CC BY
5
калибровочной кривой определяют количество тория в анализируемой пробе.
Концентрация тория в пробе рассчитывают по формуле:
Р
Сть = —,
где CTh— концентрация M*Th в пробе (в мкг/г); Р — количество тория во взятой для анализа пробе (в мкг); р — масса взятой на анализ пробы (в г).
Химический выход тория определяют по ^Th. Для этого разрушают комплекс тория с арсеназо III концентрированной HNOs при нагревании, осаждают торий с гидроокисью железа, высушивают и прокаливают осадок. Измеряют ß-актив-ность выделенного осадка.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить торий в золе костной ткани с ошибкой не выше 2%, значительно (с 22 до 10 ч) сократить
УДК в|4.7Э:84в.2в.
Радиоиктив1ШЙ углерод (,4С) относится к числу основных радионуклидов, формирующих радиационный фон Земли. Облучению им подвергаются все живые организмы. У человека годовые поглощенные дозы в отдельных органах и тканях достигают 5—24 мкГр. Эффективная эквивалентная доза равна 12 мкЗв, что составляет примерно 1% фонового облучения.
Существовавшее на Земле тысячелетнее равновесие радиоуглеродного цикла в результате крупномасштабного антропогенного загрязнения внешней среды нарушилось. Ядерные взрывы сопровождались поступлением в атмосферу больших количеств МС, которое оценивается в 220 ПБк 141. Максимальная концентрация «оружейного» ,4С зарегистрирована в 1965 г., когда уровень его в атмосфере превысил естественный фон на 100%. В результате ограничения ядерных взрывов содержание глобального 14С в атмосфере снизилось до 25% естественного уровня, а к 2000 г. ожидается уменьшение примерно до 3%.
В настоящее время источником техногенного ,4С стали предприятия ядерной энергетики (АЭС, АТЭЦ, ACT и заводы по переработке отработавшего топлива). В ядерных реакторах 14С образуется в процессе воздействия нейтронов на l4N, 13С, 170, присутствующие в топливе, замедлителе и воздухе. Количество ,4С, выделяемое из реакторов, зависит
время анализа. Чувствительность метода 0,1 Mifr 151. Колориметрирование 4 н. но HCl раствора комплекса торня с арсеназо III осуществляют с помощью спектрофотометра (Х=665 пм) или фото-колориметра (красный светофильтр).
Литература
1. Некяшсва Т. А , Гращснко С. М., Поникарова Т. М. и др.— Мед. радиол., 1984, № 9. с. 22.
2. Павловская П. А.— Гиг. и сан., 1966, № 5, с. 54.
3. Поникарова Т. АГ, Попов Д. К. Способ определения тории-232 в зоне костной ткани.— Л. с. 889618 (СССР).
4. Самуэльсон О. Ионообменные разделения в аналитической химии. Пер. с англ. М.— Л., 1966.
5. Торий. Аналитическая химия элементов. М., !9¿l.
6. Lucas П. F.. di Ferrante Е. R.— Radiat. Res.. 1966, vol. 27. p. 718.
7. Lucas II. F., Enginolon D. N., Markun F.— Hlth Phys., 1970, vol. 19, p. 739—742.
8. Wrenn M. E., Singh N. P., Abrahim S. A. et al.— Natural Radiat. Environm., 1980, vol. I, p. 783—799.
Поступили 04.01.85
*
от их конструктивных и технологических особенностей и составляет в среднем около 10" Б к/МВт в год 14]. В основном ,4С выделяется в форме |4С02. Незначительное количество нуклида в виде карбонатов и ионов угольной кислоты поступает во внешнюю среду с жидкими сбросами.
Значение ядерной энергетики как источника антропогенного загрязнения внешней среды 14С в связи с интенсивным ее развитием возрастает. Улавливание 14С — сложный процесс, требующий больших материальных затрат, и оно нигде не применяется. Создаются условия глобального повы-^ шения концентрации 14С в окружающей среде. Г Ici прогностическим расчетам, выбросы 14С к 2000 и 2010 гг. могут привести к повышению его концентрации в атмосфере соответственно на 200 и 500% по сравнению с естественным уровнем 161.
