1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТОКСИКОЛОГИИ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
1. ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ
Организм человека в повседневной жизни постоянно подвергается воздействию как внешних источников ионизирующего излучения (космическое, γ-излучение природных источников), так и радиоактивных веществ ( 14C, 40К, 210Ро, 222Rn, 226Ra и др.).
При оценке уровня лучевого воздействия необходимо учитывать все источники поступления радионуклидов в окружающую среду и организм человека. Это источники естественного излучения, глобальных загрязнений среды радионуклидами, локальных загрязнений, профессионального облучения, медицинского облучения при диагностическом и лечебном использовании радионуклидов, бытового использования излучений, использования удобрений, содержащих радионуклиды, аварийного облучения и воздействие радионуклидов при испытании образцов ядерного оружия.
Облучение, обусловленное естественными источниками излучения.
Естественные источники излучения — это космическое излучение и радиоактивные вещества в почве и строительных материалах. Внутренние источники — это природные радиоактивные вещества, находящиеся в теле человека (40К, 222Rn, 226Ra и др.). Доза космического излучения для всего тела составляет приблизительно 0,6 мЗв/год.
Для населения СССР средневзвешенная доза γ-излучения почвы составляет около 0,2 мЗв/год. Следовательно, суммарная доза от естественных источников излучения составляет 1,1 мЗв/год [77].
Имеющиеся в биосфере радионуклиды попадают в организм человека при вдыхании или через пищеварительный тракт по различным биологическим цепочкам, замыкающимся человеком. Небольшой вклад в дозу, обусловленную радиационным фоном, вносят космогенные радионуклиды (3Н, zBe, 14C, 22Na). Годовая доза, полученная легочной тканью в результате облучения другими радионуклидами, образованными при взаимодействии с космическим излучением, составляет примерно 0,01 мкГр. Помимо космогенных радионуклидов в организм человека попадают нуклиды земного происхождения: 232Th, 235U, 238U и некоторые другие, из которых лишь 40К и 87Rb являются существенными источниками внутреннего облучения. Годовые поглощенные дозы в мягких тканях, обусловленные 87Rb, невелики и колеблются в диапазоне 4—9 мкГр. Определенный вклад в дозу внутреннего облучения вносит естественный радионуклид Ra. В областях с нормальным естественным радиационным фоном Ra в организм поступает примерно 0,037 Бк/сут. Типичное содержание Ra в большей части отдельных компонентов рациона колеблется в диапазоне 0,0037— 0,185 Бк/кг [77]. Среди других естественных радионуклидов определенный вклад в дозу дают 210Pb и 210Ро. Основным источником 210Pb и 210Ро является 222Rn, выделяющийся из почвы. Среднее их поступление в районах с нормальным естественным фоном составляет приблизительно 0,11 Бк/сут. Ожидаемый диапазон годовой дозы облучения легких 222Rn и его короткоживущими продуктами распада довольно широк (от 0,04 до 4,0 мГр). Годовая коллективная доза облучения населения природными источниками составляет 3-106 чел-Гр.
Облучение, обусловленное естественными источниками и усиленное технологическими причинами.
В некоторых случаях облучение, обусловленное естественными источниками, может усиливаться технологическими причинами. Это космическое облучение людей в самолетах, облучение работающих в фосфатной промышленности, облучение строительными материалами, выбросами природных радионуклидов с электростанций, работающих на угле.
При использовании в строительстве фосфорного гипса, полученного из 1 т товарной фосфорной руды, ожидаемая коллективная доза составляет 0,01 чел-Гр на 1 т руды. Мощность дозы γ-излучения с учетом численности городского и сельского населения страны может дать приблизительно 0,6 мЗв/год на все тело. Внутреннее облучение обусловлено вдыханием 222Rn и 228Th из строительных материалов. Если средняя доза облучения легких составляет 4 мЗв/год, то доза облучения бронхиального эпителия может быть в 5 раз выше.
Один из источников повышения уровня естественного облучения организма человека — полеты на большой высоте в современных пассажирских самолетах. Годовая коллективная доза, обусловленная воздушными путешествиями, составляет около 310 чел-Гр.
В настоящее время добывается большое количество фосфатной руды, которую после переработки используют как удобрение. Доза облучения, обусловленная фосфатными удобрениями, невелика (3-10-2 чел-Гр на 1 т удобрения). Дополнительное облучение население может получить за счет ТЭС, работающих на угле. Сжигание угля способствует выделению в воздух естественных радионуклидов, таких, как 22“Ra, 232Th. В результате выброса радионуклидов с ТЭС в воздух и оседания их на землю образуется коллективная доза порядка 2·10-4-2·10-5 чел-Гр/(МВт(эл) -год).
