Гигиеническая оценка радиационного риска эманаций радона на территории Алтайского края Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

[гиена и санитария 2/2014

5. Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Прикладная статистика. М: ЮНИТИ-ДАНА; 2001.

6. Дубров А.М. Компонентный анализ и эффективность в экономике: Учебное пособие. М.: Финансы и статистика; 2002.

7. Дубров А.М., Мхитарян В.С., Трошин л.И. Многомерные статистические методы. М.: Финансы и статистика; 1998.

References

1. Rakhmanin Yu.A., Novikov S.M., Rumyantsev G.I., Ivanov S.I. Assessment of human health damage as a priority of human ecology and a tool for justifying managerial decisions. Gigiena i sanitariya. 2006; 5: 10-3. (in Russian)

2. Surzhikov V.D., Surzhikov D.V Risk for the development of non-carcinogenic effects due to ambient air pollution in a town with developed metallurgy industry. Gigiena i sanitariya. 2006; 1: 55-8. (in Russian)

3. Surzhikov D.V., Surzhikov V.D. Hygienic assessment of a health risk to the population of an industrial town from the influence of environmental factors. Gigiena i sanitariya. 2007; 5: 32-4. (in Russian)

4. Prusakov V.M., Verzhbitskaya E.A. Risk coefficients of noncarcinogenic effects. Gigiena i sanitariya. 2002; 6: 36-42. (in Russian)

5. Aivazyan S.A., Mkhitaryan V.S. The applied statistics [Priklad-naya statistika]. Moscow: YuNITI-DANA; 2001. (in Russian)

6. Dubrov A.M. The component analysis and effectiveness in the economics [Komponentnyy analiz i effektivnost’ v ekonomike: Ucheb-noeposobie]. Moscow: Finansy i statistika; 2002. (in Russian)

7. Dubrov A.M., Mhitaryan V.S., Troshin L.I. The muchmeasure statistical methods [Mnogomernye statisticheskie metody]. Moscow: Finansy i statistika; 1998. (in Russian)

Поступила 14.02.13 Received 14.02.13

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 614.73:546.296(571.15)

Салдан И.П.1, Баландович Б.А.2, Поцелуев Н.Ю.3, Флат М.Х.2

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОГО РИСКА ЭМАНАЦИЙ РАДОНА

на территории алтайского края

Управление Роспотребнадзора по Алтайскому краю, 656056, Барнаул; 2ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Алтайском крае», 656049, Барнаул; 3ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздравa РФ, 656038, Барнаул

Уникальное климатогеографическое расположение Алтайского края обусловливает специфическую радиационную дозовую нагрузку населения, которая складывается из комплекса радиологических показателей, структура которых в значительной мере зависит от типа местности и в большей степени обусловлена действием радона, являющегося в настоящее время главным источником внутреннего облучения населения края нагорных районов и прилегающих к ним территорий. Проведена гигиеническая оценка радиационного риска и ожидаемого снижения продолжительности жизни и здоровья населения модельных территорий Алтайского края от воздействия радона. Для расчета коэффициента дополнительного риска было использовано несколько моделей экстраполяции радиационного риска: модель постоянного риска, модель GSF (модель Якоби), модель Любина (TSE/AGE/WL) и модель BEIR VI для курящего и некурящего населения, а также комбинированная модель. Наименьшие значения радиационного риска и ожидаемого снижения продолжительности жизни характерны для Чарышско-Усть-Калманской зоны, максимальные - для Курьинско-Поспелихинской зоны.

Ключевые слова: природные радионуклиды; радон; оценка риска; рак легких.

Saldan I. P.1, Balandovich B. A.2, Potseluev N. Yu.3, FlatM. Kh.2 — HYGIENIC ASSESSMENT OF THE RADIATION RISK OF RADON EMANATION IN THE ALTAI KRAI

Directorate for Federal Service Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being in the Altai Krai, Barnaul, Russian Federation, 656056; 2Centerfor Hygiene and Epidemiology of the Altay region" of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, Barnaul, Russian Federation, 656049; 3Altay State Medical University, Barnaul, Russian Federation, 656038

The unique climatic and geographical location of the Altai Krai determines the specific radiation dose load for the population, which is composed of the complex of radiological indices, the structure of which is largely dependent on the type of locality and, to a greater extent due to the action of radon, which is currently the main source of internal radiation of the population of upland districts and adjacent territories. There was performed a hygienic assessment of the radiation risk and the expected decline in life expectancy and population health due to radon exposure in the model areas of the Altai Krai. To calculate the additional risk there were used some models for radiation risk extrapolation : a risk constant model, model GSF (Jacobi’s model), Lubin model (TSE/AGE/WL) and BEIR VI model for smoking and nonsmoking population, as well as the combined model. The lowest values of the radiation risk and the expected decline in life expectancy are typical for Charyshsko-Ust-Kalmanskaya zone, the maximum - for Kuryinsko - Pospelikhinskaya zone.

