CC BY
2
Радиационная гигиена
«5 КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1497 УДК 614.876-073.584
А. Ф. Маленченко, Н. И. Бажанова, Н. В. Канат, И. В. Жук, Е. М. Ломоносова, С. Ф. Булыга СОДЕРЖАНИЕ ПЛУТОНИЯ И НЕКОТОРЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВОЛОСАХ ЖИТЕЛЕЙ БЕЛАРУСИ, ПРОЖИВАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ, ПОСТРАДАВШЕЙ ПРИ АВАРИИ
НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
Институт радиоэкологических проблем академии наук Беларуси, Минск
Оценка и прогнозирование медико-биологиче-ских последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) требует решения широкого круга научных задач, доминирующими среди которых являются проблемы биологических эффектов малых доз и комбинированного действия факторов радиационной и нерадиационной природы. Последнее обусловлено тем, что на существовавший до аварии комплекс антропогенных загрязнителей нерадиационной природы произошло наложение аварийных выбросов 4-го блока ЧАЭС, а также химических элементов, использовавшихся при ликвидации аварии. Это не только широкий спектр радиоактивных изотопов, но и загрязнение окружающих территорий стабильными элементами конструкционных материалов, а также тяжелыми металлами, в первую очередь РЬ.
Адекватная санитарно-гигиеническая оценка экологической ситуации, а также выяснение патогенетических механизмов развития патологических процессов требуют комплексного определения уровней воздействия радиационно-химиче-ских факторов как природного характера, так и обусловленных аварией. В долговременной перспективе ими могут быть а-излучающие нуклиды (в первую очередь Ра) и некоторые микроэлементы.
Для решения поставленной задачи в качестве тест-системы были выбраны волосы, которые в последние годы получают все более широкое применение в клинико-эпидемиологических исследованиях. Правомерность и эффективность использования волос в анализе эколого-токсикологиче-ских корреляций доказана результатами нескольких международных координированных программ, выполненных под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) |6]. Как оказалось, волосы могут быть не только индикаторной тест-тканыо оценки экологической обстановки, но также количественным показателем содержания в органах и тканях тела человека некоторых микроэлементов |12].
Волосы для исследований были взяты как у отдельных лиц, так и в парикмахерских. Химическую подготовку волос для анализа осуществляли в соответствии с методическими рекомендациями
МАГАТЭ |6]. Определение 239Ри и 240Ри после его радиохимического выделения проводили методом а-спектрометрии с использованием в качестве стандарта 242Ри и нейтронно-осколочной радиографии на твердотельных трековых детекторах. Содержание микроэлементов в волосах определя-
ли рентгено-флуоресцентным методом на установке "Спектрейс".
Из разрушенного 4-го блока в окружающую среду было выброшено около 3,5% активной зоны, содержащей изотопы и и трансурановые элементы, в том числе и изотопы Ри. Попавшие в окружающую среду элементы активной зоны реактора в виде топливных частиц различной дисперсности распространились преимущественно в 30-километровой зоне. Однако, как показывают исследования, а-излучающие нуклиды Чернобыльского происхождения были обнаружены далеко за пределами 30-киломегровой зоны — в Польше, Швеции. Болгарии и других странах |2]. В составе топливных частиц изотопы Ри обладают низкой миграционной подвижностью, а находящаяся же часть в растворимой форме является источником поступления этого радионуклида по биологическим обменным цепочкам и аэрогенно в организм. Определение Ри в организме жителей Гомельской области показало, что его содержание значительно превышает уровень, обусловленный радиоактивными выпадениями в результате испытания ядерного оружия.
Первые определения суммарного содержания делящихся радионуклидов (главным образом 235и и 239Ри) в волосах жителей населенных пунктов Гомельской области (Хойники, Брагин, Наровля, Чечерск и др.) были выполнены в конце 1986 г. с использованием метода осколочной радиографии на твердотельных трековых детекторах. Было установлено, что плотность треков осколков делящихся радионуклидов в волосах жителей Гомельской области на 2—3 порядка превышает таковую у жителей Минска. Наибольшие плотности треков осколков деления были определены в волосах детей. Однако невозможность дифференцирования треков 235и от 239Ри потребовало отработки метода радиохимического выделения Ри из волос для его последующего а-спектрометриче-ского определения.
