CC BY
8
и 3-х классов — соответственно в 34,78±9,34 и 37,5±7,47 % случаев.
У учащихся, занимающихся во вторую половину дня, процесс адаптации к 5-дневному режиму обучения, был затруднен, что проявилось в отрицательной динамике исходного уровня работоспособности. Так, у учащихся 2-х классов количество просмотренных знаков уменьшилось от начала к концу учебного года соответственно с 568,0± 18,48 до 543,76±23,28 (р>0,05) при увеличении числа ошибок на 500 знаков с 2,99±0,51 до 4,57±0,47 (р<0,05). Дневная динамика упомянутых показателей в I полугодии также свидетельствовала об определенной напряженности адаптационных механизмов: скорость выполнения корректурного теста снизилась в 1,4 раза (р<0,001) при увеличении числа ошибок на 44,80 % (р> >0,05). Неблагоприятные сдвиги отмечены в 93,3±6,46 % случаев. Аналогичные изменения наблюдались у учащихся 3-х классов. Во II полугодии показатели умственной работоспособности не имели достоверных различий в динамике учебного дня, тем не менее неблагоприятные сдвиги зарегистрированы у учащихся 2-х и 3-х классов соответственно в 54,0±7,05 и 56,7±9,15 % случаев.
Изложенное выше подтверждается оценкой показателя суточной адаптивности: ПСА характеризовался наибольшей напряженностью в I полугодии у учащихся 1-х классов и второклассников, занимающихся во вторую смену, и составил соответственно 77,6 и 44,8 %. Вместе с тем во II полугодии установлено значительное увеличение данного показателя почти во всех возрастных группах, за исключением первоклассников и учащихся 3-х классов, занимающихся во вторую смену.
Аналогичные данные получены при оценке функционального состояния центральной нервной системы по КМЧ (табл. 3); он достоверно уменьшался в течение учебного дня у первоклассников и у учащихся 3-х классов, занимающихся во второй половине дня. Необходимо отметить тот факт, что показатели КМЧ у учащихся, занимающихся во второй половине дня, были достоверно ниже, чем у обучающихся в первую смену, во всех возрастных группах на всех этапах исследования.
Таким образом, совокупность полученных результатов свидетельствует о значительной «физиологической стоимости» учебных нагрузок на организм учащихся 1-х классов и о затруднении процесса адаптации для учащихся, занимающихся во' второй половине дня при 5-дневном режиме обучения в школе.
Литература
1. Адаптация детей и подростков к учебной и физической нагрузкам / Под ред. А. Г. Хрнпковой, М. В. Антроповой.— М„ 1982.
2. Агарков В. И. // Гиг. и сан.— 1987,— № 6,—С. 80—81.
3. Баевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.— М., 1979.
4. Глушкова Е. К■ //' Гигиена детей и подростков — важнейшее звено профилактической медицины.— М., 1989.— С. 13—23.
5. Громбах С. M. // Психогигиена детей и подростков.— М., 1985.-С. 92-114.
6. Сердюковская Г. И. // Всесоюзная науч.-практ. конф.: Тезисы.—М„ 1989,—С. 3—12.
Постугила 10.08.90
Summary. Hygienic assesment of teaching conditions and ability to work of pupils in primary school under five day a week education were studied. Significant "physiological cost" of teacing and difficulties in adaptation of pupils were noted.
Радиационная гигиена
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 614.73-074
И. Я■ Василенко, В. Ф. Шишкин, Н. В. Худякова
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ ПРОДУКТОВ ЯДЕРНОГО ДЕЛЕНИЯ
Оценка биологической опасности малых доз * радиации в условиях возрастающего антропогенного радиационного загрязнения биосферы приобретает не только гигиенический аспект, но и I большое социальное и экономическое значение, так как повышение радиационного фона затрагивает биосферу Земли в целом. Во внешнюю среду
поступают не только отдельные радионуклиды, но и их сложные смеси, в частности продукты ядерного деления, образующиеся при ядерных взрывах (ПЯВ), и реакторные продукты (ПЯД). Радиоактивные продукты, поступившие во внешнюю среду, становятся источником длительного (дистанционного, контактного) внешнего гамма- и
бета-облучения, а при поступлении в организм — внутреннего облучения.
