CC BY
10
в развитии, плохой аппетит, вялость, частичное облысение и др.)- Особенно отчетливо эти симптомы проявлялись у животных, получавших метионин по 1,2 г на крысу в день. Увеличение количества триптофана в 2 раза (0,256 г на крысу в сутки) не приводило к снижению накопления стронция-90 в теле животных, но вызывало значительное уменьшение накопления цезия-137. При введении в рацион трехзамещенного фосфорнокислого кальция снижалось накопление как цезия-137, так и стронция-90.
Выводы
1. Количество и качество белка в рационе оказывает существенное влияние на уровень радионуклидов в теле подопытных животных. Накопление цезия-137 и стронция-90 в организме животных находилось в обратной зависимости от количества белка, содержавшегося в рационе: чем больше белка в диете, тем меньше накопление цезия-137 и стронция-90.
2. Добавка к рациону подопытных животных белка сои приводила к значительному снижению накопления стронция-90 и цезия-137 в их теле.
3. Включение в диету экспериментальных животных метионина по 0,224 г на крысу в сутки вызывало уменьшение накопления стронция-90 на 50%, а цезия-137 на 28%.
4. Введение в рацион трехзамещенного фосфорнокислого кальция по 0,240 г на крысу в сутки вызывало снижение накопления стронция-90 на 70%, а цезия-137 на 15%.
ЛИТЕРАТУРА
Данецкая Е. В., Ершова В. П., Ушакова А. П. и др. Тезисы докл. 4-й Научно-практической конференции по радиационной гигиене. Л., 1965, с. 15. — Р а м -заев П. В. и др. Труды по радиационной гигиене. Л., 1967, в. 3, с. 251. — Колесник Р. Я. Мед. радиол., 1966, № 9, с. 36.
Поступила 24/111 1969 г.
EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF PREVE NTIVE DIET IN CASE OF INTERNAL IRRADIATION WITH CESIUM-137 AND STRONTIUM-90
E. V. Danetskaya, V. V. Kolesnikov, V. V. Shakalova, I. N. Kupriyanov
The experimental finding was that the accumulation of cesium-137 and slrontium-90 in the body of an animal is indirectly proDortional to the quantity of protein contained in the diet. The addition of a vegetable protein, as soya bean, to the diet of experimental animals brought about a considerable fall in the accumulation of these radionuclides in their body. A dailly introduction into the diet of experimental animals of methionine in a dose of 0.224 gm a rat decreased the accumulation of strontium-90 by 50 per cent and that of cesium-137 by 28 per cent. When calcium triphosphate in a dose of 0.240 gm a rat a day was added to the food ration the accumulation of strontium-90 was decreased by 70 per cent and that of cesium-137 by 15 per cent.
УДК 613.32:546.841.02.232
К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТН232 И ТОРИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
П. П. Лярский, Н. А. Павловская, А. А. Петушков, М. Р. Зельцер, А. В. Провоторов, Л. Г. Макеева
Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
Несмотря на то что в рекомендациях, опубликованных в 1967—1968 гг. Международной комиссией радиологической защиты (МКРЗ) и Международным агентством по использованию атомной энергии (МГАТЭ), предельно
допустимые концентрации (ПДК) некоторых радиоизотопов в веде и воздухе отсутствуют, их значение для оперативного контроля за уровнем загрязнения объектов внешней среды продолжает оставаться первостепенным.
В указанных выше рекомендациях содержатся цифры годового предельно допустимого поступления (ПДП) того или иного изотопа в организм с водой, воздухом и продуктами питания и приводятся стандартизованные показатели, при помощи которых возможен переход от ПДП к ПДК каждого конкретного изотопа.
Однако правильное представление о ПДП и ПДК целиком зависит от экспериментального подтверждения или опровержения отдельных коэффициентов и значений, принятых при расчетах, а также от правильности применения в кгждем конкретнем случае того или иного расчетного параметра.
