2.2. Радиационные поражения организма человека

Считается, что радиация не имеет ни вкуса, ни запаха, однако это справедливо лишь при относительно небольших мощностях дозы. Те, кому приходилось работать при значительных уровнях радиации, заметили, что в этом случае имеются и органолептические ее воздействия. Исследования показали, что при мощности дозы более 250 мЗв/ч на воздухе (25 бэр/ч), (20 мЗв/ч - в помещении) и по мере дальнейшего ее нарастания могут ощущаться: специфический запах (озон), учащение пульса и металлический привкус во рту, наступление эйфории, раздражение носоглотки и глаз, и, наконец, рябь в глазах и чувство уплотнения воздуха, свидетельствующие об очень высоких уровнях радиации (500- 1000 мЗв/ч и более).

Радиационные поражения человека с высокой степенью вероятности могут возникать при облучениях, превышающих определенный предел. Так, при общем однократном облучении с дозой в 1 Зв и более у каждого пострадавшего развивается острая лучевая болезнь (ОЛБ). Облучение с дозой 6 - 10 Зв ведет к крайне тяжелой форме ОЛБ, когда без лечения возможен летальный исход. Однако при современных методах лечения надежда на выздоровление есть и при облучении более 6 Зв. Доза в 10 Зв и более считается абсолютно смертельной.

Облучение с эффективной дозой свыше 200 мЗв в течение года рассматривается как потенциально опасное. Лица, подвергшиеся такому облучению, должны немедленно выводиться из зоны облучения и направляться на медицинское обследование.

В течении острой лучевой болезни выделяют четыре периода: первичную реакцию, латентный период, период разгара и восстановление.

Первичная реакция организма развивается при облучении в дозах, превышающих 1 Гр. При этом появляется тошнота, рвота, исчезает аппетит. Иногда ощущается сухость и горечь во рту, головная боль, общая слабость.

Таблица № 2.1.

Последствия облучения человека в зависимости от дозы,

времени и условий облучения

Условия (время) облучения	Доза (накопленная) или мощность дозы	Эффект
Однократное, острое, пролонгированное, дробное, хроническое все виды	Любая доза, отличная от нуля	Увеличение риска отдаленных стохастических последствий - рака и генетических нарушений
Хроническое - в течение ряда лет	0,1 Зв (10 бэр) в год и более	Снижение неспецифической резистентности организма, которое не выявляется у отдельных лиц, но может регистрироваться при эпидемиологических исследованиях
То же	0,5 Зв (50 бэр) в год и более.	Специфическое проявление лучевого воздействия, снижение иммунореактивности, катаракта (при дозе более 30 бэр в год)
Острое однократное	1 Зв (100 бэр) и более	Острая лучевая болезнь различной степени тяжести
То же	4,5 Зв (450 бэр) и более	Острая лучевая болезнь со смертельным исходом у 50% облученных и более
Различные виды	1 Зв (100 бэр) и более	Стохастические эффекты, реальное возрастание которых уже может быть выявлено при эпидемиологических исследованиях
Облучение щитовидной железы за счет радиоактивного йода в течение 1-2 месяцев	10 Зв (1000 6эр) и более	Гипофункция щитовидной железы; возрастание риска развития опухоли (аденома и рак) с вероятностью около 1·10-2

У лиц, наиболее пострадавших, первичная реакция возникает через 0,5-3 часа и продолжается 3-4 дня. Неблагоприятными признаками, предопределяющими тяжелое течение болезни, являются развитие шокоподобного состояния с падением артериального давления, кратковременная потеря сознания, субфебрильная температура, понос.

Скрытый (латентный) период характеризуется относительным благополучием. Большинство симптомов начального периода проходит. Вместе с тем, могут сохраняться общая слабость, понижение аппетита, диспепсические расстройства, нарушение сна, снижение толерантности к нагрузке.

Продолжительность латентного периода зависит от тяжести поражения и колеблется от нескольких дней до четырех недель.