Радиоактивный углерод характеризуется высокой подвижностью во внешней среде. С мест выброса он относительно равномерно распределяется в атмосфере планеты и вступает в круговорот в экологических системах. В биосфере различают два круговорота: на суше и в океане. В процессе фотосинтеза 14С поглощается растениями. Из общего количества 0,1 фиксируется наземными и 0,9 морскими растениями, главным образом микроскопическими водорослями. Коэффпцкьнт перехода нуклида в цепи атмос(|)ера — наземные растения ра-
Обзорм
12.14
И. Я- Василенко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИИ ,4С В БИОСФЕРЕ
фи 1. Равновесие устанавливается быстро, через 2—3 мес. С растительной пищей радиоактивный углерод поступает животным в форме различных соединений. Содержание его у животных коррелирует с прошлогодним количеством его в растениях.
Повышение концентрации антропогенного 14С в атмосфере, растениях и животных привело к пропорциональному увеличению содержания его у людей. Удельная активность 14С в органах и тканях приходит в равновесное состояние с концентрацией 14СОг в атмосфере с задержкой примерно на 1,4 года. В 1964—1965 гг. содержание нуклида превысило фоновое на 50% [81.
14С, являясь радиоизотопом основного биогенного элемента, характеризующегося высокой миграционной способностью и отсутствием дискриминационных коэффициентов, включается в биологические процессы всех организмов. В процессе обмена он перемещается из одного класса соединений в другие. Особое значение придают включению ,4С в генетически значимые структуры половых
соматических клеток.
В организм людей иС поступает в основном в составе углеводов, белков и жиров пищи растительного и животного происхождения. Значение ингаляционного поступления нуклида в форме 14С02 невелико — около 1% общего поступления 14С.
Обмен 14С определяется скоростью обмена стабильного углерода и зависит от формы его соединения, способности нуклида включаться в метаболические процессы, а также потребности организма в углероде как энергетическом и пластическом материале для поддержания гомеостаза. Нами 121 изучена кинетика обмена основных органических (14С-глюкоза, 14С-глнпин, 14С-триптофан, 14С-валин, ,4С-иальмитнновая кислота, 14С-стеариновая кислота, ,4С-янтарная кислота, |4С-глюкозамин, ,4С-этиловый спирт, 14С-метиловый спирт, ,4С-мо-чевина) и неорганических (№2 "С03, КаН 14СОэ, Ка 14С03, Са 14СОя) соединений.
Неорганические соединения 14С характеризуются высоким уровнем обмена. Нуклид интенсивно ре-зорбируется в желудочно-кишечном тракте, относительно равномерно распределяясь в организме, и быстро выводится, в основном через легкие в форме 14С04. В ближайшие дни в организме содержатся десятые доли процента поступившего количества.
|4С органических соединении также характеризуется интенсивным обменом. В органах и тканях нуклид задерживается в значительно большем количестве и медленнее выводится из организма, что связано с использованием его как энергетического и пластического материала. Для каждого из исследованных соединений характерны свои особенности обмена.
При хроническом введении 14С наступление равновесного состояния у животных зависело от его формы. У крыс, например, при введении №2 ,4СОэ, 14С-глюкозы, 14С-глицина и 14С-пальмитиновой кис-
лоты равновесное состояние зарегистрировано соответственно через 1, 3, 4 и 5 мес. К этому сроку в организме накапливалось около 7, 3<Х), 1200 и 1300% ежедневно вводимого количества нуклида. Время наступления равновесного состояния в отдельных органах и тканях различно и определяется уровнем обменных процессов в них. Состояние равновесия в более ранние сроки наступало в органах с высоким уровнем метаболических процессов.
