Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы радиационной безопасности. Пособие для студентов инженерно-технических специальностей
.pdf
с 199,4 до 431,2 случая на 100 тыс. населения. Вызывает тревогу рост
онкологической патологии выделительных систем и легких. В структуре онкологической заболеваемости на первом месте рак желудка. В
последние годы отмечается рост рака молочной железы у лиц молодых возрастов. Определенную тревогу вызывает рост болезней крови. В области идет рост лимфогранулематоза, хронических лимфо- и
миелолейкозов, острых лейкозов и анемии у детей.
Еще одно возможное и очень серьезное последствие облучения
значительной части населения – накопление мутаций в генофонде
(например, нации). При большом числе накопившихся мутаций, которые раньше не проявлялись, существует вероятность того, что может
возникнуть ситуация, когда генофонд будет не в состоянии обеспечить воспроизводство нации. Именно поэтому должны быть приняты
все меры для предотвращения процесса разрушения генофонда. Риск
генетических повреждений в двух первых поколениях (врожденные уродства, умственная неполноценность), по-видимому, несколько
ниже – около 40 % от риска рака, хотя надежность этой оценки невелика.
Генетики установили, что чем больше доза, тем больше мутаций
происходит в жизненно важных молекулах, причем их удвоение наблюдается в диапазоне доз 0,1–1,0 Зв. Ожидается от 50 до 350 случаев появления серьезных наследственных аномалий на миллион новорожденных потомков при дозе 10 мЗв. Генетические эффекты даже
от кратковременного воздействия ионизирующих излучений могут
сказываться в течение многих поколений.
Мы рассмотрели последствия однократного радиоактивного облучения организма. Большое значение имеет время, в течение которого
определенная ткань организма подвергалась облучению. Оказывается, если длительность облучения такова, что новые клетки успевают
заменить пораженные, то эффект радиационного воздействия снижается. Именно это наблюдается, если облучение малыми дозами является хроническим, т. е. если человек живет при постоянно повышенном радиационном фоне. При этом быстро обновляющиеся клетки
не будут значительно повреждены за счет этого фона, а доза, которую
они набирают в течение длительного времени, будет соответствовать
той же дозе при сильном одноразовом облучении.
Следует также иметь в виду, что при хроническом облучении за
счет повышения фона существенную роль играет внутреннее облучение за счет радионуклидов, попадающих в организм с пищей, водой,
с вдыхаемым воздухом, через кожу или повреждения в ней. При этом
отдаленные последствия облучения и будут нарастать в течение последующих лет.
Обследование рабочих урановых рудников выявило связь между
смертностью от рака органов дыхания в зависимости от дозы облучения, обусловленной дочерними продуктами радиоактивного распада
121
дыхания
Частота заболеваний органов
Доза
Рис. 8.10. Смертность от рака органов дыхания как функция дозы облучения,
обусловленной дочерними продуктами радиоактивного распада радона, для трех
А – 20 и более сигарет в день, Б – менее 20 сигарет, В – некурящие
групп курильщиков:
радона, и интенсивностью курения сигарет (рис. 8.10). Рабочие, выкуривающие более 20 сигарет в день, имеют самую высокую вероятность летального исхода от рака легких. Минимальна такая вероятность для некурящих.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие известны стадии воздействия ионизирующих излучений на биологи-
ческие объекты?
2. Какие бывают типы радиационных повреждений ДНК?
3. Что такое репарации и какие они бывают?
4. Какие органы и ткани обладают наибольшей чувствительностью к дейс-
твию радиации?
5. Как изменяется видовая радиочувствительность по мере усложнения орга-
низма?
6. Какие радиационные эффекты облучения людей называются соматически-
ми и какие – генетическими?
7. Какие соматические эффекты облучения людей называются стохастичес-
кими, а какие нестохастическими или детерминированными?
8. Какие синдромы наблюдаются при общем облучении организма с увеличе-
нием эквивалентной поглощенной дозы?
9. Какие периоды различают в типичной форме лучевой болезни?
10. В каких по возрасту организмах быстрее проявляются отдаленные пос-
ледствия действия малых доз облучения?
122
9. ОCНОВЫ РАДИАЦИОННОЙ ГИГИЕНЫ
НАСЕЛЕНИЯ
9.1. Способы уменьшения содержания
радионуклидов в продуктах растениеводства,
животноводства и организме человека
В целях сокращения поступления радионуклидов в организм человека в первую очередь необходимо снижать интенсивность их поступления в растения, являющиеся основным фактором вовлечения
радионуклидов в биологический круговорот. Для снижения концен-
трации радионуклидов в сельскохозяйственных растениях могут
быть использованы различные приемы, которые разделяют на две
большие г руппы:
– общепринятые в агропромышленном производстве мероприятия, направленные на увеличение плодородия почв, рост урожайности и одновременно способствующие уменьшению перехода радиоактивных веществ в растения;
– специальные приемы, применение которых наряду с уменьшением поступления радионуклидов в растения иногда приводит к
определенному уменьшению урожайности растений и некоторому
ухудшению плодородия почв.
