CC BY
12
Выводы
1. При вычислении тепловой изоляции тела с учетом удельной поверхности каждого отдельного анатомического участка получаются (в зимней одежде во время прогулки на открытом воздухе) более точные результаты.
2. При вычислении средневзвешенной суммарной тепловой изоляции тела учитывается топографическое распределение теплозащитных свойств комплекта одежды.
Л ИТЕРАТУРА
Постников Б. Н., Френкель Г. Л. Ожоговый шок и борьба с ним. М., 1950. — Б ар тон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957. — Фанко-н и Г., ВальгренА. Руководство по детским болезням. М., 1960.
Поступила 4/1X 1965 г.
ESTIMATION OF THE THERMAL INSULATION OF CHILDREN'S BODY
N. P. Prokopiev
The thermal insulation of the body, attained with a complete set of winter clothing and its surrounding air, was determined by direct measurement of body temperature and by determining the thermal current of separate parts of the body by means of a combined installation "Bioteplomer" with 9 gages. Observations were made over children at the time of walk in the open air in winter. The thermal insulation of the body was estimated by means of two methods. A comparison of the results obtained shows average values, determined by the ordinary method, to be lower than mean numbers, estimated with due regard for the thermal insulation of separate anatomical parts, on an average over 20 per cent.
удк 615.798.7-043
НАКОПЛЕНИЕ ДОЛГОЖИВУЩИХ ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ РАДОНА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПИТЬЕВОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАДОНОВЫХ ВОД
С. В. Андреев Центральный институт курортологии и физиотерапии, Москва
Действующими Санитарными правилами 333-60 не введено каких-либо ограничений на содержание радона в питьевой воде. Поэтому при питьевом водоснабжении населения в некоторых случаях используют воды с повышенным содержанием этого изотопа. Кроме того, радоновую воду со сравнительно высокой концентрацией радона — как минеральную, так и приготавливаемую с помощью препаратов радия — применяют в лечебных целях (3. Н. Агапова; Happel; Wolfram, и др.). В таких водах, кроме радона, находится и некоторое количество продуктов распада радона (короткоживущих и отчасти долгоживущих).
Потребление радоновых вод приводит к сохранению в организме человека долгоживущих дочерних продуктов радона. Между тем, за исключением некоторых ориентировочных данных (Ф. Л. Лейтес и Л. С. Рузер; Fernau и Smereker), в литературе нет сведений о том, сколько этих изотопов накапливается при питье радоновой воды.
Цель настоящей работы — дать обоснованную количественную оценку накопления каждого из долгоживущих дочерних продуктов радона в организме человека при приеме радоновой воды.
Накопление в организме РаЭ, РаЕ и Ро210 при питье радоновой воды происходит двумя путями. Первый путь — распад в пределах организма радона и короткоживущих его дочерних продуктов, вводимых с радоновой водой. Второй путь — попадание в организм некоторых количеств 1?аО, ИаЕ и Ро210, собравшихся в радоновой воде до ее питьевого использования.
Некоторые характеристики радона и его основных дочерних продуктов представлены в табл.1.
Таблица 1
Некоторые характеристики радона и его основных дочерних продуктов
Символ Изотоп Физические константы «Эффектив н ые» константы Число атомов изотопа в 1 мккюри, п Доля изотопа, попадающая из желудочно-кишечного тракта в кровь, \ Предельно допустимое содержание в организме, ч (в мккюри)
Г \ (в сек ) гэфф. (в сутках) Х9фф. (в сек )
Ип 86к""' 3,823 суток 2,1 Ю-6 _ __ 1,8-10"» 1,00' _
ИаА 84р°"' 3,05 мин. 3,79-10~3 — — 9,8-Ю-5 — —
ИаВ 82рьг" 26,8 мин. 4,31.10~4 — — 86-1»1 — —
ИаС 83ш"' 19,7 мин. 5,86- Ю-4 — — 63-10' — —
ИаО 82рь" 22 года 9,98-Ю-10 1 200 6,69-10~ -9 3,7-Ю'з 0,08 4,0
ИаЕ 83ш"° 5,02 суток 1,61 Ю-6 2,5 3,2110" -6 2,3-10'° 0,01 20,0
Ро 84Ро,'° 138,4 суток 5,80-Ю-8 25 0,32-10" -6 6,410" 0,06 0,4
1 В желудочно-кишечном тракте распадается около 0,3% попавшего в организм радона, во всех прочих органах и тканях — от 0,11 до 0,15%. Остальной радон выводится через легкие и кожу (С. В. Андреев, 1962 и 1963).
