CC BY
15
Сегаль М. С., Сахновская Г. К. В кн.: Анаэробная инфекция. Киев, 1957, с. 85. — Сельское хозяйство СССР. М., 1960. — Сергеева Т.. И., Орзуев М. И. Ж. микробиол., 1965, № 1, с. 112.—Сергеева Т. И., Матвеев К. И., Василевский В. J1. Там же, 1965, № 6, с. 11. — Сергеева Т. И., Матвеев К. И., Сидорова В. А. Там же, 1966, № 2, с. 134. — Сергеева Т. И., Матвеев К. И., Кабирова М. Б. Там же, 1966, № 3, с. 103.— Тар ко в М. И. Условия размножения патогенных клостридий в природе и при искусственном выращивании. Дис. докт. Кишинев, 1965.
Поступила 29/V 1967 г.
GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION OF CL. TETANI IN THE SOIL OF THE USSR
Т. I. Sergeeva, К. I. Matveev
The paper contains investigation data on the extent of contamination of the soil of various districts of the USSR with the causative agent of tetanus. As result of analysis of more than 6000 samples of soil it was found that CI. tetani were unevenly distributed in the different kinds of soils of the USSR — they were present in a much greater number in the soils of warm climatic zones with black fertile sols. Zones with a great number of CI. tetani in the soil coincided with epidemiological zones of a high tetanus morbidity rate. There exists a direct relationship between the number of CI. tetani in the soil and the extent of cattle breeding in the district.
УДК 613.155.3:546.11.02.3-31
К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКИСИ ТРИТИЯ
Ю. И. Москалев, В. Ф. Журавлев
Изучением кинетики накопления, распределения и выведения трития из организма, а также биологического действия окиси трития занимаются многие авторы. Интерес к этому изотопу проявляется потому, что он широко используется в биологических и медицинских исследованиях для анализа водного обмена; большое значение имеют меченные тритием соединения (фолиевая кислота, тимидин, 1-цитидин, холестерин, адреналин и др.).
Согласно наблюдениям К. М. Богданова с соавторами, независимо от способа введения окиси трития крысам выравнивание удельной активности воды во всех органах происходит через 30 мин. Отсюда напрашивается важный в практическом отношении вывод, что о кинетике обмена окиси трития в организме человека можно судить не только по результатам исследований, выполненных с окисью трития, но и по материалам, характеризующим баланс обычной воды в организме. Расчеты показывают, что кратность накопления воды (отношение всей содержащейся в организме воды к ежедневно поступающему количеству ее) и
* 42
соответственно окиси трития будет равна от 2 5 до з = 14 ~ 17,
Вода выводится из организма различными путями — 1500 мл за сутки с мочой, 200 мл с испражнениями, 300—400 мл ее испаряется с выдыхаемым воздухом, 400—600 мл составляет потеря воды через кожу. Все указанные выше физиологические константы, характеризующие баланс воды в организме, важно учитывать при нормировании допустимых уровней поступления в него окиси трития, а также при определении содержания ее в организме по концентрации окиси трития в выдыхаемом паре.
Независимо от пути поступления окись трития сравнительно равномерно распределяется по органам и тканям животного. Изучение распределения и выведения окислов трития из организма крыс за длитель-
ный срок при однократном и повторном введении различного количества его показало, что выделение окиси трития является сложной функцией и может быть представлено в виде 3 экспонент с периодами 1, 9 и 56 дней. При этом на долю второго периода приходится около 1%, а на долю третьего — сотые доли всей введенной активности. Тритий, включенный в структурные элементы тканей, выводится гораздо медленнее, чем из водной фазы: Т] — 8 дней (3%), Т2 — 124 дня (0,06%). Из-за медленного выделения концентрация трития в сухом остатке органов и тканей в поздние сроки во много раз превышает содержание трития в воде (А. Г. Истомина).
