4. Влияние ионизирующих излучений

НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА И ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ ОБЛУЧЕНИЯ

Прежде всего нужно рассмотреть, в чем заключается механизм биологического действия ионизирующих излучений. Воздействуя на ткани организма (при внешнем или внутрен­нем облучении), ионизирующие излучения, с одной стороны, непосредственно разрушают жизненно важные белковые мо­лекулы, а с другой—ионизируют ткани, вследствие чего в последних образуются так называемые свободные радикалы (Н, ОН, Н0₂) —высокоактивные вещества, обладающие сильным окислительным и восстановительным действием.

Взаимодействуя с клеточными ферментами, свободные радикалы уменьшают их активность и вызывают нарушение обменных процессов в тканях. Особо чувствительны к иони­зирующему облучению процессы, связанные с делением кле­ток. Поэтому из тканей организма наиболее радиочувстви­тельны половые железы и органы кровотворения (костный мозг, селезенка, лимфатические узлы).

Клиническая картина лучевой болезни, вызываемой ра­диоактивными излучениями, очень разнообразна, так как за­висит от многих обстоятельств, из которых наибольшее зна­чение имеют путь воздействия на организм, вид излучения, его интенсивность и длительность действия. При попадании внутрь организма особую опасность представляет поступле­ние радиоактивного вещества через органы дыхания. Боль­шое значение имеют период полураспада и химические свой­ства изотопа, которые определяют скорость всасывания его в дыхательных путях или кишечнике, локализацию в организ­ме и скорость выделения из него. Наиболее опасны долго- живущие изотопы, откладывающиеся в костях (радий, строн­ций), так как их действие длится годами. Погасить этот источник внутреннего излучения невозможно. Поэтому уче­ные усиленно работают над изысканием средств, способству­ющих скорейшему выведению радиоактивных веществ из организма.

Интенсивное внешнее облучение, превышающее 50 рент­генов, вызывает острую форму лучевой болезни, что может иметь место при авариях на производстве и в военных условиях. В клинической картине острой лучевой болезни различают четыре периода.

Первый период (1—4 дня)—период первичной ре­акции. В зависимости от дозы наблюдаются явления от легкого недомогания, тошноты и рвоты до явлений простра­ции. Второй период (1—3 недели) — период кажущегося благополучия. Развившиеся в первом периоде клини­ческие симптомы стихают и лишь нарастают изменения в кро­ви (лейкопения, лимфопения, ретикуло- и тромбопения). Третий период — период выраженных клинических проявлений, осложняющихся вторичной инфекцией. Он характеризуется ухудшением картины крови, лихорадкой, нарушением функции желудочно-кишечного тракта, образо­ванием язв на слизистой оболочке рта, кровоизлияниями в кожу и слизистые оболочки, выпадением волос и другими явлениями. Четвертый период-—период восстановле­ния. Этот период иногда может быть очень длительным. В случае выздоровления не исключаются отдаленные послед­ствия в виде новообразований, болезней крови, преждевре­менного одряхления.

Хроническая лучевая болезнь может развиться, если че­ловек подвергается облучению, превышающему 0,05 рентгена в сутки, в течение 1—2 лет. Легкая форма хронической лу­чевой болезни характеризуется крайне медленным нараста­нием симптомов (вялость, недомогание, нарушение аппетита и сна, диспепсические явления, потливость, ознобы, дрожание пальцев, субфебрильная температура). И в этом случае наи­более характерным симптомом является нарушение со сто­роны крови. В начальном периоде наблюдаются явления раздражения костного мозга — склонность к нейтрофильному лейкоцитозу. Если же больной обращается за медицинской помощью позже, то у него находят признаки угнетения кро­ветворения — лейкопению и лимфопению, а в более тяжелых случаях — и нейтропению. Снижение количества эритроцитов наблюдается позже. Тяжелая форма хронической лучевой болезни протекает с 'теми же клиническими явлениями, ко­торые отмечаются в третьем периоде острой лучевой болезни.

Так как действие ионизирующих излучений может сумми­роваться, то даже очень малые дозы излучений при много­летнем воздействии могут привести к заболеваниям крови (лейкемия и др.), кожи (язвы, гиперкератозы, кожный рак), бесплодию или уродствам у потомства (при облучении поло-

гшх желез), остеосаркомам (при отложении радиоактивных изотопов в костях) и другим злокачественным новообразова­ниям, к резкому ослаблению защитных сил организма по от­ношению к инфекционным и токсическим агентам и к пре­ждевременному старению.