Первый путь накопления ИаО в организме практически не зависит от «возраста» радоновой воды Количество этого изотопа может быть определено следующим образом. Если в желудок попало, например, 1 мккюри радона с равновесными ему количествами ИаА, ИаВ и РаС (число атомов этих изотопов указано в табл. 1), то все атомы РаА, ИаВ и ИаС, распавшись в желудочно-кишечном тракте, превратятся в такое же число атомов РаО 2.
За время нахождения радона в желудочно-кишечном тракте успевает распасться и впоследствии превратиться в РаО только 0,3%, т. е. 54 • 106 атомов.
Из этих атомов радона, а также из РаА, РаВ и РаС, поступивших с водой в желудок (см. табл. 1), образуется 213* 106 атомов РаО, которые в основном выводятся из организма в течение суток; но 8% этого количества (17- 106 атомов) поступают в кровь и накапливаются в организме («Радиационная защита»).
Примерно 99,7% радона, попавшего с водой в желудок, попадают в кровь и другие ткани организма за пределами желудочно-кишечного тракта. Около 0,13% этого количества радона — 23-Ю6 атомов — успевает распасться в этих тканях и превратиться в атомы радия О.
1 Под «возрастом» радоновой воды подразумевается промежуток времени между выходом ее из каптированного источника (или моментом обогащения ее радоном при использовании для этой цели препарата радия) и моментом питьевого использования этой радоновой воды.
2 Короткоживущие продукты распада радона из-за малого периода их полураспада практически не успевают проникнуть через стенку желудочно-кишечного тракта.
Таким образом, в организме человека после питья радоновой воды с содержанием 1 мккюри Кп в равновесии с его короткоживущими дочерними продуктами первым путем образуется (17 + 23) • 106 = 40 • 106 атомов ИаЕ), что составляет активность:
<7в = з407,'ои, =1,1 -Ю-12 кюри ЯаО, (1)
где 3,7* 1019 — число атомов ИаО в 1 кюри этого изотопа.
Второй и, как показывает анализ, главный путь поступления ИаО, ИаЕ и Ро210 в организм связан с содержанием их в радоновой воде, которое находится в прямой зависимости от ее «возраста». Если первоначально (¿ = 0) в предназначенном для питья объеме воды содержится кюри радона, то к моменту времени / количество этого радона уменьшится до используемого для питья количества :
Количество распавшегося за время / радона составляет:
Л I о I 11 — е~хНп4
—<7кп = 9яп--иг—г •
е Ип
Если время 1 дня, то число атомов Ип, распавшихся до ИаО, станет весьма большим по сравнению с числом атомов ИаА, ИаВ и КаС, имеющихся в воде; поэтому можно считать, что практически все распавшиеся атомы радона успевают превратиться в атомы ИаО. Количество образовавшегося в воде ИаО (Л^) будет составлять:
(3)
1 о
где и То — соответственно периоды полураспада Ип и ИаО. Из уравнений (2) и (3) следует:
„I ип 1-е п ла щ-з 1 —е Нп /л\
-г----л, 1 =0,4о • 10 • <7яп •-1 • (4)
Б е Яп е Ип
Количества ИаО, образующиеся в воде в функции времени /(Д<7 £,).
приводятся ниже.
По коэффициентам накопления ИаЕ и Ро210 из КаБ за время / (В. И. Баранов и соавторы) и по полученной кривой накопления ИаО нетрудно подсчитать количество этих изотопов, образовавшееся в воде (табл. 2) К
Зная коэффициент / (см. табл. 1), определяющий долю количества элемента, попадающую из желудочно-кишечного тракта в кровь, от его общего введенного количества («Радиационная защита»), можно подсчитать активности ИаО, ИаЕ и Ро210 (соответственно , Я "Е и ЯРо)
оставшиеся в организме по истечении 1 суток после приема радоновой воды (см. табл. 2).