К первой группе относятся следующие основные приемы:
− внесение органических и минеральных удобрений;
− известкование почвы;
− агротехнические приемы обработки почвы.
Реализация этих приемов улучшает условия питания растений,
что приводит к увеличению биомассы и уменьшению содержания
радионуклидов в единице массы растения. Усиливается антагонизм
между ионами радионуклидов и вносимых солей при корневом усвоении. Изменяется доступность для корневой системы радионуклидов
вследствие перевода их в трудно растворимые соединения, которые
образуются в результате реакций радионуклидов с вносимыми удобрениями.
Основным агротехническим приемом для ограничения перехода радионуклидов в растения является пахота почв, что приводит к
перераспределению радиоактивных веществ в корнеобитаемом слое
почвы.
Вторая группа включает следующие основные приемы:
− механическое удаление верхнего загрязненного слоя почвы;
− глубокая вспашка с захоронением загрязненного верхнего слоя
почвы;
− фитомелиорация загрязненных почв;
123
− внесение в почву специальных мелиорантов, связывающих ра-
дионуклиды в труднодоступные для растений формы;
− специальный подбор сельскохозяйственных растений для выра-
щивания на загрязненных территориях.
Механическое удаление верхнего загрязненного слоя почвы бульдозером или скрепером – очень трудоемкий и дорогостоящий прием, который может быть использован только на очень ограниченных
площадях.
Вспашка почвы на глубину 20–40 см позволяет снизить поступление радионуклидов в растения в 2–3,5 раза, а на глубину 60–80 см – в
8–10 раз. Однако при этом на поверхность выворачивается малоплодородный слой, требующий культивирования.
В результате аккумуляции радионуклидов растениями концентрация их в фитомассе может быть больше, чем в почве (KН >1). Эта
накопительная способность растений используется для биологического очищения почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению, и
называется фитомелиорацией почв. Перевод, например, стронция-90
в труднодоступную для растений форму осуществляют введением
больших доз фосфатов, растворимых силикатов калия или натрия и др.
Учитывая различную способность растений накапливать радионуклиды, о которой мы говорили ранее, при правильном подборе
культур для севооборота можно значительно снизить содержание радионуклидов в продукции растениеводства.
Мероприятия по уменьшению концентрации радионуклидов в продуктах животноводства можно разделить на четыре группы:
− приемы, используемые при содержании животных на лугах и
пастбищах, подвергшихся радиоактивному загрязнению;
− мероприятия по изменению рациона кормления животных;
− перепрофилирование отраслей животноводства;
− способы технической переработки продуктов животноводства.
Корм – основной источник поступления радионуклидов в организм животных. Поэтому основным мероприятием по ограничению
поступления радионуклидов в организм животных непосредственно после выпадения радиоактивных веществ на пастбища является
прекращение выпаса и перевод животных на стойловое содержание
с применением чистых кормов. К пастбищам применяют описанные
выше приемы, приводящие к снижению содержания радионуклидов
в кормовой растительности.
Изменение состава рациона животных с целью уменьшения содержания радионуклидов в животноводческой продукции включает
несколько приемов:
− переход на использование "чистых" кормов или кормов с мини-
мальным содержанием радионуклидов;
124
− обогащение рациона добавками, которые используются в нор-
мальной практике кормления, например, увеличение содержания
кальция в суточном рационе коров от 40–80 до 100–230 г приводит к
уменьшению поступления стронция-90 в молоко в 8–11 раз;
− обогащение рациона специальными ингредиентами, которые не
применяются в практике кормления и введение которых способствует ускорению выведения радионуклидов из организма животных.
При перепрофилировании мясных отраслей учитывается, что наиболее "чистое" мясо производится в свиноводстве. Далее идет получение говядины. И максимальное количество радионуклидов содержится в баранине. Сравнительно мало радионуклидов в мясе и яйцах
птиц. Следовательно, при загрязнении кормов с радиоэкологической
точки зрения наиболее рациональными отраслями животноводства
являются птицеводство и свиноводство.