Облучение человека радоном может также происходить при использовании природного газа для отопления. В месторождения природный газ Rn может проникать из геологических формаций. Годовая доза облучения бронхиального эпителия за счет Rn может составлять 15 мГр.
Ядерные взрывы.
Несмотря на Договор о прекращении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, испытательные взрывы продолжаются до настоящего времени. Облучение людей происходит β-, γ-радионуклидами, осевшими на поверхность Земли, а также поступившими в организм человека с продуктами питания и атмосферным воздухом. В различных тканях общая ожидаемая коллективная доза от ядерных взрывов колеблется в пределах от 4-106 до 8-106 чел-Гр. В ранние сроки после испытания ядерного оружия определенную опасность представляет поступление 131I в организм человека с молоком, при этом щитовидная железа детей получает большую дозу облучения, чем у взрослых. Помимо 131I важное значение имеет воздействие на организм 3Н, 14C, 90Sr, 137Cs, 239Pu.
Согласно данным НКДАР ожидаемая глобальная доза, обусловленная ядерными взрывами, осуществленными до 1976 г., колеблется в пределах от 1 (гонады) до 2 мГр (в поверхностных костных клетках). На долю внешнего облучения, обусловленного 137Cs и короткоживущими γ-излучающими радионуклидами, приходится около 0,7 мГр. Относительно высокая ожидаемая доза обусловлена 14C (около 1, 2 в гонадах и легких и 4,5 мГр в поверхностных костных клетках). Эти дозы будут действовать в течение многих тысяч лет.
Облучение в медицинских целях.
При анализе последствий облучения в медицинских целях большое внимание уделяется оценке годовой генетически значимой дозе. Годовая доза на душу населения во многих технически развитых странах составляет 0,5—1 мГр, причем генетически значимая доза зачастую равняется половине дозы на душу населения для гонад. Годовая коллективная доза, обусловленная медицинским облучением, находится в пределах 5-102—10-103 чел Гр па 1 млн. человек в странах с развитой радиологической службой. По оценкам НКДАР профессиональное облучение лиц, работающих в рентгенодиагностических и рентгенотерапевтических кабинетах, создает коллективную дозу порядка 1 чел-Гр на 1 млн. человек.
Во время рентгенографии грудной клетки двухпленочным методом, принятым при массовых рентгенологических обследованиях, местные дозы облучения составляют 2—3 мГр. Бенгстон указывает, что наиболее высокая доза облучения легких (8 мГр) наблюдается при обследованиях спинного отдела позвоночника.
Широкое использование в медицине имеют несколько элементов, которые создают дополнительную дозу облучения различных органов и гонад.
Редлер и другие считают, что генетически значимая доза при радиоизотопных исследованиях находится в пределах 0,1—4 мГр. В радиотерапии применяют высокие дозы облучения (10—70 Гр и выше). Генетически значимая доза при лечении неопухолевых болезней составляет 9—120 мкГр, а при лечении опухолевых болезней — 5—25 мкГр.
В терапевтических целях используют 32Р, 131I, 198Am. При лечении гиперфункции щитовидной железы и болезней сердца часто применяют дозу облучения щитовидной железы около 40 Гр. Лечение полицитемии с помощью 32Р создает для костного мозга дозу 0,3, а для гонад 26—70 мкГр на 37 кБк. За курс лечения доза, полученная костным мозгом, может достигать 6 Гр (Греен, Спирс).
По данным [21] средняя индивидуальная доза облучения населения СССР, обусловленная медицинскими диагностическими процедурами и техногенным Изменением радиационного фона, превышает 2,5 мЗв/год. Доза, обусловленная рентгенологическими обследованиями грудной клетки, составляет 43 мГр, ЖКТ —241 мкГр.
Облучение вследствие использования товаров, испускающих излучение.
Некоторые потребительские товары содержат радионуклиды, в частности: радиолюминесцентные часы, компасы, световые сигналы, детекторы дыма, антистатические устройства. Некоторые электронные приборы, такие, как телевизоры. являются источниками рентгеновского излучения. В настоящее время в потребительских товарах применяют 3Н, 5Kr, 7Pu, испускающие незначительное количество проникающего излучения.
По данным Армстронга коллективная доза облучения населения мира в результате использования люминесцентной краски в часовой промышленности составляет приблизительно 104 чел-Гр в год. При нормальной эксплуатации цветного телевизора доза облучения не превышает 2 мкЗв/год.
Ловдер считает, что годовая доза облучения гонад от использования потребительских товаров в настоящее время составляет менее 10 мкГр.
