ОЦЕНКА ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИТЕЛЕЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ О КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛУТОНИЯ В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Радиационная гигиена

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК в 16.24-008.927.994-02:614.8761 -07

Н. С. Швыдко, Н. П. Иванова, Н. В. Салазкина, Э. Б. Ершов, В. А. Яковлев

ОЦЕНКА ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИТЕЛЕЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ О КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛУТОНИЯ В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ

НИИ радиационной гигиены ГКСЭН РФ, Санкт-Петербург

В предыдущих исследованиях мы провели оценку доз облучения лиц, живущих на загрязненных после аварии на Чернобыльской АЭС территориях Брянской области, с помощью модельных представлений о миграции плутония в системе почва — человек [ 1 ].

Поскольку в настоящее время нет убедительных доказательств соответствия расчетных значений доз облучения организма плутонием реальным, представлялось целесообразным дополнить рассчитанные дозы облучения величинами, полученными в результате определения концентрации плутония в основных органах и тканях лиц, проживающих в загрязненных районах Брянской области.

Следует отметить, что поступление в организм изотопов плутония «чернобыльского» происхождения происходит на фоне депонированного в органах и тканях глобального плутония.

Из анализа имеющейся информации о содержании в организме глобального плутония [4— 7, 9] можно заключить что, во-первых, концентрации глобального плутония в органах и тканях человека чрезвычайно малы и составляют единицы — десятки мБк/кг, во-вторых, характерна достаточно высокая вариабельность концентрационных нагрузок плутония в том или ином органе, как у жителей отдельной страны, так и у населения разных стран. В целом вариабельность величин, характеризующих концентрацию плутония (в мБк/кг) в легочной ткани, находится в пределах 1—50, в лимфатических узлах — 2— 360, в печени — 0,5—80, в костной ткани — 1—40.

Тем не менее органы и ткани можно расположить в порядке уменьшения в них концентрации глобального плутония в следующий ряд: лимфатические узлы>печень>костная ткань>легкне. Принимая массу скелета равной 10 кг, печени — 1,8 кг, легких — 1 кг, трахеобронхиальных лимфатических узлов — 0,015 кг, можно оценить, что в среднем в организме депонировано 100—150 мБк глобального плутония.

В 1990 г. была начата работа по отбору и подготовке к радиохимическому анализу проб секционного материала (легкие, трахеобронхиальные лимфатические узлы, костная ткань, печень) от лиц, проживавших в загрязненных после аварии на Чернобыльской АЭС районах Брянской области. Масса отобранных проб (в г) варьировала в пределах: легочная ткань — 420—1000, трахеобронхиальные лимфатические узлы — 0,5—10, печень — 100—500, костная ткань — 100—340.

Процедура подготовки проб к радиохимическому анализу, от которой в значительной степени зависит его дальнейший ход, заключалась в следующем. Образцы резали на куски, подвергали термической обработке при 200—300 °С (40—50 ч). Для получения зол светлых тонов обугленный материал в процессе озоления периодически тщательно растирали и смачивали концентрированной азотной кислотой и перекисью водорода (2—6 раз). После полного удаления органических компонентов и растирания золы до состояния пудры пробу считали подготовленной к радиохимическому анализу.

При выборе радиохимической методики определения плутония в секционном материале учитывали общепринятые приемы, вытекающие из анализа имеющейся информации:

во всех без исключения используемых радиохимических методиках выделения плутония наблюдается непостоянный химический выход (от нескольких до 80—90 %). По этой причине необходимо применять индикатор выхода. Поскольку у плутония нет стабильных изотопов, индикатор выхода должен отличаться от тех изотопов, которые присутствуют в анализируемых образцах. Как правило, в качестве индикатора химического выхода используют плутоний 236Ри или 242Ри;

— немаловажное значение для надежного определения плутония имеет количественный перевод находящегося в биопробах радионуклида в раствор. Для этой цели обычно применяют кислотное выщелачивание (азотной кислотой либо смесью азотной, фтористоводородной и хлорной кислот), в ряде случаев полное разложение проб сплавлением остатка после кислотной обработки с карбонатами калия, натрия, пиросульфатами;

— стадия концентрирования плутония обычно включает соосаждение радионуклидов с осадками неизотопных носителей, в качестве которых в зависимости от вида пробы применяют гидроокись либо фосфат железа, фосфат висмута, ок-салат кальция, лантана и др.;

— конечной стадией радиохимического анализа является электрохимическое осаждение плутония и альфа-спектрометрическое определение радиоактивности препарата;

— чтобы быть уверенным в надежности результатов регулярно проверяют «чистоту» реактивов на плутоний.