В организм человека радионуклиды, как уже отмечалось, поступают в значительной мере с продуктами питания. Продающиеся в
торговой сети продукты питания не содержат радионуклидов сверх
установленной нормы. Однако часто используются продукты, которые произведены в личных хозяйствах, расположенных на загрязненных радионуклидами территориях. Эти продукты, как правило,
не проходят дозиметрический контроль. В связи с этим приведем некоторые рекомендации, выполнение которых снижает поступление
радионуклидов в организм человека с загрязненными продуктами
питания.
Более интенсивное (до 30 %) выведение радионуклидов цезия может происходить при увеличении в рационе калия, жира и потребле-
ния воды. Диеты с низким содержанием белка, наоборот, увеличивают период полувыведения цезия из организма.
В свинине содержится меньше и цезия, и стронция по сравнению с
говядиной. Повышенное содержание радионуклидов характерно для
почек и печени. В костях животных накапливается стронций. После варки мяса концентрация цезия уменьшается в 2, а стронция – в
2,5 раза. Концентрация радионуклидов в организме диких животных
обычно выше, чем в домашних.
В 2–5 раз уменьшается концентрация радионуклидов в рыбе после
ее отваривания, практически не изменяется в жареной и в ухе.
Очень эффективно уменьшает концентрацию цезия различная
переработка молока, что связано со свойством его соединений переходить водную фазу (сыворотку), вследствие этого его концентрации
в сливках, масле и сыре сравнительно невысоки. При переработке молока снижение концентрации Cs
137
и Sr90 составляет соответственно
в твороге 4–6 и 3–7 раза, сыре – 10 и 2, масле – 50 и 100, сливках – 4–14
и 20 раз.
125
Зерно после переработки в хлеб и крупу содержит в 1,5–2 раза
меньше радионуклидов.
Важное значение имеет разнообразная обработка продуктов пи-
тания, с помощью которой можно существенно снизить количество
радионуклидов: мытье, чистка, отваривание и т. д. Так, с картофеля и
свеклы при чистке удаляется 60–80 % радионуклидов, во время варки до 60 %, а при отваривании с 2–3-кратной сменой воды количество
радионуклидов уменьшается в 2–3 раза.
Очистка свеклы уменьшает содержание цезия на 70 %. При отваривании свеклы и щавеля в воду переходит 50–80 % цезия.
Уменьшение концентрации цезия на 15–20 % характерно для капусты и огурцов при их консервировании, правда при этом нельзя
использовать маринад или рассол.
Отваривание очень эффективно и для грибов. При варке продолжительностью 30–60 мин с двухкратной сменой воды содержание
радионуклидов уменьшается в 2–10 раз, при этом в наибольшей степени уменьшение характерно для пластинчатых видов грибов. Не
совсем желательно применение сушеных грибов и ягод, так как при
их последующем применении практически полностью радионуклиды
переходят в продукты питания.
Из наиболее доступных растительных средств для очищения организма от вредных веществ, в том числе и от радионуклидов, следует
отметить зеленый чай. Хороший очищающий эффект дают пектиновые вещества. Они ценны и тем, что сохраняют свои свойства после
кулинарной обработки. Пектины содержатся в цитрусовых, крыжовнике, белой смородине, рябине, яблоках, грушах, персиках, абрикосах, сливах, чернике, клюкве, вишне, черешне, дыне, арбузе. Поэтому
для уменьшения количества радионуклидов в организме желательно регулярно пить овощные и фруктовые соки, особенно мякотные,
употреблять вышеперечисленные ягоды и фрукты.
Правильное питание может существенно уменьшить поступление
радионуклидов в организм и способствовать более скорому их выведению.
Существуют и специальные химические вещества, способствующие уменьшению поступления и ускорению выведения радиоактивных веществ из организма. Трудность состоит в том, что в организме
радионуклиды содержатся в очень малых концентрациях, кроме того,
практически невозможно извлечь радионуклид, не извлекая его нерадиоактивные аналоги. К тому же практика применения этих средств
показала их высокую эффективность только при однократном поступлении радионуклидов в больших количествах. Для блокирования
хронического поступления этот метод оказался неэффективным, а
во многом даже и вредным. Поэтому в последнем случае рационали-
126
зация питания играет большую роль, чем химическое блокирование
радионуклидов.
Существуют препараты двух классов. Это соединения:
1) препятствующие сорбции радиоактивных веществ и их накоп-
лению в критических органах;
2) способствующие ускорению выведения из организма некоторых
радионуклидов, поступивших или накопленных в органах и тканях.
Сейчас известны сотни химических веществ, которые препятствуют поступлению радионуклидов в организм. Наиболее эффективным
механизмом блокирования является ионообменная сорбция. Снижают сорбцию цезия вещества на основе ферроцианидов. Радионуклиды
стронция, кобальта, цинка, ртути и олова блокируют альгинаты. При
этом уменьшается не только сорбция, но и период полувыведения.