Как видно из сказанного выше, задачей гигиенических мероприятий является борьба против всякого повышения радиоактивности выше естественного уровня. Для тех слу­чаев, когда этого достигнуть не удается, необходимо знать предельно допустимые уровни.

600

400—500 250

100

25—50 0,05 в сутки 0,0005 в сутки

Таблица 19 Действие различных доз ионизирующего излучения на человека

Лоза излучения в рет-

Смертельное

Смертельно для 50% облученных Средняя тяжесть остром лучевой болезни, возможны смертельные ис­ходы

Появление клинических симптомов или легкая форма острой лучевой болезни

Предельно допустимая доза при однократном облучении

Предельно допустимая доза при хроническом облучении

Естественный фон радиоактивного облучения человека

Изучение действия различных доз внешнего потока излу­чения (табл. 19) позволило разработать гигиенические нор­мативы предельно допустимого облучения в производствен­ных условиях и лечебных учреждениях (для персонала). Предельно допустимая доза для внешнего потока гамма-, бета- и рентгеновского излучения установлена в 0,05 рентгена за рабочий день или 0,3 рентгена за рабочую неделю. В про­екте новых норм предполагается уменьшить предельно допу­стимую дозу в 3 раза.

Допустимая доза для облучения кистей рук установлена в 0,25 рентгена за рабочий день при условии, что все тело защищено и не получит дозу, большую 0,05 рентгена в день.

Несмотря на защиту, ионизирующие излучения могут про­никать в соседние производственные помещения. Для смеж­ных производственных помещений, где находятся лица, не работающие с ионизирующими излучениями, предельно допу­стимый уровень облучения установлен в 0,005 рентгена в сутки.

Значительно сложнее нормировать предельно допустимую активность воздуха, воды и пищевых продуктов, с которы­ми радиоактивные изотопы могут поступать в организм, так как в этом случае биологическое действие зависит от свой­ств каждого изотопа, а их около 1000. Предельно допусти­мые концентрации некоторых изотопов представлены в табл. 20. Необходимо подчеркнуть, что масса радиоактивного изотопа, содержащая предельно допустимую активность, мо­жет быть очень мала. Так, например, для Р³² предельно до­пустимой концентрации в воздухе по радиоактивности соот­ветствует масса вещества, равная всего одной миллиардной доле миллиграмма в 1 м³ воздуха.

Таблица 20 Предельно допустимые концентрации некоторых радиоактивных веществ в воздухе, воде и пищевых продуктах

Радиоактивный изотоп	Предельно допустимая концентрация
	в воздухе ра­бочих помеще­ний в кюри/л	в воде в кюри,'л	в суточном ра­ционе пище­вых продуктов в кюри
Радий, Ra226 Стронций, Sr90 Фосфор, Р32 ЙОД, JI3I . . . Радон ....	1 . 10-" 1 . Ю-1- 1 , ю-I 5 ■ Ю-II 1 . ю-III	. 10-11 5 • 10-ю . io-IV 5 • 10-'° • Ю-9	2.5 • Ю-10 2.5 • Ю-V2.5 • Ю-8 2.5- 10~9

Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы со­держание радиоактивных веществ, особенно долгоживущих, в воде, воздухе и пищевых продуктах было как можно ниже предельно допустимого.

поэтому они оказывают сравнительно небольшое воздействие на человека.

Значительно большую роль в этом отношении играют ра­диоактивные газы: радон и торон, которые образуются в поч­ве в результате радиоактивных превращений. В результате диффузии и обмена почвенного воздуха эти газы поступают в атмосферу, разносятся воздушными течениями и воздей­ствуют на организм человека своим излучением. Кроме того, твердые и газообразные радиоактивные вещества почвы и горных пород растворяются в подземных водах и вме­сте с ними поступают в открытые водоемы, растения и орга­низмы животных и человека.

Другим важным источником ионизирующих излучений являются космические лучи. Они представляют собой поток в основном положительно заряженных частиц с огром­ными энергиями, которые, действуя на атомы элементов, входящих в состав атмосферы, порождают много других ча­стиц: электронов, фотонов, нейтронов и др. Космическое из­лучение непосредственно действует на человека, а, кроме то­го, порожденные им нейтроны вызывают ядерные превра­щения в газах атмосферы, в результате чего из азота обра­зуется радиоактивный углерод (С¹⁴), из водорода — радиоак­тивный тритий (Н³), из аргона — его радиоактивный изотоп. Эти радиоактивные вещества могут влиять на человека не­посредственно при вдыхании воздуха.