Период разгара ОЛБ - характеризуется ухудшением общего состояния, появлением головной боли, бессонницы, отсутствием аппетита, стойкой лихорадкой. Нарушаются иммунные процессы и, как следствие, могут возникнуть стоматит, энтероколит, пневмония, возникают кровоизлияния и кровотечения. В результате интоксикации и инфекционных осложнений возможны общемозговые симптомы вплоть до коматозного состояния. Этот период длится от одной до трех недель, а затем, в случаях с благоприятным исходом, переходит в период восстановления, который начинается с нормализации кроветворения. После чего нормализуется температура тела, улучшается самочувствие, исчезают признаки кровоточивости.

Таблица №2.2.

Степень тяжести ОЛБ в зависимости от поглощенной дозы

Доза, Гр	Степень тяжести
1-2	I (легкая)
2-4	II (средняя)
4-6	III (тяжелая)
6-10	IV (крайне тяжелая)

Срок реабилитации, в зависимости от степени и проявлений ОЛБ, - от месяца до года.

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) возникает при повторных облучениях организма в малых дозах. Она формируется медленно и имеет волнообразное течение. Клинические проявления ХЛБ первой степени тяжести (легкой) связаны с появлением повышенной утомляемости, общей слабости, неприятных ощущений в области сердца; возможны гипотония, функциональные нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта, гормональной системы. Обостряются хронические заболевания, появляется склонность к простудным и другим инфекционным заболеваниям. После прекращения контакта с ионизирующими излучениями и соответствующего лечения обычно в короткие сроки наступает выздоровление.

Хроническая лучевая болезнь второй степени тяжести (средней), наряду с симптомами астеноневротического характера, проявляется выраженными изменениями миокарда, умеренными нарушениями желудочно-кишечного тракта, угнетением кроветворения. Заболевание обычно имеет длительное течение с неполным восстановлением здоровья.

Хроническая лучевая болезнь третьей степени тяжести (тяжелой) имеет прогрессирующее течение с проявлением и нарастанием органических изменений со стороны внутренних органов. Характерны кровоточивость, инфекционные осложнения. Резко выражены нарушения кроветворения. При длительном лечении возможны ремиссии.

Распределение радионуклидов в органах и тканях. Судьба радионуклидов, поступивших в пищеварительный тракт, зависит от их растворимости. Растворимые вещества полностью всасываются, плохо растворимые - покидают организм в течение 1 - 4 суток. Радиоактивные вещества, находящиеся в пищеварительном тракте, облучают желудок, кишечник; при этом короткопробежные а и β-частицы воздействуют только на их стенку, а γ-кванты достигают и других внутренних органов, расположенных в брюшной полости и грудной клетке.

Особенности ингаляционного поступления радионуклидов определяются размером вдыхаемых частиц, с которыми они связаны, их растворимостью и периодом полураспада. Крупные частицы задерживаются в верхних дыхательных путях, могут попасть в ротовую полость, а затем в пищевод и желудок. Поступление в кровь вдыхаемых радионуклидов зависит от их растворимости. Всасывание растворимых радионуклидов происходит очень быстро. Нерастворимые радионуклиды остаются в легочной ткани и лишь затем происходит их медленное поступление в кровь. Радиоактивные ионы и мелкодисперсные радиоактивные частицы покидают легкие с выдыхаемым воздухом.

Рис.2.3. Классификация лучевых синдромов человека

Радиоизотопы активно проникают в кровь также через кожу. Попавшие на кожу вещества поступают в кровоток в первые 12 - 23 часа. Поэтому дезактивацию кожи при ее радиоактивном загрязнении следует рассматривать как средство, препятствующее накоплению радионуклидов во внутренних органах. Всасывание радиоактивных веществ через раневую и ожоговую поверхность идет более активно, чем через непораженную кожу.

Никаких различий в поведении в организме радиоактивных и нерадиоактивных изотопов одного и того же элемента нет. Распределение считается равномерным, если более половины выявленного в организме радионуклида распределено равномерно.