Очень эффективен при однократном поступлении радионуклидов стронция сернокислый барий. Он уменьшает до 500 раз сорбцию
стронция при одновременном с радионуклидом поступлении в организм.
Активно связывают ионы большой группы естественных и искусственных радионуклидов препараты альгината кальция, адсорбара,
вокацита (высокоочищенная карбоксицеллюлоза) и полисурмина.
Однако следует еще раз подчеркнуть эффективность введения
этих препаратов только в случае однократного поступления радионуклидов. При хроническом поступлении микроколичеств радионуклидов введение подобных химических веществ и неэффективно,
и вредно.
В целом можно констатировать, что наиболее эффективными ме-
тодами снижения уровня радиоактивности в организме для сложившейся в Беларуси радиоэкологической ситуации следует признать кулинарную обработку продуктов питания и применение естественных
очистителей, прежде всего, чистых от радионуклидов ягод и фрук-
тов, содержащих пектиновые вещества.
9.1.1. Радионуклиды в пищевой продукции леса
Большой интерес представляет содержание радионуклидов в пищевой продукции леса: съедобных грибах, лесных ягодах и березовом
соке. Необходимо отметить большой уровень содержания радиоактивных веществ в грибах. Им характерна большая скорость роста и
метаболических процессов, а также синтез белка, что является основными факторами, определяющими высокий уровень содержания в
них радионуклидов цезия.
Проведенные многолетние наблюдения позволили с большой степенью надежности разделить грибы по их накопительной способности. Взяв за основу коэффициент перехода (КП), который определя-
127
ется отношением удельной активности цезия-137 в грибах (Бк/кг) к
поверхностной активности почвы (кБк/м
2
), на которой они растут,
выделяют четыре г руппы грибов:
− слабонакапливающие (КП меньше 5);
− средненакапливающие (КП равен 5–20);
− сильнонакапливающие (КП равен 20–50);
− аккумуляторы (КП больше 50).
137
При этом удельная активность Cs
в грибах будет изменяться
прямо пропорционально плотности загрязнения почвы. Среднее
содержание цезия-137 в сырых грибах при различной плотности
загрязнения составляет: 1280 Бк/кг – до 2 Ки/км2; 3400 Бк/кг –
2–5 Ки/км2; 22100 Бк/кг – 5–15 Ки/км2; 25000 Бк/кг – 15–40 Ки/км2;
109200 Бк/кг – более 40 Ки/км2. Допустимое содержание цезия-137
составляет: 370 Бк/кг – грибы свежие, 2500 Бк/кг – грибы сушеные.
Слабонакапливающие грибы (опенок, гриб-зонтик пестрый, дождевик жемчужный, шампиньон, строчок обыкновенный, рядовка фиолетовая) можно собирать при загрязнении территории до 2 Ки/км2.
Преимущественно следует собирать грибы, относящиеся к первой и второй группам. Это – средненакапливающие грибы (сыроежки,
подберезовик, лисичка, рядовка серая, белый гриб, подосиновик). Их
разрешается заготавливать на территориях с загрязнением до 1 Ки/км2.
Сильнонакапливающие грибы (груздь, рыжик, волнушка, зеленка,
подгруздок) можно заготавливать на территории с плотностью загрязнения 0,4 Ки/км2.
Заготовку грибов-аккумуляторов (гриб польский, паутинник козий, свинушка, масленок, моховик, горькушка) не рекомендуется
проводить в лесах Беларуси, поскольку уже при плотности радиоактивного загрязнения 0,3 Ки/км2 содержание в них цезия-137 превышает нормы РДУ-99 в 1,5–5 раз.
Первая группа грибов получает минеральное питание из почвы
(зонтичный и дождевик) и из древесины (опенок). Остальные грибы
образуют микоризу на корнях древесных растений и активно обмениваются с ними питательными веществами, хотя частично поглощаются минеральные и радиоактивные вещества из почвы. Их гифы
пронизывают толщу почвы от подстилки до глубины 5–60 см. Надо
отметить, что поступление радионуклидов в виды-аккумуляторы
очень велико. Они содержат радионуклиды выше допустимого норматива даже при плотности загрязнения почвы Cs
137
0,1–0,3 Ки/км2
(это фактически доаварийный уровень загрязнения). Поэтому желательно производить проверку грибов на содержание радионуклидов
по всей территории Беларуси. Тем более что из-за различных условий
(почвенных, степени увлажненности и др.) грибы, собранные даже с
относительно малых площадок в лесу, могут отличаться по уровню
содержания радионуклидов в 3–5 раз.