Используемая в наших исследованиях методика предусматривает полное растворение пробы, введение в качестве индикатора химиче-

Концентрация (в мБк/кг) нзотопов плутония в легких жителей Брянской области

Возраст. "'Pu «»Pu. »»Pu

годы

M. 48 5,9 33,9 0,17

M. 33 5,5 31,8 0,17

M. 42 15,0 40,6 0,37

M. 51 3,2 25,4 0,13

M. 52 9,7 110,0 0,09

Ж. 29 6,9 232 0,03

M. 58 9,1 34,3 0,26

Ж. 31 3,4 106,9 0,03

ж. 70 6,8 15,8 0,43

M. 49 5,1 27,8 0,18

M. 48 1.6 15,4 0,10

Ж. 53 4,8 124,5 0,04

M. 83 1 19,6 0,05

ж. — 3,1 11,8 0,26

M. 49 8,6 122,1 0,07

M. 49 3,6 169,0 0,02

Ж. 56 7.0 30,4 0,23

M. 53 3.6 59,4 0.06

M. 58 1.5 22,2 0,07

M. 59 6,2 137,7 0,05

M. 80 8,9 161,1 0,06

M. 53 2,2 14,9 0,15

Ж. 72 1,6 31,9 0,05

M. 81 8,7 84,2 0,10

Ж. 81 0,9 37,2 0,02

Ж. 71 2,5 42,4 0,06

Ж. 76 1,2 26,9 0,05

M. 33 1.1 23,3 0,05

M. 59 1.3 46,5 0,03

M. 59 1.8 15,1 0,12

M. 67 2,6 8,1 0,32

ж. 73 2,2 7.2 0,31

M. 54 2,9 33,0 0,09

M. 30 4,1 10.7 0,38

Ж. 79 0,9 32,3 0,03

Ж. 1,6 12,1 0,13

Ж. 55 1.9 27,2 0,07

Ж. 61 2,6 38,9 0,07

ж. 23 8,9 81,4 0,11

M. 1.5 31,7 0,05

ж. 2.7 36,1 0,07

Примечание. Тире — сведения отсутствуют.

ского выхода 24:гРи (35,5 мБк на пробу), концентрирование плутония на осадках фосфата железа, ионообменно-хроматографическое отделение плутония от естественных и искусственных радионуклидов, селективное электрохимическое выделение плутония, альфа-спектрометрию полученных препаратов.

Средний химический выход составлял 50±20 %. Параллельно с радиохимическим анализом секционного материала проводили определение плутония в «холостых» пробах, чтобы исключить завышение содержания радионуклида в биопробах за счет возможных радиоактивных примесей в используемых реактивах, воздухе рабочих помещений, т. е. фоновые помехи.

В 1992 г. была проанализирована 41 проба легочной ткани на содержание в ней изотопов плутония. Полученные результаты, характеризующие концентрацию 238Ри и 239 240Ри в легочной ткани 24 мужчин и 17 женщин, проживавших на территории Брянской области и умерших в 1990—1991 гг., представлены в таблице.

Из таблицы очевидно, что концентрация 23йРи в легких колеблется в пределах 1 — 15,0 мБк/кг (в среднем 4,2 мБк/кг), величины для 239'240Ри варьируют от 7,2 до 232 мБк/кг (в среднем 53,0 мБк/кг). При этом следует отметить, что кон-

центрация 239Ри и 240Ри в 75 % проанализированных проб находится в диапазоне 7—60 мБк/кг, а в 17 % превышает 100 мБк/кг. Концентрация 238Ри в 66 % проб варьировала от 1 до 5 мБк/кг, в остальных пробах — от 5 до 10 мБк/кг, в одной пробе зафиксирована его концентрация 15 мБк/кг.