По такому принципу распределяется калий, натрий, цезий, свинец, азот, водород, полоний. При накоплении более половины радионуклидов в каком-либо органе или системе организма вид распределения имеет соответствующее название. По скелетному принципу распределяются кальций, стронций, барий, радий; по почечному - висмут, германий, кадмий, мышьяк, уран и др. Йод накапливается преимущественно в щитовидной железе. Описанные типы распределения в организме касаются только той доли радионуклидов, которые поступают в кровь. При ингаляционном поступлении (особенно в начальной фазе) концентрация радионуклидов максимальна в легких и можно говорить о легочном типе распределения.

Особенности внутреннего облучения. Под внутренним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений радионуклидов, находящихся внутри организма.

Возможны 3 различных пути поступления радионуклидов в организм: при вдыхании воздуха, через желудочно-кишечный тракт и кожу.

Наиболее опасен первый путь. Однако не следует недооценивать и два других пути. Так, тритий и радиойод проникают в организм через кожу также быстро, как и через дыхательные пути.

По характеру распределения в организме человека радионуклиды можно условно разделить на три группы:

а)	скапливающиеся преимущественно в скелете, к ним относятся кальций, стронций, барий, радий, иттрий, цирконий, цитраты плутония;
б)	концентрирующиеся в печени (до 60%; из остального количества в скелете откладывается до 25%), это церий, лантан, прометий, нитрат плутония;
в)	равномерно распределяющиеся по органам и системам (тритий, углерод, инертные газы, цезий) с тенденцией к некоторому накоплению в мышцах (калий, рубидий, цезий).

Особое место занимает радиоактивный йод. Он избирательно накапливается в щитовидной железе.

При инкорпорировании радиоактивных веществ процесс облучения растянут во времени, что уменьшает их повреждающее действие, так как при сравнительно низкой мощности дозы параллельно с облучением происходит восстановление повреждений. Поэтому при действии инкорпорированных радиоактивных веществ лучевые поражения протекают легче и имеют более благоприятный исход, чем при однократном общем внешнем облучении в сопоставимых суммарных дозах.

При решении задач радиационной защиты следует помнить, что внутриутробное облучение эмбриона и плода может привести к рождению детей с врожденными порокам развития и умственной отсталостью, а радиочувствительность детей значительно выше, чем у взрослых.

Отдаленные последствия ионизирующего облучения. Одна из характерных особенностей облучения состоит в том, что в отдаленные сроки (через 10 - 20 и более лет после него) в организме могут возникать различные изменения: развитие соединительной ткани (фиброзов) в коже, легких, почках, что приводит к нарушению функций этих органов; нарушение эндокринного равновесия; болезни сердечно-сосудистой системы; катаракта, приводящая к слепоте; бесплодие; вторичные иммунодефициты.

К наиболее тяжелым отдаленным последствиям облучения относятся возникновение злокачественных новообразований и рождение детей с наследственными заболеваниями. Эти последствия не имеют порога, т. е. любая, сколь угодно малая, доза ионизирующего излучения может привести к рождению потомства с наследственными болезнями и к возникновению злокачественных опухолей у облученных.

2.3. Воздействие ионизирующих излучений на окружающую среду.

Радиоактивное загрязнение среды приводит к выводу из хозяйственного оборота значительных площадей на длительные сроки (пять периодов полураспада основных загрязнителей) и требует больших материальных затрат на проведение мероприятий по защите населения, проживающего на данной территории, и принятие мер по локализации и ликвидации загрязнения.

Ситуация приобретает чрезвычайный характер, когда в результате радиационных аварий радиоактивные вещества попадают в окружающую среду в большом количестве и загрязнению подвергаются обширные территории. Крупнейшими радиационными авариями в России (в СССР) являлись: взрыв емкостей с жидкими радиоактивными отходами на предприятии "Маяк" в 1957 г., который привел к выбросу активностью 2 МКи, загрязнению территории площадью в 20 тыс. км² и отселению 10,5 тыс. человек, а также катастрофа на ЧАЭС с выбросом активностью 70 МКи, приведшая к радиоактивному загрязнению обширных территорий Белоруссии, Украины и России.

