CC BY
11
Обзоры
УДК 611.73: [Мб. 15.02.13!-1354-546.15.02.129
И. Я. Василенко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ
ЙОДА
Воздействие продуктов ядерного деления на биосферу н человека — одна из сложных проблем современности. Широкое использование источников ионизирующих излучений может приводить к техногенному загрязнению внешней среды радионуклидами. Среди них особое внимание привлекают радиоизотопы йода, составляющие значительную часть активности продуктов ядерного деления урана и плутония. Йод обладает высокой химической активностью, включаясь в биологический круговорот, без дискриминации мигрирует по биологическим цепочкам, конечным звеном которых может быть человек.
Основным источником радиоактивных изотопов йода являются ядерные взрывы и предприятия ядерной энергетики. Известны 24 изотопа йода, из них 1271 стабильный, остальные радиоактивные. Все они характеризуются излучением р-ча-стиц и у-квантов различных энергий. С гигиенических позиций наибольшее практическое значение имеют нуклиды с массовыми числами 13>-1351 и 1291.
Биологическая значимость радионуклидов йода связана с тем, что йод, как известно, относится к числу важных биоэлементов, являясь составной частью жизненно важных гормонов щитовидной железы, осуществляющих регуляцию физиологических функций организма. Радиоизотопы йода, поступая в организм, включаются в те же метаболические процессы, что и1271. Различия касаются лишь временных параметров, связанных со сроками их жизни.
Радиоактивный йод может быть источником внешнего дистанционного и контактного у-, р-об-лучения, а также внутреннего облучения при поступлении нуклидов в организм. В определенных ситуациях радиоактивный йод способен стать ведущим фактором радиационной опасности. Основную опасность связывают с пероральным и ингаляционным поступлением нуклидов в организм человека, йод характеризуется органотроп-ностыо — высоким уровнем концентрирования в щитовидной железе, быстрым и прочным включением в тиреотропные гормоны и относительно медленным выведением из щитовидной железы и организма в целом. При поступлении в организм нуклида в щитовидной железе формируются более высокие поглощенные дозы, чем в других органах, особенно у детей.
Продукты питания растительного и животного происхождения — основной источник поступления нуклидов человеку [4]. Путь их часто бывает сложным и включает много звеньев. Начальным звеном большинства пищевых цепочек является загрязнение растений в момент радиоактивных выпадений. Растения могут задерживать нуклиды в форме аэрозолей, растворов и газов. Степень задержки зависит от агрегатного состояния и размеров частиц, состояния погоды и морфофнзиологических особенностей растений. Слаборастворимые нуклиды загрязняют растения в основном с поверхности, а растзоримые . поглощаются через листья, стебли, плоды, а так- * же через корневую систему при загрязнении почвенного покрова. Основные цепочки: растения — человек; растения — животные — молоко — человек; растения — животные — мясо — человек; растения — птица — яйцо — человек; вода — гидробиоиты — человек. В эти цепочки могут включаться и другие промежуточные звенья.
Загрязнение продуктов питания может носить поверхностный характер (за счет осаждения йода на поверхности готового продукта) и структурный, когда в ходе метаболических процессов в предыдущих звеньях нуклиды накапливаются в форме биокомплексов в органах и тканях растительных и животных организмов. Уровни загрязнения определяются радиационной обстанов- ^ кой, интенсивностью выпадения нуклидов и их биологической доступностью, почвенно-климати-ческими условиями и другими факторами. Высокой биологической доступностью характеризуется йод выбросов предприятий ядерной энергетики, тропосферных выпадений мелкодисперсной пыли ядерных взрывов [2, 7, 12].
