CC BY
16
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАДИАЦИОННОЙ ГИГИЕНЫ
Проф. Ф. Г. Кроткое
В нашей стране мирное использование атомной энергии находит исключительно широкое применение. Об этом свидетельствуют доклады, представленные советской делегацией на Международных женевских конференциях 1955 и 1958 гг., в которых были указаны успехи и достижения СССР в области мирного использования атомной энергии. В Советском Союзе построены первые в мире атомные электростанции и атомный ледокол.
Решениями XX съезда КПСС предусмотрена грандиозная программа исследований и мероприятий по использованию атомной энергии в мирных целях.
Радиоактивные изотопы широко применяются в нашей стране для научного исследования, в промышленности и сельском хозяйстве, в биологии и медицине.
За последнее время наметились пути эффективного применения радиоизотопов для стерилизации пищевых продуктов, бактериальных препаратов, антибиотиков и лекарственных средств.
Исследования советских микробиологов и вирусологов показали, что ионизирующие излучения оказывают не только стерилизующее действие на микроорганизмы. В настоящее время установлено, что источники ионизирующей радиации могут быть использованы для получения новых форм микроорганизмов, с новыми свойствами. Открывается возможность получения, таким образом, новых продуцентов антибиотиков, авирулентных штаммов для выработки живых вакцин и т. д. Меченые атомы в микробиологии и иммунологии дают возможность проследить судьбу антигенов в организме, изучить процессы синтеза и разрушения антител.
Использование радиоактивной метки в эпидемиологии дает возможность установить пути передачи инфекции и, в частности, детально изучить роль насекомых — переносчиков в инфекционном процессе болезней человека и животных.
Начиная с 1946 г. радиоактивные индикаторы стали применять и в гигиенических исследованиях. Результаты этих исследований показали целесообразность использования радиоактивных изотопов для решения ряда санитарно-технических вопросов, связанных с проектированием водоочистных установок и канализационных сооружений. Радиоактивная метка позволяет проследить судьбу промышленных и бытовых стоков, поступающих в водоемы и почву.
Особенно важным является то обстоятельство, что радиоактивные индикаторы дают возможность точно определить время и механизм смешивания жидкостей в трубах, резервуарах, проточных и стоячих водоемах. Такие исследования дают законченное представление о процессах самоочищения водоемов при поступлении в них массивных загрязнений.
Было установлено, что в результате процессов разбавления поступающие в воду загрязнения исчезают со скоростью, пропорциональной их
концентрации. В стоячей воде скорость исчезновения загрязнений может быть вычислена на основе экспоненциального закона распада. В проточной воде снос концентрированных загрязнений вниз по течению оказался значительно выше, чем можно было ожидать, исходя из закона экспоненциального распада (чем энергичнее смешивание, тем больше снос концентрированных загрязнений).
Применение радиоизотопов для решения ряда задач оказалось более эффективным, чем использование красителей и солевых индикаторов. Важным преимуществом радиоизотопов является возможность обнаружения их в ничтожных концентрациях. При исследованиях нет необходимости брать пробу воды для лабораторного исследования, а это устраняет досадные ошибки, вызываемые измерением отдельных проб.
Радиоактивные изотопы позволили определить глубину проникновения хлопьев коагулянта в толщу фильтра, дали возможность конструкторам правильно рассчитать размеры фильтров и разумно подобрать фильтрующий материал. Результаты исследований показали, что многие фильтры на водопроводных станциях США были спроектированы с излишним запасом.
Простота и точность методики, а также возможность повторных измерений в случаях применения новой техники делают радиоизотопный метод исследования в гигиене незаменимым.
При использовании радиоиндикаторов большое практическое значение имеет правильный выбор радиоизотопа, применяемого в качестве радиоактивной метки. Период полураспада используемого индикатора не должен быть слишком большим, чтобы исключить радиоактивное загрязнение очистных сооружений, почвы и водоема. По этой причине следует пользоваться радиоизотопами с периодом полураспада (Т) от нескольких часов до 2—3 дней. В гигиенической практике обычно применяются: рубидий-86 (Т = 19,5 дня), натрий-24 в виде ЫаС1 (Т = 0,62 дня), йод-131 в виде Naj (Т = 8 дней).