Проведенные после радиохимического выделения анализы показали, что концентрация Ри в волосах жителей Гомельской области на 1—2 порядка превышает содержание этого радионуклида в органах и тканях жителей Северного полушария, обусловленного глобальными выпадениями в результате атомных взрывов, а также лиц, занятых на радиохимических производствах по получению Ри |9, 11], достигая у отдельных лиц 45,0 Бк/кг.
Было подтверждено высокое содержание Ри в волосах детей (табл. 1). Повышенное депонирова-
Таблица I
Содержание 239Pu (в Бк/кг) в волосах детей Минска и Гомельской области (1987 г.)
Минск Гомельская область
,1, и ' Т" ц о
I место жительства * год рождения А ("9Ри). Бк/кг место жительства ! год рождения A (2WPu). Бк/кг
Б. И.* Минск 19S2 0.3 К. О. г. Хойники Учащийся 15.2
Н. И. Б. 1975 0.42 Е. Д.* 1980 12.6
К. Н. П. 1976 0,14 Ш. Г. П.* г. Брагин 1970 22.9
д. Т. в. 1975 0.21 111. Е. И. 1970 16.4
X. л.* 1974 0.IS К. С. н. 1976 25,6
И с. 1975 0,22 Л. Н.* г. Хойники 1980 8.5
м н. 1975 0,5 С. Т. М.* д. Шкураты. Брагинский р-н 1975 28.0
К. Л.* г. Жлобин 1982 1.15
Ф. Г.* д. Борисовшина. Хойникский р-н 1975 4.57
К. Е. С.* г. Жлобин 1976 0.82
Л. С. М. г. Гомель 1978 0.71
Примечание. Звездочка — волосы собраны в стационаре Института радиационной медицины Минздрава РБ Е. В. Давыдовой.
Таблица 2
Содержание 2;,9Ри, 24<|Рц в волосах жителей населенных пунктов Беларуси (1992 г.)
Населенный пункт Плотность загрязнения почвы »'Рн. 240Ри. Бк/кг* Волосы
количество проб A(2wPii, 240Ри), Бк/кг погрешность, 5о
Минек 0,2 10 1.65 ± 0.8 50
Миоры. Витебская обл. 0,2 10 3.7 ± 1,9 50
Гомель 0.2 10 5.1 ± 1.6 50
Ветка 0.78 10 16 ± 7 40
Брагин 4.1 10 6.1 ± 3 50
Хойники 4,4 10 7.4 ± 3.6 50
Наровля 4,7 10 13 ± 6 40
П р и м с ч а кис. Звездочка — данные Госком гидромета.
ние Ри в волосы детей отражает возрастные особенности метаболизма этого радионуклида, что подтверждается экспериментальными исследованиями. При изучении закономерностей распределения Ри в организме животных было показано, что определяющее влияние на его поступление в шерстяной покров оказывает возраст животных: у молодых он протекал более интенсивно вне зависимости от пола |7].
За последние годы, как показывают наблюдения. отмечается снижение концентрации Ри в волосах. Усредненные данные о его содержании в волосах жителей Гомельской области в 1992 г. представлены в табл. 2. Однако следует отметить, что наряду со снижением средних величин при индивидуальном анализе систематически выявляются случаи высокого содержания Ри в волосах (до 20 Бк/кг), в том числе в населенных пунктах с низким содержанием Ри в почвах (г. Ветка).
В целях определения возможности использования волос в качестве тест-ткани для прижизненной оценки содержания Ри в организме людей в 1994 г. была проанализирована зависимость между его содержанием в волосах, печени, легких, ребрах у жителей Гомельской области, погибших от случайных (травм) причин. Погибшими были 12 мужчин в возрасте 50—55 лет. Результаты были сравнены с содержанием этого радионуклида в органах и тканях жителей Северного полушария, обусловленным глобальными выпадениями за счет ядерных взрывов (табл. 3). Из представленных данных видно, что средние значения концентрации Ри в органах и тканях жителей Гомель-
ской области на порядок и более превышают величины определенные у жителей Европейских стран.