Суммарное количество ИаО, накопившееся в организме указанными двумя путями, при количестве радона в выпитой воде, составляющем 1 мккюри, и при «возрасте» ее (¿), составляющем 1 сутки, будет равно:
<$>=1,1 • Ю-12 кюри + 7,7- Ю-12 кюри=8,8- Ю-12 кюри.
1 Как здесь, так и в дальнейшем не учитывается адсорбция части атомов этих изотопов из воды на стенках посуды и пр., приводящая к уменьшению накопления ИаО, ИаЕ и Ро210 в организме.
Таблица 2
Количества ИаО, ИаЕ и Ро21'1 в радоновой воде различного «возраста», в которой к моменту питьевого использования содержится 1 мккюри радона, и количества изотопов, поступающих в кровь при приеме внутрь воды с указанным содержанием изотопов (¡7")
«Возраст» радоновой воды (в сутках) Единица измерения (в кюри)
Изотоп 1 2 3 4 Б 6 7
ИаО, Д<7р 0,960 2,100 3,47 5,11 7,08 9,44 12,26 10-ю
ИаЕ, Д<7£ 0,030 0,130 0,30 0,52 0,83 1,21 1,67 Ю-10
Ро, Л<7ро 0,050 0,290 1,07 2,78 5,50 9,40 15,70 Ю-13
ИаО, q"u 0,770 1,680 2,78 4,09 5,66 7,55 9,81 иг"
ИаБ, <?Е 0,003 0,013 0,03 0,05 0,08 0,12 0,17 10-"
Ро, я'ро 0,030 0,170 0,64 1,67 3,30 5,60 9,40 Ю-14
Таблица 3
Максимальные количества ИаО, ИаБ и Ро-'10, накапливающиеся в организме при питье радоновой воды с количеством радона
Изотоп «Возраст» радоновой воды (в сутках)
1 2 3 4 - 6 7
Количество изотопа в 10 11 кюри
1 мккюри ИаО 0,9 1,8 2,9 4,2 5,8 7,7 9,9
ИаЕ 0,45 0,9 1,5 2,1 2,9 3,9 5,0
Ро 0,09 0,18 0,29 0,42 0,59 0,77 1,0
Предельно допустимое количество изотопа в организме (в %)
100 мккюри
ИаИ 0,02 0,05 0,07 0,11 0,15 0,19
ЯаЕ 0,002 0,005 0,008 0,011 0,015 0,02
Ро 0,02 0,05 0,07 0,11 0,15 0,29
0,25
0,025
0,25
Значение коэффициента К в формуле для подсчета максимального количества
изотопа (кюри)
<э = <гКп ■ ю-
6 К ИаО 9,0 18,0 29,0 42,0 58,0 77,0
ИаЕ 4,5 9,0 15,0 21,0 29,0 39,0
Ро 0,9 1,8 2,9 4,2 5,8 7,7
99,0 50,0 10,0
При «возрасте» (¿), составляющем 2 суток:
<$> = 1,8- Ю-и кюри
и т. д. '(табл. 3).
После приема порции радоновой воды количество ИаБ в организме <2о будет уменьшаться по уравнению:
<2о = <3°о-е, (5)
где — количество ИаО, накопившееся в организме в результате питья радоновой воды; —константа эффективного выведения ИаО из
организма, равная: •
Я'о=-^5.=6,69-10-а сек
' эфф.
(см. табл. 1);
£ — время, прошедшее после питья радоновой воды. Графически этот процесс показан на рисунке.
Количества ИаЕ и Ро210, являющихся дочерними продуктами будут изменяться по более сложной зависимости. Поскольку эффективные константы выведения этих изотопов {Т' и А/) отличаются от их физических констант распада (Г и Я), количество атомов первого дочернего продукта — ИаЕ—Ые, соответствующее «эффективному» равновесию,
9*
г—
—г
ю*
ш
воо
/гоо , /воо е, дни
гооо гш
Накопление по времени ИаО (/), ИаЕ (2) и Ро210 (3) в организме человека в результате однократного перорального приема радоновой воды.
