemicznego składu produktu



dawki promieniowania



temperatury



dostępu światła i tlenu podczas napromieniania.

Pod wpływem promieniowania jonizującego tworzą się między innymi wolne
rodniki i zmniejsza się o 20-60% zawartość witamin A, B1,C i E. Radionuklidy
zabezpieczają świeże zbiory przed kiełkowaniem, a także umożliwiają kontrolę
procesu dojrzewania przechowywanych warzyw i owoców.

Utrwalana radiacyjnie żywność może być napromieniana w trwałym
opakowaniu, co skutecznie zapobiega jej wtórnemu skażeniu. Zastosowanie
odpowiednich opakowań pozwala napromieniać żywność w różnych
warunkach, między innymi w atmosferze beztlenowej, w próżni i niskiej
temperaturze.

Dobierając odpowiednio warunki w jakich dokonuje się proces napromieniania
można np. zmniejszyć straty witamin lub uniknąć niekorzystnych zmian
smakowych w produktach o dużej zawartości tłuszczów. Do napromieniania
żywności wykorzystuje się promieniowanie g, przyspieszone elektrony, a
niekiedy promieniowanie X.  

• Stosując dawki promieniowania do 1kG można opóźnić dojrzewanie lub

zahamować kiełkowanie w produktach pochodzenia roślinnego, zwalczać
szkodniki oraz pasożyty.

• Napromienianie żywności dawkami do 10kG inaktywuje bakterie, pleśnie,

drożdże i mikroflorę patogenną, co sprawia, że wydłuża się okres jej
trwałości i zmniejsza liczba zatruć pokarmowych.

• Dawki w przedziale 10-50kG stosowane są do sterylizacji produktów

żywnościowych.

Spośród radioaktywnych izotopów do żywności najczęściej przedostaje się

pięć następujących pierwiastków:

90

Sr ( okres półtrwania 28 lat),

89

Sr( okres

półtrwania 51 dni),

137

Cs( okres półtrwania 30 lat),

131

I( okres półtrwania 8 dni)

oraz

140

Ba( okres półtrwania 13 dni).

Wymienione izotopy stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka z
powodu łatwej przyswajalności i zdolności odkładania się w organizmie
człowieka, a także ze względu na długi okres połowicznego rozpadu i duże
ilości tych pierwiastków w produktach rozszczepienia.
Toksyczność żywności napromieniowanej może też wynikać z wtórnej
promieniotwórczości, ze skażenia promieniotwórczego w czasie obróbki
technologicznej albo z obecności powstałych — w związku z
napromieniowaniem
— substancji szkodliwych dla zdrowia.
Np. kwas askorbinowy ulega degradacji do kwasu szczawiowego.

 

Toksyczność

Metabolizm i wydalanie

Substancje promieniotwórcze mogą wnikać do wnętrza organizmu

ludzkiego i zwierzęcego przez układ oddechowy, przewód

pokarmowy i w mniejszym stopniu przez skórę. Dalsze losy zależą

od ich rozpuszczalności w wodzie i płynach ustrojowych.

Po wniknięciu substancji promieniotwórczej do organizmu jest

ona poddawana procesom metabolicznym, których rodzaj i

szybkość zależą od pierwiastka drogi wniknięcia właściwości

pierwiastka, którego izotop znalazł się w organizmie.

Organizm ludzki traktuje wszystkie izotopy tego samego

pierwiastka, stabilne i promieniotwórcze, jednakowo.

Dobrze rozpuszczalne związki promieniotwórcze zostają szybko

wchłonięte do limfy i krwi.

Krew przenosi je do wszystkich części organizmu, a po

przeniknięciu z krwioobiegu do przestrzeni pozanaczyniowej

radionuklidy rozmieszczają się w tkankach i narządach tak

samo, jak analogiczne pierwiastki trwałe.

Część substancji promieniotwórczych, krążących we krwi,

opuszcza organizm przez nerki z moczem.

ŹRÓDŁO ZANIECZYSZCZEŃ ŻYWNOŚCI
W PIERWIASTKI PROMIENIOTWÓRCZE

Problem radiologicznych skażeń żywności wiąże się z
rozwojem energetyki nuklearnej, rozwojem zbrojeń, a
także z wykorzystywaniem energii jonizacyjnej do
utrwalania żywności.

Obieg radionuklidów w biosferze:

• Opad promieniotwórczy osiada na powierzchni Ziemi i pokrywającej ją

szacie roślinnej;

• Część materiału promieniotwórczego, obecnego na powierzchni Ziemi i

roślinności, zostaje spłukana przez deszcze i wnika w głąb podłoża, a
następnie przez system korzeniowy przedostaje się do wnętrza roślin
porastających skażoną glebę;

• Zwierzęta spożywają skażone rośliny i wchłaniają substancje

promieniotwórcze wraz z paszą;

• Ludzie spożywają skażone produkty roślinne (jarzyny, owoce, ziemniaki,

zboże itp.) lub zwierzęce (mleko, przetwory mleczne, jaja, mięso itp.) i
ulegają promieniotwórczemu skażeniu wewnętrznemu.

