CC BY
6
ЛИТЕРАТУРА
Ежова Н. Н. В кн.: Сборник работ по физическому развитию детей Удмуртской АССР. Ижевск, 1957, с. 24. — Здравоохранение в СССР. Статистический сборник. М., 1960. — Кандрор И. С. Педиатрия, 1961, № 6, с. 41. — Малышева Р. А. Динамика физического развития новорожденных г. Свердловска за 15 лет (1939—1955) по материалам Свердловск, научно-исслед. ин-та охраны материнства и младенчества. Дисс. канд. Свердловск, 1957. — Мер ко в А. М. Общая теория и методика санитар-но-статистического исследования. М., 1965. — Новиков Ю. В., Резанов И. И. Гиг. и сан., 1962, № 10, с. 103.
Поступила 26/XI 1966 г.
EFFECT OF SMALL CONCENTRATIONS OF URANIUM IN WATER ON THE POPULATION'S HEALTH
Yu. V. Novikov
A study of the effect produced by small concentrations of uranium on the population's health proved the demographic indices of settlements A and В (birth, mortality, natural increase of population) to be almost the same. Certain deviations could not be traced to the action of small concentrations of uranium. Neither could it be the cause of child mortality. The sex ratio in town A did not differ from that prevailing in the USSR, in the town В it was more favorable, attaining the optimum for the population's increase. In the towns A and В persons within the age of 19 made up 42 per cent of the population. The main part of the population in these towns (81.2 and 72.3%) was indigenous. The causes of mortality due to malignant growths and the main classes of diseases and the morbidity rate of malignant growths among the population of towns A and В presented no significant difference. A study of the physical development of newborn children revealed no significant difference in the weight of boys and girls in towns A and B. However, the height of boys and girls at the town В was somewhat greater than in town A.
УДК 613.633:548.28
ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ И РАСТВОРИМОСТЬ КРЕМНИИСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ
О. А. Ластков
Кафедра общей гигиены и Центральная научно-исследовательская лаборатория Донецкого медицинского института им. А. М. Горького
Способность двуокиси кремния переходить из пылевых частиц в водный раствор с образованием кремневой кислоты, обычно называемая растворимостью, очень важна для гигиенической характеристики пыли. Поэтому растворимость кремнеземов явилась предметом многочисленных исследований (И. П. Антипов-Каратаев и П. Я- Рюб; И. С. Шере-шевская; Б. Т. Величковский с соавторами; King и Belt, и др.). Работами Byers и Gage установлено существование обратной связи между растворимостью и фиброгенностью пыли; по данным Klosterkôtter и Biinemaim, растворимость пыли определяет скорость освобождения легких от нее.
При изучении влияния естественных радиоактивных примесей на развитие и течение пневмокониоза в эксперименте мы встретились с 2 фактами, объяснение которых потребовало дополнительных наблюдений. Прежде всего сопоставление результатов исследований 23 проб практически идентичной по химическому составу пыли динаса показало, что она обладала тем большей растворимостью, чем выше была ее естественная радиоактивность, составлявшая от 2,3-Ю-11 до 3,4'Ю-9 кюри/г. В дальнейшем в 5 сериях 12-месячных экспериментов
спектрометрически установлено, что содержание общей двуокиси кремния в золе легких крыс, подвергнутых затравке пылью с различной удельной активностью, заметно различалось. Так, если содержание двуокиси кремния в золе легких контрольных животных составляло 0,29±0,12%, то у подопытных животных, подвергнутых затравке пылью с активностью 4,1 • Ю-9 кюри/г, оно достигало 14,1 ±3,7%, а при затравке пылью с активностью 2,3 • Ю-11 кюри/г — уже 23,0±4,3% ■
Тщательное изучение нами соответствующей литературы не дало, к сожалению, никаких оснований для трактовки или объяснения полученных данных. В немногочисленных работах, посвященных оценке радиационного фактора при одновременном действии пыли, исследователи отмечали действие радиоактивных примесей только на организм подопытных животных и культуры тканей (В. С. Кушнева; С. С. Динке-лис и др.).
Для объяснения полученных данных проведен ряд систематических исследований воздействия малых доз ионизирующих излучений на растворимость кварцсодержащей пыли. Исследования растворимости проводились в параллельных пробах динаса, породной пыли одной из ртутных шахт, содержащей около 80% свободной двуокиси кремния, силиката свинца, каолина, силикагеля и др. Такой подбор пыли позволил изучить растворимость ее с различным содержанием кристаллической и аморфной двуокиси кремния и т. п. Одна из проб до помещения в растворитель подвергалась облучению. у-Облучение проводилось радиевым источником в дозах от 5 до 450 рад, мощность дозы составляла около 0,8 рад/час. Поглощенная доза вычислялась с учетом коэффициентов поглощения (Р. Егер, и др.). р-Облучение проводилось образцовым источником стронция-90, мощность дозы при этом была 2,1 рад/час. Поглощенная доза, создаваемая (3-частицами, вычислялась в расчете на всю толщину (1—2 мм) облучаемой пыли. Облучение пыли во всех случаях проводилось после ее размельчения.
