Источники и пути поступления радионуклидов в организм

 

До середины XX века природные источники ионизирующих из­лучений были единственными в облучении человека, создавая ес­тественный радиационный фон (ЕРФ).

Основным дозообразующим компонентом ЕРФ является зем­ное излучение от естественных радионуклидов, существующих на протяжении всей истории Земли. От этих источников человек под­вергается воздействию как внешнего (в результате излучения ра­дионуклидов, находящихся в окружающей среде), так и внутрен­него облучения (за счет радионуклидов, попадающих внутрь орга­низма с воздухом, водой и продуктами питания). Большинство ис­следователей считают, что наибольшее значение имеют источни­ки внутреннего облучения, которые обусловливают, по данным разных авторов, примерно от 50 до 68 % естественного радиаци­онного фона.

Основное значение во внутреннем облучении имеют поступа­ющие с воздухом, водой и продуктами питания радионуклиды се­мейств урана-238 и тория-232, их многочисленные дочерние про­дукты, а также изотоп калия - калий-40. На долю семейства урана (56 %), калия - 40 (25 %) и се­мейства тория (16 %).

Основным источником природных радиоактивных элементов, поступающих в организм человека, являются пищевые продукты.

Удельная активность изотопов свинца ²¹⁰Рв и полония ²¹⁰Ро в растительной пище составляет от 0,02 до 0,37 Бк/кг.

Особенно высокая активность ²¹⁰Рв и ²¹⁰Ро обнаружена в чае (до 30,5 Бк/кг). В продуктах животного происхождения (молоке) удель­ная активность ²¹⁰Рв колеблется в пределах от 0,013 до 0,18 Бк/кг, а ²¹⁰Ро - от 0,13 до 3,3 Бк/кг.

Таким образом, суммарная радиоактивность растений в 10 раз выше, чем тканей животных.

Следует отметить, что поверхностные водоисточники могут со­держать повышенное количество радионуклидов. Так, в водах ку­рортов Белокурихи, Железноводска активность радона ²²² Rn достигает до 48 Бк/л.

В настоящее время естественный радиоактивный фон в резуль­тате деятельности человека качественно и количественно изме­нился. Повышение ЕРФ под влиянием новых видов технологичес­кой деятельности человека получило название «техногенно усилен­ного фона». Примерами такой деятельности являются широкое применение минеральных удобрений, содержащих примеси ура­на (например, фосфатных); увеличение добычи урановых руд; мас­совое увеличение числа авиационных перевозок, при которых кос­мическое облучение растет.

Выбросы в атмосферу при аварии на ЧАЭС имели специфи­ческий состав - в первые недели после взрыва основным был ра­диоактивный йод, затем - радиоизотопы цезия-137 и цезия-134. Для случаев возникновения радиационных аварий были разра­ботаны временно допустимые уровни (ВДУ) и допустимые уровни (ДУ) поступления радионуклидов внутрь организма с уче­том интегральных поглощенных доз за ряд последующих лет.

Следует отметить, что допустимый уровень (ДУ) активности ра­диоактив-ного цезия в молочных продуктах, принятый в странах Ев­ропы, колеблется в пределах от 370 Бк/кг (ФРГ) до 4 000 Бк/кг (Ве­ликобритания, Франция, Испания). В Японии величина принятого ДУ активности радиоактивного цезия в молочных продуктах наи­меньшая - 37 Бк/кг.

Комиссия Соdex Alimentarius ФАО/ВОЗ приняла, что допустимые уровни радиоактивных веществ в загрязненных пищевых продук­тах, реализуемых на международном рынке и предназначенных для всеобщего потребления, составляют: для цезия и йода -1 000 Бк/кг, для стронция - 100 Бк/кг, для плутония и америция - 1 Бк/кг. Для молока и продуктов детского питания допустимые уровни актив­ности составляют: для цезия - 1 000 Бк/кг, для стронция и йода -100 Бк/кг, для плутония и америция -1 Бк/ кг. По мнению ВОЗ, пред­лагаемые уровни основаны на критериях, обеспечивающих охра­ну здоровья и безопасность населения.

Пути поступления радионуклидов в организм человека с пищей достаточно сложны и разнообразны. Можно выделить следующие из них:

растение - человек;

растение - животное - молоко - чело­век;

растение - животное - мясо - человек;

атмосфера - осадки - водоемы - рыба - человек;

вода - человек;

вода - гидробионты - рыба - человек.

Различают поверхностное (воздушное) и струк­турное загрязнение пищевых продуктов радионуклидами.

При поверхностном загрязнении радиоактивные вещества, пе­рено-симые воздушной средой, оседают на поверхности продук­тов, частично проникая внутрь растительной ткани. Более эффек­тивно радиоактивные вещества удерживаются на растениях с вор­систым покровом и с разветвленной наземной частью, в складках листьев и соцветиях. При этом задерживаются не только раство­римые формы радиоактивных соединений, но и нерастворимые. Однако поверхностное загрязнение относительно легко удаляет­ся даже через несколько недель.