Молоко — один из основных источников поступления радиоактивного йода в организм человека. При однократном поступлении с кормом для коров 1311 в молоко попадает 0,4—1,3 % активности в 1 л. В условиях многократного по- ц ступления 13Ч с различным рационом переход в молоко составляет 0,4—1 % от суточного поступления нуклида [2, 12]. У коров, получавших молодые продукты ядерного деления (ПЯД) с высокой биологической доступностью, за 12 дней в молоко попало 12,8 % поступивших нуклидов йода. Основная часть активности вывелась в пер-
вые дни, когда в молоке содержалось 0,82 % йода [14]. У коров, получивших ПЯД с низкой биологической доступностью, вывелось с молоком в 50 раз меньше активности. Содержание радионуклидов в молоке в первые сутки составляло лишь 0,001 % от введенного количества радиоактивных продуктов [2]. Общее количество выводимого с молоком 1311 варьирует в широких пределах — 2—28% [2]. Такой разброс можно объяснить величиной лактации, физиологическими особенностями животных, физико-химически-ми характеристиками поступившего коровам 134, а также содержанием в корме стабильного йода. При переработке молока можно добиться существенного снижения содержания радиоактивного йода в пище. В масло переходит 1—3 % активности. В сливках, твороге, пахте содержится соответственно в 6, 4 и 8 раз меньше йода, чем в исходном молоке [2, 3, 13].
Мясо и мясные продукты могут быть источником поступления к человеку различных нуклидов, в том числе йода. При поступлении к животным ПЯД с высокой биологической доступностью содержание нуклидов в мясе в 25—50 раз выше, чем при поступлении радиоактивных продуктов, характеризующихся низкой биологической доступностью. Активность мышечной ткани у животных (коров, свиней, овец), получивших молодые ПЯД, в основном обусловлена изотопами I, Те, Мо. Через 9 сут содержание 1311 в мышцах коров составило 0,0004 %, через 12 сут — 0,00004 % от введенного количества [141. В яйцо переходят десятые доли процента 13|1 [9]. Гидро-бнонты способны в значительных количествах накапливать йод, особенно в период их роста. Коэффициент накопления |311 в мышечной ткани рыб, в водорослях и моллюсках составляет соответственно 10, 200—500 и 10—70 [11].
О биологической опасности радиоактивного йода обычно судят по |3Ч, токсичность которого достаточно исследована. По сравнению с многими другими нуклидами 1311 характеризуется довольно низкой токсичностью. В его действии имеются особенности, связанные с радиационным повреждением щитовидной железы. У человека можно ожидать острых радиационных повреждений тяжелой, средней и легкой степени при перо-ралыюм поступлении соответственно 185, 55 и 18 МБк (5, 1,5 и 0,5 мКи) на 1 кг массы тела [3]. Токсичность нуклида при ингаляционном поступлении примерно в 2 раза выше, что связано с большей площадью контактного р-облучения
Практическое значение имеет оценка меньших количеств 1311 (десятки микрокюри), когда дозы облучения щитовидной железы достигают нескольких грей. В начальный период можно ожидать повышения функциональной активности железы с последующим в отдельных случаях медленным развитием гипотиреоза. В небольшом проценте случаев возможно развитие гипотирео-
за в течение первого года. Облучение железы в дозах нескольких десятков грей уже в скором времени приводит к снижению функциональной активности железы. Стойкий гипотиреоз наблюдали при облучении в дозе около 30 Гр, разрушение железы — при дозе около 100 Гр [при поступлении в организм 4ГБк (75 мКи) 13Ч]. Развитие гипотиреоза связано не только с повреждением паренхиматозной ткани железы, но и с фиброзом сосудов и межфолликулярной стромы [3, 7].
Опасным является поступление радиоактивного йода в детский организм. У детей на единицу поступившей активности в зависимости от возраста (вследствие меньших размеров щитовидной железы) формируются в 2—10 раз большие дозы, чем у взрослых. Первично-радиационное поражение тиреоидных клеток, полученное в детстве, может проявиться позже, чаще в период полового созревания, или еще позже, когда происходит физиологическая или иная стимуляция гормональной активности щитовидной железы. Дополнительные патогенные факторы различной природы могут усиливать действие нуклида [3, 7].