Количество ЯаО, накопившееся в организме человека через сутки после питья радоновой воды, принято за 1,00.
устанавливающемуся в живом организме, определяется по следующему уравнению:
Заменяя N0^- Яо через (¿о (активность ИаО), а Ые — через (поскольку <2е = ^ • >.е), приводим уравнение (6) к виду:
<2Е = <?О-^- = <2О-:
(7)
Таким образом, можно получить выражение для активности Ро210 при «эффективном» равновесии (<2р0) с ЙаО:
Зро=ЗЕ
Ро
Ро
<2и
Т„ т
Ро
ТЕ ТРо
(8)
Соотношение количеств ИаО, ИаЕ и Ро210 при таком «эффективном» равновесии составляет 1 : 0,5 : 0,1. Ввиду того что количества ЙаЕ и Ро210, поступившие в организм из желудочно-кишечного тракта, значительно меньше равновесных по отношению к количеству ИаО, в течение некоторого времени после питья радоновой воды в организме происходит накопление этих изотопов за счет постепенного распада материнского изотопа с периодом полураспада То. Для графического построения кривых этого накопления (см. рисунок) можно использовать основные уравнения теории радиоактивного распада и накопления дочерних изотопов с уче-
том констант их эффективного выведения, физических констант распада и данных об исходных количествах этих изотопов, оставшихся после питья радоновой воды в организме.
Найденные, таким образом, максимальные количества RaD, RaE и Po210, накапливающиеся при питье радоновой воды в организме человека, приведены в табл. 3.
В нижней части табл. 3 представлены данные, позволяющие с помощью простой формулы Q=Qrti- 10—® - /С подсчитать максимально возможное накопление каждого из долгоживущих дочерних продуктов радона в организме человека при питье радоновой воды, содержащей Qrh кюри радона при «возрасте» этой воды до 1 недели. Значение 10_6'К представляет собой доли активности изотопов RaD, RaE и Po210, накапливающихся в организме, от суммарной активности (количества) радона в воде, использованной для питья.
Анализ данных, приведенных в табл. 3, показывает, что накопление RaD, RaE и Po210 за счет потребления радоновой воды, даже при введении в желудок 100 мккюри радона, невелико.
При лечебном питьевом использовании радоновых вод, получаемых с помощью препаратов радия, когда «возраст» такой воды не превышает 1—3 дней, а общее количество радона, принимаемое за курс лечения, не превышает 100 мккюри (3. Н. Агапова), количество долгоживущих изотопов, накапливающееся в организме, составляет: RaD — 3 ■ 10—9 кюри (менее 0,1% предельно допустимого количества этого изотопа q); RaE — 1,5-10-9 кюри (менее 0,01 q) и Ро210 — 3-10~10 кюри (менее 0,1% q)-Уменьшение же «возраста» такой воды (использование свежеприготовленного раствора радона в воде) снижает эти незначительные величины еще в несколько раз.
При лечебном питьевом использовании природных минеральных радоновых вод следует учитывать, что из-за сравнительно низких концентраций радона в таких водах его количество, поступающее в организм больного за весь курс лечения, значительно ниже, чем при использовании вод, специально обогащаемых радоном.
К тому же в водах, поступающих в бюветы из каптированных источников, дочерние продукты радона практически отсутствуют (А. Н. Огильви и Е. С. Щепотьева). Поэтому накопление долгоживущих дочерних продуктов радона в организме в таких случаях настолько мало, что им можно пренебречь.
Использование радоновых вод для питьевого водоснабжения местного населения в свете приведенных выше данных также не вызывает сколько-нибудь серьезных опасений в связи с попаданием и накоплением в организме человека RaD, RaE и Po210, тем более что эти изотопы активно адсорбируются на внутренних поверхностях резервуаров и водо-проводящих путей.