Наибольший интерес представляет диапазон между минимальными и максимальными значениями концентраций. Если отношение максимальных величин к минимальным для жителей Европейских стран находилось в пределах 2—2,5 раза, то для жителей Гомельской области оно было значительно выше: для печени оно, например, достигало 22, а для легких —110, что представляется следствием высокой неравномерности выпадения этого радионуклида. При анализе коррелята б л и ц а 3
Содержание плутония в организме жителей Европейских стран, обусловленное глобальными выпадениями в результате ядерных взрывов, и жителей Гомельской области (диапазон средних концентраций), мБк/кг
Pel ион
Печень Легкие | Ребра I Волосы '< Источник
Страны Европы,
1956-1984 11,0-26 1,0-2.3 1,5-4.0 - |11| Гомельская область, по данным:
ИРЭП*. 1994 6,3-54 1,0-110 11,0-70 15,0-150
Б ГУ**. 1994 3.8-51 1.3-42 - - [10)
ГФ НИИ
РМ***. 1992 9,0-200 - 17,0-97 - [3]
Примечание. Одна звездочка — Институт радиоэкологических проблем Академии наук Беларуси (данная работа), две звездочки — Белорусский государственный университет, три звездочки — Гомельский филиал НИИ радиационной медицины.
Таблица 4
Концентрации микроэлементов в волосах жителей Беларуси (диапазон средних значений), мкг/г
Район отбора РЬ Sc | Sr Си Zr | Ci
Минск 0,6 0,06-0,2 0,8 3,0-7,0 0.003-0,06 0.4
Миоры. Витебская обл. 0,9-2.6 0,04-0,1 1.3 3,0-6,0 1.1-2,0 0,5-3
Брест 0,6-0.9 0,2 0.8 3.0-9,0 0,05-0,08 0,3
Хойники 0,3-5,0 0,04-0,1 1,4-2,0 2,0-6.0 0,02-0.1 0,8
Брагин 0,7-4.0 0.001-0,1 2.0-9.0 2,0-7,0 0.04-0.2 0.4-2
Наровля 8-11 0.01-0,2 0,2 1,0-2.0 0.01-0,02 0.1
Ветка 1.0-1,2 0.001-0.1 3,0-7.0 3.0-6.0 0.03-0.1 0.9-1.3
Гомель 1,2-2.0 0,01—0.2 1,4-3.0 3,0-7.0 0,07-0,4 0.8
Vienna [61* 6.0-30 0.30-3.5 8-14 10-30 1.1-1,2 0.2-4.0
Примечание. Звездочка — срсднспопуляционные значения содержания микроэлементов в волосах жителей разных регионов Земного шара.
ции между концентрацией Ри в волосах и других тканях статистически достоверная зависимость была установлена только между содержанием 239Ри, 240Ри в волосах (Ав) и ребрах (Ар), которая аппроксимируется выражением Ар = 0,7Ав. Коэффициент корреляции равен 0,8 с уровнем значимости 0,1.
Исходя из установленной концентрации Ри в волосах 45,0 Бк/кг, которая была определена ранее, его концентрация в скелете могла достигать порядка 30 Бк/кг, что составляет около 70% от допустимого содержания Ри в скелете для профессиональных работников |4].
Создаваемые Ри дозы внутреннего облучения составляют доли процента от суммарного облучения человека природными радиоактивными источниками. Однако участие трансурановых элементов в формировании отдаленных радиационных последствий следует принимать во внимание, потому что в процессе биогенной трансформации возможно высвобождение Ри из топливных частиц в подвижные формы. Это повысит коэффициенты перехода его в цепи почва—организм. Следует также учитывать, что в ряде экспериментальных исследований были получены более высокие значения относительной биологической эффективности для а-частиц, чем используемые для оценки риска в настоящее время [8|.
Результаты определения микроэлементов в волосах жителей Беларуси представлены в табл. 4. Микроэлементный состав волос отражает в первую очередь биогеохимические особенности территории. Из элементов, которые можно ассоциировать с аварией, наибольшее значение имеет РЬ. При ликвидации пожара на разрушенный реактор было сброшено 1500 т РЬ и 5520 свинцовых болванок |1].