Опасно также поступление радиоактивного йода в организм беременных женщин. Иод из организма беременной женщины переходит через плаценту к плоду. Уровни перехода зависят от срока беременности. С увеличением срока беременности уровни перехода увеличиваются и к концу беременности возрастают в сотни раз. В начальный срок беременности поступивший в плод йод распределяется в его организме диф-фузно, а с началом функционирования щитовидной железы избирательно накапливается в ней. В железе накапливается до 50—60 % йода, содержащегося в теле плода. В щитовидной железе плода формируются дозы, в десятки раз большие, чем в железе беременной женщины [7].
Для нормальной жизнедеятельности организма значение щитовидной железы общеизвестно. Нарушение ее функции сказывается на устойчивости организма к другим вредным факторам, на течении патологических процессов при различного рода заболеваниях. Поступление радиоактивного йода в организм беременных женщин сопряжено с риском патологической беременности на всех этапах ее течения, с риском гибели плода и развития врожденных аномалий у детей [3, 7, 13]. Следует при этом отметить, что щитовидная железа обладает достаточно большим резервом и выдерживает потерю значительной части функциональной ткани. Для компенсации функции она может вырабатывать больше Т3 за счет Т4 (Т3 значительно эффективнее Т4).
Особая опасность облучения щитовидной железы выражается в бластомогепных эффектах. Наблюдается линейная зависимость выхода опухолей от дозы облучения. Статистически значимое учащение опухолей отмечено при облучении в
3 Гигиена и санитария № 5
— 65 —
дозе 0,5 Гр. Минимальный уровень облучения в Хиросиме и Нагасаки также составил 0,5 Гр [7]. У пострадавших на Маршалловых островах риск индукции опухолей оценен в 1,6—9,3 случая на 106 облученных в дозе 1 сГр в диапазоне 0,09— 7,8 Гр [7]. У женщин и младенцев опухоли возникали в 2—2,5 раз чаще. Суммарная частота опухолей за 25 лет составляет (50—150)-Ю-6 на 1 сГр. Латентный период в зависимости от условий облучения достигает 40 лет, у детей он короче (10—15 лет). Опухоли щитовидной железы характеризуются относительной доброкачественностью, медленным ростом и редким метастази-рованием. Риск смерти оценивается в (5—15) X ХЮ-6 на 1 сГр [7]. Следует отметить, что, нормализуя функцию щитовидной железы, можно снизить выход опухолей в эндокринных органах. Известно, что американские врачи с целью предупреждения образования опухолей щитовидной железы и перехода аденом в рак вводили пострадавшим на Маршалловых островах тиреоидин, а образовавшиеся аденомы удаляли оперативным путем.
Короткоживущие изотопы йода 132-1351 (периоды полураспада 1321, 1331, 1351 равны соответственно 2,3, 20,9 и 6 ч) составляют значительную часть активности молодых ПЯД. Чем моложе ПЯД, тем большая часть активности приходится на их долю. У ПЯД в возрасте 1, 10 и 100 ч на их долю приходится 95, 68 и 38 % активности йода. Оценивая биологическую эффективность корот-коживущих изотопов йода, следует учитывать их физические характеристики. Биологический эффект определяется не только количеством поглощенной энергии, но и темпом формирования дозы и пространственным ее распределением. Поглощенные дозы при поступлении в организм 1321, |331 и |351 в 62,5 и 23 раза ниже, чем при поступлении 13Ч. Дозы формируются быстро. Вследствие различий в мощности доз и их распределении в структурах железы различна и их эффективность. В опытах на животных показано, что при одинаковых поглощенных дозах по показателям функционального состояния железы, не-кробиотическим изменениям в ней и бластомо-генным эфектам ,32—1351 в 10—20 раз эффективнее 13Ч [5, 8, 10]. Более высокую эффективность 132-1352 можно связать с характером распределения поглощенной энергии в структурах железы. 132-1352 характеризуется более жестким р-излуче-
нием (Е|3=0,45—0,65 МэВ) по сравнению со 1311 (Ер = 0,20 МэВ), и при депонировании их в щитовидной железе возрастает вклад поглощенной энергии в паренхиматозные, сосудистые и нервные структуры органа. Короткоживущие изотопы йода, учитывая малые сроки их жизни, могут иметь практическое значение лишь в первые дни после радиоактивных выбросов.