ПЯВ, образующиеся при делении урана и плутония, представляют собой сложную смесь радио-^ нуклидов, характеризующихся различными физическими и химическими свойствами. В их состав входят более 200 радионуклидов 36 элементов средней части таблицы Д. И. Менделеева (от цинка до гадолиния). Содержание отдельных радионуклидов в зависимости от делящегося материала, энергии нейтронов, вызывающих деления, условий, в которых происходит деление, изменяется в очень широких пределах — от десятитысячных долей до нескольких процентов. В начальный период активность продуктов быстро снижается в результате распада короткоживущих радионуклидов, что приводит к изменению нуклид-ного состава, средней энергии излучаемых ими гамма-квантов и бета-частиц, а следовательно, и их токсичности. С увеличением возраста продуктов токсичность их возрастает вследствие относительного повышения в их составе уровня таких биологически опасных радионуклидов, как стронций, цезий, церий и др. Токсичность ПЯВ зависит и от биологической доступности радионуклидов. Растворимость матричного вещества в зависимости от условий образования изменяется в очень широких пределах — от долей процентов до практически полного растворения. Носителями активности служат аэрозоли, образующиеся в результате конденсации радионуклидов на материалах, вовлекаемых в сферу взрыва. При наземных взрывах на силикатных почвогрунтах образуются стеклообразные частицы с малой растворимостью, зависящей от их размера. С частиц размером 20—2000 мкм смывается до 3 % активности. Частицы глобальных выпадений (до 1 мкм) практически полностью растворимы. В случае взрыва на карбонатных почвогрунтах ПЯВ представлены в основном карбонатами и оксидами щелочноземельных элементов, характеризующихся сравнительно высокой растворимостью. При воздушных и надводных взрывах ПЯВ состоят из легкорастворимых соединений. ПЯВ с высокой биологической доступностью характеризуются более высокой токсичностью.
ПЯВ реакторного происхождения характеризуются высокой биологической доступностью и токсичностью. Радионуклидный состав их зависит от делящегося материала и кампании реактора. Они обогащены такими биологически опасными радионуклидами, как стронций, цезий, церий и др. В случае разрушения реактора загрязнение внешней среды носит стойкий характер вследствие высокого содержания в нем долгоживущих радионуклидов.
Продукты, поступившие в организм, участвуют в тех же метаболических процессах, что и их стабильные аналоги, и, претерпевая физико-хими-ческие и биологические изменения, включаются в в зависимости от тропности накапли-
ваются в органах и тканях, становятся источником длительного гамма- и бета-облучения. Бета-облу-чение вследствие различной органотропности радионуклидов носит крайне неравномерный характер. Различия в поглощенных дозах в отдельных органах достигают 3—4 порядков. Наиболее интенсивному облучению подвергаются органы, через которые радионуклиды поступили в организм (органы дыхания, пищеварительный тракт), и органы основного депонирования радионуклидов: щитовидная железа, печень, почки. По величине поглощенных доз при поступлении в организм молодых ПЯВ основные органы можно расположить в ряд: щитовидная железа, органы дыхания и пищеварения, печень, почки, скелет, мышцы. Вследствие содержания большого количества короткоживущих радиоизотопов формирование доз в указанных органах, за исключением скелета, протекает быстро. В течение первых суток дозы формируются на 30—50 %. Характер облучения и интенсивность формирования доз изменяются при поступлении в организм ПЯВ большего возраста (месячного-годового) [1,2].
ПЯД, поступившие в организм, вызывают особую форму лучевого поражения. Генез, клинические проявления болезни, процессы выздоровления, формирование отдаленной патологии определяются характером внутреннего облучения, зависящего от физико-химических свойств продуктов, пути поступления и физиологического состояния организма. Развития острых радиационных поражений у человека можно ожидать при поступлении десятков милликюри. При поступлении единиц милликюри развивается лучевая реакция, характеризующаяся в основном изменением показателей крови, обмена, иммунологической реактивности и эндокринными нарушениями [1, 2, 5].