Различия интенсивности обмена и характера распределения ,4С в организме сказываются на формировании доз облучения. При введении органических соединений поглощенные дозы на единицу активности в десятки раз больше, чем при поступлении его неорганических соединений. Каждое из соединений имеет особенности характера распределения поглощенных доз и темпа их формирования.
Материалы экспериментальных исследований использованы для установления кратности накопления и времени наступления равновесного состояния ,4С у человека. Кратность накопления 14С, поступающего в составе стандартного рациона, равна 30—35, а равновесное состояние наступит примерно через 1,5 года. Эти параметры имеют практическое значение для оценки биологического действия и нормирования ,4С.
В результате испытаний ядерного оружия во внешнюю среду поступило огромное количество продуктов ядерного деления (ПЯД), которые стали источником длительного внешнего и внутреннего облучения людей. Согласно оценкам 141, ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза за счет испытаний, проведенных до конца 1981 г., равна 3- Ю7 человеко-Зв, что равноценно примерно 4 годам дополнительного облучения нынешнего населения Земли за счет естественного фонового облучения. Пикового значения индивидуальная доза достигла в 1963 г., составив 7% среднего фонового облучения. В настоящее время она ниже 1%.
Основными дозообразующнми нуклидами глобальных выпадений являются 14С, ""Бг, "'Се и 852г. Пероральное поступление нуклидов является определяющим. В зависимости от периода полураспада дозы от отдельных радионуклидов формируются неравномерно. Вклад практически уже реализован. Значительная часть вклада ^Бг, 137Св реализуется к концу столетия и только 14С будет источником облучения в течение весьма длительного времени. Вклад 14С в общую дозу от ПЯД составит около 70%. Реализуется доза примерно за 10 0СЮ лет. К 2000 и 2050 гг. накопится лишь 7 и 10% ожидаемой дозы. Индивидуальные дозы в отдельных органах и тканях могут составить 1,1—5,3 мГр, а эффективная эквивалентная доза достигнет 2,6 мЗв.
На всех стадиях ядерного топливного цикла во внешнюю среду поступают радионуклиды. Количество их невелико. Большинство выбросов в связи с коротким периодом полураспада радионукли-
дов и ограниченной их подвижностью в окружающей среде имеют локальное или региональное значение. Вклад их оценивается в 5,7 человеко-Зв на 1 ГВт в год [4|. На протяжении года доза реализуется на 90%, а остальная часть — в ближайшие годы.
Некоторые радионуклиды (3Н, 14С, 85 Кг, 12а1 и др.) выбросов относятся к глобальным. Их воздействию подвергается все население планеты. Ожидаемая коллективная доза от них значительно больше — 670 человеко-Зв на 1 ГВт в год. Реализация ее будет осуществляться чрезвычайно длительное время. В интервале 104—10е лет реализуется лишь 90% дозы (столь длительный срок связан с 1г91, период полураспада которого равен 17 X XI0е лет).
Индивидуальные дозы облучения населения, обусловленные эксплуатацией АЭС, незначительны. В СССР, например, они составляют лишь единицы микробэр в год III. С учетом перспектив развития ядерной энергетики они повысятся, но в этих условиях останутся небольшими. Вклад 14С в общую дозу может составить лишь единицы процентов фонового облучения.
Таким образом, вклад искусственного |4С в дозу облучения людей по сравнению с другими антропогенными источниками (рентгенодиагностика, строительные материалы, электростанции, работающие на минеральном топливе, горнодобывающая и перерабатывающая промышленность, использование фосфатных удобрений в сельском хозяйстве и др.) незначителен. Дозы облучения от нуклида с учетом перспектив развития ядерной энергетики в ближайшие десятилетия могут превысить в 2—5 раз дозы от 14С естественного происхождения, однако они не превысят 2—5% среднего фонового облучения, равного около 1,1 мЗв/год.