Определяя дозу облучения, мы исходили из того, что наиболее распространенные кварциты получают за год в среднем около 150 рад. Растворимость определяли при 37° и одинаковой удельной поверхности пыли. Последнее достигалось подбором пыли равной дисперсности и постоянным отношением массы ее к объему растворителя (100 мг на 100 мл). Частиц размером 1,5—2 мк во всех пробах было около 90%. В качестве растворителей использовались дистиллированная вода и раствор Рингера—Локка. В отдельных группах опытов растворимость пылей определяли в кислом (рН 3,0) и щелочном (рН 11,0) растворах и сыворотке крови, после прокаливания пыли. Навески облученной и необлученной пыли помещали в стаканчики из органического стекла, куда приливали растворитель. Суспензии хорошо перемешивались. Стаканчики герметически закрывали крышками из органического стекла и помещали в термостат при 37° на различные сроки. Через соответствующие сроки стаканчики вынимали из термостата и раствор, находившийся в них, отфильтровывали. Перешедший в фильтрат за определенное время (1,3 и 10 дней) комплекс двуокиси кремния определяли по видоизмененному методу Изаакса и Кинга. К 10 мл исследуемого раствора приливали 15 мл раствора серной кислоты (рН 1,5—1,7) и 5 мл 5% раствора молибдата аммония. Через 20 мин. к исследуемому растввру добавляли 2 мл смеси гидрохинона и сульфата (1 : 10). Полученную смесь доводили до 50 мл, колориметрировали на фотоэлектроко-лориметре; результат выражали в миллиграммах на 100 мл раствора (С). Проведено более 700 исследований. Результаты определений подвергнуты статистической обработке.
Почти во всех случаях в дистиллированной воде и растворе Рингера—Локка за одни и те же сроки при одинаковой концентрации суспензий пыли наибольшее количество двуокиси кремния переходило в рас-
твор из проб облученной пыли. Часть результатов исследований, проведенных при дозах облучения от 5 до 450 рад, представлена в таблице.
На основании полученных данных можно считать, что облучение в малых дозах приводит к достоверному повышению растворимости крем-нийсодержащей пыли.
Средние величины растворимости динасовой и породной пыли в дистиллированной воде
I Время наблю-[ дения (и днях) Образец пыли Пыль динаса Породная пыль
п С ±ш п С ±ш
1 Необлученная 31 0,121 0,007 14 0,162 0,004
Облученная 31 0,148 0,006 14 0,178 0,007
3 Необлученная 30 0,156 0,006 14 0,192 0,009
Облученная 30 0,194 0,006 14 0,241 0,001
10 Необлученная 29 0,200 0,009 14 0,242 0,005
Облученная 29 0,235 0,008 14 0,278 0,007
Обозначения: п — число исследованных проб пыли.
Анализ хода кривых растворения показал, что относительная стабилизация растворимости в облучаемых образцах наблюдается в более поздние сроки, чем при исследовании. Например, если для одного из образцов породной пыли, содержащей около 90% двуокиси кремния, концентрация кремнезема в дистиллированной воде составляла 0,093±0,001 мг в 1-й день, 0,136±0,008 мг на 3-й день и 0,150±0,003 мг на 10-й день, то в той же облученной пыли концентрации соответственно были равны 0,210±0,007, 0,240±0,007 и 0,274±0,009 мг. Средние данные результатов первых 5 серий исследований этой пыли при дозе облучения 100 рад представлены на рис. 1 и 2. Аналогичные данные получены при изучении растворимости динасовой и другой пыли. Так, растворимость облученной (доза 100 рад) пыли динаса в 1-е сутки превышала растворимость контрольных проб на 30%, на 3-й сутки — на 27% и на 10-е сутки— почти на 12%. Различия в растворимости оказались статистически достоверными, t соответственно равнялся 3, 2,4 и 2,3.
Изучение зависимости растворимости пыли динаса от использованной дозы облучения показало, что она, вероятно, носит сложный характер и может быть уточнена лишь при значительном увеличении числа наблюдений.
Для выяснения значимости влажности пыли в эффекте облучения были проведены специальные опыты. Выявлено, что предварительное прокаливание пыли практически не влияет на обнаруженный эффект. Возможно, что прокаливание примерно при 400°, как указывают О. К- Ботвинкин и А. И. Запорожский, не обеспечивает полного освобождения кварцсодержащих веществ от влаги.
В процессе исследований установлено, что сравнительно часто в растворе Рингера—Локка облученная пыль давала выпадение двуокиси кремния в виде геля. При изучении некоторых сорбционных свойств облученной пыли отмечено незначительное, но достоверное их угеличе-ние у нее.
Кремнийсодержащая пыль, которая, как известно, относится к гете-рополярным веществам кислотного характера, после облучения более интенсивно, чем необлученная, адсорбировала метиленовый синий. Различия по результатам 24 опытов оказались статистически достоверными (/=16). Адсорбция фуксина была практически одинаковой у облученных и необлученных образцов пыли.