Дозы облучения определяются складывающейся радиационной обстановкой и мерами защиты. В подавляющем большинстве их можно отнести к категории «малых доз». Понятие «малые дозы» — относительное, зависящее от радиочувствительности организма. К малым можно отнести такие дозы, которые не вызывают острых поражений. Воздействие их не отражается на здоровье облученных в течение ряда лет, и только в начальный период возможно развитие лучевой реакции со стороны наиболее радиочувствительных органов. Облучение в таких дозах, однако, может представлять опасность в отношении появления отдаленных последствий. НКДАР к малым относит дозы, в 10—100 раз превышающие средний естественный фон (0,1 рад).
В условиях пребывания на радиоактивно зараженной местности следует ожидать длительного облучения. В таких ситуациях наряду, с внешним облучением радионуклиды могут поступать в организм ингаляционно (в период выпадения и вторичного пылеобразования) и перорально (при потреблении загрязненной пищи и воды). Основное значение имеет пищевой путь поступления радио-
нуклидов. Критическим радионуклидом в начальный период является йод, а в последующем — цезий и стронций.
Уровни загрязнения продуктов питания в каждом конкретном случае определяются радиационной обстановкой, т. е. интенсивностью радиоактивных выпадений, почвенно-климатиче-скими условиями, агротехническими мероприятиями и биологической доступностью радионуклидов, от которой зависит их миграция по пищевым цепочкам [4, 8, 11]. Важное значение приобретают дозиметрический контроль за уровнями загрязнения продуктов питания и бракераж продовольствия, загрязненного выше установленных уровней. В зависимости от радиационной обстановки устанавливаются временные допустимые уровни содержания радиоактивных веществ в продовольствии и воде. Известно, что такие нормативы были приняты Минздравом СССР при аварии на Чернобыльской АЭС [6].
Биологическая эффективность протяженного облучения дозой с малой мощностью, как известно, ниже по сравнению с таковой при остром облучении, что связано с процессами восстановления и включением компенсаторных механизмов. Для таких облучений характерно медленное развитие патологических процессов с широким индивидуальным разбросом. Защитно-компенсаторные процессы, осуществляемые на всех уровнях интеграции организма (молекулярном, клеточном, органном и организменном), могут в течение длительного времени обеспечить нормальную жизнедеятельность организма.
В реакциях организма на облучение дозой с малой мощностью и острое облучение имеются существенные различия. С уменьшением мощности дозы ослабевает зависимость от суммарной накопленной дозы и соответственно возрастает связь биологического эффекта от мощности дозы. В возможном развитии патологических последствий можно выделить следующие фазы: отсутствие видимых клинических проявлений поражения'; наличие функциональных нарушений, напряжения; структурные изменения с нарушением компенсаторно-восстановительных процессов. Длительность фаз и возможность перехода одной фазы в другую зависят от характера облучения (мощности дозы, поглощенной дозы, распределения ее в организме), реактивности организма, обусловленной физиологическим состоянием и возможностями к адаптации. Другие факторы внешней среды могут ускорять или замедлять развитие патологических процессов и их проявление. Облучение может стать пусковым механизмом обострения и прогрессирования имеющихся хронических < заболеваний. Следует отметить, что в человеческой популяции всегда имеются лица с более высокой радиочувствительностью, которые могут составить группу донозологического лучевого риска. Для этой категории лиц требуется в условиях хронического облучения осуществление регу-
лярных профилактических мер по предотвращению перехода стойких функциональных расстройств в патологический процесс.
В начальный период облучения дозой с малой мощностью возможно стимулирующее действие радиации как неспецифического раздражителя, когда активируются защитные системы организма, репаративные механизмы, повышается уровень адаптивных реакций и обменных процессов. Особое значение в таких условиях придается повышению активности иммунной системы.