Для подтверждения сказанного достаточно обратиться к ряду официальных рекомендаций и санитарно-нормативных документов. Так, в рекомендациях МКРЗ (1959) предлагается ПДК растворимых соединений ТИ232, равная 0,5 г/л, ПДК нерастворимых его соединений в пределах 0,5—9 г/л. (Н. Г. Гусев). В санитарных правилах для стран — членов СЭВ рекомендуются ПДК Иг232 на уровне 4 мг/л и тория естественного 2,7 мг/л (П. П. Ляр-ский и А. В. Терман). В действующих в СССР Санитарных правилах работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений (СП-333-60) указана ПДК ТЬ232 и тория естественного, равная 0,1 мг/л.
Колебания рекомендуемых величин ПДК ТЬ232 и тория естественного в питьевой воде свидетельствуют о том, что решение этого вопроса не получило убедительного экспериментального обоснования. В связи с этим мы попытались экспериментально обосновать и уточнить основные параметры, определяющие накопление изотопов тория и продуктов его распада в организме животных и человека, а также рассчитать на основании этих данных ПДК Т1т232 и тория естественного в питьевой воде.
Известно, что основными критериями, влияющими на уровень ПДК этого вещества, как и других, являются доля тория, поступающего в критический орган при заглатывании (Г0) и значения энерговыделения ТИ232 и продуктов его распада. В качестве критического органа нами была принята костная ткань, являющаяся одним из основных мест депонирования тория и продуктов его распада.
Данные литературы, а также данные, полученные нами в эксперименте и свидетельствующие о доле тория, поступающей в кровь и скелет при заглатывании, приведены в таблице.
величина резорбции изотопов тория из желудочно-кишечного тракта в кровь и накопление
его в скелете
Вводимое соединение Вводи мое количество, концентрация Доля тория, поступившего из желудочно-кишечного тракта в кровь Доля тория, поступившего из желудочно-кишечного тракта в скелет 10« Объект исследования Данные
Th232(N03)4 800 ml кг <1 Крысы Salerno
Th232(N03)4 30 » 6 4 » »
Th232(N03)4 50 » 40 ~30 » И. Н. Кендыш
Th232(N03)4 50 » 57 40 » Трайкович
Th232(S04)a 2% раствор ~70 ~49 Морские Scott
свинки
Th232(N03)4 200 мг!кг 12 8 Крысы Наши данные
Th234Cl 4 200 » <5 <3,5 » Hamilton
Th228CI4 2Х Ю-7 мг!мл 30± 8 21 ± 6 > Наши данные
Th228CI4 0,65X10-' » 60± 6 42 ± 11 » > »
ТЬ232ЭДТА 25 » 120 85 » » »
Th234(S04)2 + Maletskos
+ BaS04 — 10 7 Человек
ThO, 200 мг!кг 2± 0,12 2,4±0,1 Крысы Наши данные
Из таблицы следует, что данные о резорбции изотопов тория из желудоч-но-кишечного тракта в кровь разноречивы и зависят, очевидно, от химической природы вводимых соединений и концентрации изотопов тория.
Из многочисленных литературных источников (К. Ф. Лазарев; Ю. В. Кузнецов и соавт.; В. В. Чердынцев и У. X. Асылбаев; И. Т. Сыромятников, М. М. Белоусова и Ю. М. Штуккенберг; В. С. Дементьев. Бакке):) известно, что в воде рек, озер, морей и океанов содержание тория колеблется в пределах 10~Б —10 ~9 г/л, причем около половины этого количества находится, как правило, в ионной форме в виде карбонатных комплексов. В связи с этим большой интерес представляют экспериментальные данные, полученные при введении микроколичеств тория. При этом среднее арифметическое значение доли тория, поступающего из желудочно-кишечного тракта в кровь (/х), составляет 4,6- Ю-3.
Среднее арифметическое значение при поступлении некомплексных соединений тория в концентрации 10—25 мг/мл равно 4,2-10 "3. В соответствии с этим значение /в для изотопов тория, поступающих в скелет, составит ~3-10~3. Значения, полученные при поступлении сравнительно большого количества тория и в случае введения прочных комплексных соединений, мы в расчете не учитывали, так как вероятность присутствия соединений тория в питьевой воде в большом количестве или в виде прочных комплексных соединений крайне мала. По нашим данным и ряду литературных материалов, при введении нерастворимых соединений тория резорбция его из желудочно-кишечного тракта крыс снижается до —2-10-4. Примерно такие же величины установлены и в отношении человека.