На основании экспериментов по кинетике выведения окиси трития были рассчитаны уровни тканевых доз его для крыс и собак. Показано, что на долю сухого остатка приходится не более 8% суммарной дозы. Эти данные важны в практическом отношении. Они свидетельствуют о том, что оценка тканевых доз по содержанию окиси трития в водной фазе не приведет к значительному занижению тканевых доз, создаваемых тритием, находящимся в структурных элементах ткани.
Большой интерес представляют эксперименты по изучению кинетики накопления окиси трития в условиях длительного поступления изотопа в организм. Выяснено, что при введении окиси трития в количестве 0,002 мккюри/г уже через 2 недели наступает равновесие между поступлением и накоплением ее в организме. Кратность накопления окиси трития в водной фазе оказалась равной 3,5—4,5. В результате исследования биологического действия окиси трития получены новые данные, позволяющие оценить не только уровни острого и подострого, но и хронического воздействия эффективных доз этого соединения, отдаленные последствия и действие его на состояние иммунологической реактивности, кроветворение и потомство. Оказалось, что собаки и кролики в 2—3 раза чувствительнее крыс и, по-видимому, мышей к действию окиси трития. К 30-му дню при введении ее в количестве 1 мкюри/г (доза, вызывающая гибель 50% крыс за 30 дней) поглощенная тканевая доза равна приблизительно 1,2 крад, тогда как у собак аналогичный эффект достигается при дозах, равных приблизительно 0,4 крад.
Токсичность окиси трития для крыс при введении изотопа в вену, брюшную полость и желудок одинакова. Этот факт лишний раз свидетельствует о том, что биологическое действие окиси трития не зависит от пути поступления изотопа в организм.
Клинико-физиологические и патоморфологические исследования подопытных животных не выявили существенных отличий в картине интоксикации окисью трития от действия других радиоактивных изотопов и внешних источников радиации. Можно лишь говорить о более остром развитии лучевого заболевания при введении остроэффективных доз окиси трития и более быстром восстановлении нарушений периферической крови и ряда иных функций. Показано, что наряду с другими системами очень рано страдает и иммунологическая реактивность. У собак уже на 1—3-е сутки после введения окиси трития происходит нарушение состояния микрофлоры кожи, полости рта и кала. Все эти изменения характеризуются повышением обсемененности микробами аутофлоры. Перед гибелью у животных обнаруживали резкое увеличение количества микробов на коже и полное подавление ее бактерицидной способности. Эти факты указывают, на снижение антиинфекционной резистентности пораженных животных (Г. А. Шальнова и В. Ф. Журавлев).
Судя по результатам морфологических исследований, в поздние сроки эксперимента у крыс возникают опухоли различных органов и тканей, в том числе опухоли молочных желез, гипофиза, яичников, па-ращитовидной и щитовидной желез, а также лейкозы. В связи с тем что лейкозы являются одной из наиболее изученных форм патологии, развивающейся и у человека после воздействия ионизирующей радиации,
представляет интерес сравнение частоты лейкозов у крыс при поражении окисью трития и у человека после облучения рентгеновыми и у-лу-чами.
При введении окиси трития в количестве 0,15 и 0,3 мкюри/г средняя суммарная частота возникновения лейкозов у самцов составляет 0,13% на 1 рад дозы, тогда как у самок она не превышает 0,045%. При переносе этих данных с животных на человека можно предположить, что суммарная частота лейкозов, развивающихся у человека и крысы за время их жизни, одинакова. Если принять среднюю продолжительность жизни человека, равную 70 годам, и внести соответствующие поправки на продолжительность жизни крыс, то частота лейкозов должна составить в расчете на 1 ООО 000 популяции у мужчин 23 случая, а у женщин 8 случаев в год на 1 рад.
Рассмотренные выше экстраноляционные расчеты показывают, что окись трития обладает более высокой лейкомогенной активностью, чем протоны, рентгеновы и у-лучи, причем коэффициент относительной биологической эффективности излучения (ОБЭ) зависит от пола животного. Исследования, касающиеся биологического действия окиси трития, должны ответить на кардинальный вопрос современной радиобиологии, имеющий принципиальное значение для правильной оценки допустимых уровней поступления тритя в организм; речь идет о не решенном до сих пор вопросе об относительной биологической эффективности мягкого (3-излучения трития. Исследования, относящиеся к биологическому действию радиоактивных изотопов, обладающих разными энергиями излучения, указывают на увеличение токсичности (3-излучателей с уменьшением энергии р-частиц, что связано с различной плотностью ионизации, создаваемой радионуклидами в тканях (Ю. И. Москалев).