Стимулирующее действие радиации подтверждено многими исследователями. Стимуляция клеток к делению в данном случае лежит в основе ускорения роста и развития. Это показано на растениях, насекомых, рыбах, птицах, грызунах. Более того, имеются данные, что определенный уровень радиационного фона необходим для нормального развития. В условиях снижения гамма-фона замедляются рост и развитие растений и животных по сравнению с контролем. Можно полагать, что в процессе эволюционного развития радиационный фон стал необходимым фактором для нормального протекания жизненных процессов. В результате облучения затрагивается множество структур и связанных с ними метаболических процессов, направленных на восстановление и поддержание гомеостаза клеток, органов и организма в целом. Вероятностный характер взаимодействия этих процессов и проявление конечных радиационных эффектов зависят от величины поглощенных доз, пространственно-временного распределения и физиологического состояния организма.
С увеличением поглощенной дозы происходит накопление остаточных радиационных повреждений, которые служат основой для формирования отдаленных последствий облучения. Соматические нарушения могут проявиться в форме ап-ластических и гипопластических изменений функциональных структур органов, склеротических процессов, а также снижении устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, ослаблении репродуктивной функции организма, развитии доброкачественных и злокачественных опухолей, преждевременной смерти. Генетические эффекты, как результат облучения гонад, выражаются в развитии врожденных уродств и других нарушений, передающихся по наследству. Одни эффек1ы, являясь беспороговыми, проявляются стохастически, вследствие биологической вариабельности организма, другие имеют пороговый характер. Статистический разброс для них относительно невелик. Вероятность возникновения от нуля при дозе ниже пороговой круто возрастает до единицы с увеличением дозы.
Наиболее ценным показателем благополучия, на котором может отразиться облучение, является продолжительность жизни. Влияние малых доз на этот показатель имеет принципиальное значение
для их оценки. В многочисленных исследованиях на грызунах, рыбах, насекомых показано, что облучение в малых дозах (десятые доли санти-грея) не приводило к достоверному снижению продолжительности жизни, а при облучении в дозах, равных 1 сГр, наблюдали даже ее увеличение [7, 9, 14]. Средняя продолжительность жизни увеличивалась в основном за счет сокращений числа случаев ранней гибели от превходя-щих причин, а не в результате продления жизни долгожителей, обусловленного генетическими характеристиками вида. Наблюдается четкая зависимость средней продолжительности жизни животных от дозы ПЯВ. У мышей, затравленных ПЯВ двухсуточного возраста в дозе 10, 1, 0,1 и 0,01 мКи/кг, средняя продолжительность жизни по сравнению с контролем составила соответственно 75, 81, 93, 104 %, т. е. при минимальной дозе она не сократилась. В регионах с разным уровнем естественного радиационного фона (различия в 2 раза и более) нет достоверных различий в средней продолжительности жизни населения. Не удалось обнаружить различия и в районах с резко повышенным фоном (в 20 раз и более) среди населения штата Керала (Индия) и Гуарапари (Бразилия) по сравнению с другими районами этих стран [7].
Наиболее опасными последствиями облучения, по которым оценивают риск, являются злокачественные новообразования и генетические поражения потомства. Обычно учитывают абсолютный и относительный риск. Считают, что риск индукции опухолей в 2—3 раза выше риска летального исхода. Согласно данным НКДАР ООН [7], сокращение жизни при облучении в дозах меньше полулетальной связано в основном с ускорением и увеличением выхода злокачественных опухолей. Есть мнение [10], что возрастание частоты новообразований связано с увеличением продолжительности жизни при облучении в малых дозах.