Содержание РЬ в волосах жителей чистых регионов бывшего СССР находится в пределах 1,8 ± 0,22—3,3 ± 0,5 мкг/г, что достаточно хорошо согласуется с содержанием этого элемента в волосах жителей Минска и г. Миоры Витебской области. Обращает на себя внимание тот факт, что концентрация РЬ в волосах жителей населенных пунктов Гомельской области, не имеющих значительных источников поступления этого элемента в окружающую среду, превышает концентрацию, установленную для Минска. В Наровле она стабильно, на протяжении трех последовательных экспедиций, сохранялась на уровне 8— 11 мкг/г. Это содержание по степени воздействия
эквивалентно нахождению в окрестности города свинцово-кадмиевого комбината |5]. Следует отметить, что содержание РЬ в волосах детей выше 9,0 мкг/г является верхней границей, превышение которой вызывает органические и функциональные сдвиги в организме |5]. Учитывая, что в табл. 4 представлены усредненные величины содержания РЬ в волосах, собранных в парикмахерских при трех последовательных экспедициях, не исключено, что при индивидуальном обследовании могли быть выявлены более высокие концентрации.
Содержание в волосах остальных микроэлементов, таких как Си, Ъ\\, Бе, Сг и других, целесообразно рассматривать с точки зрения биогеохимических особенностей данного региона и их возможного влияния на реализацию радиационных поражений. Сравнение содержания изученных микроэлементов в волосах жителей Гомельской области, которая является эндемичной по зобу, с содержанием их в волосах жителей различных регионов земного шара позволяет предполагать пониженное содержание таких элементов, как Бе, Б г, что подтверждается данными об их содержании в почвах этого региона.
Выводы. 1. Волосы могут быть использованы для комплексной оценки уровней поступления и содержания в организме некоторых радионуклидов и тяжелых металлов, попавших в окружающую среду в результате аварии на Чернобыльской АЭС.
2. Содержание Ри в волосах жителей Гомельской области превышает уровни, обусловленные радиоактивными выпадениями в результате ядерных взрывов в атмосфере.
3. Концентрация Ри в волосах коррелирует с его содержанием в ребрах.
4. Содержание РЬ в волосах жителей некоторых населенных пунктов Гомельской области выше, чем в чистых районах и промышленных центрах Республики.
Л и тература
1. Боровой А. А.. Галкин Б. Я.. Кршшщш А. П. и др. // Радиохимия. - 1990. - Т. 32. - С. 103-112.
2. Маленчепко А. Ф.. Голубчиков А. М. // Здравоохр. Белоруссии. - 1990. - № 6. - С. 41-45.
3. Методика выполнения определения удельной активности изотопов плутония в костях и мягких тканях: Метод, указания / Скрябин А. М. и др. — Гомель, 1993.
4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-76/87). — М., 1988. - С. 74.
5. Реаич Б. А. // Активационный анализ в охране окружающей среды. - Дубна. 1993. - С. 486-518.
6. Activation Analysis of Hair as an Indikator of Contamination of Man bv Environmental Trace Element Pollutants (Report IAEA/RL/50). - Vienna. 1978.
7. Ветку К. iV. // Bull. Environ. Toxicol - 1982. - Vol. 28. - P. 691.
8. Henshaw D. L. Reassessment of Radiation Risk. Contributions to the First International Conference. — Kiel, 1992. — P. I — 18.
9. Mc Inroy J. F.. Kathren R. L., Voetz G. L.. Swim M. L. Ц Health. Phys. - 1991. - Vol. 60. - P. 307-333.
10. Petryaev E. P.. Leynova C. L., Sokolik G. А. Ц Belarus—Japan Symposium! "Acute and Late Consequences, of Nuclear Catastrophes: Hiroshima—Nagasaki! and Chernobyl". — Minsk. 1994. — P. 36.
