CC BY
8
димому, обусловлена особенностями распределения радиоизотопов в костной ткани и прочностью их фиксации.
Исходя из процентного содержания изотопов в потрошеной рыбе и величины их перехода в бульон из костной и мышечной тканей, мы произвели расчет поступления радионуклидов в пищу (табл. 6).
Приведенные в табл. 6 данные свидетельствуют о том, что при употреблении ухи и рыбных супов количество радионуклидов, поступающих в организм, в 1,2—1,6 раза выше, чем при использовании жареной рыбы.
На основании полученных данных можно заключить, что при необходимости радиоактивность некоторых рыбных блюд может быть уменьшена (по Cs137 — в 3 раза, по Со60 — вдвое) путем смены (и удаления) воды в процессе варки рыбы и использования ее только в вареном виде.
Выводы
1. Количество радиоактивных изотопов, поступающее в рацион человека из загрязненной рыбы, в значительной степени определяется характером ре кулинарной обработки. Минимальные величины наблюдаются при употреблении вареной рыбы, максимальные — при использовании рыбных супов и рыбы в жареном виде.
2. Обычная механическая и термическая обработка (варка) свежей пресноводной рыбы, равно как и засолка ее, уменьшает содержание изучавшихся изотопов в съедобных тканях рыбы примерно вдвое. Исключение составляет засолка рыбы, содержащей Sr90,— она приводит к возрастанию содержания радионуклида.
3. По величине перехода из костной ткани в бульон и рассол исследованные радиоактивные изотопы располагаются в таком порядке: Cs137 > >Сов0 >Zn85 >Sr90
ЛИТЕРАТУРА. Марей А. Н., Ca у ров М. М., Лебедева Г. Д. — «Мед. радиол.», 1958, № 1, с. 69—76. — Пакуло А. Г. — «Гиг. и сан.», 1971, № 10, с. 49—51. — Скрябин А. М., Шуховцев В. И., Мешалки-н а Н. Г. — Там же, 1966, № 11, с. 111—113.
Поступила 18/VII 1975 г.
A FRESHWATER FISH AS A SOURCE OF CERTAIN RADIOACTIVE ISOTOPES
IN THE FOOD OF MAN
A. N. Marey, G. /. Gneusheva, 0. A. Balandin, E. G. Repina, G. A. Kuznetsova
The coefficients of accumulation of Cs137, Sr90, Zn65 and Coe0 in the tissues of a freshwater fish were determined. Investigations were carried out in order to elucidate the effect of cooking processing (mechanical, thermal and salting) on the entry of these isotopes into the food.
УДК 614.73:1613.263:664.66+«13.287
Канд. техн. наук'О. Н. Прокофьев
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ТРОПОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ И ПОСТУПЛЕНИЕМ РАДИОНУКЛИДОВ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА С ХЛЕБОПРОДУКТАМИ И МОЛОКОМ
Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства
здравоохранения РСФСР
Основная функция контроля за облучением населения в результате радиоактивных выпадений носит профилактический характер. Поэтому такой контроль важно осуществлять на возможно более ранних звеньях миграции радионуклидов по биологической цепочке еще до того, как они попали в организм человека (т. е. путем измерения их содержания в пищевом сырье, выпадениях и почве). Для этого нужны соотношения, позволяю-
щие по степени загрязнения пищевого сырья или даже по интенсивности выпадений оценивать возможные уровни поступлений радионуклидов в организм человека с рационом, а следовательно, и ожидаемые дозы облучения критических органов. В рамках общепринятой экспоненциальной модели очистки тропосферы (В. П. Шведов и соавт.) удельную р-активность зерна (в Ки/кг), загрязненного на корню, можно выразить через величину интенсивности выпадений следующим соотношением:
где: /12 (/„) — суммарная р-активность тропосферных выпадений к моменту измерения tn после инжекции, собранная за период от t1 до t2 (в Ки/км2); ti — момент начала экспозиции кюветы или другого сборника выпадений (в сут); К — постоянная выведения радиоактивных продуктов из тропосферы (в сут-1); t2— время конца экспозиции (съема) кюветы (в сут); th — момент начала колошения зерновых культур (в сут); ty—момент уборки зерна (в сут); Т — время после инжекции, на которое определяется степень загрязнения зерна тропосферными выпадениями, т. е. возраст осколков (в сут); 6 — коэффициент улавливания радиоактивных веществ зерном на корню при тропосферных выпадениях (в м2/кг).