Об опасности лучевого канцерогенеза судят по материалам экспериментальных исследований и клинических наблюдений. По результатам наблюдений за детьми, перенесшими атомную бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки, облучение в дозе более 1 Зв повышает вероятность заболевания лейкозом. При меньших дозах роста числа лейкозов по сравнению со средним национальным уровнем не обнаружено. Высказывается мнение, что острое облучение в дозах ниже 0,75 Зв и хроническое в дозах ниже 1 Зв не опасно. Сторонники беспороговой — линейной гипотезы считают, что любая доза облучения канцерогенно опасна, поскольку даже одной мутации в проонкогенном локусе ДНК достаточно, чтобы вызвать опухоли. На этой позиции стоят МКРЗ и НКДАР ООН. Считают, что при облучении 1 млн человек в дозе 1 сГр может индуцироваться 125 случаев смертельного рака за время жизни популяции. Разумеется, что эта гипотеза достаточно
консервативна. Принятие ее, однако, обеспечивает достаточно высокую гарантию безопасности. Следует отметить, что имеются сторонники «сверхлинейного эффекта» малых доз радиации [12]. По последним данным, смертность от рака и лейкозов в ядерной промышленности Великобритании (получено Медицинским исследовательским советом) в 3 раза выше, чем прогнозируется МКРЗ (за 25 лет), а за 40 лет будет выше в 5 раз [13]. Следовательно, оценки МКРЗ не столь осторожны. Более высокий выход опухолей может быть и по оценочным прогнозам Национальной Академии США.
Экспериментальные исследования свидетельствуют о высокой бластомогенной эффективности ПЯВ. У собак, получивших ПЯВ в дозе 0,03— 0,3 мКи/кг (доза облучения щитовидной железы 1—20 Гр, кишечника 1—2 сГр) в острый период регистрировали лишь отдельные функциональные нарушения, в отдаленные сроки наблюдали опухоли, главным образом в эндокринных органах и органах, имеющих тесную функциональную связь с ними (гонады, молочные железы). Известно, что эти органы склонны к спонтанному бластомогенезу и для индукции опухолей в них требуются сравнительно небольшие дозы. Опухоли у подопытных собак по сравнению с интактными (контрольными) возникали в 2—3 раза чаще, в более ранние сроки и носили более злокачественный характер [3].
Оценен возможный выход опухолей при поступлении ПЯД разного возраста, исходя из беспороговой концепции бластомогенеза. Расчеты показывают, что величины эффективной эквивалентной дозы мало зависят от возраста, биологической доступности ПЯВ и выдержки реакторных ПЯД и находятся на уровне 8—10 сЗв на 1 мКи.
Следовательно, возможный выход опухолей может составить примерно 1000 случаев на 1 мКи на 1 млн человек, или около 1 % от спонтанного уровня (126 тыс на 1 млн человек). Разумеется, что спектр опухолей будет различным. При поступлении молодых ПЯВ будут превалировать опухоли эндокринных желез и органов, имеющих тесную связь с ними (гонад, молочных желез), а при поступлении продуктов большего возраста — лейкозы и остеосаркомы.
Вредные эффекты внутреннего облучения могут проявиться в нарушении плодовитости. У жителей Хиросимы и Нагасаки, переживших атомную бомбардировку, пока не выявлено достоверного повышения уровня наследственных заболеваний (уродств, умственной отсталости, болезни Дауна и др.) у родителей, облученных в дозе 1 сЗв. У жителей районов Индии и Бразилии с резко повышенным радиоактивным фоном также не отмечено статистически значимого изменения уровня генетических аномалий (соотношения полов, индекса бесплодия, смертности новорожденных, частоты спонтанного прерывания беременности, многократности родов, частоты возникновения
аномалий, частоты возникновения злокачественных опухолей и синдрома Дауна) [ 15]. Материалы экспериментальных исследований свидетельствуют, что у крыс, затравленных молодыми ПЯВ в дозе 0,1 мКи/кг, состояние репродуктивной способности (среднее число родившихся потомков на одну самку, число мертворожденных и живых, число павших в ранние сроки) было примерно таким же, как у контрольных (интакт-ных) животных.
Согласно расчетам НКДАР и МК.РЗ ООН, риск рождения младенцев с серьезными наследственными дефектами в популяции в 1 млн человек, облученной в дозе 1 сЗв, в ближайших двух поколениях (у детей и внуков) может составить 40 человек. Исходя из этих данных, можно считать, что при поступлении ПЯД в количестве 1 мКи в популяции в 1 млн человек число детей и внуков с серьезными наследственными дефектами может составить около 400 человек. Напомним, что в норме каждый десятый младенец имеет те или иные нарушения генетического происхождения.