Радиоактивное загрязнение не всегда связано с аварийной ситуацией, оно может возникать и в безаварийной обстановке: при нарушениях норм безопасности на радиационно (ядерно) опасных объектах, при нарушении правил хранения и использования различных техногенных источников излучения, а также строительных норм и правил, касающихся ограничения ионизирующих излучений.

При выпадении радионуклидов на поверхность земли происходит заражение почвы и растений. При этом до 25% радиоактивной пыли задерживается на поверхности растений и происходит частичное всасывание радиоактивных веществ внутрь растения. Поражение растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктивного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах возможна гибель растений, проявляющаяся в остановке роста и усыхании.

Вода открытых водоёмов загрязняется радиоактивными веществами преимущественно при формировании радиоактивного следа. Концентрация радиоактивных продуктов в воде зависит от растворимости радиоактивных частиц и отношения поверхности водоёма к глубине.

Основные пищевые продукты, входящие в рацион человека, по способам загрязнения могут быть условно разделены на 2 категории:

1. Сырьё и пищевые продукты, изготовленные до момента загрязнения и хранящиеся на складах, в магазинах и личных запасах населения

2. Местные продукты, загрязнённые выпавшими радиоактивными веществами, которые предстоит произвести или собрать на территории следа. К ним относятся продукты: растительного (зерно, овощи, фрукты) и животного (мясо, молоко) происхождения.

Первая категория может быть источником поступления радиоактивных веществ в организм человека, если продукты не защищены от радиоактивной пыли.

Наиболее интенсивно загрязняется продовольствие, отнесённое ко второй категории, поскольку заранее защитить его от загрязнения практически невозможно.

Из зерна, загрязнённого на корню в спелом состоянии, переходит в хлеб 10–15% радиоактивных веществ. В течение времени, необходимого на сбор урожая, обмолот, просушку и размол значительная часть радиоактивных продуктов распадается. Поэтому уже через 7 суток радиоактивность хлеба будет более чем в 100 раз ниже начального загрязнения. В реальных условиях этот путь поступления в организм человека радиоактивных веществ не представляет большой опасности.

Наиболее интенсивно загрязняются овощи, которые произрастают над почвой (зелень, огурцы, помидоры, баклажаны, перец, капуста). Корнеплоды, находящиеся под слоем почвы, практически не загрязняются. С поверхности фруктов и овощей радиоактивные вещества достаточно эффективно удаляются при их мойке и очистке (загрязнение уменьшается в 50–100 раз). Это свидетельствует о том, что растительные продукты также не являются источником поступления в организм человека опасных количеств радиоактивных веществ.

Источником проникновения радиоактивных веществ в мясомолочную продукцию является растительность пастбищ. Скот в сутки поедает траву с больших площадей (до 160 м²), что обусловливает интенсивное поступление радиоактивных веществ в его организм. Однако проведенная оценка свидетельствует о том, что потребление мяса животных не может создать опасных дозовых нагрузок у людей, поскольку основные изотопы, поступающие в мясо (мышцы) относительно равномерно распределяются в организме людей и быстро выводятся.

Наиболее серьёзную опасность представляет потребление молока у коров, выпасаемых на загрязнённых пастбищах. При этом в щитовидной железе людей откладывается 25–30% поступившего количества изотопов йода. Поэтому она может подвергаться воздействию больших доз излучения изотопами йода. Загрязнённое молоко не должно уничтожаться. Из него можно изготовить молочные продукты длительного хранения (масло, сыр, или сгущённое молоко).

В табл. 2.3. Приведены нормы допустимого радиоактивного загрязнения продуктов и воды.

Таблица № 2.3.

Нормы допустимого радиоактивного загрязнения продуктов и воды

№ п/п	Наименование продуктов	Ки/л	Ки/кг
1	Вода питьевая	5	10
2	Молоко, сметана, сыр, творог	1	10
3	Масло сливочное, молоко сгущённое	3	10
4	Мясо, рыба, яйца	5	10
5	Мясо говяжье	8	10
6	Картофель, овощи, фрукты	2	10
7	Хлеб, мука, крупы, сахар	1	10