Key words: natural radionuclides, radon, risk assessment, lung cancer

Расположение Алтайского края на юго-востоке Западной Сибири, на стыке крупнейшей в мире ЗападноСибирской равнины и Алтайских гор, обусловливает разнообразие рельефа и типов местности административно-территориальных субъектов региона. На востоке рав-

для корреспонденции: Баландович Борис Анатольевич, [email protected]

нина окаймлена невысоким Салаирским кряжем, а на юге вплотную подступает к Алтайским горам. В соответствии с терминологическими аспектами изучаемой проблемы (Гу-лабянц Л.А., 2013), радоноопасностью называется заключенная в объекте возможность нанесения ущерба здоровью человека вследствие избыточного воздействия радона на его организм. На радоноопасность населенных пунктов большое влияние оказывают особенности геологического

44

строения местности, в которой они расположены, поэтому появляется необходимость выделения модельных территорий с целью оценки канцерогенного риска от воздействия радонового фактора. К радоноопасным территориям Алтайского края относятся населенные пункты нагорных районов, расположенных в пределах урановых проявлений Белокурихинского гранитоидного массива. Согласно данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации, причиной около 20% всех заболеваний раком легких (РД) может быть воздействие на организм радона и продуктов его распада [1].

Необходимо отметить, что ранее радиационногигиеническая оценка региона была нацелена в основном на изучение возможного влияния на Алтайский край бывшего Семипалатинского ядерного полигона, на котором проходили испытания ядерного оружия (Прокофьев О.Н., 1992; Александров В.Н., Антонов В.А., Терентьев М.В., 1992). В рамках этого комплексного исследования оценивалась концентрация радона в южных нагорных областях (Александров В.Н., Аза-ев Ю.Д., 1996). В то же время количественная оценка радиационных рисков с использованием математических моделей в регионе не проводилась.

Целью настоящего исследования стала гигиеническая оценка радиационного риска и ожидаемого снижения продолжительности жизни (ОСПЖ) и здоровья населения модельных территорий Алтайского края от воздействия радона в воздухе жилых и общественных зданий. Приоритетными задачами исследования были выделение ряда модельных территорий Алтайского края, где регистрируются наибольшие значения среднегодовой экспозиции радона и его дочерних продуктов распада (ДПР), а также определение средних значений вероятности возникновения радиационно-индуцированного РД и ОСПЖ населения при экспозиции ДПР радона 1 WLM/год для Алтайского края по всем моделям.

Материалы и методы

В ходе исследования выделены четыре модельных территории Алтайского края, объединяющие ряд районов со схожими биогеографическими характеристиками, а именно:

- Алтайско-Петропавловская (Алтайский, Смоленский, Петропавловский, Советский, Белокурихинский, Быстроистокский районы);

- Усть-Калманско-Чарышская (Алейский, Усть-Прис-танский, Калманский, Чарышский, Усть-Калманский, Топчихинский районы);

- Заринско-Залесовская (Кытмановский, Тогуль-ский, Ельцовский, Заринский, Залесовский, Первомайский районы);

- Курьинско-Поспелихинская (Краснощековский, Курьинский, Поспелихинский, Новичихинский, Ши-пуновский районы).

Измерения уровня радона проводились с помощью радиометра аэрозолей РАА-10 и интегральных трековых радиометров радона с использованием в качестве детектирующего элемента пленки LR-115. Для расчета коэффициента дополнительного риска использовано несколько моделей экстраполяции радиационного риска: модель постоянного риска, модель GSF (модель Якоби), модель Дюбина (TSE/AGE/WL) и модель ВЕЖ VI для курящего и некурящего населения, а также комбинированная модель.

Согласно НРБ-99/2009, радиационным риском называется вероятность возникновения у человека или его

потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения.

Математическая обработка данных выполнена при помощи программы PTC Mathcad Express.