11. Popplewell D. S.. Ham G. /., Johnson T. E., Barry S. F. // Health. Phys. — 1985. - Vol. 49. — P. 304-309.
12. The Significance of Hair Mineral Analysis as a Means for Assessing Internal Body Burdens of Environmental Pollutants (Report of an IAEA Coordinated Research Programme. NAHRES-18). — Vienna. 1993.
nocTyniMia 01.10.96
S u m m a ry. The levels of plutonium were studied in the body of inhabitants of the Minsk and Gomel Regions. Their hair was used as the indicator of its levels. The hair concentrations of plutonium correlated with its content in the ribs. The hair levels of lead in the inhabitants of some populated localities of the Gomel Region were found to be higher than those in the residents of unpolluted areas and industrial centers of the Republic of Belarus.
С В. Г. Г.ЛРДОВ. Г>. П. СУЧКОВ. 1997 УДК 614.73:312.6(477)
В. Г. Бардов, Б. П. Сучков СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И УРОВЕНЬ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ УКРАИНЫ ДО И ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
Национальный медицинский университет им. А. А. Богомольца, Киев
В формировании уровня здоровья населения состоянию окружающей среды принадлежит одно из ведущих мест [4]. Авария (1986 г.) на Чернобыльской атомной электростанции существенно изменила состав загрязнителей и интенсивность их действия на организм человека. Учитывая многоплановый характер загрязнения окружающей среды после аварии и ее возможное влияние на здоровье населения, а также недостаточную разработку методов оценки такого влияния, Минздрав Украины в 1991 г. на конкурсной основе поручил Национальному медицинскому университету имени А. А. Богомольца разработать методы гигиенической оценки влияния на человека комплекса вредных факторов.
Такая работа была выполнена |10|. При этом значительный объем исследований провели сотрудники кафедры пропедевтики гигиены, военной и радиационной гигиены. Внесли свой вклад в разработку специальных методов исследования и сотрудники кафедр коммунальной гигиены и экологии человека, социальной гигиены и организации здравоохранения, гигиены труда и профессиональных болезней, гигиены детей и подростков, акушерства и гинекологии № 2, фтизиатрии с курсом пульмонологии. К исследованиям привлекались сотрудники 7 других научно-исследовательских учреждений и учреждений практического здравоохранения.
Итогом многолетний (1991 — 1994 гг.) исследований явилась разработка оригинальной схемы и соответствующих методов гигиенической оценки отрицательного влияния комплекса загрязнителей окружающей среды на здоровье населения.
Схема выглядит следующим образом.
1. Сбор, статистическая обработка и анализ данных, характеризующих состояние окружающей среды и уровень здоровья населения, по апробированным методикам [4|.
2. Углубленный качественный и количественный анализ состояния окружающей среды и уровня здоровья населения по разработанным методам:
комплексного подхода к скрининговой оценке влияния антропогенных факторов окружающей среды на здоровье населения [8]; лабораторного определения (экспрессные методы) загрязнения пищевых продуктов, растительности, воды, почвы 9()5г, |37С5 и '-^Сб [3]; контроля уровня электромагнитных полей в окружающей среде и защиты населения от их отрицательного влияния [11]; оценки вредного действия на организм экзогенных химических веществ в сочетании с влиянием ионизирующего излучения [9]; оценки отрицательного влияния на организм комплекса вредных факторов с использованием показателей активности металлоферментов крови практически здоровых людей (доноров) 16];
оценки здоровья населения, проживающего в различных условиях загрязнения окружающей среды, с использованием системы показателей (общей смертности и смертности новорожденных от отдельных причин, материнской и перинатальной смертности, заболеваемости новорожденных и беременных женщин (I]; оценки влияния комплекса вредных факторов окружающей среды на организм детей дошкольного возраста [7];
клинической и клинико-лабораторной оценки состояния здоровья беременных и женщин фертильного возраста при действии на них комплекса вредных факторов окружающей среды [5];
оценки барьерной функции легких при заболевании органов дыхания на фоне действия на организм комплекса вредных факторов окружающей среды |2|.
3. Воспроизведение в лабораторном эксперименте нагрузки комплексом вредных факторов организма стандартного человека, соответствующей менее 0,1; 0,1; 1 и 10-кратной нагрузке за 5 лет с отбором наиболее специфических и информативных критериев оценки состояния организма [12].