Большие перспективы в области гигиенического исследования открывает метод авторадиографии, известный еще со времен Беккереля. Четверть века назад авторадиография нашла применение при исследованиях с радиоактивными веществами, естественно встречающимися в растительных и животных организмах.
В настоящее время авторадиография используется в качестве метода исследования для выявления локализации искусственных радиоактивных изотопов, начиная от простых элементов и кончая сложными органическими соединениями.
Метод авторадиографии может найти весьма целесообразное применение и в гигиенической практике для выявления и доказательства наличия радиоактивных веществ в почве и растениях, в различных водных организмах, зоо- и фитопланктоне. С помощью авторадиографии можно установить и документально подтвердить радиоактивное загрязнение многих объектов, интересующих гигиенистов.
По мере развития атомной индустрии и внедрения радиоактивных элементов в различные отрасли народного хозяйства, науки и техники, медицины и биологии число людей, подвергающихся постоянному облучению, растет из года в год. Одновременно может расти и радиоактивное загрязнение внешней среды, в результате чего хроническому облучению малыми дозами может подвергаться население крупных городов, а также промышленных центров и в меньшей степени сельских местностей. Существенную роль в изменении природного фона радиации, обусловленного космическим излучением и наличием радиоактивных элементов в земной коре, играют испытательные взрывы атомных и водородных бомб. Природный фон проникающей радиации, обусловленный действием космического излучения и излучения со стороны земной коры, а так-
же за счет вдыхания радона и потребления радиоактивной воды и пищевых продуктов, содержащих радиоактивный углерод-14, колеблется в пределах 100—150 гпг в год.
За последнее время наблюдаются местные повышения природного фона. Это обстоятельство не может не вызывать чувства тревоги у гигиенистов, поскольку повышение природного фона является непреложным доказательством радиоактивного загрязнения внешней среды.
Опасность биологического действия ионизирующей радиации заключается не только в соматических изменениях, но и в генетическом действии. Дело в том, что даже самые малые дозы облучения учащают мутацию генов. Мутационный эффект прямо пропорционален общей дозе облучения, следовательно, действие доз суммируется, несмотря на их распределение во времени. По современным воззрениям, генетическое действие облучения носит необратимый характер. Генетическое действие ионизирующей радиации за последнее время привлекает внимание не только врачей и специалистов-генетиков, но и широкие круги населения. Вопрос о генетических нормативах облучения является в наши дни проблемой поистине мирового значения. С сожалением следует констатировать, что мы еще не располагаем безупречными данными для строгого научного обоснования генетически допустимых доз облучения. Об этом свидетельствует недавно изданный Всемирной организацией здравоохранения отчет группы выдающихся специалистов'.
По авторитетному заявлению Г. Мюллера, накопление мутационных генов — процесс медленный и с ним считаются куда меньше, чем с сенсационным действием атомной или водородной бомбы. Но генетические повреждения могут причинить человечеству весьма значительный ущерб.
Трудно пока говорить о реальных размерах опасности для человека и его потомства изменений естественного фона. На этот счет существуют различные мнения видных представителей науки. К сожалению, до сих пор остается неизвестной доза, вызывающая нежелательные мутации. Некоторые исследователи считают, что удвоение частоты мутаций могут вызвать дозы порядка 30—80 г. Несомненно, что рост числа мутаций и их закрепление тем больше, чем больше людей подвергается облучению. Следует заметить, что генетические последствия влияния этого нового фактора внешней среды, характеризующегося малой интенсивностью, но действующего длительное время, могут сказаться не скоро. Экспериментальный путь решения этой задачи труден и сложен, так как необходимы длительные наблюдения на громадном количестве лабораторных животных с последующей статистической обработкой полученных данных. Что же касается наблюдений на людях, то для научно обоснованных выводов и обобщений требуется весьма длительное время.
Но не только изменением радиоактивного фона определяется опасность загрязнения внешней среды для человека. Возможные поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду от работающих реакторов и в результате испытаний ядерного оружия создают новую опасность отложения радиоэлементов в организме.