Опасность таких доз может представиться в форме отдаленных стохастических соматических (злокачественные опухоли) и генетических (врожденные уродства и нарушения, передающиеся по наследству) эффектов. Согласно современным представлениям они могут возникать в результате мутаций и других нарушений в клеточных структурах. Мутагенное действие ионизирующих излучений не имеет порога и даже самые малые дозы радиации способны вызывать мутации, ибо механизм генетических изменений молекулярный, выход мутаций не зависит от мощности дозы и эффект определяется интегральной поглощенной дозой.
В проблеме, связанной с 14С, наиболее сложным вопросом является оценка возможного повышения биологической эффективности радионуклида в связи с особенностями Р-облучения и процессами трансмутаций. В действии р-излучения 14С на ДНК и РНК, включенного в них непосредственно или находящегося во внешнем положении, существенных различий не будет, поскольку средний пробег Р-частин нуклида (43 мкм) значительно больше диаметра генетически важных структур ДНК и
РНК (1—2 им) 14С, включенный в ДНК и PH#f
практически не будет производить в них ионизацию. Следовательно, радиационное воздействие р-частнц 14С в принципе не отличается от действия внешнего v-облучення и высокоэнергетического Р-излучения.
На возможность повышения эффективности 14С за счет трансмутаций впервые обратил внимание L. Pauling 191. В результате превращения атомов 14С в атомы l4N в половых и соматических клетках индуцируются генные нерепарируемые повреждения ДНК, связанные с изменением химической структуры кодонов. Биологическая эффективность нуклида повышается. Попытки многих исследователей экспериментальным путем оценить значение трансмутаций в биологическом действии ,4С не увенчались успехом. При оценке общебнологиче-ского эффекта (ОБЭ) по показателям генных мутаций на фагах, дрожжах и дрозофилах, хромосомных аберраций — на корешках лука и проростках бобов и репродуктивной гибели — в культуре тканей человека и бактериях получены противоречивые данные. ОБЭ разные авторы оцени^. вают в пределах 1—20. Такие результаты можно связать с разнородностью экспериментального материала и условиями проведения опытов.
В исследованиях [5, 71, проведенных на мышах, генетического действия 14С по показателям частоты доминантных летальных мутаций в пост- и пре-мейотнческнх клетках, частоте реципрокных транс-локацнй, индуцированных в стволовых спермато-гоннях, и частоте аномальных головок спермиев в условиях однократного, длительного и хронического поступления нуклида животным установлено, что относительная генетическая эффективность 14С равна примерно 1, т. е. соответствует внешнему Y-облучению. Следует отметить, что биологическая эффективность 14С по летальному эффекту в острый период лучевой болезни также примерно равна эффективности внешнего 7"облучения 13).
Приведенные данные могут свидетельствовать о том, что в условиях этих опытов трансмутационное действие 14С не оказало существенного влияния на повышение его биологической эффективности. Очевидно, организм в состоянии элиминировать воз-jC никающне повреждения. Об этом свидетельствует отсутствие накопления генетического груза в результате облучения естественным ,4С в бесчисленном ряду поколений. Увеличение лучевых нагрузок, возможно, может привести к проявлению трансмутационного действия 14С. Необходимы дальнейшие исследования.
Оценивая опасность накопления антропогенного 14С в биосфере с учетом перспектив развития ядерной энергетики, можно заключить, что она невелика. Согласно расчетам, возможное увеличение числа злокачественных новообразований в популяции людей в 1 млн. человек к 2005 г. может составить около 1 случая, врожденных тяжелых дефектов— 0,2 случая на 1 млн. живорожденных (число случаев за всю жизнь от дозы за 1 год), что составляет
крайне незначительную величину по сравнению со спонтанной заболеваемостью и другими источниками облучения.
Литература
1. Бабаев Н. С., Демин В. Ф., Ильин Л. А. и др. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. М., 1981.