Конкретные величины ОБЭ для трития по разным тестам пока окончательно не установлены. РигсИпег, оценивая ОБЭ этого изотопа в
Коэффициенты ОБЭ окиси трития
Используемый тест Сравниваемые источники радиации ОБЭ Литературные данные
Рассчитано по ЛПЭ НТО:у 1,7 Радиационная защита, 1961
НТО:у, X 2,5-3 Gray, Wimber
Рост корешка Vicia fabis НТО:Х" 1 Spalding с соавторами
Летальный эффект у мыши НТО: у 1,7 Furchner
Включение Fe69 в костный мозг НТО: у 1,59 Furchner с соавторами
Атрофия зобной железы и селезенки мыши НТО: у 1,4 Worman с соавторами
Трансаминазная активность печени крысы НТО:-у 1,5 Л. Л. Федоровский (1968)
Летальный эффект у крысы и мыши НТО: у 2,8—2,9 Ю. М. Штуккенберг (1960)
Опухоль молочной железы крысы НТО¡7, X,протоны 1 Ю. И. Москалев, Д. Е. Казбекова (1968)
Лейкозы у крысы-самца, самки НТО:Х, протоны НТО:X, протоны 4 1,3—1,4 Те же
сравнении с у-лучами Со60 по смертности мышей, пришел к выводу, что Р-частицы трития в 1,7 раза эффективнее у-лучей Со60. По мнению Ю. М. Штуккенберга (1960), ОБЭ трития равно приблизительно 3 (см. таблицу).
По нашим данным, при поражении собак окисью трития доза, вызывающая гибель 50% животных к 30-м суткам, составляет 0,15ммкюри/г (0,37 крад), а при воздействии цезием-137, по данным Ю. И. Москалева,— 3 мккюри/г (0,5 крад). Следовательно, мягкий р-излучатель тритий приблизительно .в 1,35 раза эффективнее цезия-137. Точное знание коэффициентов относительной биологической эффективности различных соединений трития имеет важное теоретическое и практическое значение. Эти сведения имеют непосредственное отношение к оценке допустимых уровней содержания и поступления трития в организм человека.
Для оценки предельно допустимого уровня поступления окиси трития в организм человека необходимо располагать сведениями о периоде полувыведения ее из него. Судя по результатам многочисленных исследований, этот период длится от 6 до 14 дней. Как показано выше, кратность накопления воды в организме в условиях длительного поступления будет находиться в пределах 14—17.
Мощность дозы от р-излучения окиси трития в организме (Р) определяется следующим уравнением:
Р = Ъ\-Е-С рад/еутии (1),
где С — содержание трития (в мккюри на 1 г ткани), Е — средняя энергия р-ча'стиц трития.
Следовательно, указанная мощность составляет 0,0143 рад/сутки. Отсюда по уравнению (1) находят, какая удельная активность НТО в организме будет создавать среднюю дозу излучения, равную 0,0143 рад/сутки.
0,0143
С = д " 0,051 мккюри/г. (2)
Общее количество окиси трития в организме стандартного человека при этом равно 0,051-70 000=3600 мккюри. Ввиду того что кратность накопления трития в организме человека составляет 14—17, ежедневно поступающая в организм активность окиси трития при кратности
^ 3600 „
17 будет равна-р^-= 210 мккюри. Следует учесть, что мягк-ии излучатель
обладает большой биологической эффективностью. Для окиси трития необходимо принять коэффициент ОБЭ, равный 3. Тогда ежедневно в
210 мккюои
организм человека может поступать-д—— = 70 мккюри.