Исследования растворимости пыли в сыворотке крови человека позволили отметить, что пыль в результате облучения приобретает ряд особых свойств. Это выражается в визуально отмечаемом изменении цвета и вязкости сыворотки после добавления облученной пыли. В сыворотке с облученной пылью почти во всех случаях наблюдалось более выраженное, чем в такой же сыворотке с необлученной пылью, уменьшение количества глобулинов.
Результаты этой группы опытов, указывающие на изменение хемо-адсорбционных свойств кварцитов и кремнийсодержащих веществ под влиянием облучения, как нам кажется, дают основание для постановки и обсуждения ряда вопросов специ- сС
фичности физико-химического воздействия кремнеземов на легочную ткань и могут играть существенную роль в объяснении особенностей влияния радиоактивных примесей на развитие силикоза.
Рис. 1. Растворимость облученной (/) и необлученной (2) пыли в дистиллированной воде.
По осн ординат — количество двуокиси кремния (в мг на 100 мл растворителя); по оси абсцисс — время исследования (в сутках).
Рис. 2. Скорость перехода двуокиси кремния в дистиллированную воду из облученной (/) и необлученной
(2) пыли. Обозначения те же, что и на рис. !.
Bergman и Nelson, изучив количественные закономерности взаимодействия золей кремневой кислоты, экспериментально показали, что повреждающее действие кремнезема на клетку связано с адсорбцией глобулинов силанольными группами. В свете этих данных увеличение адсорбционных свойств кремнеземов под влиянием облучения заслуживает внимания.
На рентгенограммах облученной пыли не удалось найти признаков структурных изменений. Некоторое усиление дифракций, обнаруживаемое в облученной пыли, исчезало через 1—-4 месяца. Следует подчеркнуть, что эффект воздействия облучения также носит временный характер. При изучении растворимости пыли, облучение которой проводилось за 3—5 месяцев до этого, получены данные, почти равные исходным до облучения. В образцах аморфного кремнезема восстановление первоначальной растворимости происходило в более короткие сроки.
Заметных различий в воздействии |3- или у-облучения на растворимость кремнийсодержащей пыли не отмечено.
По предварительным результатам эксперимента на животных, биологические реакции при запылении облученным кремнеземом по сравнению с обычным изменяются.
Как же можно объяснить характер изменений кремнийсодержащей пыли под влиянием ионизирующего излучения? При взаимодействии излучения с пылью наряду с возбуждением и ионизацией молекул происходит, очевидно, изменение заряда пылевых частиц. Результатом всех этих процессов является увеличение химической активности пыли и ее растворимости. Некоторые различия в эффекте облучения у отдельных образцов пыли связаны, по нашему мнению, с наличием примесей и особенностями структуры ее.
Выводы
1. Под влиянием малых доз ионизирующего излучения возрастает растворимость кремнийсодержащей пыли и изменяются ее сорбционные свойства.
2. Увеличение растворимости кремнийсодержащей пыли под влиянием облучения носит временный характер.
3. Различия в растворимости практически идентичных по химическому составу природных кварцитов обусловлены воздействием естественных радиоактивных примесей.
ЛИТЕРАТУРА
Антипов-Каратаев И. П., Рюб П. Я. Пробл. сов. почвоведения, 1936, № 2, с. 39. — Ботвинкин О. К., Запорожский А. И. Кварцевое стекло. М., 1965. — Be л и ч к о в с к и й Б. Т., Рагольская Ф. С., Анашкина Н. П. и др. Труды симпозиума по проблеме пневмокониозов. М., 1959, с. 146. — Д и н к е л и с С. С. Тезисы научных докл. выездной сессии АМН СССР, посвящ. вопросам гигиены труда в угольной и горнорудной промышленности. М., 1960, с. 42.-—Кушнева В. С. Гиг. труда, 1960, № 1, с. 22. — Шерешевская И. С. В кн.: Силикоз. М., 1951, с. 77.— Егер Р. Дозиметрия и защита от излучений. М., 1961. — Bergman J., Nelson Е. С., J. colloid. Sci., 1962, v. 17, p. 823. — В у e г s P. D„ Gage J. C., Brit. J. Industr. Med., 1961, v. 18, p. 295.— King E. J., Belt T., Physiol. Rev., 1938, v. 18, p. 329,— Klosterkôtter W., Bunemanu G„ Arch. Hyg., 1959, Bd 143, S. 112.
Поступила 6/IV 1966 r.
NATURAL RADIOACTIVITY AND SOLUBILITY OF SILICON DUSTS
O. A. Lastkov
It was shown that certain changes in the physico-chemical properties of quartz dust could be atteined by means of irradiation. The solubility of a series of silicon dusts increased as a result of their treatment with ionizing radiation in doses from 5 to 450 rad. However, the irradiation effect was of a temporary nature. The sorbins properties of irradiated dust tended to change. The roentgenograms revealed certain intensification of the diffraction that later disappeared in 1 to 4 months. The differences in the solubility of natural quartz dusts, that were practically identical in their chemical composition, could be traced to the presence of natural radioactive admixtures.