Результаты и обсуждение

При расчете среднегодовой экспозиции ДПР радона в модельных территориях Алтайского края использованы результаты исследований эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона. Представлены результаты определения ЭРОА радона в 6147 жилых и общественных эксплуатируемых зданиях 130 населенных пунктов края, а также итоги обследования 220 вновь построенных жилых домов в различных населенных пунктах региона.

Пересчет измеренных значений среднегодовой экспозиции Р (Бк • ч/м3) в величину экспозиции в WLM проводится по формуле:

PWLM = РЭРОА/170 • 3700, (1)

где PWLM — экспозиция, выраженная в WLM, РЭРОА - экспозиция по ДПР, выраженная в Бк • ч/м3.

Одной их важнейших величин, необходимых для расчетов рисков, является вероятность достижения человеком возраста t (вероятность дожития), обозначаемая как po(t), учитывающая индивидуальные демографические особенности отдельных территориальных субъектов. Эта величина учитывает, что смерть определяется различными причинами, а не только воздействием радиационного фактора.

Вероятность того, что человек в возрасте от t до t+1 останется живым в течение данного года, будет равна для мужчин и женщин соответственно:

pm(t) = 1 - qm (t) или Pf (t) = i - qf (t). (2)

Вероятности Pm и Pf (t) относятся к одному году жизни человека. Вероятность дожития человека от рождения до возраста t рассчитывается по следующей формуле: t

P о (t) = П P (i). (3)

i = 1

Пример вероятностей дожития рд (t) для Алтайского края представлен в табл. 1.

Следующим важным параметром оценки является возрастспецифическая частота спонтанного возникновения РД yt), характерная для изучаемой территории [2]. Данный параметр показывает вероятность того, что в течение года человек в возрасте t заболеет РД от причин, не связанных с радиационным воздействием. По оценкам, приведенным в Публикации 50 МКРЗ, возрастспецифическая частота возникновения РД у некурящих может быть аппроксимирована зависимостью:

ys(t) = (1-5)*10'15*t6 (4)

При этом заболеваемость РД у некурящих мужчин примерно в 2 раза выше, чем у некурящих женщин. При проведении дальнейших расчетов получаем:

ys(t) = 2,5*10-15*t6 и y(t) = 1,3*10-15*t6 (5)

для мужчин и женщин соответственно.

Возраст-специфическая заболеваемость РД для курящей части 'ks0(t) населения рассчитывалась исходя из данных по общей заболеваемости, оценки зависимости ^ns0(t) и доли курящего населения S. В Алтайском крае удельный вес курильщиков среди мужчин составляет 60%, а среди женщин — 27%. yt) - (1-S) • y(t)

^0 (t) =----------------- (6)

45

гиена и санитария

2/2014

Таблица

Медико-демографические показатели состояния здоровья населения Алтайского края

Воз- растная группа, лет Вероят- ность смерти мужчин, qm(t) Вероят- ность смерти женщин qf(t) Вероятность того, что человек в возрасте от t до t + 1 останется живым в течение данного года Вероятность дожития от рождения до возраста t (р/t))

мужчины женщины мужчины женщины

1-4 0,00333 0,00257 0,99667 0,99743 0,996670 0,997430

5-9 0,00045 0,00032 0,99955 0,99968 0,996221 0,997111

10-14 0,00059 0,00031 0,99941 0,99969 0,995634 0,996802

15-19 0,00182 0,00068 0,99818 0,99932 0,993822 0,996124

20-24 0,00391 0,00100 0,99609 0,99900 0,989936 0,995128

25-29 0,00583 0,00144 0,99417 0,99856 0,984165 0,993695

30-34 0,00726 0,00185 0,99274 0,99815 0,977019 0,991856

35-39 0,00860 0,00255 0,99140 0,99745 0,968617 0,989327

40-44 0,01119 0,00356 0,98881 0,99644 0,957778 0,985805

45-49 0,01534 0,00484 0,98466 0,99516 0,943086 0,981034

50-54 0,02134 0,00706 0,97866 0,99294 0,922961 0,974108

55-59 0,02965 0,01103 0,97035 0,98897 0,895595 0,963363

60-64 0,04432 0,01575 0,95568 0,98425 0,855902 0,94819

65-69 0,05766 0,02359 0,94234 0,97641 0,806551 0,925823

70-74 0,10412 0,07655 0,89588 0,92345 0,758300 0,854951

U/)= WKERR. _

Для расчета коэффициента КЕ

Частота возникновения радиационно-индуцированного РЛ k (t) связана с базовой возрастспецифической заболеваемостью \(t) при помощи коэффициента дополнительного относительного риска KERR, зависящего от экспозиции по ДПР радона PWLM, распределения экспозиции во времени, возраста на момент оценки риска и ряда других параметров:

(7)

были использованы модели экстраполяции радиационного риска, указанные в разделе «Материалы и методы», а также комбинированная модель [3, 4].