128
Снижения содержания цезия-137 в грибах можно достигнуть путем их отваривания в течение 30–60 минут в соленой воде с добавлением уксуса или лимонной кислоты с 2–3-кратной сменой отвара.
Собранные грибы перед приготовлением необходимо обязательно
очистить ото мха, подстилки, почвы, а у некоторых грибов снять
кожицу со шляпки. Такая обработка позволяет употреблять в пищу
грибы, первоначальное загрязнение которых превышало допустимые
уровни в 2–20 раз в случае сыроежек, зеленок, рядовок, волнушек и в
20–80 раз для подберезовика и белого гриба. При сушке следует использовать грибы, соответствующие допустимым нормам содержания радионуклидов.
Лесным ягодам характерен несколько меньший уровень накопления по сравнению с грибами. Хотя существуют определенные межвидовые отличия. Наибольшее содержание радионуклидов характерно для клюквы. По этому показателю она примерно одинакова с
грибами средненакапливающей группы. Остальные ягоды содержат
радионуклидов примерно столько же, как и грибы слабонакапливающей группы.
Сразу после клюквы по уровню содержания идет брусника, затем
черника, голубика, малина, земляника, рябина и наименьшая концентрация характерна для рябины. Как и в грибах, больший уровень содержания радионуклидов (в 10–20 раз) отмечается на увлажненных
почвах. Чернику и бруснику можно собирать в лесах с плотностью
загрязнения почвы Cs
137
менее 1,5–2 Ки/км2. Остальные ягоды – ме-
нее 5 Ки/км2.
Самое минимальное содержание радионуклидов среди пищевой
продукции леса характерно для березового сока. Его можно заготавливать даже на территориях с плотностью загрязнения по Cs
137
менее
15 Ки/км2. При этом интересно, что в самом начале сокодвижения
концентрация радионуклидов в соке наименьшая. В конце сокодвижения концентрация радионуклидов увеличивается в 1,5–2 раза, по
сравнению с началом.
Накопление радионуклидов в пищевой продукции леса находится
практически на одном уровне в течение предпоследних 6 лет, поэтому
можно предположить, что их содержание в грибах, ягодах и березовом соке изменится незначительно.
9.2. Оценка доз радиационного поражения
При взрыве ядерного боеприпаса радиоактивные продукты поднимаются вместе с облаком взрыва, перемешиваются с частицами
грунта и под действием высотных ветров перемещаются на большие
расстояния. По мере перемещения облака они выпадают, заражая
местность (как в районе взрыва, так и по пути движения облака) и
образуя так называемый след радиоактивного облака (рис. 9.1).
129
Зона А
л
б
а
к
а
Ось облака
Зона Б
е
и
н
е
л
в
а
а
р
р
п
т
а
е
в
Н
Район взрыва
Рис. 9.1. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу
Зона В
Зона Г
движения облака
о
д
е
л
С
П
о
д
в
е
т
р
с
е
т
н
о
н
р
а
о
я
н
а
След радиоактивного облака на равнинной местности при неменяющихся направлении и скорости ветра имеет форму вытянутого
эллипса и условно делится на четыре зоны: умеренного (А),
сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) заражения.
Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для людей определяются мощностью боеприпаса, видом взрыва и
направлением ветра. Их принято характеризовать дозой γ-излучения,
получаемой за время от момента образования следа до полного распада радиоактивных веществ D∞ (измеряется в греях), или мощностью
дозы излучения (уровнем радиации) через 1 ч после взрыва (Р1).
Связь между дозой излучения за время полного распада D∞ и
уровнем радиации Рt в момент времени t после заражения террито-
рии выражается соотношением
D = 5Pt t.
Внешняя граница зоны А характеризуется показателями D∞ = 0,40 Гр
и P1 = 0,08 Гр/ч. Доля зоны от площади всего радиоактивного следа
составляет 60 %. Как правило, работы внутри объектов, расположенных в зоне А, не прекращаются. У внутренней границы или в середине зоны работы на открытой местности на несколько часов должны
прекращаться.
На внешней границе зоны Б D∞ = 4,0 Гр и P1 = 0,80 Гр/ч. Доля зоны
от площади следа составляет 20 %. В этой зоне все работы на объектах прекращаются на срок до суток, а люди укрываются в защитных
сооружениях, подвалах и других укрытиях.
На внешней границе зоны В D∞ = 12,0 Гр и P1 = 2,4 Гр/ч. Доля зоны
от площади следа составляет 13 %. Все работы в этой зоне на объектах
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]