Методология подхода к экспресс-оценке величины радиационного риска для здоровья населения при воздействии радионуклидов, присутствующих в подземной воде Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

[гиена и санитария 5/2013

О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 614.777:551.49]:614.876

И.П. Коренков, Т.Н. Лащенова, Н.В. Клочкова

МЕТОДОЛОГИЯ ПОДХОДА К ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКЕ ВЕЛИЧИНЫ РАДИАЦИОННОГО

риска для здоровья населения при воздействии радионуклидов, присутствующих в подземной ВОДЕ

ФГУП «Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды» (ФГУП «РАДОБ»), 119121, Москва

Предложен методологический подход для экспресс-оценки величины канцерогенного индивидуального пожизненного риска при употреблении подземной воды населением в питьевых целях. Расчет риска проводится с использованием только величины удельной активности 226Ra в подземной воде. Предложены формулы для расчета величины канцерогенного индивидуального пожизненного риска при употреблении подземной воды населением в питьевых целях для перорального и ингаляционного маршрута воздействия.

Ключевые слова: экспресс-оценка, канцерогенный индивидуальный пожизненный риск, удельная активность, подземная вода

I.P. Korenkov, T.N. Lashchenova, N.VKlochkova — METHODOLOGY OF THE APPROACH TO EXPRESS-ESTIMATION OF RADIATION RISK FOR PUBLIC HEALTH UNDER THE INFLUENCE OF RADIONUCLIDES PRESENT IN THE GROuND wATERS

United ecological, scientific and research centre of decontamination of radioactive waste (RAW) and environmental protection (RADON), 119121, Moscow, Russian Federation

The methodological approach for the express-estimation of the value of individual lifetime cancer risk due to the groundwater use by population for drinking is supposed. The calculation of risk is performed with the use of only the values of specific activity of226Ra in underground water. The formulas for calculating the value of individual lifetime cancer risk in the groundwater use by the population in drinking aims for oral and inhalation routes of exposure are suggested.

Key words: express-estimation, individual lifetime cancer risk, the specific activity, underground water

В России для питьевых целей населения используются в основном поверхностные водоисточники (~64%), около 5% приходится на опресненную морскую воду, остальное - на подземные пресные источники [1].

Лимитирующим фактором водопользования становится загрязнение поверхностной воды. Одним из перспективных решений для питьевого водоснабжения является использование подземных водоисточников. Эксплуатация подземных вод, в отличие от поверхностных, характеризуется высокой стабильностью физикохимических и бактериологических показателей качества и в большинстве случаев не требует применения дорогостоящих и сложных систем очистки и обеззараживания. Контроль качества подземных вод, используемых в хозяйственно-питьевых целях, проводится в соответствии с действующими санитарными правилами. Однако данные ведущих организаций в области изучения радиоактивности природных вод (ФГУП «ВИМС» и ФГУП «ВСЕГИНГЕО» МПР РФ) свидетельствуют о том, что по суммарной объемной a-активности (Аа) и содержанию отдельных радионуклидов до 70% артезианских водоисточников на территории России превышают установленные нормативы [2]. Это требует детального исследования радионуклидного состава для оценки до-зовой нагрузки на население и принятия корректирующих решений в случае превышения нормативного показателя.

Одной из задач при комплексной радиационногигиенической оценке качества подземных вод, используемых для питьевых целей населения без предвари-

Для корреспонденции: Коренков Игорь Петрович, ikoren-kov@gmail. com

тельной водоподготовки [3], является оценка величины радиационного риска для здоровья населения при воздействии радионуклидов, присутствующих в подземной воде. Для наиболее полной оценки вреда, который может быть нанесен здоровью в результате облучения в малых дозах, определяется ущерб, количественно учитывающий как эффекты облучения отдельных органов и тканей тела, отличающиеся радиочувствительностью к ионизирующему излучению, так и всего организма в целом [4]. Возможно определение величины радиационного риска для здоровья населения при воздействии радионуклидов, присутствующих в подземной воде, одним из зарубежных программных комплексов, как, например, Risk Assessment Information System (США) [5]. Расчеты, выполняемые с применением подобных комплексов, достаточно трудоемки, поэтому целью работы являлась разработка методологического подхода для экспресс-оценки величины радиационного риска для здоровья населения при воздействии радионуклидов, присутствующих в подземной воде.