Таким образом, при расчете ПДК растворимых соединений тория естественного и ТЬ232 в питьевой воде нами было принято значение /е, равное 3-10 "3; что касается нерастворимых соединений, то доля его поступления в скелет ~10-4 вводимого количества.
Для расчета ПДК ТЬ232 в питьевой воде нами была применена формула, основанная на экспоненциальном законе выведения
X
плк =_[ПДЩ гпку 100_ v
вода" VB-/®ht-3,710W l,6 10-*-24-360o' Г
^эфф-ТЬ,
+
(l-e'W)
A.Th,
-f- £ЭФФ. Th, A-Xh,
\ - е Th'
+
I — e AR. , I — e Th'
В этой формуле предельно допустимая мощность (ПДМ) дозы в соответствии с СП-333-60 принята равной 1 бэр/год (3-я группа критических органов); ткР — масса критического органа (для скелета 7000 г); ХТь, — эффективная постоянная выведения для ТЬ232. Практически она равна постоянной его биологического выведения (по рекомендации МКРЗ—1-Ю-6 ——
сутки
по данным Stover и соавт.—14-Ю-6 —!—'
сутки
Следует отметить, что ни одна из приведенных величин не является достаточно надежной для оценки постоянной биологического выведения из скелета человека; обе они нуждаются в уточнении. ПДК, рассчитанные с их использованием, различаются примерно в 21/2 раза. Для дальнейших
расчетов принимается среднее значение, равное 7-10~6 ¿pj.—.
1 Более точный расчет может быть получен путем применения степенной модели функции удержания для Ra'"8, однако ввиду незначительности в данном случае различия окончательных результатов мы сочли возможным применить более упрощенный метод расчета.
X р —эффективная постоянная выведения для MsTh1(Ra228), практически равная постоянной физического распада, принята равной 3- Ю-4 су'ки ■
X Th,— эффективная постоянная выведения для RdTh(Th228), практически равная постоянной его физического распада, принята равной 10~3 еут'ки
¿=70 лет.
£эфф Th-, — эффективная энергия для а-излучения тория принята равной 205 (£эфф Th1=£Th1-"-OB3=205).
£эфф Th2 — эффективная энергия для Th-228 и продуктов его распада.
Выбор значения ¿эффТЬа требует некоторого пояснения. Из работ Stover и соавт. и Van-Dilla и соавт. следует, что Ra224, образующийся из Th228 в местах его депонирования, уходит из них с вероятностью, сравнимой по величине с вероятностью его распада. Если предположить, что такой же механизм перераспределения справедлив и для Ra228, образовавшегося из Th232, то поскольку A,R =0,3- , можно считать, что весь мезото-
рий, получившийся из тория, перераспределится по «радиевому» типу в плотной части кости, a Th228, образовавшийся при распаде Ra228, остается в месте его депонирования. Исходя из этих предположений коэффициент относительного повреждения п=5 в выражении для 2:ЭффТНг не вводится.
Ra224 вследствие малого периода полураспада практически из мест его образования не выводится и находится в равновесии с Th228.
Данные о выходе торона из кости противоречивы. Как указывают В. П. Шамов, Van-Dilla и соавт., Stover и соавт., он составляет 50, 15 и 4% соответственно. Наиболее убедительны, по нашему мнению, данные Stover и соавт., полученные в опытах на собаках.
На основании всех указанных выше данных можно подойти к расчету величины эффективной энергии Th228 и продуктов его распада Ввфф Th2.
£ЭФФ Th2= 10 [5,4+5,7+0,96x (6,3+6,8+7,9) 1=310 Мэв; Ve—2,2 л (среднесуточное потребление воды человеком); /aThi — доля тория, поступившая в критический орган, от его количества, попавшего в желудочно-кишечный тракт.
Используя приведенные выше значения /„, Е^ТЬц £эфф Th2, A,Thf Xr,. ^ть,, ПМД t и принимая, что значение /в, полученное нами в опытах на крысах и морских свинках, справедливо и для человека, находим по указанной выше формуле значение ПДК тм» Для питьевой воды, равное величине—1-Ю"11 кюри/л. Некоторые новые критерии применены нами на основании литературных и собственных экспериментальных данных и при расчете ПДК в питьевой воде тория естественного.