Естественная радиоактивность растений обуслов­лена радиоактивными элементами, поступающими через корневую систему с почвенной водой и усваиваемыми из воздуха.

Естественная радиоактивность растений в основном свя­зана с наличием радиоактивного изотопа калия — К⁴⁰, кото­рый является обязательным спутником обычного стабильного изотопа К⁴¹. В меньших количествах в растениях содержатся радий, уран, рубидий, тритий, углерод-14 и другие радиоак­тивные изотопы. Разные растения обладают избирательной способностью накапливать в своих тканях те или иные ра­диоактивные изотопы. С растительной пищей радиоактивные вещества поступают в организм животных и человека, в ко­тором часть из них откладывается и накапливается в костях (радий, уран, стронций).

На основании исследований и расчетов установлено, что суммарное воздействие естественных источников радиоактив­ных излучений на человека в среднем составляет 0,0005 рент­гена в сутки или в среднем 0,18 рентгена в год.

Величина естественного радиоактивного фона колеблется в зависимости от географических, геологических и метеоро­логических условий. Так, например, над сушей она приблизи­тельно в 100 раз выше, чем над морем.

Местное повышение радиоактивности почвы, питьевой во­ды, воздуха и растений наблюдается в районах месторож­дения урана и других радиоактивных элементов.

Увеличение естественного радиоактивного фона по срав­нению с названными величинами нежелательно.

Особенно опасно загрязнение внешней среды долгоживу- щими изотопами, откладывающимися надолго в костях орга­низма, например Sr⁸⁰.

Из почвы и воды стронций поступает в ткани растений и рыб, в которых накапливается в больших количествах. Уста­новлено, что концентрация Sr⁹⁰ в мышцах рыб в сотни раз, а в костях в тысячи раз превышает концентрацию стронция в воде. С водой, растительной и животной пищей стронций может поступать в организм человека, в котором снова кон­центрируется, откладываясь в костях.

Все изложенное говорит о том, что в целях радиацион­ной безопасности населения необходимо, во-первых, прекра­тить испытание атомного и водородного оружия, во-вторых, проводить строжайшие мероприятия по санитарной охране внешней среды от загрязнения радиоактивными отходами.

Следует указать еще на один источник облучения широ­ких масс населения ионизирующими излучениями. Им яв­ляется все возрастающее применение медицинских рентге­новских аппаратов для просвечивания не только больных, но и здоровых людей при ежегодных профилактических ос­мотрах.

При обыкновенном рентгеновском снимке легких погло­щается кожей спины около 0,5 рентгена, при снимке желуд­ка — 0,75 рентгена, при снимке почки — около 6 рентгенов, при снимке бедренной кости — 2,5 рентгена. При просвечи­вании органов грудной клетки больной получает в минуту в зависимости от условий исследования от 3,4 до 7,6 рентгена, при рентгеноскопии желудочно-кишечного тракта — от 4,8 до 10,3 рентгена. Это свидетельствует о том, что нужно: 1) из­бегать излишних повторных просвечиваний, 2) исследовать возможно меньшее поле, 3) отдавать предпочтение рентгено­графии перед просвечиванием, 4) просвечивание проводить после хорошей адаптации зрения к темноте и быстро.

Обезвреживание радиоактивных отходов

В деле охраны внешней среды от радиоактивного загряз­нения большое значение имеет: 1) уменьшение до минимума объема и активности отходов за счет усовершенствования технологии производства, 2) обезвреживание радиоактивных отходов, 3) вынесение производств, связанных с выделением радиоактивных веществ за пределы населенных мест и уста­новление санитарной защитной зоны на случай аварии, 4) дозиметрический санитарный контроль за качеством обез­вреживания отходов.

Задача обезвреживания радиоактивных отходов является очень сложной, так как никакими доступными физическими, химическими или биологическими методами нельзя повлиять на радиоактивный распад, т. е. приостановить или, наоборот, ускорить его. Уменьшить радиоактивность вещества и силу его излучения может только время. Поэтому значительно легче обезвреживать отходы, содержащие короткоживущие радиоактивные изотопы, выдерживая их до тех пор, пока активность за счет процесса самораспада не понизится да допустимого уровня.

