CC BY
259
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив, Серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина т. XIX. ISSN 1311-9427 юни 2016. Scientific works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol. XIX, ISSN 1311-9427 Medicine and Dental medicine June 2016.
ВЛИЯНИЕ НА РАДИАЦИЯТА ВЪРХУ ЧОВЕКА И ОКОЛНАТА СРЕДА Николай Долчинков1, Бонка Караиванова-Долчинкова2 1 Национален военен университет „Басил Левски", гр. Велико Търново,
2Регионален инспекторат по образованието, гр. Велико Търново,
EFFECTS OF RADIATION ON HUMANS AND THE ENVIRONMENT
Dolchinkov Nikolayl, Karaivanova-Dolchinkova Bonka2 1„Vasil Levski" National Military University, Veliko Tarnovo, Bulgaria;
2Regional Inspectorate of Education, Veliko Tarnovo, Bulgaria
Abstract: Radioactive and biochemical researches prove that after big reactor breakdowns
nuclear explosions pastures and vegetation get polluted with radioactive iodine 131. High level of radioactive contamination has been established lucerne and other grasses, which required the prohibition of feeding farm animals with green fodder from the first slope. Milk is the most affected by the radioactive contamination of food of animal origin. Caught up in the human body radionuclides distributed in various organs, tissues and systems, they have complex kinetics, which depends on the nature of the metabolic processes. The distribution in the body depends on the manner of introduction of the radionuclide.
Keywords: radioactive elements, human, radiation effect , radionuclide, food product,
isotopes.
Направените радиационните и биохимични проучвания показват, че непосредствено след четирите големи аварии на реактори в света, атомни експлозии и други се замърсяват пасищата и растителността по тях с радиоактивен йод- 131. Най-силно е замърсено с този изотоп мляко, което не е желателно да се консумира. При такива случаи, дойните животни, трябва незабавно да се отстраняват от пасището и да се изхранват само с фураж от складовете, който е събиран и складиран преди настъпването на аварията.
Наблюденията след аварията в Чернобил през 1986 година показват, че млякото е най-силно засегнатият от радиоактивното замърсяване хранителен продукт от животински произход.
От различните видове меса изследвани при Чернобилската авария и трагедията във Фукушима с по-висока или близка до временно установената норма на активност е установена за овчето месо.
В останалите хранителни продукта от растителен и животински произход - домати, пипер, краставици, картофи, моркови, зеле, фасул, ябълки, круши, дини, гъби, консерви, колбаси, детски храни и други, е установена значително по-ниска активност или пълно
отсъствие на радиоактивного замърсяване. Това е дало основание на Комитета по мирно използване на атомната енергия у нас да твърди, че значителната част от хранителните продукти, използвани за храна от населението, не се явява радиационно опасна и да предположи, че рисковият фактор, предизвикан от допълнителното увеличаване на дозата чрез радиоактивно замърсените хранителни продукти, не е от застрашаващ порядък. Най-голямо замърсяване при изследваната растителност е установено при листните зеленчуци - салати, марули, зелен лук, магданоз, зеле и др.
Висока степен на радиоактивно замърсяване е установена при люцерната и при други широколистни треви, което е наложило забраната на изхранването на домашните животни със зелени фуражи от първия откос. В сламата на житните култури е измерена няколкократно по-висока активност, отколкото в класовете. В семената от житните култури натрупаното колиичество радиоизотопи е в границите на нормалните стойности. В измерената активност е било значително участието на радиоцезия.
Радиоактивното замърсяване на растенията и растителните продукти е свързано предимно с въздушен път на постъпване на радионуклидите и закрепването им по почвата и растителните органи и по-нататъшно преминаване във веригата - храна на животните и човека.
В някои случаи може да бъде приложена и биологична дезактивация на радиоактивно замърсените територии, т.е. извличане на радионуклидите с растения, които могат да ги акумулират и да ги неутрализират.
Представа за пътя на радиоактивното замърсяване в хранителната верига на човека ни дава фиг.1. Видно е, че до 80 % от калция в човешкият организъм се получава от храните с животински произход (фиг. 1а), а най-много радиоактивният елемент стронций-90 ^г-90), получено при радиоактивно замърсяване на почвата. Съотношението на калция и стронция в костите на човека е равно на това на елементите в почвата.
От фигурата е видно, че по отношение на Sr-90, най-опасно е радиоактивното замърсяване при млякото (а). Продуктите от растителен и животински произход имат еднакъв принос към замърсяването на човешкия организъм с Cs-137 (фиг.1б). Съотношението Sr-90/Са е еднакво в тъканите на растенията и почвата. Организмите на животните усвояват по-бързо калция, отколкото стронция и това съотношение е по-малко от единица. В същото време следва да се отбележи, че приноса на Cs-137 в хранителната верига е изключително разнообразен. От една страна растенията извличат повече калий от почвата отколкото цезий, а в същото време в животните натрупването на цезия е по-интензивно отколкото на калция и съотношението между концентрациите им е над единица.
Вътрешното облъчване на човешкото тяло се дължи на радионуклиди, които са попаднали в него (инкорпорирани). Инкорпорирането може да стане по няколко начина, от които за целите на радиоекологията на човека са най-съществени два:
> поглъщане през устата на храни или вода (перорално инкорпориране);
> вдишване на радиоактивни газове и аерозоли (инхалаторно инкорпориране).
Попадналите в организма на човека радионуклиди се разпределят в различните органи,
тъкани и системи, те имат сложна кинетика, която зависи от характера на обменните процеси. Някои радионуклиди имат селективно натрупване, като например йод в щитовидната жлеза, радий и стронций - в костите; други се разпределят по-равномерно, като например цезий и калий в мускулната тъкан и т.н.