В настоящее время принимается, что торий естественный включает Th232 и Th228, находящиеся в равновесии. Дозовая нагрузка от Ra228, присутствующего в воде вместе с изотопами тория, при расчете ПДК тория естественного до настоящего времени не учитывалась.
В то же время литературные данные свидетельствуют о том, что в природных водах наряду с Th232 присутствует значительное количество Ra228, Th228, Ra224.
К- Ф. Лазарев, В. С. Дементьев, И. Г. Сыромятников показали, что воды обогащены Ra 22 8 и Th228 и соотношение активностей Ra228 к Th232 в них составляет 4—15. В связи с этим, рассчитывая ПДК тория естественного в воде, мы учитывали вклад в дозу не только от Th232 и Th228, но и от Ra228.
Из предыдущего расчета следует, что максимальная мощность дозы <DTht) за год на скелет от потребления воды, содержащей растворимые соединения тория в концентрации ^Thj кюри/л, будет:
DTh,= 10u-<?Th232 бэр/год.
Вклад в дозу от Ra228 (MsT!^) может быть рассчитан по формуле:
В этой формуле для расчета нами приняты следующие значения:
=Ы0"37^Г; £эфф=310 Мэв; t=70 лет; /br,=0.09 (в соответствии с данными, полученными Salerno); DRa...= = 1,64- 10n-7Raг.'бэр/год. Вклад в общую дозу от Th228(RdTh) может быть получен следующим образом:
Г ХТН,4
DTh„. = 5,85- К)" ./ь^ . (£эфф.т[11)'/—х^— • <7ть,;
/^, = /^ = 3.10-3.
(£8фф.тн,)'= 5,4+0,65- [5,7+0,96(6,3+6,8+7,9] .10-5=1000 Мэв.
При расчете (^фф-ть,)' вводится коэффициент относительного повреждения л=5 в связи с тем, что Th228 и продукты его распада в данном случае локализуются подобно изотопам тория. Множитель 0,65 перед квадратными скобками указывает на равновесное количество Ra224, остающееся в месте депонирования Th228 (согласно данным Stover и соавт.).
DTh"»= 1,75-1010-^Th2 бэр/год.
Вследствие короткого периода полураспада вкладом в суммарную дозу от перорального поступления остальных членов ториевого ряда можно пренебречь. Суммарная мощность дозы на скелет от Th232 и продуктов его распада составляет:
=DTh..'+DRa.,.+DTh»-=<7Th1.1011 (1+а-1,64+а-0,175).
В указанной формуле а — коэффициент равновесности Ra228 и Th228 по отношению к Th232 в воде. Ниже приводится таблица <7ТЬ1=ПДК воды по активности Th232 при различных значениях
a 0,1 0,5 I S 10
«?Thx 0,84 0,52 0,35 0,1 0,05X Ю-11 кюри/л
Таким образом, в результате проведенной работы уточнен ряд параметров (/„), энерговыделение и др., необходимых для расчета ПДК ть»» и ПДК тория естественного в питьевой воде.
Расчетным путем проведено обоснование ПДК Th232 и тория естественного в питьевой воде. В результате расчетов найдено, что ПДК Th232 равна 1-10"11 кюри/л, или 0,1 мг/л, и ПДК тория естественного равна 0,35-10"11 кюри/л, или 0,032 мг/л (для Th232, находящегося в равновесии с продуктами распада и при ПДМ=1 бэр/год). При ПДМ, составляющей 3 бэр/год, полученные значения необходимо утроить.