1291 — «вечный» радионуклид (Ту, =17- 10е дет) — характеризуется большей массой на еди-
ницу активности [37-Ю6 Бк (1 мКи)=6,1 г]. При поступлении в организм больших количеств 1291 токсичность нуклида проявится в первую очередь как химического элемента. К человеку, однако, учитывая крайне низкий выход нуклида в реакциях деления урана и плутония, могут поступать незначительные количества как по активности, так и по массе (по сравнению со стабильным йодом) [3]. Биологическое действие ^ нуклида в этих условиях следует оценивать по радиационным эффектам с учетом низкой энергии (3-частиц (Ер = 50 кэВ) и у-квантов (40 кэВ). Можно ожидать по аналогии со 1251 в результате плотной ионизации больших повреждений апикальной части тиреоидного эпителия, где сосредоточен синтез гормонов, по сравнению со 1311, что может проявиться в функциональных нарушениях. Если учесть крайне незначительные поступления 1291 во внешнюю среду даже в аварийных ситуациях, ясно, что опасность радиационных повреждений щитовидной железы не имеет практического значения по сравнению с таковой при поступлении 1311.
Защиту человека от радиоактивного йода следует направлять на исключение или ограничение 4 внешнего загрязнения кожных покровов и одежды, поступления нуклидов в организм, па ускорение выведения их из организма и уменьшение накопления в щитовидной железе. Мероприятия 1-й группы связаны в первую очередь с защитой органов дыхания и недопущением или ограничением использования загрязненных продуктов питания. Особое место занимает ограничение или исключение возможности поступления йода со свежим молоком и листовыми овощами. В процессе технологической переработки пищевого сырья, кулинарной обработки продуктов питания можно существенно снизить содержание радиоактивного йода в пище. Важное значение имеет временное исключение из потребления загрязненных продуктов (до ц снижения загрязненности за счет физического распада нуклидов до допустимых уровней (Т у, 13Ч = 8,3 дня). Мероприятия 2-й группы связаны с воздействием на обмен поступившего в организм йода (связывание нуклидов с целью снижения всасывания, связывание йода, поступившего в кровь, и ускорение выведения его из организма, воздействие на обмен йода в щитовидной железе).
Эффективность мер защиты зависит от фактора времени. Поэтому чрезвычайно важное значение имеют своевременное планирование, под- ^ готовка и проведение всего комплекса защитных мероприятий с постоянным дозиметрическим контролем. Среди мер защиты особое место отводится защите щитовидной железы. Высокого эффекта защиты можно добиться при своевременном приеме йодидов (К1) [1, 5, 6, 13]. Применение тиреостатических препаратов после наступ-
ления максимума накопления радиоактивного йода в щитовидной железе малоэффективно. В этой связи защита от короткоживущих изотопов йода »32—135х ПрИ отсроченном применении защитных препаратов будет ниже, чем от 1311 [5, 9]. Тактика применения йодидов определяется складывающейся конкретной радиационной обстановкой. Избыточное и длительное применение препаратов стабильного йода может привести к нежелательным эффектам. Все мероприятия следует проводить под контролем специалистов. Группой риска являются дети, беременные женщины и кормящие матери. Проведение защитных мероприятий в отношении этой категории населения требует особого внимания.
Литература
1. Борисов В. П., Журавлев В. Ф., Иваноъ В. А.. Северин С. Ф. // Неотложная помощь при острых радиационных воздействиях.— М., 1976.
2. Василенко И. Я. //Журн. гиг., эпидемиол., микробиол. (Прага).—1977.— Т. 21, № 4. —С. 342—350.