Инкорпорированные радиоактивные вещества представляют большую опасность для человека, чем внешнее облучение. Долгоживущие радиоактивные изотопы, отложившиеся в живых тканях, будут оказывать на человека длительное воздействие. «Погасить» этот источник внутреннего излучения мы пока не можем. Выведение инкорпорированных радиоэлементов — еще не решенная проблема.
В отличие от внешнего облучения, характеризующегося общим дей-
1 Effects of radiation on human heredity. Report'of a study group convened to WHO together with papers presented by various members of the group. Geneva, 1957.
ствием на организм, инкорпорированные радиоизотопы могут оказывать и локальное воздействие на те органы, в которых они откладываются. Очень важно отметить большую опасность для человека действия а- и (^-излучателей в случае их проникновения в организм; а- и (3-частицы, сравнительно малоопасные при действии на человека извне, создают серьезную угрозу его здоровью при внутреннем воздействии.
Особое гигиеническое значение приобретает зашита от радиоактивного заражения внешней среды. Поскольку вопрос о допустимой концентрации радиоактивных веществ во внешней среде нельзя считать окончательно решенным, следует стремиться к тому, чтобы радиоактивные загрязнения ст реакторов и других объектов атомной индустрии не поступали в атмосферный воздух, воду и почву. Радиоактивные отходы, неизбежно образующиеся у реакторов и на предприятиях радиохимической промышленности, необходимо собирать, хранить и удалять таким образом, чтобы не происходило радиоактивного заражения внешней среды. Материальным выражением этого процесса является повышение уровня природного фона, следовательно, наблюдение за всеми изменениями естественного фона является делом первостепенной важности. Этим процессом не могут не интересоваться гигиенические институты, кафедры и санитарно-эпидемиологические станции.
Следует особо подчеркнуть, что локальное загрязнение внешней среды за счет радиоактивных отходов может иметь место при грубом нарушении требований радиационной безопасности и отсутствии санитарного надзора. Здесь идет речь о процессах, поддающихся нашему контролю, в отличие от выпадения радиоактивных осадков в результате испытаний ядерного оружия. В последнем случае можно говорить о повсеместном распространении радиоактивных загрязнений, не поддающихся контролю. Вот почему многократные предложения советского правительства о прекращении испытаний ядерного оружия встретили поддержку громадного числа выдающихся деятелей науки и культуры во всех странах мира. Как известно, Верховный Совет СССР 31 марта 1958 г. постановил: «Прекратить производство в Советском Союзе испытаний всех видов атомного и водородного оружия». К сожалению, это постановление Верховного Совета СССР не нашло отклика у правительств США и Великобритании, располагающих ядерным оружием.
В настоящее время внутреннее облучение как фактор вредности выдвигается на первое место и поскольку отложение радиоактивных веществ в организме человека связано с радиоактивным загрязнением внешней среды, гигиенисты не могут стоять в стороне от решения проблемы радиационной безопасности населения.
При решении вопросов радиационной безопасности особо важное значение приобретает проблема нормирования. Как известно, в нашей стране и в подавляющем большинстве стран мира для внешнего облучения в производственных условиях принята доза в 0,05 г в день, или 0,3 г за рабочую неделю. 4
В последнее время наметилась всеобщая тенденция к пересмотру дозы профессионального облучения в сторону ее снижения.
По современным воззрениям, ни один4человек за свою жизнь не должен получать свыше 200 г.
В случае аварий однократная доза в 25 г может рассматриваться как допустимая доза (не влияющая на переносимость к дальнейшему облучению), если такое аварийное облучение произошло один раз в жизни данного лица. Полученная таким образом доза должна быть обязательно зарегистрирована.
Более сложной проблемой является опасность внутреннего облучения, связанная с поступлением радиоактивных веществ в организм. В отличие от внешнего облучения, когда достаточно установить допустимую дозу в рентгенах, при внутреннем облучении приходится учиты-
вать ряд обстоятельств, относящихся и к человеку, и к радиоактивному веществу. Сюда относятся: физическое состояние радиоактивного элемента, его химические свойства, особенности поведения данного элемента в организме, условия сорбции радиоактивного вещества в организме, распределение и отложение его в органах и тканях, условия выведения из организма.