ЛИТЕРАТУРА
Белоусова M. М., Штуккенберг Ю. М. Естественная радиоактивность. М„ 1961. — Гусев Н. Г. О предельно допустимых уровнях ионизирующих излучений. М., 1961, с. 140. — Кендыш И. Н. В кн.: Распределение и биологическое действие радиоактивных изотопов. М., 1966, с. 22. — К у з н е и о в Ю. В. и др. Радиохимия 1966, в. 4, с. 455. —Лазарев К. Ф. и др. Докл. АН СССР, 1965, т. 164, № 4, с. 910. — Л я р с к и й П. П., Т е р м а н A.B. Гиг. и сан., 1967, № 4, с. 81. — С а ф р о н о в Е. И., Ш а м о в В. П., M ал ы х и н В. М. Мед. радиол., 1967, № 1, с. 52. —Сыромятников Н. Г. Вестн. АН Казахск. ССР, 1960, № 1, с. 83. - Ч ер д ы и пев В. В., Асылбаев У. X. Геология и разведка, 1958, № 9, с. 125. — Hamilton J. G., Radiology, 1947, v. 49, p. 325. — M a 1 e t s k о s С. Y., Radiat. res., 1965, v. 25, p. 215. — Salerno P. R., J. Pharmacol, exp. Ther., 1951, v. 101, p. 31. — S a k k e t W„ Science., 1958, v. 128, p. 17. — S с о t t I. K. et al. J. Pharmacol, exp. Ther., 1952, v. 106, p. 286. — Stover В. J. et al. Radiat. Res., 1965, v. 26, p. 132.
Поступила 5/1X 1969 г.
•SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF TH s" AND OF NATURAL THORIUM IN THE DRINKING WATER
P. P. Lyarsky, N. A. Pavlovskaya, A. A. Petushknv, M. R. Zeliser, A. V. Provotorov,
L. G. Makeeva
On the basis of analysis of published data and that of results of personal observations the authors define the parameters necessarv for calculating the maximum permissible concentration (MPC) of Th232 and that of natural thorium in the drinking water: fb, E ... , the constant of half-elimination of thorium group isotopes, etc. The defined constants made it possible to calculate the MPC Th232 and that of natural thorium in water. By means of th^se calculations were fond the MPC of Th232 in the drinking water to amount to 1,0 10-" curie/1 or 0,1 mg/'l, that of natural thorium to amount to 0,35 10-" curie/1 or 0,082 mg/1, if the maximum permissible dose (MPD) is equal to Lber/yr. If the MPD amounts to 3 ber/yr the calculation results should be increased three times.
УДК 614.7»
К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ НЕРАВНОВЕСНЫХ ЭМАНАЦИЙ
В. И. Бадьин, Р. Я- Саяпина, М. В. Алферов, В. И. Новиков (Москва)
Предельно допустимые концентрации радона и торона, приведенные в Санитарных правилах (СП-333-60), рассчитаны для условий 100% равновесия эманации с продуктами ее распада. На практике это условие почти всегда нарушается. Таким образом, в реальных условиях доза облучения легочной ткани, зависящая от степени равновесности дочерних продуктов, не может быть вычислена по измеренной концентрации радиоактивного газа.
Существует несколько способов определения лучевой нагрузки на легкие при вдыхании эманаций. В одном случае необходимо знать степени равновесности всех дочерних продуктов (Morgan; Tsivoglou и соавт.), в других измеряется так называемая скрытая энергия (Holaday и соавт.). Однако все эти методы в значительной мере усложняют дозиметрический контроль.
Метод, предлагаемый в настоящей работе, позволяет оценить дозу облучения легочной ткани при сдвинутом равновесии дочерних продуктов распада эманации, значительно упрощает измерения и сокращает сроки их выполнения.
Доза облучения дыхательной системы при отсутствии равновесия определяется из выражения, справедливого для стационарного условия:
' 8ш ц+ Вз jj) ] + (QFoEo + QFlE1 + QF2~E2 + QF3E3) ,
тд,еОе1ф1 —доза облучения дыхательной системы для неравновесной эманации;
Dgt=i —доза облучения дыхательной системы для равновесной эманации;
k — переводной коэффициент от активности к дозе;
К0аЩ — коэффициент задержки активности;
Сам — концентрация эманации в воздухе (в кюри/л)\
X, — постоянная распада i-го дочернего продукта эманации (в сек"1);
QFi — фактор качества для i-ro дочернего продукта;
Еj — средняя энергия на один распад i-ro дочернего продукта (в Мэв)\
gj — степень равновесности ¡-го дочернего продукта;