Материалы и методы

Для достижения поставленной цели провели оценку данных радиационно-экологического мониторинга подземных вод Московского региона, полученных в период 2008-2012 гг. Объектом исследования являлась подземная вода Московского региона, используемая для питьевого водоснабжения без предварительной водоподготовки.

В качестве критериев отбора для выбора пунктов контроля источников питьевого водоснабжения выступали техногенный фактор (возможность влияния на химический и радионуклидный состав подземных вод) и возможность использования воды для питьевых нужд населения.

56

Измеряемые

параметры

238U

234U

226Ra

222Rn

210Pb

210Po

232 + 228^^

230Th

228Ra

137Cs

90Sr

Aa

AP

*2A

ZK,A, *1DK (+Adk) *3E, мЗв/год

Для мониторинга выбрали скважины, расположенные на территориях или вблизи потенциально опасных техногенных объектов и в селитебных районах.

Всего для мониторинга отобрали 39 артезианских скважин с интервалом глубины от 20 до 200 м [3].

Для радиационно-гигиенической оценки подземных вод Московского региона провели определение среднегодовых значений индивидуальной эффективной дозы внутреннего облучения (Еэф) для населения при постоянном потреблении воды для питьевых нужд. Для этого исследовали радионуклидный состав подземных вод (см. таблицу).

Из данных, приведенных в таблице, видно, что содержание выявленных радионуклидов в воде в основном меньше соответствующих уровней вмешательства на порядок и более.

При определении радионуклидов количественно определили изотопы 238и-ряда, которые являются дозообразующими радионуклидами для опробованных подземных вод. Содержание 232Th, его дочерних радионуклидов на порядок меньше минимальных значений в диапазоне региональных удельных активностей природных радионуклидов в подземных водах средней полосы европейской части России [2]. Содержание техногенных радионуклидов 137Cs и 90Sr в пробах воды меньше их фонового регионального содержания для подземных вод.

Установлено, что в воде семи скважин (35% от общего числа опробованных) наблюдается превышение показателя по Аа от 1,2 до 2 раз, что требует обязательного полного анализа для проверки воды на соответствие требованиям норм радиационной безопасности. При этом расчет Еэф для этих проб воды показал, что такое превышение Аа от 1,2 до 2 раз не приводит к превышению установленного дозового предела. Выявлено, что в воде только одной скважины, расположенной на севере региона, при Аа ~ 0,4 Бк/кг расчетное значение Еэф ~ 0,1 мЗв/год, что соответствует предельно допустимому значению Еэф.

Расчет Е и ERn вода произвели по формулам, представленным в [б] Суммарную индивидуальную годовую эффективную дозу внутреннего облучения (Ес вода) за счет потребления питьевой воды определили по'формуле:

E = Е + Е , мЗв/год. (1)

На основе полученных результатов по содержанию радионуклидов в воде, представленных в таблице, провели оценку риска воздействия радиационных факторов для здоровья населения при употреблении подземных вод Московского региона в питьевых целях. На основе суммарной индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения населения за счет подземных вод провели оценку пожизненного риска воздействия радиационных факторов для здоровья населения по формуле 2 (НРБ 99/2009):

Риск = Е • K, (2)

сумм вода

Радиационно-гигиеническая оценка воды артезианских скважин Московского региона за период 2008-2012 гг.

