ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТРИТИЯ В ВОЗДУХЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ления стронция-90 в их организме. Следовательно, защитный эффект можно объяснить 'преимущественно снижением усвоения и накопления стронция-90 у подопытных животных. Обращает на себя внимание, что такой эффект оказался достаточно четким при относительно небольшом повышении уровней кальция и фтора в корме, не выходящем за пределы физиологических колебаний.

Выводы

1. В организме животных, получавших корм с повышенным (в физиологических пределах) содержанием кальция и фтора, при введении стронцйя-90 через рот отложилось и на протяжении всей жизни сохранилось меньшее количество изотопа, чем у контрольных животных.

2. Продолжительность жизни животных, получавших корм с повышенным количеством кальция и особенно кальция и фтора, оказалась существенно выше, чем в контроле.

3. Устойчивость животных, дополнительно получавших кальций и особенно кальций и фтор, к лучевой болезни, вызванной стронцием-90г а также к ее важнейшим отдаленным последствиям — злокачественным поражениям — была выше, чем у контрольных животных.

ЛИТЕРАТУРА

Габович Р. Д. Фтор и его гигиеническое значение. М., 1957. — Книжников В. А. Мед. радиол., 1961, № 11, с. 58. — Книжников В. А., Б у г р ы ш е в П. Ф. Вопр. пит., 1963, № 6, с. 56. — Литвинов Н. Н. Радиационные поражения костной системы. М., 1964. — М о с к а л е в Ю. И., С т р е л ь ц о в а В. Н. В кн.: Распределение, биологическое действие и миграция радиоактивных изотопов. М., 1961, с. 172.— Шиловцев С. П. и др. Труды Куйбышевск. мед. ин-та, 1963, т. 24, с. 11. — Gil-lef С., Lennes G., С. R. Soc. Biol., 1964, v. 158, p. 205. — S u 11 i v a n M. F.r MarksS.,ThompsonR. C, Am. J. Path., 1963, v. 43, p. 527.

Поступила 27/11 1967 г.

THE PROTECTIVE ROLE OF CALCIUM AND FLUORINE IN FOOD AND WATER IN THE ACTION OF STRONTIUM-90 ON RATS V. A. Knizhnikov, V. P. Grozovskaya, P. A. Vlasov, О. I. Belousov, V. V. Sedov

In the experiment performed over 300 albino rats the authors studied the effect of strontium-90 administered per os in water in a dose of 2 цс/g body weight. The animals were divided into 3 groups: 1st the control group received food containing calcium below the standard level; the 2nd group received 3 times as much calcium; the 3rd group received the same amount of calcium in the food as the 2nd and besides drank water with a somewhat higher fluorine content (3 mg/1). The investigation results obtained showed the animals, that were given additional calcium in food and, especially those that were given both calcium and fluorine, to live longer that the animals of the control group. They presented slighter symptoms of the radiation disease; cancer of the oral cavity and osteosarcoma developed much later in few cases. The strontium-90 content in the skeleton of the experimented animals during the test (470 days) was lower than that of the control animals.

УДК 613.63:[613.155.3:546.11.02.3

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТРИТИЯ В ВОЗДУХЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Ю. М. Штуккенберг, В. Ф. Журавлев

Институт биофизики Министерства здравоохранения СССР, Москва

Изотоп водорода тритий (Н3,Т) открыт в 1934 г. Олифантом, Харте-ком и Резерфордом. Известно, что тритий постоянно образуется в верхних слоях атмосферы в результате действия нейтронов вторичного космического излучения на ядра атомов азота.

Тритий является мягким р-излучателем. Ядро его состоит из 1 протона и 2 нейтронов. Период полураспада составляет 12,4 года. Энергия р-частиц равна 18,6 кэв. Относительная биологическая эффективность р-частиц трития соответствует 1,7 (рекомедации Международного контроля по радиологической защите, 1959) (табл. 1).

Таблица 1

Основные физические свойства трития

Масса ..............

Вид излучения...........

Продукт распада .........

Период полураспада ........

Максимальная энергия Р-частиц

Средняя энергия Р-частиц.....

Работа образования пары ионов в

воздухе .............

Максимальный пробег в воздухе

Средний пробег в воздухе.....

Максимальный пробег в ткани . . .

Средний пробег в ткани ......

Число пар ионов в воздухе от одной

Р-частицы............

Средняя линейная плотность ионизации в воздухе ......... .

Максимальная энергия ядер отдачи Пробег Р-частиц в фотоэмульсии

3,02

Не23 12,4 г 18,6 кэв 5,6 кэв

34 эв 5,8 мм 0,8—0,9 мм 6,5 мк 1,0 мк

162 пары ионов на 1 мм

190 пар ионов на 1 мм 3,2 эв 1,0 мк

Тритий широко применяется в биологии и медицине, промышленности и сельском хозяйстве. Многие авторы прибегали к нему как индикатору при изучении водного обмена, для определения количества воды в живых организмах. Широко используются меченные тритием соединения— тимидин, 1-цитидин и др. Значительно расширилось применение трития н производстве светящихся красок для приготовления различных светосоставов. Обладая малым пробегом р-частиц, низкой энергией р-излучения и относительно быстрым периодом полувыведения из организма, этот изотоп менее опасен для здоровья, чем другие.

Газообразный тритий так же, как и пары окиси трития — тритиевой воды и даже тритиевая вода (НТО), может свободно проникать в организм через неповрежденную кожу. Делонг, Томпсон и Корнберг показали, что у животных (мыши, крысы), содержавшихся в атмосфере, где имелись пары трития, в течение 1 часа при температуре 30° (дыхательные пути были при этом защищены), наблюдается свободное проникновение трития через неповрежденную кожу. Авторы установили, что скорость всасывания трития через неповрежденную кожу приблизительно такая же, как и при вдыхании через легкие.

Проникновение трития через кожу зависит от давления пара, времени воздействия и кожной температуры и может характеризоваться константой проницаемости, или относительной скоростью наступления активности через кожу, которая не зависит от окружающей концентрации окиси трития в воздухе и выражается следующим образом:

V г

ь- _ * тк^тк

Л — ЯЛСй •

где Утк —общий объем воды в ткани (в л), Стк —концентрация трития в воде ткани (в мккюри/л), 5 — площадь кожи (в см2), I — время (в мин.), СЬ — концентрация паров окиси трития в воздухе в мккюри/см3,

Г, мккюри/см2 мин „

размерность величины А обычно выражают —мккюри/см3 ' Строго

говоря размерность величины К равна , т. е. равна просто размерности скорости.

При равновесии устанавливается определенное соотношение между концентрацией газообразного трития (НТ) в воздухе и в окиси трития (НТО) в ткани. Проведенные исследования показали, что абсорбция через кожу паров тритиевой воды составляет: для мыши 20± ±5 мккюри/см2мин при концентрации паров (НТО) в воздухе, мккюри/см3, для крысы 5,7±1,1 мккюри/см2мин, для человека 8,6± ±1,7 мккюри/см2мин кожа предплечья.

При воздействии на все тело человека 70% парами эта величина равняется 17 мккюри/см2мин.

Пинеон и Лангхем приводят данные по всасыванию окиси трития в жидкой фазе через неповрежденную кожу при температуре 34°. Скорость всасывания через кожу предплечья составляет 0,029— 0,065 мккюри/см2 мин. Этими же авторами были проведены исследования по изучению проницаемости кожи мыши, крысы и человека к газообразному тритию (табл. 2).

Таблица 2 Проницаемость кожи для газообразного трития

Тип кожи Количество опытов Размер участка кожи (в смг) Константа проницаемости К С мккюри/смгмин\ V мккюри/см• /

Кожа мыши 15 2,8 254± 44 X 10"в

» крысы 20 9,8 207+26 X 10-«

» живого

человека 6 9,8 72±16Х Ю"6

Кожа трупа

человека 2 9,8 32 X 10"«

Как видно из таблицы, константа проницаемости К для кожи разных животных и человека имеет различную величину.

В литературе имеются сведения о задержке газообразного трития при вдыхании. Пинсон указывает, что при вдыхании газообразного трития в организме окисляется не больше 0,01% его. Окись трития задерживается в легких практически полностью. Пинсон и Лангхем установили в опытах с вдыханием кислорода, насыщенного парами тритиевой воды, что в легких поглощается 98—99% вдыхаемой радиоактивности трития. К. М. Богданов и др. подвергали крыс статической затравке газообразным тритием от 10_6 до 0,5 кюри/л, было показано, что газообразный тритий окисляется в организме животных до воды и процент окислившегося трития возрастает с увеличением его концентрации в воздухе.

При затравке в концентрации 2,06-Ю-3 кюри/л экспозиция составляла 2 часа. Авторы установили, что газообразный тритий после ингаляции выводится с двумя экспоненциальными скоростями, определяемыми полупермодами Т\ 30 мин. и Т2 1 сутки. В опытах на мышах при концентрации трития в воздухе 0,5—0,1 кюри/л и экспозиции Р/г суток в водной фазе органов обнаружены окислы трития в концентрации 1,7Х Х10-3 кюри/мл. В сухом остатке активность трития составляли 1,4Х Ю-4 кюри/г. Общая концентрация трития, зафиксированного в организме мышей при 36-часовой экспозиции, была 1,23Х 10_3 кюри/г. Было установлено, что за 30—45 мин. выводится 81—83% фиксированного трития, в последующие 23 часа выводится 17—19%.

В опытах на собаках с вдыханием газообразного трития в концентрации 6,ЗХ Ю-6 кюри/л и экпозиции 16 мин. было установлено, что спад активности выдыхаемого воздуха происходит с двумя экспоненциальными скоростями, определяемыми полупериодами Т\ 1 мин. и Т2 30 мин.; за 4 мин. выдыхалось 95% трития, содержащегося в организме собаки.

В настоящем опыте исследования крови, мочи и водяных паров выдыхаемого воздуха не позволили обнаружить тритий в виде его окислов.

Таким образом, литературные данные свидетельствуют о том, что

степень проникновения газообразного трития через кожу и его задержка в организме человека и животных значительно меньше, чем паров окиси трития.

Следовательно и биологический эффект от действия газообразного трития будет менее выражен, чем при воздействии паров окиси трития.

Периоды полувыведения Т\ 1 мин. и Г2 30 мин. соответствуют периодам полувыведения, ранее полученным в исследованиях Ю. М. Штук-кенберга для активного аргона, содержащегося в воздухе, которые обусловлены удалением его из мертвого объема легких, из тканевых соединений организма (кровь, лимфа и т. п.), в которых газообразный аргон ■содержался в растворенном состоянии. По-видимому, и в случае трития наиболее быстро удаляется газообразный тритий из легких, затем растворенный в тканевых жидкостях и затем сорбированный на различных поверхностях.

По данным Пинсона и Лангхема, при равновесии концентрация НТО в воде организма составляет 0,004% от концентрации НТО в воздухе. При этом равновесная концентрация трития в коже в 2 раза превышает концентрацию в воде тела, а в жирах — всего на 25%. Эти авторы дают неправильные рекомендации по предельно допустимой концентрации газообразного трития в воздухе 2.5ХЮ-4 кюри/л, учитывая только воздействие окисленного до воды трития. Сделанные оценки показывают, что если тритий воздействует только в виде окислов, то ПДК в воздухе должны быть равны 2,5ХЗХ10-4 кюри/л. При этом повышенная в 2 раза концентрация трития в коже не играет роли, так как допускается облучение ее дозой, в 6 раз превышающей облучение всего организма.

Из таблицы следует, что проницаемость газообразного трития через

-г. , к мккюри/см1 ■ мин

неповрежденную кожу составляет /2±16Х10~Ь —мккюри/см3 значительно меньше проницаемости паров тритиевой воды 0,84 и тритиевой воды 17,8. Анализ приведенных данных показывает, что процесс прохождения трития через кожу, а также растворение газообразного трития в органах и тканях также не лимитируют ПДК трития в воздухе.

Наибольшие тканевые дозы создаются не за счет поступления газообразного трития в организм, а за счет облучения легких и кожи р-ча-стицами трития, содержащегося в окружающем и во вдыхаемом воздухе, если за критический орган принять облучение легких и считать ОБЭ-3, то ПДК газообразного трития в воздухе должны быть (3—6) X ХЮ~6 кюри/л. При ОБЭ-1,7 ПДК составит в этом 'Случае (1,7—3,9).

В рекомендациях МКРЗ для погружения всего тела в атмосферу радиоактивного газообразного трития с учетом внешнего облучения кожи рекомендованы ПДК 2Х10~6 кюри/л. Эта концентрация получается, если для расчета внешнего облучения кожи применить формулу (20) (1).

ПДК = °'°2р * р X Рь— мккюри/см3,

С Р1

где рв — плотность воздуха 1,2ХЮ~3 г/см3,--отношение тормозных

способностей воздуха и тканей -у-уд, Е— средняя энергия р-частиц

0,56Х10~2 Мэв по данным Ю. М. Штуккенберга, р — предельно допустимая мощность дозы для кожи р= 0,6 бэр/неделя (по рекомендациям комиссии по радиологической защите, 1961 г.).

Подставляя эти данные в формулу, получим ПДК, равную 2,7Х ХЮ_6 кюри/л. Комиссия МКРЗ в качестве ПДК газообразного трития в воздухе рекомендует меньшую величину 2Х10~6 кюри/л. Эта концентрация является минимальной и ее целесообразно принять. При этом необходимо иметь в виду, что средний пробег р-частиц трития в тканях не

превышает 1 мк, а максимальный 6,5 мк, и поэтому происходит облучение самых поверхностных слоев эпидермиса, радиочувствительность которых значительно ниже, чем других слоев кожи.

Таким образом, рекомендуемая МКРЗ ПДК газообразного трития 2Х Ю-6 кюри/л дана с запасом, и при такой концентрации ни один орган или ткань организма не будет получать воздействие, провышающее воздействие у-лучей в дозе 0,1 бэр/неделю. При этом дозы на органы и ткани, за исключением эпидермиса кожи и легких, будут значительно ниже предельно допустимых. Вследствие того доза на кожу, как было показано выше, будет равна 0,6 бэр/неделю, а на легкие несколько меньше около 0,3 бэр/неделю. Считаем целесообразным в качестве ПДК газообразного трития в воздухе принять рекомендации МКРЗ — 2Х ХЮ-6 кюри/л и ввести их в наши санитарные правила. В последних рекомендациях ПДК для газообразного трития отсутствовала.

Выводы

1. Газообразный тритий после ингаляции выводится из организма крыс с двумя полупериодами: Г] = 30 мин., Т2= 1 сутки.

2. У собак за 4 мин. выдыхается 95% содержащегося в организме трития.

3. Степень проникновения газообразного трития через кожу и его задержка в организме животных и человека значительно меньше, чем паров окиси трития

4. На основании данных экспериментальных исследований и проведенных расчетов за ПДК газообразного трития в воздухе производственных помещений следует принять величину 2Х 10~6 кюри/л.

ЛИТЕРАТУРА

Богданов К. М., Шальнов М. И., Штуккенберг Ю. М. Биофизика, 1959, в. 4, с. 437, — Del on g С. W., Tompson R. С., Coruberg H. A., Am. J. Roentgenol., 1954, v. 76, p. 1038. —Pinson E. A., L a n g h a m W. H., J. appl. Physiol., 1957, v. 10, p. 108.— Pinson E. A., Physiol. Rev., 1952, v. 32, p. 132.— 01 if an -t i M., H a r t e с k Т., R u t e r f о r d L., Nature, 1934, v. 144, p. 692.

Поступила 2/И 1967 г.

THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF GASEOUS TRITIUM IN THE AIR OF INDUSTRIAL PREMISES

Yu. M. Shtukkenberg, V. F. Zhuravlev

The paper deals with the penetration of gaseous tritium through the skin and the respiratory organs and with periods of half-elimination of the isotope from the body of rats after its inhalation. The maximum permissible concentration of gaseous tritium in the air of industrial premises is recommended.

УДК 612.44.014.46:546.791

К ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ХРОНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНОГО УРАНА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

И. И. Резанов

Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана

Природный уран является представителем группы рассеянных микроэлементов. Он обладает слабой радиоактивностью и чрезвычайно высокой химической активностью. Накопление его рядом растений и