3. Василенко И. Я- //Там же, 1984.— Т. 24, № 2. — С. 131—138.
4. Василенко И. Я- // Вопр. питания.— 1986. — № 2. — С. 3—8.
5. Василенко И. Я., Классовский 10. А., Краснокутский
B. М. и др. // Распределение, кинетика обмена и биологическое действие радиоактивных изотопов иода / Под ред. Л. А. Ильина, Ю. И. Москалева. — М., 1970.—
C. 143—152.
6. Ильин Л. А. Основы защиты организма от воздействия радиоактивных веществ. — М„ 1977.
7. Ионизирующее излучение. Источники и биологические эффекты: Доклад НКДАР.— Т. 1—2.— Ныо-Иорк, 1982.
8. Классовский Ю. А.Ц Вестн. АМН СССР.— 1976. — № 12.— С. 25—30.
9. Краснокутский В. М„ Классовский Ю. А., Василенко И. Я- Терехов П. Ф. // Биологическое действие внешних и внутренних источников радиации. — М., 1972.— С. 104—108.
10. Лестровой А. П. Сравнительная раднационно-гигпенн-ческая характеристика изотопов 1311 и 1321: (Экспериментальное исследование): Автореф. дис... канд. мед. наук, —М„ 1971.
11. Поликарпов Г. Г. Радиоэкология морских организмов.— М., 1964.
12. Радиоактивность и пища человека / Под ред. Р. Рассела: Пер. с англ. — М., 1971.
13. Радиоактивный иод в проблеме радиационной безопасности/Под ред. Л А. Ильина. — М., 1972.
14. Радиобиология и радиоэкология сельскохозяйственных животных / Под ред. Б. Н. Анненкова и др. — М., 1973.
Поступила 29.07.86
УДК 613.632 + 618.1551:66.062.5
О. П. Таиров
ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПИРТОВ И ДРУГИХ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ В БЫТУ И НА ПРОИЗВОДСТВЕ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Органические растворители объединяют группу химических соединений, находящихся обычно в жидкой фазе при температуре 0—250 °С, химически относительно инертных и отличающихся высокой испаряемостью. Их используют в качестве растворителей и разбавителей красок и красочных покрытий, клея, адгезинов, шпатлевки, для химической чистки одежды, экстракции жиров, как реагенты в химических процессах. Сейчас почти все профессии в той или иной степени связаны с использованием органических растворителей, хотя типы растворителей и их концентрации в воздухе рабочей зоны значительно различаются для разных групп работников, достигая в ряде случаев максимально допустимых уровней, разрешенных регулирующими актами.
Потребление органических растворителей постоянно увеличивается. Так, в США в 1970 г. было использовано 26 млн. т растворителей, а в 1979 г. — уже 37 млн. т [11, 14].
Эффекты от острого воздействия различных органических растворителей при попадании в организм человека достаточно больших их дез известны уже давно. Что же касается хрониче-
ского воздействия малых концентраций растворителей, с которыми человек встречается в быту и на производстве, то эти данные были опубликованы только к середине 70-х годов [12, 14, 15]. В результате хронического воздействия органических растворителей возникают такие неспецифические симптомы дисфункции центральной нервной системы, как головные боли, забывчивость, бессонница, быстрая утомляемость и изменения личности астенического или депрессивного типа [17, 18]. Кроме того, были обнаружены различные неврологические расстройства, связанные с поражением миелиновой оболочки нервных стволов па центральном и периферическом уровне [10, 12, 15].
Большинство органических растворителей обладает также выраженным нейротоксическим и психотропным действием [16], аналогичным действию этилового спирта. Как известно, алкоголь повышает активность системы положительных эмоций или понижает порог возникновения таких эмоций [4]. Спирты, как и другие фармакологические препараты, облегчающие реакцию самостимуляцни, вызывают у человека развитие
3*
— 6? —