*5ув в°да Бк/кг

Диапазон измеряемых содержаний, Бк/кг

"региональные значения, min-max

Расположение скважин

север

центр

скважины

сравнения

3.0

2,8

0,49

60

0,20

0,11

1.9 0,65 0,20

11

4.9

0,2

1.0 <0,20 <1,0 <0,10

0,006-0,06

0,008-0,09

0,01-0,07

10-30

0,0004-0,015

0,0002-1,80

0,003-0,135

0,02-0,10

0,01-0,36

1,2-4,2

<0,001-0,06

<0,001-0,07

0,02-0,39

3-30

<0,0003-0,020

<0,0006-

0,018

<0,001

<0,001

<0,0004

<0,003

<0,002

0,01-0,37

0,07-0,56

0,01-0,07

0,29-1,65

0,006-0,10

0,02-0,27

<0,001-0,08

<0,001-0,12

<0,0002-0,12

2-8

0,0012-0,030

<0,0006-0,03

<0,001

<0,001

<0,0004

<0,003

<0,002

0,09-0,29

0,22-0,48

0,01-0,02

0,70-0,95

0,001-0,07

0,02-0,07

<0,001

<0,001

<0,0002-0,036

1-11

<0,0003-0,0008

<0,0006-0,0012

<0,001

<0,001

<0,0004

<0,003

<0,002

0,09-0,33

<0,0006-0,009

0,01-0,10

*4E - -

Rn вода’

мЗв/год

Примечание. п - расчетное значение показателя качества подземной воды; *2 - оценка соответствия удельной суммарной альфа-активности и суммы активностей радионуклидов; *3Е -среднее значение индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения за счет

воды [6]; *4Er

среднее значение индивидуальной годовой эффективной дозы внутренне-

го облучения населения за счет радона в питьевой воде; *5УВ.вода - уровень вмешательства [4];

*6 1

6 - региональная удельная активность некоторых природных радионуклидов в подземных водах средней полосы европейской части России [2].

где Ес вода - среднегодовая суммарная эффективная доза внутреннего облучения населения за счет потребления подземных вод в питьевых целях;

K - коэффициент риска злокачественных новообразований, 5,5 • 10-2 год/Зв.

Нами выведены формулы для расчета величины пожизненного риска на основе удельной активности радионуклидов, дозовых и взвешивающих коэффициентов для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации.

Для перорального маршрута воздействия радионуклидов при употреблении подземной воды предложена формула:

RISK = А • IFW , • EF • е • k ■ K • ALT, (3)

где: А. — объемная активность радионуклида в воде, Бк/л;

IFWadj - скорректированный уровень перорального потребления воды резидентом в течение 70 лет, 1,8 л/ день;

EFr - продолжительность воздействия, 360 дней/год;

е. — дозовый коэффициент для i-го радионуклида при поступлении в организм взрослых людей с водой, Зв/Бк (НРБ 99/2009);

k. — взвешивающий коэффициент, для 238U, 234U, 226Ra - 0,12, 210Pb - 0,05,

210Po - 0,05 (НРБ 99/2009);

57

[гиена и санитария 5/2013

-4

Риск__...р пхЮ сумм’

2Z6Ra, Бк/кг

И ЕСуММот воды Q Авторская методика ^ US

Рис. 1. Оценка величины канцерогенного риска от радиационного фактора для здоровья населения от подземной воды Московского региона.

K — коэффициент риска злокачественных новообразований, 5,5 • 10-2 год/Зв;

ALT - средняя продолжительность жизни, 70 лет. Для ингаляционного маршрута воздействия радионуклидов при употреблении подземных вод предложена формула для расчета канцерогенного риска:

RISKnh = А. • d • V • е • k • K • ALT, (4) где: А. — объемная активность, 226Ra в воде, Бк/л; d - коэффициент перехода радионуклидов из воды в воздух помещения, 0,5 л/м3;

V — объем вдыхаемого воздуха в год, 8,1 х 103 м3/год; е - дозовый коэффициент для 226Ra при поступлении с воздухом, Зв/Бк;

k - взвешивающий коэффициент, 226Ra - 0,12;

K — коэффициент риска злокачественных новообразований, 5,5 • 102 год/Зв;

ALT - средняя продолжительность жизни, 70 лет. Основным отличием дозовой методики расчета риска (формула 2) от американской и предлагаемой методики состоит в том, что ингаляционный маршрут воздействия рассчитывается исходя из содержания 222Rn в воде. В американской и авторской методиках ингаляционный маршрут рассчитывается исходя из содержания 226Ra в подземной воде. В предлагаемой методике выбор 226Ra для ингаляционного маршрута объясняется тем, что концентрация этого радионуклида в воде менее подвержена скачкообразным изменениям в отличие от 222Rn . Обычно колебания содержания 226Ra в воде находятся в диапазоне доверительного интервала ошибки метода. Взвешивающий коэффициент в предлагаемых формулах 3 и 4 учитывает канцерогенное воздействие дочерних радионуклидов при переходе 226Ra в воздух. На рис. 1 в графическом виде приведены результаты расчета пожизненного суммарного риска злокачественных новообразований по формулам, представленным на сайте US EPA, выведенным формулам 3-4 (авторская методика) и полученные по формуле 2 (дозовая методика исходя из величины E ).