При попадании радиоактивного вещества в организм важное значение приобретает не столько физический период полураспада, сколько время, необходимое для снижения исходной активности изотопа вдвое (под влиянием процессов обмена и выведения из организма). Наконец, особо важную роль играет накопление определенных радиоизотопов в критических органах.
Сложность взаимоотношений между животным организмом и радиоактивным элементом крайне затрудняет обоснование переносимых доз радиоактивного вещества в воздухе, воде и пищевых продуктах.
Из-за указанных причин минимально допустимые нормы, установленные в различных странах, рассматриваются как временные. По мере накопления экспериментальных данных и систематизации последних минимально допустимые концентрации радиоизотопов в воздухе, в воде и пищевых продуктах подвергаются пересмотру и уточнению.
Как сказано выше, в наши дни защита от заражения воздуха, воды и почвы радиоактивными веществами является важной гигиенической проблемой. Организация гигиенического контроля начинается с систематических наблюдений за уровнем природного фона. При изменении фона следует установить и устранить причину радиоактивного загрязнения среды обитания человека и животных.
Пылевидные радиоактивные вещества можно задержать с помощью фильтров и тем предотвратить поступление радиоактивных аэрозолей в атмосферный воздух. С успехом применяются для очистки воздуха электростатические фильтры, газопромывка и т. д. Следует иметь в виду, что сам фильтрующий материал становится радиоактивным и требует захоронения с соблюдением условий радиационной безопасности.
Опасность поступления в атмосферный воздух радиоактивных газов—аргона-41, ксенона-133 и криптона-85—устраняется путем выпуска их через высокие трубы (100 м и выше). Однако метеорологические условия могут сложиться таким образом, что радиоактивные газы могут оказаться в зоне дыхания человека и животных. Поэтому более целесообразно выдерживать радиоактивные газы до выпуска в атмосферу в специальных газгольдерах до снижения их активности.
Химически активные газы — радиоактивный йод-131 и др. — улавливаются с помощью газопромывки: щелочные поглотители подвергаются последующей обработке как жидкие радиоактивные отходы.
Испытания ядерного оружия являются причиной поступления во внешнюю среду радиоактивного йода-131. Как известно, это вещество избирательно откладывается в щитовидной железе человека и животного. По данным С. Комара и др., наблюдения за содержанием радиоактивного йода у мелкого и крупного рогатого скота могут служить показателем поступления йода-131 во внешнюю среду. Вместе с тем уровень накопления радиоактивного йода в щитовидной железе может служить чувствительным методом измерения и других радиоизотопов в осадках, относительно трудно обнаруживаемых в биосфере.
Наблюдения за радиоактивным йодом с обязательным учетом сроков позволяют косвенным образом судить о накоплении радиоактивных веществ во внешней среде.
Основным фактором увеличения естественного уровня внешнего облучения является долгоживущий цезий-137, являющийся гамма-излучателем. Однако с точки зрения общественного здравоохранения наибольшее значение имеет не столько абсолютное повышение уровня гамма-фона,
ко биологическая роль радиоактивных элементов, проникающих в организм и создающих опасность внутреннего облучения. Среди этих элементов особую роль играет радиостронций-90, включающийся в биологический круговорот вместе с кальцием.
По этой причине при гигиенической оценке радиационной опасности для населения, вызванной выпадением радиоактивных осадков и локального загрязнения внешней среды, в результате грубого нарушения санитарных правил, нельзя ограничиться только учетом повышения гамма-фона. Нужны более тщательные гигиенические исследования, ориентированные на выявление динамики процессов накопления радиостронция и радиоцезия во внешней среде.
Способность водных организмов (зоо- и фитопланктона, водорослей, рачков, рыб) накапливать радиоактивные вещества в количествах, превышающих в тысячи раз удельную активность воды, может быть использована для целей санитарной индикации. Систематические наблюдения за накоплением активностей в растительных и животных организмах позволяют судить о динамике процессов, связанных с радиоактивным загрязнением и самоочищением воды.
Задача удаления и обезвреживания радиоактивных отходов является одной из наиболее трудных. Дело в том, что радиоизотопы в соответствии с местом, которое они занимают в периодической системе элементов, ведут себя по-разному. По этой причине не существует единого для всех радиоактивных отходов метода обработки. Возможно лишь объединение в группы радиоизотопов, ведущих себя одинаковым образом.