Для того чтобы оценить, какое количество НТО может содержаться в воздухе рабочих помещений, следует иметь в виду, что за рабочую смену человек вдыхает 8 м3 (8000 л) воздуха. Следовательно, в 1 л воз-
70
духа может содержаться = 0,0088 мккюри, или 8,8-10~9 кюри/л.
Около половины окислов трития из воздуха попадает в организм через кожу, поэтому предельно допустимая концентрация окиси трития в воздухе должна быть уменьшена приблизительно в 2 раза и составит 4,4-Ю-9 кюри/л. Если учесть, что через кожу поступает несколько меньшее количество ее, чем через лепкие, то в качестве предельно допустимой концентрации окиси трития в воздухе следует принять 5-Ю-9 кюри/л, т. е. величину, рекомендованную Международным комитетом радиационной защиты (МКРЗ).
Норма, принятая в СССР, согласно санитарным правилам, — 2-Ю-8 кюри/л — должна быть изменена, так как она не укладывается в рамки приведенных выше расчетов и не соответствует нормативам,
принятым Международным агентством по атомной энергии и рекомендованным МКРЗ (5-10-9 кюри/л). Уровень окиси трития в водной фазе легко определить по содержанию активности в любых жидкостях организма. Поэтому наряду с нормированием окиси трития в воздухе рабочих помещений необходимо установить также предельно допустимое содержание этого соединения в организме человека.
Целесообразно принять предельно допустимое содержание окиси трития в организме на уровне 3-Ю-8 кюри/л. При заметном превышении концентрации окиси трития в организме рекомендуется допускать к работе при условии, если в конце квартала она не будет превышать 1,2— 3-10~8 кюри/л.
Выводы
1. Выведение трития происходит с тремя полупериодами: Ti—1, Т2—9 и Т3—56 дней. Кратность накопления трития в водной фазе составляет 3,5—4,5. Период полувыведения окиси трития из организма человека колеблется от 6 до 14 дней.
2. Токсичность трития не зависит от пути поступления его в организм.
3. В отдаленные сроки после поражения тритием у животных возникают опухоли различных органов и тканей, в том числе опухоли молочных желез, гипофиза, яичников, паращитовидной и щитовидной желез, а также лейкозы.
4. В качестве предельно допустимой концентрации окиси трития в воздухе производственных помещений следует принять рекомендованную Международным комитетом радиационной защиты величину 5-Ю-9 кюри/л.
ЛИТЕРАТУРА
Богданов К. М., Шальное М. И., Штуккенберг Ю. М. Биофизика, 1959, в. 4, с. 437. — Журавлев В. Ф, Бугры ше в П. Ф., Истомина А. Г. Радиобиология, 1966, с. 59. — Моек а леву Ю. И. Распределение и биологическое действие изотопов. М., 1966. — Радиационная защита. М., 1961. — Ш а л ь н о в а Г. А., Журавлев В. Ф. Радиобиология, 1966, в. 2, с. 259. — Furchner J. Е., Radiat. Res., 1957, v. 6, p. 483. — F u г с h n e г J. E. et al. Цит. D. E. Wimberg. — G г а у L. H„ Ibid., 1954, v. 1, p. 189, —Spalding J. F. et al. Radiat. Res., 1956, v. 4, p. 221.— Worman F. С. V. et al. Цит. D. E. Wimber. — W i m b e г D. E. В кн.: L. Augen-stem et al. (Ed.), Advaces in Radiation Biology. New York, 1964, v. 1, p. 85.
Поступила 27/VII 1967 r.
EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF TRITIUM OXIDE
Yu. I. Moskalev. V. F. Zhuravlev
The paper presents data on the physical properties of tritium, the kinetics of its accululation and distribution in the organs and tissues. The author suggests means of calculating the amount of tritium introduced into the body and that of substantiating the maximum permissible concentration of tritium oxide in the air of industrial premises. Short data on the biological action of tritium oxide and the coefficient of its general i biological effect are given. A new level of the miximum permissible concentration of tritium oxide in the air of industrial premises is suggested to amount to 5-10-9 curie/1.