Для расчета пожизненного риска (вероятности) возникновения радиационно-индуцированного облучением ДПР радона РЛ R использованы следующие зависимости: вероятность дожития до определенного возраста p0(t), частота спонтанного возникновения РЛ i0(t), коэффициент дополнительного относительного риска KERR(t). При этом учитывалось дополнительное сокращение ожидаемой вероятности дожития до возраста t, обусловленное добавочными случаями возникновения РЛ: да _ t

R=

\ (t)

Po (t) ■ K ERR (t) ■ eXP

Ke, ■ 4 (t) @

dt (7)

0 0

В уравнениях для перехода от радиационно-индуцированной заболеваемости к дополнительной смертности используется коэффициент летальности

£fet=0,95.

Наряду с пожизненным риском важным параметром, позволяющим оценить величину радиационного ущерба здоровью населения и прогнозировать эффективность профилактических мероприятий, является оценка ОСПЖ Air, обусловленного радиационным воздействием.

При постоянном уровне облучения за счет ДПР радона можно считать, что радиационный риск и ОСПЖ (при постоянном пожизненном облучении) пропорциональны годовому значению экспозиции радона в единицах WLM или Бк ■ ч/м3.

Учитывая среднюю продолжительность жизни в Алтайском крае, а также заболеваемость РЛ, были получены значения вероятности возникновения радиационно-индуцированного РЛ и ОСПЖ населения при экспозиции ДПР радона 1 WLM/год для Алтайского края (табл. 2).

Наибольший практический интерес представляет расчет вышеназванных показателей для населения, подвергающегося воздействию повышенной радиационной нагрузки, при котором зависимость доза-эффект эпидемиологически подтверждена, а значения ЭРОА радона потенциально могут быть снижены в результате проведения профилактических мероприятий.

Используя результаты расчетов, приведенных в табл. 2, данные анализа радиационной обстановки по природным радионуклидам, выполненного на основании форм государственного статистического наблюдения 4-ДОЗ, шаблонов социально-гигиенического мониторинга показателей радиационной безопасности объектов окружающей среды за период с 2007 по 2012 г., а также совместных исследований, проведенных сотрудниками кафедры гигиены и основ экологии человека АГМУ и радиологической лаборатории ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии», был осуществлен расчет пожизненных рисков и ОСПЖ для модельных территорий в сельских жилищах, административных и общественных зданиях, значения ЭРОА радона в которых составило 30 Бк/м3 и более (табл. 3).

Из представленных в табл. 3 данных видно, что полный пожизненный атрибутивный риск для всех модельных территорий составляет в среднем 11,8% для

Таблица 2

вероятность возникновения радиационно-индуцированного рл и оСПж населения при экспозиции дПр радона 1 WLM/год для Алтайского края

Модель Риск ОСПЖ, сут

мужчины женщины мужчины женщины

Модель постоянного риска 0,027 0,0057 97,3 24,4

Модель GSF (модель Якоби) 0,021 0,0042 89 20,7

Модель Любина (TSE/AGE/WL) 0,042 0,0073 147 38

Модель BEIRVI (курящие) 0,063 0,023 266 99

Модель BEIRVI (некурящие) 0,0042 0,0037 19 15

Модель BEIRVI (комбинированно) 0,038 0,0068 137 39

Среднее по всем 0,033 0,0085 126 39

моделям

46

Таблица 3

Значения среднего пожизненного радиационного риска и ОСПЖ, обусловленные облучением дПр радона в модельных территориях Алтайского края

Модельная территория Средне- годовая Р, Радиационный риск ОСПЖ, сут

ЭРОА радона, Бк/м3 WLM/ год муж- чины жен- щины муж- чины жен- щины

Алтайско- Петропавловская 47,2 ± 4,1 0,41 0,0135 0,0035 58 16

Чарышско-Усть- Калманская 27,3 ± 2,4 0,3 0,0099 0,0026 37,8 11,7

Заринско- Залесовская 40,8 ± 3,7 0,45 0,0149 0,0038 56,7 17,55

Курьинско- Поспелихинская 68,8 ± 6,3 0,77 0,0254 0,0065 97,2 30

Таблица 4

Значения пожизненного радиационного риска и оСПж, обусловленные повышенным облучением дПр радона в административных зданиях модельных территорий Алтайского края