DOPUSZCZALNE POZIOMY SKAŻEŃ
ŚRODOWISKA SPOŻYWCZEGO

 

Pierwiastek
promieniotwórczy

Dopuszczalna
zawartość

Produkty

Cs 137

370 Bq/kg

Dla mleka, produkótw
mlecznych oraz produktów

dla dzieci między 4 a 6
miesiącem życia

Cs 137

600 Bq/kg

Dla pozostałych produktów

Po 210

01 Bq/l

Dla przemysłowych i

publicznych ujęć wody

Pb 210

0,2Bq/l

Dla przemysłowych i
publicznych ujęć wody

Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) ustaliła

dopuszczalne dzienne normy przyjęcia izotopów radioaktywnych
dla człowieka, które wynoszą ( licząc przeciętnie dla 365 dni) dla
dorosłych:

•

131

I – 25,9 Bq,

•

137

Cs- 148 Bq,

•

90

Sr- 2,5 Bq,

•

89

Sr- 259 Bq.

Dla jednorocznego dziecka wartości te wynoszą: 2,5 , 222, 1,7 i
185 Bq.

Pierwiastki promieniotwórcze w żywności na przykładzie
mleka.

Problem radiologicznych skażeń mleka wystąpił po II wojnie
światowej , w związku z szeroko prowadzonymi wówczas
naziemnymi i powietrznymi doświadczalnymi eksplozjami
termojądrowymi. Powstający w następstwie opad radioaktywny
zawierał między innymi izotop strontu(

90

Sr) i izotop cezu (

137

Cs).

Poprzez łańcuch żywieniowy izotopy te przedostają się do mleka. Ze
względu na pokrewieństwo chemiczne stront towarzyszy wapniowi,
osadza się w kościach i po kilkunastu latach może doprowadzić do
schorzeń nowotworowych kości lub do białaczki szpikowej.
Występujący w mleku radioaktywny stront i cez można usuwać
poprzez zastosowanie wymiany jonowej. Stosując odpowiednie
wymieniacze jonowe, w zależności od ich składu i warunków
prowadzenia dekontaminacji, z mleka można usunąć od 50 do
ponad 90% radioaktywnego strontu.

Metoda do oznaczania

Oznaczanie cezu- 137 w mleku

Zasada metody polega na ilościowej sorpcji

137

Cs na

powierzchni złoża fosforomolibdenianu amonu ( AMP) z

rozpuszczonego w kwasie solnym popiołu mleka i pomiarze

promieniowania

137

Cs. Jest to metoda odwoławcza pozwalająca

na pomiar zawartości

137

Cs powyżej 1,85Bq/dm

3

mleka.

Inne metody:

- Metoda chromatografii ekstrakcyjnej

- Spektrometria mas ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-

MS)

- Aktywacja neutronowa

Aktywacja neutronowa

(Neutron Activation Analysis -Instrumental Neutron
Activation Analysis)

-

metoda analityczna, która polega na pobudzaniu (aktywacji) próbki w
strumieniu neutronów

-

w wyniku reakcji neutronów z jądrami atomowymi różnych pierwiastków
próbki powstają izotopy promieniotwórcze, które identyfikuje się i oznacza na
podstawie pomiaru energii i natężenia promieniowania γ emitowanego w
procesach ich rozpadu

-

stosowanie metod detekcji o wysokiej rozdzielczości sprawia, że NAA jest
selektywną i czułą metodą oznaczania pierwiastków śladowych i
ultraśladowych

-

granice detekcji sięgają~10-10g/g

Bibliografia:

1.

Smoczyński Stefan, Damicz Władysław, Amarowicz Ryszard „Chemiczne aspekty
higieny żywności” , Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1986

2.

Strona internetowa Zakładu Medycyny Nuklearnej im. dr Władysława Biegańskiego w
Grudziądzu

www.nuk.bieganski.org

3.

Artykuł "Chemiczne aspekty higieny żywności", Smoczyński, Stefan S. Przegląd
Mleczarski 2014

4.

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 19 kwietnia 2004 r. w sprawie
sposobu postępowania z substancjami niedozwolonymi, pozostałościami chemicznymi,
biologicznymi, produktami leczniczymi i skażeniami promieniotwórczymi u zwierząt i w
produktach pochodzenia zwierzęcego; Dziennik Ustaw : 2004

5.

Artykuł "Zastosowania wskaźników promieniotwórczych w badaniach gleby",
Sokołowska Zofia , Acta Agrophysica : 2003