сумм вода7

Из данных, приведенных на рис. 1, следует, что при содержании 226Ra в подземной воде от < 0,0002 до 0,0008 Бк/л величина риска для всех трех методик одинакова.

При удельной активности 226Ra от 0,001 до 0,07 Бк/л наилучшее совпадение величины рассчитанных рисков наблюдается между дозовой и авторской методиками. При более высоких содержаниях 226Ra в интервале от

226 Ra, Бк/кг пх10'2

Суммарный риск, расчет по предлагаемой методике

Риск от 226 Ra, расчет по предлагаемой методике, ингаляционному маршруту

Рис. 2. Сравнение величины суммарного канцерогенного риска от радиационного фактора и канцерогенного риска от 226Ra по ингаляционному маршруту воздействия.

0,10 до 0,39 Бк/л расхождение между этими двумя методиками составляет 2-2,5 раза. Это объясняется тем, что по дозовой методике ингаляционный маршрут учитывает содержание 222Rn в воде, который не находится в равновесии с 226Ra. По предлагаемой методике расчет производится по содержанию 226Ra, находящегося в псевдоравновесии со своими дочерними радионуклидами.

Расхождение величины канцерогенного риска, рассчитанного по американской методике, в сравнении с результатами, полученными по дозовой и предлагаемой методикам, находятся в диапазоне от 10 до 30 раз. Это объясняется тем, что величина MCLs (Maximum Contaminant Levels) для 226Ra в США составляет 5 пКи/л (0,185 Бк/л), что в 2,2 раза меньше УВ для 226Ra, принятого в России (0,49 Бк/л). При расчете рисков по всем трем методикам определено, что лимитирующим маршрутом для поступления радионуклидов в организм является ингаляционный.

При расчете риска по предлагаемой и американской методикам установлено, что основной вклад в суммарную величину риска вносит 226Ra по ингаляционному маршруту воздействия, превышение величины риска по ингаляционному маршруту воздействия над пероральным маршрутом составляет 1-2 порядка, а по общепринятой методике в России (дозовая методика) - 222Rn на рис. 2 в графическом виде показано соотношение величины риска от 226Ra по ингаляционному маршруту воздействия к суммарному риску при расчете по предлагаемой методике.

Лучшая сходимость результатов расчета величины канцерогенного риска получена между данными, рассчитанными по формуле 2 (дозовая методика) и предлагаемой методике через дозовые и взвешивающие коэффициенты (формулы 3 и 4).

Результаты и обсуждение

В ходе проведенной комплексной радиационногигиенической оценки воды питьевых подземных источников водоснабжения Московского региона [7] определен радионуклидный состав и диапазон его изменения и выявлено, что риск злокачественных новообразований от радиационной составляющей при употреблении артезианской воды из всех скважин, в том числе и для воды с

58

Aa ~ 0,4 Бк/кг и Еэф ~ 0,1 мЗв/год, в течение года оценивается как пренебрежимо малый, а в течение жизни - как низкий или допустимый.

Проведенные исследования позволили предложить методологический подход для экспресс-оценки величины канцерогенного индивидуального пожизненного риска по радиационному фактору для здоровья населения при употреблении подземной воды населением в питьевых целях. Для этого для расчета величины канцерогенного индивидуального пожизненного риска при употреблении подземной воды населением в питьевых целях предложены формулы для перорального и ингаляционного маршрута воздействия с использованием только величины удельной активности 226Ra в подземной воде.

Экономическая выгода без снижения требований экологической безопасности может быть достигнута при мониторинге подземных вод на больших новых территориях Москвы, где для питьевого водоснабжения населения часто используются подземные воды без предварительной водоподготовки.