Зависимости концентрации изотопов плутония в легочной ткани от пола не обнаружено. Дифференцируя материал с учетом возраста, следует отметить, что у жителей, умерших в возрасте 51—83 лет (25 человек), концентрация 38Ри и 239 240Ри в легочной ткани оказалась в 1,5 раза ниже, чем у лиц, умерших в возрасте 23—50 лет (12 человек),— 4 и 6 и 48 и 75 мБк/кг соответственно. Можно предположить, что это связано с более продолжительным пребыванием лиц второй возрастной группы на полях и огородах и, следовательно, с большим ингаляционным поступлением изотопов плутония за счет пылеобразова-ния и ветрового подъема загрязненных радионуклидами почвенных частиц.

Для расчета доз облучения легочной ткани жителей исследуемых районов было использовано несколько подходов. В работе L. G. Faust и соавт. [3] рассматривается вопрос о дозах облучения изотопами плутония в результате их ингаляционного поступления в организм работающих и приводится так называемый S-фактор, который связывает мощность эквивалентной дозы с содержанием плутония в легочной ткани. Данные этой работы позволяют сделать вывод, что при средней концентрации плутония в легочной ткани 50 мБк годовая эквивалентная доза составляет величину порядка 13 мкЗв.

По данным Л. Н. Щербаковой [2], в легких концентрация изотопов плутония 1 мБк соответствует годовой дозе 0,28 мкЗв, а значит, при концентрации плутония в легких 50 мБк создается доза 14 мкЗв.

Результат расчета доз на легкие (НРБ — 76/87) несколько иной, а именно для нерастворимых соединений плутония 0,008 мкКи в легких соответствует дозе 15 бэр в год. Из этого следует, что 50 мБк приведет к годовой дозе 25 мкЗв.

Традиционный расчет эквивалентной дозы дает 20 мкЗв в год.

В соответствии с данными |8] концентрационная нагрузка плутония на легочную ткань 6 мБк/кг создает годовую эквивалентную дозу 3,3 мкЗв. Исходя из этих соотношений средняя доза на легкие жителей Брянской области в 1992 г. составляла 29 мкЗв.

Таким образом, при концентрации плутония в легочной ткани 50 мБк создается (в зависимости от способа расчета) годовая доза в пределах 13—29 мкЗв (в среднем 20 мкЗв). Учитывая показанную в таблице вариабельность концентрации 239Ри и 240Ри в легочной ткани жителей Брянской области, можно считать, что соответствующие дозы находятся в диапазоне 3— 90 мкЗв в год. В 75 % случаев доза не превышает 25 мкЗв в год.

Литература

1. Швыдко Н. С.. Иванова Н. П. // Гиг. и сан,— 1992,—

№ 11 — 12,— С. 56-59.

2. Щербакова Л. М. // Гиг. и сан,— 1988,— № 11.— С. 90—91.

3. Faust L. G. et al. // Hlth. Phys.— 1988.— Vol. 55, N 2,— P. 169-173.

4. Fiseine J. M., Cohen N.. Neton J. №.. Perry P. 11 Radial. Res.- 1980,- Vol. 83,- P. 162—168.

5. Irlweck K.. Friedman C., Schoufeld T. // Hlth Phys.— 1980,- Vol. 39,- P. 95-96.

6. Kamamura H., Tanaka J. et al. // Radiol. Prot. Dos.— 1981— Vol. 22,— P. 373—380.

7. Mussalo H., Yaakola Т., Mietinen J. К. // Hlth Phys.— 1980,- Vol. 39.- P. 245- 255.

8. Popplewell D. S. et al. // Radiol. Prot. Dos.— 1989.— Vol. 26, N 1-4,— P. 313-316.

9. Takizawa Y., Hisamalsu S.. Abe T. // Radiat. Res.— 1987.— Vol. 109, N 2.— P. 245—255.

Поступила 13.04.93

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ 1993 УДК 613.32:553.76|-07

Р. А. Бейшенкулова, Т. Р. Бородина. А. С. Виноградов, О. В. Горбатюк, С. И. Иванов

ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ РАДОНА-222 В ИСТОЧНИКАХ ПИТЬЕВЫХ ВОД

ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

Центральный институт усовершенствования врачей, Москва; Раменский филиал НИИ геосистем. Московская обл.