Фиг.1. Преминаване на Sr-90 и Cs-137 в хранителната верига на човека, най-силно чувствителен към замърсяването с тези радиоактивни елементи
В даден момент в организма има определена активност A [Bq], която разпределена на масата на тялото m [kg], определя специфичната активност С [Bq/kg]. Но С се мени с времето не само в тялото като цяло, но и в отделните органи и тъкани. Това се дължи на факта, че радионуклиды се разпределя в тялото (особено в началните етапи след постъпването), но дори и да се разглежда като цяло, С се мени поради това, че дадения
радионуклид се разпада с физичен период на полуразпадане ТУ, но същевременно той се извежда от тялото по силата на това, че е химичен елемент, който участва в обменните процеси. Това извеждане е чисто биологичен процес и се характеризира с т.нар. биологичен период на полуизвеждане. Разпределението в тялото зависи от начина на постъпване на радионуклида. Така например, при поглъщане на плутоний-239, в тялото се задържа само около 0,003%, докато при инхалиране задържаната част е 25%. Вижда се и сложното разпределение по различни органи на тялото. Тези органи, в които отива и се натрупва съответния радионуклид се наричат критични органи.
Радиоактивните изотопи на който да е химичен елемент, при попадане в организма, участват в обмена на веществата по същия начин, както и стабилните изотопи на дадения елемент. Биологичното действие на радиоактивните изотопи се определи от параметрите на йонизиращите лъчения, които те излъчват.
Радиотоксичност се нарича свойството на радионуклидите да предизвикват различни по степен патологични изменения при попадането им в организма на човека. Чистата радиотоксичност не може да се отдели от химическата токсичност на дадения химичен елемент и съединение, и типичен пример в това отношение е уранът, който спада към т.нар. тежки метали.
Токсичното действие на радионуклидите, попаднали в организма на човека, се определя
от:
> разтворимостта и резорбцията на съединенията, в които се намират;
> начинът на инкорпориране;
> характерът на разпределение в органите и тъканите;
> скоростите на въвеждане и извеждане от организма;
> физичните характеристики на изпусканите йонизиращи лъчения: вид на лъчението, енергия и т.н.;
> възрастта на лицето, в което е попаднал радионуклида и други индивидуални собености.
В резултат на облъчване на човека с големи дози някои симптоми, показващи промени в нормалната физиология, могат да се проявят след дни, часове или минути. От друга страна, организмът може да реагира на облъчването с клинични прояви след години или десетилетия. Във връзка с това радиационно индуцираните ефекти при човека се разделят на:
> ранни соматични ефекти, с периоди на проява от минути до денонощия. Те се наричат остри и включват много широк диапазон феномени, като се започне от лъчева еритема и се стигне до смърт на организма. Наименованието соматични идва от гръцката дума сома, която означава тяло.
> късни соматични или соматично-стохастични, с период на проявяване години и десетилетия. Те включват радиационно индуцираните злокачествени новообразувания (наричани най-често рак).
> наследявани или генетични ефекти, които се проявяват у потомството на облъчените лица: деца, внуци, правнуци и т.н.
В радиобиологията на човека, или иначе казано, в радиационната медицина, принципиално се дефинират два типа ефекти, дължащи се на въздействието на йонизиращите лъчения върху човека, които медицината определя като болести:
> детерминирани ефекти, като всички те са соматични и се характеризират с праг на радиационното въздействие (праг на дозата на облъчване), под който тези ефекти не се наблюдават, а над този праг тежестта (степента) на клинична изява на ефекта зависи от дозата;
> стохастични ефекти, т.е. соматични (рак) или наследствени (генетични) ефекти, които се проявяват у облъченото лице години след облъчването или в следващите поколения.
155
Тези ефекти болести) имат вероятностен (стохастичен) характер; за тях се приема, че няма праг относно дозата на облъчване и тежестта им не зависи от дозата. Стохастичните ефекти нямат специфичен характер, те. те не могат да бъдат отличени от други аналогични ефекти, индуцирани от други фактори с нерадиационен характер.
> Това принципиално разделяне на радиационно индуцираните ефекти при човека е резултат на многогодишно проучване на въздействието на йонизиращите лъчения както върху човека, така и върху експериментални животни (предимно млекопитаещи), като се започне от молекулярно ниво и се стигне до ниво организъм като цяло, и ниво популация. От друга страна, по редица проблеми, както теоретични, така и практически, има редица неясни и непълни данни за конкретните закономерности относно формирането и протичането на съответния радиационно индуциран ефект.
Изводи:
1. Радиоактивното замърсяване на растенията и растителните продукта е свързано предимно с въздушен път на постъпване на радионуклидите и закрепването им по почвата и растителните органи и по-нататъшно преминаване във веригата - храна на животните и човека.;
2. Млякото е най-силно засегнатият от радиоактивното замърсяване хранителен продукт от животински произход, а от месата най високо наслагване на радиоизотопи се наблюдава при овчето месо;
3. Най-голямо замърсяване при растителността е установено при листните зеленчуци - спанак, салати, марули, зелен лук, магданоз и др.;
4. Най-широко разпространени изотопи, които оказват влияние върху човешкия организъм са 1-131, Sr-90 и Cs-137.
Адрес за кореспонденция:
1. Николай Тодоров Долчинков катедра"ЗНБАК", НВУ"Васил Левски", Велико Търново, n_dolchinkov@abv.bg ,0884730833;
2. Бонка Енчева Караиванова - Долчинкова, РИО Велико Търново, Велико Търново, bonka_vt@abv.bg, 0888520602.