Во всех странах мира ведутся специальные исследования, имеющие целью путем комбинации нескольких процессов обработки добиться полного воздействия на радиоактивные вещества, содержащиеся в радиоактивных отходах.
Для сточных вод, содержащих радиоактивные вещества, характеризующиеся низкой интенсивностью излучения и коротким периодом полураспада, наибольшее распространение в практике получила комбинация двух методов'. Сначала разбавленные радиоактивные стоки выдерживают в баках или цистернах до известного снижения их активности. Затем их еще раз разбавляют неактивными водами и удаляют в водоемы. Допустимый уровень активности не должен превышать 10~8 С/л. Особо строгие санитарные требования предъявляются в этом случае к механическим и противокоррозийным свойствам резервуаров для хранения жидких радиоактивных отходов.
О масштабах обработки радиоактивных стоков можно судить по Окриджской национальной лаборатории, дающей в неделю 20 ООО м3 жидких отходов низкой активности и 180 м3 высокоактивных стоков.
В отношении последних общее стремление направлено к тому, чтобы сконцентрировать радиоактивный материал, а затем правильно обеспечить его длительное хранение без опасности загрязнений внешней среды.
В настоящее время наметились следующие пути решения проблемы радиоактивных отходов: 1) рекуперация радиоизотопов побочных продуктов из реакторов; 2) очистка с использованием ионообменных смол для дезактивации сточной воды с целью ее дальнейшего использования на атомных энергетических установках; 3) концентрация радиоактивных отходов с последующим удалением высокоактивного материала в специальные хранилища или использованием его для выделения чистых радиоизотопов; 4) применение методов биологической обработки сточных под с целью снижения их активности; 5) удаление высокоактивных материалов в море с предварительной фиксацией их в цементе или блоках из керамики; 6) хранение радиоактивных отходов высокой активности в контейнерах с целью их иммобилизации (чтобы исключить всякую возможность радиоактивного загрязнения внешней среды).
Все перечисленные методы удаления и обезвреживания радиоактивных отходов имеют свои достоинства и недостатки.
Мировая практика еще не нашла вполне удовлетворительного решения с точки зрения радиационной безопасности. Имеются большие трудности технического характера. Серьезную роль играет высокая стоимость установок по обезвреживанию радиоактивных отходов. Отсюда возможны и нарушения санитарных правил. В задачи органов санитарного надзора входит осуществление санитарного контроля за удалением, хранением и обезвреживанием радиоактивных отходов.
В результате весьма неполного обзора состояния и перспектив развития радиационной гигиены этой новой научной дисциплины, вызванной к жизни научным прогрессом нашего времени, можно выделить в качестве первоочередных задач:
1) систематическое наблюдение за состоянием природного фона и его изменениями в результате радиоактивного загрязнения внешней среды за счет мирного применения атомной энергии и испытаний ядерного оружия;
2) осуществление строгого санитарного контроля за поступлением радиоактивных загрязнений в атмосферный воздух, воду и почву в целях выявления причин радиоактивного загрязнения внешней среды и их устранения, если речь идет о контролируемых источниках радиоактивности;
3) систематические исследования пищевых продуктов, особенно молока и молочных продуктов, рыбы и рыбных консервов на содержание радиоактивных веществ вообще и радиостронция-90 в особенности.
4) участие гигиенистов в разработке нормативов, т. е. в обосновании допустимых концентраций радиоактивных веществ в воздухе, воде и пищевых продуктах;
5) разработка вопросов дезактивации воды на случай радиоактивного загрязнения водоемов;
6) участие в разработке проблемы удаления и обезвреживания радиоактивных отходов: газообразных, жидких и твердых;
7) участие в разработке санитарного законодательства, ориентированного на защиту населения от длительного воздействия ионизирующей радиации в результате выпадения радиоактивных осадков и радиоактивного загрязнения внешней среды;
8) научно-практическая разработка вопросов использования радиоактивных изотопов (индикаторов) для решения гигиенических задач.
Поступила 26/У 1958 г.
•£г