Структурное загрязнение радионуклидами обусловлено физи­ко-хими-ческими свойствами радиоактивных веществ, составом почвы, физиологическими особенностями растений. Радионукли­ды, выпавшие на поверхности почвы, на протяжении многих лет остаются в ее верхнем слое, постоянно на несколько сантиметров в год, мигрируя в более глубокие слои. Это в дальнейшем приво­дит к их накоплению в большинстве растений с хорошо развитой и глубокой корневой системой.

Большой интерес, на наш взгляд, представляют данные о сте­пени накопления радионуклидов в тканях растений, используемых человеком и животными в пищу. Растения по степени накопления радиоактивных веществ располагаются в следующем порядке: та­бак (листья) > свекла (корнеплоды) > картофель (клубнеплоды) > пшеница (зерно) > естественная травяная растительность (листья и стебли). Быстрее всего из почвы в растения поступает стронций-90,стронций-89, йод-131, барий-140 и цезий-137.

Кроме пищевого, имеются многие другие пути поступления ра­дионук-лидов в организм. К основным путям относят воздушный и кожный. Однако наибольшее значение имеет пищевой (алиментарный) путь.

 

 

Биологическое действие ионизирующих излучений

На человеческий организм

В зависимости от распределения в тканях организма различа­ют:

· остеотропные радионуклиды - накапливающиеся преимуще­ственно в костях - радиоизотопы стронция, кальция, бария, радия, иттрия, циркония, плутония;

· концентрирующиеся в печени (до 60 %) и частично в костях (до 25 %) - церий, лантан, прометий;

· равно­мерно распределяющиеся в тканях организма - тритий, углерод, железо, полоний;

· накапливающиеся в мышцах - калий, рубидий, цезий; селезенке и лимфатических узлах - ниобий, рутений.

Ра­диоизотопы йода избирательно накапливаются в щитовидной же­лезе, где их концентрация может быть в 100-200 раз выше, чем в других органах и тканях.

Механизм воздействия ионизирующего излучения на биологи­ческие объекты, в том числе и на человека, подразделяют на не­сколько этапов.

На первом - физико-химическом - этапе, который продолжает­ся тысячные и миллионные доли секунды, в результате поглоще­ния большого количества энергии излучения образуются ионизи­рованные, активные в химическом отношении атомы и молекулы. Обладая высокой химической активностью, они реаги­руют с ферментами и тканевыми белками, окисляя или восстанав­ливая их, что приводит к разрушению молекул белка, изменению ферментных систем, расстройству тканевого дыхания - глубоко­му нарушению биохимических и обменных процессов в органах и тканях и накоплению токсичных для организма соединений.

Следующий, второй этап связан с воздействием ионизирую­щего излучения на клетки организма и продолжается от несколь­ких секунд до нескольких часов. Поражаются различные структур­ные элементы ядер клеток, в первую очередь, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Происходит повреждение хромосом, которые являются ответ­ственными за передачу наследственной информации. При этом возникают хромосомные аберрации - поломки, перестройка и фрагментация хромосом, обусловливающие отдаленные онкогенные и генетические последствия.

Третий этап характеризуется воздействием излучения на орга­низм в целом. Его первые проявления могут возникать уже через несколько минут (в зависимости от полученной дозы), усиливать­ся в течение нескольких месяцев и реализовываться через многие годы.

Чувствительность различных органов и тканей человека к иони­зирующему излучению неодинакова. Для одних тканей и клеток ха­рактерна большая радиочувствительность, для других - наоборот, большая радиоустойчивость. Наиболее чувствительны к облуче­нию кроветворная ткань, незрелые форменные элементы крови, лимфоциты, железистый аппарат кишок, половые железы, эпите­лий кожи и хрусталик глаза; менее чувствительны - хрящевая и фиб­розная ткани, паренхима внутренних органов, мышцы и нервные клетки.

Поражающее действие ионизирующего излучения зависит от целого ряда факторов. Во-первых, оно носит строго количествен­ный характер, т.е. зависит от дозы. Во-вторых, существенную роль играет и характеристика мощности дозы радиационного воздействия: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем большее повреждение биологических структур, чем короче срок облучения. Большие дозы воздействия, растянутые во времени, вызывают существенно меньшие повреж­дения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок.

Таким образом, эффект облучения зависит от величины погло­щенной дозы и временного распределения ее в организме. Облу­чение может вызвать повреждения от незначительных, не дающих клинической картины, до смертельных. Однократное острое, а так­же пролонгированное, дробное или хроническое облучение в дозе, увеличивает риск отдаленных эффектов - рака и генетических на­рушений.

Опасность внутреннего облучения обусловлена попаданием и накоплением радионуклидов в организме через продукты питания. Биологические эффекты воздействия таких радиоактивных ве­ществ аналогичны внешнему облучению.

Биологическое действие радиоактивных веществ различных химических классов избирательно.

В Российской Федерации радиационная безопасность пищевой продукции определяется ее соответствием допустимым уровням цезия-137 и стронция-90, которые приведены в СанПиН 2.3.2.1078-01 (табл. 6).

 

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: