CC BY
35
"Бюллетень радиационной медицины", 1988 год, № 1, стр. 23-28.
Прогноз частоты возникновения рака легкого у персонала плутониевого производства
Хохряков В.Ф., Ерохин Р.А., Кошурникова Н.А.
В данной статье представлены результаты собственных исследований зависимости вероятности возникновения рака легкого от дозы облучения органа инкорпорированным плутонием, на основании которых сделаны прогностические оценки частоты этого заболевания в двух группах персонала плутониевого производства.
Forecast of frequency of arising carcinoma of lung by the staff involved into plutonium production
Khokhryakov V.F., Erochin R.A., Koshurnikova N.A.
Results of own studies of relationship between probability of arising carcinoma of lung and dose of irradiation of organ by incorporated plutonium are presented on which basis the forecast of frequency of this desease in 2 groups of the staff involved into plutonium production was carried out.
Материалы и методы исследования
Для изучения зависимости частоты выхода рака легкого в разработку были взяты 2824 работника предприятия, проходившие в период с января 1970 до сентября 1980 г. одно или несколько биофизических обследований на содержания плутония в организме. Большинство из них начало работать в период 1950-1960 гг. Здесь не упомянуты люди, которые по данным паспортного стола выбыли из города и судьба которых неизвестна. По изученному профмар-шруту и результатам биофизических обследований с помощью ранее разработанных моделей экскрекции и легочного клиренса промышленных плутониевых аэрозолей [3, 2] для каждого человека были рассчитаны дозы при облучении легких инкорпорированным радионуклидом. За исследованный период из 2824 человек от разных причин умерло 126 и в этих случаях по данным радиометрии органов и тканей при аутопсии уточняли дозу облучения легких. Всего за 10,75 года в изучаемом контингенте выявлено 33 случая заболевания раком легкого, из которых 20 закончилось летальным исходом. Во всех случаях диагноз рака легкого подтвержден гистологически после операции или аутопсии.
Для выявления дозовой зависимости установили 7 групп (табл. 1). В каждой группе приведены значения ожидаемой ("спонтанной") частоты возникновения рака легкого і за 10,75 года с учетом изменяющегося во времени возрастнополового состава и численности лиц, входящих в дозовую группу. При расчете использованы возрастно-половые показатели смертности от рака легкого у городского населения РСФСР в 1970 г.,
приведенные в монографии [1]. Там же, в таблице, приведены значения фактической частоты Р, т.е. число выявленных случаев рака легкого в каждой дозовой группе, отнесенное к числу наблюдавшихся человеко-лет.
Данные таблицы 1 показывают, что фактическая частота заболевания возрастает с увеличением аккумулированной дозы облучения.
Зависимость вероятности возникновения рака легкого от дозы облучения й в возрасте f лет находили по формуле
F = ф)(1 + айв), (1)
которая предполагает, что отношение добавочной частоты к "спонтанной" частоте
е F - f
£ = —— = а ■ й' (2)
является степенной функцией дозы при облучении.
Для каждой дозовой группы в таблице 1 приведены значения £ рассчитанные по формуле (2) с
использованием соответствующих значений f и Р. Из
данных таблицы видно, что с увеличением дозы £ возрастает. При малых дозах в интервале 0-5 сГр получены отрицательные значения, которые следует рассматривать как недостоверные вследствие того, что стандартное отклонение оценки Р было велико.
С помощью метода наименьших квадратов по данным таблицы 1 для групп людей, облученных в дозе выше 5 сГр, из уравнения регрессии (2), мы получили следующие значения параметров:
а = апИд(-1,347 ± 0,157); в= 1,183 ± 0,068.
130
Таблица 1
Ожидаемая ("спонтанная") и фактически выявленная частота рака легкого у людей с разной дозой облучения органа
Частота рака легкого Г руппа
1 -я 2-я 3-я 4-я 5-я 6-я 7-я
Доза, сГр /х105 (случаев/год) М±ст Fx105 (случаев/год) М±о <-¥ 0,6 (0-1,2) 41 ±25 16±16 -0,61 2,5 (1,21-5,0) 57±41 30±30 -0,47 10 (5,1-20) 76±55 120±68 0,59 40 (20,1-80) 86±93 400±200 3,60 160 (81-320) 99±160 2760±870 27,0 640 (321-1280) 104±250 8120±2160 77,5 1600 (1281-2050) 15±240 3800±3100 256
"Радиация и риск", 1995, вып.5 Научные статьи
Итак, зависимость вероятности возникновения рака легкого в год в возрасте f лет выражается формулой
F(t, D) = ф) (1 + 0,045 • У'183), (3)
О выражена в сГр.
График, представленный на рисунке, иллюстрирует хорошее соответствие между фактически выявленной частотой возникновения рака легкого (черные кружки) и ее расчетными значениями (треугольники), полученными с использованием найденных параметров.
Зависимость частоты возникновения рака легкого от дозы облучения.
По оси абсцисс - дозы, сГр; по оси ординат - частота возникновения рака легкого на 105 случаев/год. Черные кружки - фактически выявленная частота; треугольники - частота, рассчитанная по уравнению (3). Белые кружки - спонтанная частота рака легкого. Заштрихованное поле охватывает возможные колебания спонтанной частоты в пределах стандартного отклонения.
Формула (3) показывает, что кратность увеличения частоты возникновения рака легкого по отношению к "спонтанной" частоте зависит от аккумулированной дозы. В частности, расчет показывает, что при дозе 0=37,5 сГр (поглощенная доза, отвечающая дозе допустимого облучения за 50 лет профессиональной деятельности) число случаев рака легкого возрастает в 4,3 раза по сравнению с числом случаев спонтанного происхождения. Это говорит о том, что современный предельно допустимый уровень ПДУ при облучении легкого инкорпорированным плутонием, установленный для персонала, небезопасен.
Основываясь на данных о существующей скорости накопления плутония в организме, выше установленная закономерность позволяет сделать прогностические оценки по выходу заболевания у реального контингента людей.
В таблице 2 приведены данные об изменении во времени темпа накопления плутония в организме у 2 групп людей, занятых на плутониевом производстве. К 1 -й группе относятся люди, которые в период профессиональной деятельности подвергались ингаляции в виде растворимых форм радионуклида (нитрат, хлорид, оксалат). Ко 2-й - люди, подвергавшиеся ингаляции преимущественно нерастворимых форм (двуокись). Материалы таблицы 2 получены нами при обработке результатов прижизненных оценок содержания нуклида в организме людей (по скорости экскреции вещества с мочой), а также результатов посмертной радиометрии органов и тканей умерших работников производства.
Таблица 2
Накопление 239Pu в организме персонала в зависимости от периода контакта с радионуклидом
Груп- па Среднегрупповая скорость во времени, Бк/год Примечание
1956- 1958 1959- 1961 1962- 1964 1965- 1967 1968- 1970 1971 - 1973 1974- 1976 1977- 1979 1980- 1982
1-я - - - - - 9,6-33 8,5-34 5,6-32 9,6-31 прижизненная*
459 222 115 78 24 18 22 10 - посмертная*
2-я - - - - - 21-48 20-48 14-43 21-46 прижизненная
158 116 87 60 75 21 29 70 - посмертная*
* Нижняя и верхняя оценки определения среднего для группы.
Из данных таблицы 2 следует, что скорость накопления радионуклида резко снижалась с середины 50-х годов, а затем в начале 70-х стабилизировалась в 1 -й группе на уровне 8-30 Бк/год, а во 2-й - на уровне 19-46. Используя эти данные и зная физико-химические свойства плутониевых аэрозолей, можно по модели легочного клиренса рассчитать, как формируется во времени доза облучения легкого, так можно найти дозу как функцию времени. Тогда накопленную часть заболевания W и превышение ее над накопленной "спонтанной" частотой заболевания Л W, интегрируя по времени, можно определить:
^2
М = | f(t)(1 + оОр (t))dt, (4)
>2
ЛМ = М -1 Г(1)сп. (5)
>1
Опыт показывает, что обычно продолжительность работы в контакте с плутонием на данном производстве составляет около 20 лет. Однако по нормам радиационной безопасности период профессионального контакта принят равным 50 годам.
В таблице 3 приведены прогностические оценки числа заболеваний на 1000 работающих, т.е. произведения 1000W и 1000Л^ рассчитанные
путем численного интегрирования выражений (4) и (5) для случаев профессионального контакта, который начинается в возрасте 20 лет и длится 20 и 50 лет в существующих ныне условиях работы персонала 1-й и 2-й групп. Выход числа заболеваний рассчитывали за весь период профессиональной деятельности к возрасту 70 лет. В таблице 3 также приведены значения поглощенной дозы й в органе к этому времени. Данные таблицы указывают на более высокий уровень облучения легких у персонала 2-й группы по сравнению с 1-й и соответственно более высокое число заболеваний. Это объясняется различной скоростью накопления радионуклида в организме и тем, что нерастворимые соединения плутония, с которыми контактирует персонал 2-й группы, в большей степени задерживается в легких, чем соединения, с которыми контактирует персонал 1-й группы. Расчеты показывают, что ожидаемое число "спонтанного" рака легкого за рассматриваемый период составляет 58 случаев. Верхняя граница оценки кумулятивной дозы при 50-летнем контакте для лиц 2-й группы равна 42,5 сГр, что близко к допустимому уровню -37,5 сГр. При этом добавочное число заболеваний, равное 137 случаям на 1000 чел., в 2 с лишним раза превышает ожидаемое число "спонтанного" рака легкого, а общее число заболеваний - в 3 с лишним раза.
Таблица 3
Ожидаемое число заболеваний на 1000 человек за период профессиональной деятельности при разной длительности контакта с
Продолжительность контакта, годы
Г руппа 20 50
й (сГр) 1000-1^ 1000-4 W й (сГр) 1000.IV 1000-4 V
1 -я 1,8-7,2 62-79 4-21 3,3-13 65-93 7-35
2-я 9,5-23 86-137 28-79 17,4-42,5 106-195 48-137
* Нижняя и верхняя границы оценок прогноза.
Заключение
При реальном темпе поступления плутония в организм, наблюдаемом на плутониевом производстве в период 1971-1982 гг., риск возникновения рака легкого у работников данного производства за период профессиональной деятельности может в 3 с лишним раза превысить риск возникновения "спонтанного" рака.
Литература
1. Злокачественные новообразования (статистические материалы по СССР)/Под ред. А.Ф. Серенко и Г.Ф.Церковного. М.: Медицина, 1974, 188 с.
2. Хохряков В.Ф. Модель легочного клиренса производственных соединений плутония. М.: ЦНИИатоминформ, 1980, ч. III, с. 328-334.
3. Хохряков В.Ф., Ерохин Р.А., Кудрявцева Т.И. О коэффициенте выведения плутония из организма с мочой. - В кн.: Дозиметрия, радиометриионизирующих излучений и радиационная безопасность. М.: ЦНИИатоминформ 1980, ч. III, с. 230-276.