Можно, таким образом, заключить, что питьевое использование радоновых вод с точки зрения накопления в организме долгоживущих дочерних продуктов радона не представляет опасности.
ЛИТЕРАТУРА
Агапова 3. Н. Мед. радиол., 1962, № 12, с. 17. — Андреев С. В. Там же,. № 8, с. 40. — Он же. Там же. 1963, № 9, с. 69.—Баранов В. И. и др. Справочник по радиометрии. М., 1957. — Лейтес Ф. Л., Рузер Л. С. Вопр. курортол., 1961, № 1, с. 13. — Огильви А. Н., Щепотьева Е. С. Опыт изучения короткоживущих продуктов распада эманации радия в цхалтубских минеральных водах и процессов-осаждения на кожу при купании в ваннах и бассейнах. Тифлис, 1935. — Радиационная защита. М., 1961. — Fern au А., Smereker Н., Strahlenterapie, 1933, Bd 46, S. 365.— Happel Р., В кн.: Klinisches Lehrbuch der physikalischen Therapie. Jena, 1950, S. 281. — Wolfram S., Strahlentherapie der Hautkrankheiten. Wien — Bonn, 1956.
Поступила 2/VII 1965 r.
ACCUMULATION OF LONG-LIVE DAUGHTER PRODUCTS OF RADON IN HUMAN BODY IN DRINKING OF RADON WATERS
S. V. Andreev
The paper deals with assessment of the possibility of accumulation in human body of long-live daughter products of radon as a result of drinking radon waters. Analysis of the data obtained shows that such an accumulation of isotopes is quite insignificant and under ordinary conditions it cannot lead to appearance in human body of RaD, RaE and Po210 in concentrations approaching the maximal permissible values.
удк 614.73:546.791.02.235
К ВОПРОСУ О КОНТРОЛЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ И ВОЗДУХА УРАНОМ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ПРИСУТСТВИИ ЕГО ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ
И. Л. Шалаев (Ленинград)
В ряде случаев создается радиоактивное загрязнение воздушной среды и природных вод ураном совместно с его дочерними продуктами. Это происходит, например, при работах с радиоактивными рудами, когда в исходном материале присутствуют практически все члены уранового ряда, а также изотопы актиниевого ряда, родоначальником которых является и235. В таких условиях оценка уровня радиоактивного загрязнения контролируемой среды, исходя только из предельно допустимой концентрации (ПДК) урана, не может правильно отражать действительную радиационную опасность существующего загрязнения.
Для случая равновесного уранового ряда концентрации изотопов, соответствующие ПДК смеси, согласно ПДУ-60 (Санитарные правила 333-60, приложение 2), могут быть вычислены по формуле:
Сравн. = ^-Ц- кюри!Л, 0)
I
где суммирование производится по всем членам ряда.
Результаты расчетов по формуле (1) и ряд вытекающих из них соотношений для изотопов, определяющих ПДК равновесного ряда, приведены в таблице. В расчетах учтены также члены актиниевого семейства, концентрации которых брались в соответствии с природным соотношением и238 ии235. Два члена актиниевого семейства—Ра и Ас—оказывают заметное влияние на ПДК равновесного уранового ряда в воздухе. Наряду с а-активными и, Jo, Ра, Ро и Ра ПДК равновесного ряда определяется также двумя (З-активными изотопами — РаО (воздух, вода) и Ас (воздух). Однако следует отметить, что ПДК последних двух изотопов практически полностью обусловлены а-излучением дочерних продукте^, накапливающихся в критических органах за время их пребывания в организме человека (Радиационная защита. Рекомендации МКРЗ).
В последнем столбце таблицы приведены «вклады» основных членов уранового и актиниевого рядов в ПДК равновесной смеси. В качестве характеристики «вклада» использовано отношение:
^=^7-100%. (2)
Коэффициент К\ показывает, насколько ПДК равновесного ряда обусловлена величинами ПДК отдельных изотопов. Из этих данных, в частности, следует, что «вклад» урана в ПДК равновесного ряда в воздухе и в воде составляет лишь 2 и 2,8% соответственно.