2. Василенко И. Я-, Бугрышев П. Ф., Истомина А. Г., Новосельцева В. И.— Журн. гиг. эпндемнол., микроби-ол., 1979, т. 23, № 1, с. 1—9.
3. Василенко И. Я-, Осипов В. А., Турова В. И., Исто-
мина А. Г.— Радиобиология, 1984, т. 24, № 3, с. 376— 379.
4. Ионизирующее излучение: Источники и биологические эффекты. Нью-Йорк, 1982, т. 1.
5. Рамайя Л. К., Померанцева М. Д., Вилки на Г. А. и др.—Там же, № 1, с. 117—120.
6. Рублевский 3. П., Голенецкий С. П., КирОин Г. С. Радиоактивный углерод в атмосфере. М., 1979.
7. Шевченко В. А., Померанцева М. Д., Рамайя Л. К. и др.— Радиобиология, 1981, т. 21, № 5, с. 780—783.
8. Nidal /?., Lovseth К,— Nature. 1965, vol. 206, p. 1029— 1031.
9. Pauling L.— Science, 1958, vol. 128, p. 1J83—1186.
Постуш...а 12.04.85
Дискуссии и отклики читателей
УДК 813.632:615.285.7.033.77
Ю. Л. Егоров, Р. А. Рязанова
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕСТОВ ЭКСПОЗИЦИИ ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ КОЖУ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В последнее десятилетие заметно возрос интерес гигиенистов и токсикологов к возможности интоксикаций через кожу при производстве и применении большого числа веществ. Особое место среди них принадлежит пестицидам 15]. Вннмание к кожному пути поступления ядов объясняется повышением его относительной значимости в силу уменьшения опасности интоксикации ингаляционным путем, что обусловлено снижением концентраций вредных веществ до ПДК и ниже в воздухе рабочей зоны.
Необходимость установления количественных критериев опасности отравлений через кожу бесспорна. Вопрос заключается лишь в том, какими должны быть эти критерии: предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения вредными веществами кожных покровов, контролируемые химическими методами, или биологические лимиты, соблюдение которых можно контролировать с помощью тестов экспозиции. Многие авторы 11,9, 11, 14] высказываются за использование сочетания обоих критериев при ингаляционном и других путях поступления. Ю. И. Кундиев и другие специалисты считают целесообразным применять сочетание ПДУ загрязнения кожи с тестами экспозиции в целях профилактики интоксикаций через кожу 17]. В то же время появляются указания на возможность использования тестов экспозиции не наряду с гигиеническими нормативами, утвержденными в установленном порядке, а вместо них. По сути дела предполагается, что тест экспозиции может стать эквивалентом гигиенического норматива. Примени-
тельно к кожному пути поступления яда вместо зависимости количество вещества на коже — токсический эффект подразумевается основывать гигиенический норматив на совершенно иной зависимости — содержание вещества в организме —» токсический эффект и тогда весь вопрос сводится к определению количества вещества, попавшего в организм. Однако такой подход к решению вопроса—далеко не простая задача. Рассматривая его с точки зрения правомерности использования тт-ста экспозиции вместо или вместе с гигиеническим нормативом, необходимо исключить некоторые неточности терминологического характера. «Тест экспозиции — метод определения уровня токсического соединения или его метаболита в биологической среде человека (кровь, моча, волосы и др.) с целью установления введенной в организм дозы...»1 Будучи лишь методом, тест экспозиции не может подменить норматив. Статус гигиенического норматива приобретает только биологический лимит — «биологическая величина порогового предела» (ВТЬУ), которая в соответствии с рекомендациями ВОЗ характеризуется как «пороговая концентрация вещества, измеряемая либо непосредственно в тканях, жидкостях тела или выдыхаемом воздухе, либо косвенно по специфическому действию вещества на организм2.
1 Англо-русский глоссарий избранных терминов по профилактической токсикологии. Центр международных проектов ГКНТ. М., 1982, с. 23.
! Та» ж е, с. 34.