В заключение отметим, что в связи с ограниченностью данных о биологической значимости малых доз радиации необходимы многоплановые гигиенические и экологические фундаментальные исследования для получения радиобиологической, гигиенической и экологической характеристик малых уровней природной и антропогенной радиации. Следует обратить особое внимание на моди-
фицирующее влияние других факторов внешней
среды.
Литература
I. Василенко И. Я. // Воен.-мед. журн.—1978,—№ 4.—
' С. 46-49.
,2. Василенко И. Я. // Мед. радиол,— 1982,— № 9.— С. 75— 89.
3. Василенко И. Я. Вопр. онкол.— 1982,— № 1,— С. 76—83.
4. Василенко И. Я. // Вопр. питания.— 1986.—№ 2.— С. 3-8.
5. Действие ионизирующей радиации на организм человека / Под ред. Е. П. Кронкайта, В. П. Бонда, Ч. Л. Данхема: Пер. с англ.— М., 1980.
• 6. Ильин Л. А. // Методические аспекты аварии на Чернобыльской атомной электростанции.— Киев, 1988.— С. 31 — 42.
7. Ионизирующее излучение: Источники и биологические эффекты. НКАДАР ООН, доклад за 1982 г.—Т. 1—2,— Нью-Йорк, 1982.
8. Корнеев Н. А., Сироткин А. Н. Основы радиоэкологии сельскохозяйственных животных.— М., 1987.
9. Кузин А. М. Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы.— М., 1977.
10. Москалев Ю. И., Стрельцова В. И. Лучевой канцерогенез в проблеме радиационной защиты.— М., 1982.
II. Радиоактивность и пища человека / Под ред. Р. Рассела: Пер. с англ.— М., 1971.
12. Рамзаев П. В., Троицкая М. Н., Ермолаева А. П. и др. // Задачи гигиенической науки и практики в повышении эффективности и качества Государственного санитарного надзора по контролю за использованием ядерной энергии в мирных целях.— Л., 1978.— С. 140—144.
13. Beral et al. // Brit. med. J.— 1985,— Vol. 291,— P. 440— 447.
14. Luckey Т. Ц Hlth Phys.—1982.—Vol. 43,—P. 771—789.
15. Rose К. Ц Nucl. Energy.— 1982,— Vol. 21,— P. 339—408.
Поступила 14.06.90
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УДК 614.73-07 (470.31 1-25)
А. С. Зыкова, Т. Ф. Воронина, О. В. Лапушкина, Р. И. Шеина
РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА В МОСКВЕ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ В 1985-1988 гг.
В Институте биофизики Минздрава СССР с 1957 г. проводится работа по определению содержания радиоактивных веществ в атмосферном воздухе Москвы и Московской области, выпадениях, продуктах питания местного производства. Оцениваются дозы внутреннего облучения населения , [2, 3]. Особенно тщательно и в большом объеме эти исследования проводились в 1986— 1987 гг. после аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС).
Целью настоящей работы являлась сравнительная оценка радиационной обстановки в Москве и Московской области до и после аварии на , ЧАЭС, обусловленной долгоживущими радионуклидами — цезием-137 и стронцием-90. Результаты определения плотности выпадений суммы бета- и гамма-активных аэрозолей в 1985—1988 гг. представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, имеется значительное
увеличение плотности радиоактивных выпадений в конце апреля 1986 г. как в Москве, так и в Московской области, что связано с аварией на ЧАЭС. К концу 1986 г. (декабрь) и началу 1987 г. (январь — февраль) содержание радиоактивных веществ в выпадениях значительно снизилось. Такое быстрое (за 6—8 мес) уменьшение активности в выпадениях свидетельствует о- большом вкладе короткоживущей компоненты в суммарную бета-активность выпадений.
Сопоставляя данные, характеризующие плотность выпадений за 1985, 1987 и 1988 гг. (кроме 1986 г.), можно заключить, что они довольно стабильны. Небольшие превышения уровней активности выпадений наблюдаются в" Москве по сравнению с пригородной зоной (Московская область). Кроме того, в течение многих лет отмечается сезонное увеличение плотности выпадений с апреля по октябрь, что, видимо, можно объяс-