Применяют два способа обезвреживания радиоактивных отходов.

Первый способ заключается в разбавлении отходов и рас­сеивании их во внешней среде до безопасных концентраций. Применение этого способа для отходов, содержащих долго- живущие радиоактивные изотопы, может привести к повыше­нию естественного фона радиоактивности и значительным местным накоплениям ее. Так, например, при выпуске в во­доем даже слабо радиоактивных сточных вод активные ве­щества могут накапливаться в иле, в водной флоре и фауне, в тканях животных, пьющих воду из данного водоема, а так­же в растениях, которые растут на полях, орошаемых этой водой. При газообразных выбросах в атмосферу пылевидные радиоактивные вещества оседают на почву, накапливаясь в верхних слоях ее. Из почвы радиоактивные вещества могут поступать в ткани растений, снова концентрироваться здесь и с кормом попадать в организм домашних животных. В организм человека радиоактивные вещества поступают с растительной пищей, с молоком и мясом животных.

Второй способ заключается в удалении отходов за преде­лы населенного пункта, где их надежно захороняют в землю в специальных емкостях. При большом объеме отходов из них предварительно извлекают радиоактивные вещества, концентрируют последние и захороняют. Этот способ с ги­гиенической точки зрения более рационален, так как при нем меньше загрязняется внешняя среда. Техника обезвре­живания зависит от вида отходов.

Газообразные отходы перед выбросом в атмос­феру дезактивируют, т. е. освобождают от радиоак­тивных примесей. Для освобождения от радиоактивной пыли газообразные отходы пропускают через электроосадители пыли или фильтры из стеклянной ваты, материи или асбеста. Для освобождения от газообразных радиоактивных веществ выбросы пропускают через химические поглотители. При наличии в выбросах короткоживущих изотопов их иногда выдерживают в газгольдерах (больших баллонах) до завер­шения распада. Дезактивированные тем или иным способом выбросы, содержащие лишь следы радиоактивных веществ, удаляют через высокие трубы для лучшего рассеивания в атмосфере.

Все уловленные на установках радиоактивные вещества подвергают дальнейшему обезвреживанию такими же мето­дами, как жидкие или твердые отходы.

Жидкие отходы, если они образуются в небольших количествах, например в лабораториях или в лечебных уч­реждениях, сливают в специальные металлические баки, от­крываемые с помощью ножной или локтевой педали. Баки помещают возможно дальше от места работы; в необходимых случаях их экранируют. Если активность отходов не превы­шает 1 ■ Ю^-7 кюри/л, то их разрешается спускать в канали­зацию. При большей активности отходы выдерживают в ба­ках для уменьшения активности или разбавляют. В тех на­селенных пунктах, где радиоактивные воды выпускаются в канализацию, проводится дозиметрический контроль канали­зационной сети и смотровых колодцев, очистных сооружений и сточных вод перед спуском в водоем.

Если же радиоактивные сточные воды образуются в боль­шом количестве, очень активны или содержат долгоживущие изотопы, то их предварительно дезактивируют путем дистил­ляции, фильтрования через ионнообменные смолы или коа­гуляции с последующим отстаиванием.

Твердые отходы, в том числе и те, которые образу­ются при дезактивации воздуха или сточных вод, собирают в специальные металлические ящики или сменные контейнеры и транспортируют в пункты обезвреживания «а специальном транспорте. Лучше собирать отдельно отходы с коротко- и долгоживущими изотопами. Первые выдерживают в течение 10—20 периодов полураспада, после чего захороняют. Твер­дые отходы с долгоживущими изотопами сразу захороняют либо в бетонных подземных резервуарах, либо путем цемен­тирования в блоки, которые закапывают в землю. Для умень­шения объема некоторые виды радиоактивных отходов, на­пример бумагу, тряпки, тушки животных и подстилочный материал, сначала сжигают в специальных печах и затем уже захороняют золу.

Участок для размещения пункта обезвреживания и захо­ронения отбросов выбирают вдали от населенных мест (не менее 1—2 км), не ближе 500 м от открытого водоема, на территории с низким стоянием уровня грунтовых вод. Жела­тельно, чтобы грунт был глинистый, слабо проницаемый для воды. Закапывать бетонные резервуары или цементные бло­ки нужно на глубине не меньше 1,5 м от поверхности земли и не ближе 3 м от уровня грунтовых вод. Место захоронения ограждают и контролируют.