Населенный пункт Макси- мальная Р, Радиационный риск ОСПЖ, сут

ЭРОА радона, Бк/м3 WLM/ год муж- чины жен- щины муж- чины жен- щины

с. Петропавловское (Петропавловский район) 274 ± 23,5 3,10 0,1002 0,0261 390,5 120,8

с. Смазнево (За-ринский район) 532 ± 47,3 6,02 0,2000 0,0502 779,5 240,1

с. Алтайское (Алтайский район) 204 ± 18,7 2,31 0,0759 0,0195 291,0 90,0

с. Усть-Чарышская 207 ± 17,4 2,32 0,0760 0,0197 292,0 91,0

Пристань (Усть-

Пристаньский

район)

мужчин и 9,7% для женщин, что соответствует 59 и 24 дополнительным случаям Рл в год. Этот вклад является значительным для данных территорий и может быть минимизирован комплексом медико-профилактических мероприятий.

Помимо ранее представленных значений ЭРОА радона, характерных для модельных территорий, выявлены населенные пункты, где в ряде административных и общественных зданий ежегодно регистрируются стабильно высокие результаты, превышающие гигиенический норматив в 2-4 раза, а следовательно, и риск для работающего населения будет выше (табл. 4).

Из данных табл. 4 можно сделать вывод о необходимости проведения дополнительных мониторинговых исследований содержания радона в воздухе как административно-общественных, так и жилых зданий вышеуказанных районов Алтайского края.

Быводы

1. Наибольшие значения ЭРОА радона в интервале 204-532 Бк/м3 определялись в Алтайско-Пет-

ропавловской, Заринско-Залесовской и Чарыш-ско-Усть-Калманской модельных территориях.

2. Средние значения вероятности возникновения радиационно-индуцированного РЛ при экспозиции ДПР радона 1 WLM/год для Алтайского края по всем моделям составили 0,033 и 0,0085 для мужчин и женщин соответственно.

3. Среднее ОСПЖ по всем моделям составило 126 сут для мужчин и 39 сут для женщин. При этом наименьшие значения характерны для Чарышско-Усть-Калманской зоны (37,8 и 11,7 сут соответственно), а максимальные - для Курьинско-Поспелихинской зоны (97,2 и 30 сут).

4. Наибольшие значения радиационного риска получены в Заринском (0,2 - мужчины и 0,05 -женщины) и Петропавловском районах (0,1 - мужчины и 0,026 - женщины).

5. Оценка рисков при облучении ДПР радона показывает, что пожизненный риск возникновения РЛ для населения модельных территорий составляет 11,8% для мужчин и 9,7% для женщин, что соответствует 59 и 24 дополнительным случаям РЛ в год.

6. Доказана необходимость проведения дополнительных мониторинговых исследований в населенных пунктах модельных территорий в связи с регистрацией максимальных значений ЭРОА радона, превышающих гигиенические нормативы для зданий жилого и общественного назначения с целью разработки региональной программы, направленной на снижение радонового воздействия.

Литер атура

1. Отчет НКДАР ООН Генеральной Ассамблее за 2000 год. Радиационная биология. Радиоэкология. 2000; 40(6): 711-9.

2. Жуковский М.В. Расчёт радиационных рисков при облучении дочерними продуктами распада радона. АНРИ. 2001; 1: 4-12.

3. Health Effects of Exposure to Radon: BEIR VI. Committee on health risks of exposure to radon (BEIR VI ). Board on

radiation effects research. Commission on life sciences. National research council. Washington: National Academy Press; 1999.

4. UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation). Report: "Summary of low-dose radiation effects on health”. New York: United Nations; 2010.

References

1. The report UNSCEAR to General Assembly for 2000. Radiat-sionnaya biologiya. Radioekologiya. 2000; 40(6): 711-9. (in Russian)

2. Zhukovskiy M.V. Calculation of radiation risks at radiation by affiliated products of disintegration by radon. ANRI. 2001; 1: 4-12. (in Russian)

3. Health Effects of Exposure to Radon: BEIR VI. Committee on health risks of exposure to radon (BEIR VI ). Board on radiation effects research. Commission on life sciences. National research council. Washington: National Academy Press; 1999.

4. UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation). Report: "Summary of low-dose radiation effects on health”. New York: United Nations; 2010.

Поступила 17.01.13 Received 17.01.13

47