Согласно оценке Научного комитета по действию атомной радиации ООН, около половины суммарной дозы, получаемой человеком от всех источников ионизирующего излучения, обусловлено природным радоном [2]. Основная часть дозы, получаемой от радона, поступает в организм в результате облучения легких вдыхаемыми дочерними продуктами распада радона при нахождении в помещениях, а также от радона, содержащегося в воде.

Осознание большой опасности радона для населения, с одной стороны, и сравнительно простые и недорогие мероприятия по устранению аномальных ситуаций — с другой, способствовали развитию за рубежом исследований по природному радону с целью снижения дозовой нагрузки на население. Так, в США в 1985 г. принята национальная программа по радону, предусматривающая обследование всего жилого фонда и источников водоснабжения [7]. В этой работе занято около 5000 фирм'. Аналогичная программа утверждена Европейским советом в 1989 г. для стран Европейского сообщества [8]. Ряд организаций в нашей стране также ведут работы по природному радону, делают попытки обосновать и реализовать государственную систему защиты населения от воздействия естественных природных радионуклидов.

В июле — октябре 1991 г. мы обследовали ряд питьевых водоисточников (родники, колодцы, скважины) в Новомосковском, Узловском, Киреевском и Богородицком районах Тульской области на содержание радона. Обработанные пробы воды в закупоренном состоянии доставляли в развернутую специально для этих целей полевую лабораторию в г. Новомосковске.

Выбор методики определения радионуклида в значительной степени определяется пределом обнаружения. У нас в стране пока нет норматива на содержание радона в питьевой воде, поэтому можно ориентироваться на норматив Агентства по охране окружающей среды США, равный 74 Бк/л [6].

В связи с этим в Раменском филиале НИИ геосистем была разработана полевая методика перевода радона в измерительную камеру. Схема установки приведена на рисунке. Стандартную бутылку вместимостью 0,8 л целиком наполняют исследуемой водой и закупоривают. Из-за отсутствия газовой фазы радон сохраняется в пробе

воды, что должно способствовать лучшей воспроизводимости результатов. С помощью простых приемов можно практически полностью избежать потерь радона при заполнении емкости.

Проба воды под действием атмосферного давления переводится в такую же емкость (дегазатор) с предельно откачанным из нее воздухом, соединенную с измерительной камерой, из которой также откачен воздух. При этом происходит вакуумная дегазация воды с выделением радона в газовую фазу. Как правило, вакуум в системе в полевых условиях создается с помощью ручного насоса Комовского, а в лабораторных — с помощью любого вакуумного насоса, в дегазационном объеме создается давление не более I атм. Затем через капилляр пробу барботируют наружным воздухом. При этом из воды дополнительно вымывается радон, а самое главное, весь газовый объем продувается более чем 9-кратным объемом воздуха так, чтобы выделившийся ранее радон был вытеснен в измерительную камеру. Объем дегазируемой пробы составляет 0,75 л, т. е. на порядок больше объема барбо-теров в традиционной схеме. Вся процедура перевода радона в измерительную камеру занимает не более 10 мин. При выравнивании давления в системе с атмосферным камера отсекается, и через 3 ч, необходимых для установки равновесия между радоном и короткоживущими продуктами его распада, измеряют их суммарную

з

Блок-схема радиометра для измерения содержания радона в

воде.

I — фильтр; 2 — капилляр; ^ — тройник; 4 — вакуумный дегазатор; 5 — проба воды; 6 — каплеуловнтель; 7 — осушитель; 8 — зажим; 9 — вакуумный поливиннлхлоридный шланг; 10 — вакуумметр; II вакуумный насос Комовского; 12 — блок детектирования со сцинтилляциоиной камерой; 13 — блок регистрации.