Литер атура

1. Данилов-Данильян В.И. Актуальные проблемы водопользования. В кн.: Актуальные проблемы экологии и природопользования: Сборник научных трудов. вып. 12. М.: РУДН; 2010: 16-20.

2. Бахур А.Е. Радиоактивность природных вод. АНРИ. 19961997; 2 (8): 32-9.

3. Коренков И.П., Лащенова Т.Н., Клочкова Н.В. Комплексная радиационно-гигиеническая оценка качества подземных вод Московского региона. В кн.: Минеральные и питьевые воды. Иллюстрированный профессиональный каталог. М.; 2012; 1: 19-23.

4. СанПиН 2.6.1. 2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). М.: Госстандарт; 2009.

5. Официальный сайт информационной системы по оценке риска (US EPA). URL: http://rais . oml .gov.

6. МУ 2.6.1.1981-05. Радиационный контроль и гигиеническая оценка источников питьевого водоснабжения и питьевой воды по показателям радиационной безопасности. Оптимизация защитных мероприятий источников питьевого водоснабжения с повышенным содержанием радионуклидов: Методические указания. М.: Госстандарт; 2005.

7. Клочкова Н.В. Комплексная радиационно-гигиеническая оценка качества подземных вод Московского региона: Дис. ... канд. биол. наук. М.; 2011.

References

1. Danilov-Danil’jan V.I. Actual problems of water use. In: Actual Problems of Ecology and Nature: Proceedings. Issue 12. Moscow: RUDN; 2010: 16-20 (in Russian).

2. Bahur A.E. Radioactivity of natural waters. ANRI. 1996/97; 2 (8): 32-9 (in Russian).

3. Korenkov I.P., Lashhenova T.N., Klochkova N.V. Integrated radiation-hygienic assessment of the quality of underground waters of the Moscow region. Mineral and drinking water. Illustrated professional catalog. Moscow, 2012; 1: 19--23 (in Russian).

4. SanPiN 2.6.1. 2523-09. The norms of radiation safety (NRB-99/2009). Moscow: Gosstandart; 2009: 100 (in Russian).

5. Official site of an information system for assessing the risk (US EPA) Available at: http://rais.ornl.gov (accessed 18 December 2012).

6. MU 2.6.1.1981-05. Radiation control and hygienic assessment of the sources of drinking water and drinking water according to the indicators of radiation safety. Optimization of protective measures sources of drinking water with high content of radionuclides. Moscow: Gosstandart; 2005 (in Russian).

7. Klochkova N.V. Integrated radiation-hygienic assessment of the quality of underground waters of the Moscow region. Biol. sci. diss. Moscow: Federal State Budgetary Institution “A.N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health” of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation Publ. 2011 (in Russian).

Поступила 31.01.13

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 613.954-058:614.7

П.З. Шур, Н.А. Лебедева-Несевря

ИДЕНТИФИКАЦИЯ СОЦИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ РИСКА ЗДОРОВЬЮ ДЕТЕЙ

дошкольного возраста, проживающих на территориях с высокой антропогенной нагрузкой

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614090, г. Пермь

В статье обоснована необходимость включения социальных факторов (в частности, факторов образа жизни), в процедуру оценки риска здоровью детей, проживающих в условиях техногенной нагрузки на окружающую среду. Раскрыты цель и алгоритм идентификации социальных факторов риска. Приводятся результаты апробации авторских подходов на примере Пермского края (объем выборки - 642 человека). Установлена высокая распространенность поведенческих факторов риска здоровью детей, проживающих на промышленно развитых территориях, - неправильного питания, гиподинамии, подверженности пассивному курению, безответственного медицинского поведения родителей в отношении детей. На основе результатов эпидемиологического анализа по критерию отношения шансов определено, что социально-экономический статус семьи выступает ключевым социальным условием формирования поведенческих рисков здоровью детей дошкольного возраста. Установлено, что образование родителей вносит больший вклад в формирование поведенческих рисков здоровью детей, нежели уровень семейного дохода.

Ключевые слова: риск здоровью; здоровье детей; факторы риска; образ жизни; информированность о риске 59

59