Все моменты времени, введенные в формуле (1), отсчитывают от момента инжекции радиоактивных веществ в атмосферу. Коэффициент улавливания радиоактивных продуктов зерном на корню из выпадений можно положить равным 0,2 м2 мес/кг на основании многочисленных натурных данных по улавливанию зерном Sr90 и Cs137 (И. К. Дибобес и соавт.; Rivera). В общем случае интервал времени от ts до t2, за который собраны выпадения, может не совпадать с интервалом времени от th до ty, на протяжении которого зерно экспонировано к выпадениям. Но интервал от до <2 должен быть достаточно продолжительным (не менее 2 нед), для того чтобы собранная проба выпадений была усредненной за значительный интервал времени и благодаря этому была представительной для интерполяции величины среднемесячной (зерно экспонируется к выпадениям примерно в течение месяиа) интенсивности выпадений по экспоненциальной модели. Если интервал сбора выпадений совпадает с интервалом экспонирования зерна к выпадениям, то разности экспонент в числителе и знаменателе формулы (1) сокращаются. В этом случае для правомерности соотношения (1) не требуется каких-либо предположений о характере изменения во времени интенсивности выпадений. Для дальнейших расчетов использован именно этот вариант формулы (1) при интервале экспонирования зерна к выпадениям, равном 30 сут.
По данным Gegusch, концентрация Cs137 в муке примерно в 2 раза, a Sreo в 3 раза меньше, чем в исходном зерне. Среднесуточное потребление хлебопродуктов в пересчете на муку составляет 0,44 кг. Тогда суточное поступление активности с хлебопродуктами из зерна, загрязненного на корню, равно: а (Г) =0,44-0,5-с3 (Г) =0,22-с8 (Т). В итоге активность выпадений за месяц связана с активностью первого поступления с хлебопродуктами простым соотношением:
где: а (Т) — активность первого поступления при возрасте осколков Т суток (в Ки); /т Цп) — активность выпадений за месяц, приведенная к моменту после инжекции (в Ки/км2-мес).
При длительности предстоящего поступления осколков, равной году, органом, подвергающимся облучению на уровне предела дозы при минимальной активности осколков в 1-й день поступления, является: 1) щитовидная железа (ЩЖ). если поступление начнется при возрасте осколков меньше 13 сут; 2) нижняя часть толстой кишки (НТК), если поступление нач-
с8 (Г) = 10-» 6-
(1)
(2)
Таблица 1
Активности выпадений за месяц, соответствующие облучению лимитирующего поступление органа на уровне предела дозы (при поступлении осколков деления с хлебопродуктами)
Орган, лимитирующий поступление Момент начала поступления Т (в сут после ин-жекцни) Активность осколков на 1-й день поступления (в мкКи)
20 0,9
НТК 30 0,65
70 0,4
150 0,28
180 0,23
кт 365 0.1
720 0,038
Активность выпадений (в Кн/км'-мес), приведенная к
моменту начала поступления
t возрасту 30 сут
20 15 9.1 6,4 10,4
4.6
1.7
12 15 25 44 90 84 78
нется при возрасте осколков от 13 до 150 сут; 3) костная ткань (КТ), если поступление начнется при возрасте осколков более 150сут (О. Н. Прокофьев и соавт.).
Обычные условия уборки зерна, помола и выпечки хлеба практически не позволяют начать потребление хлебопродуктов раньше, чем через 2 нед после уборки зерна, т. е. в большинстве случаев возраст осколков в начале потребления будет не меньше 2 нед. Это исключает ЩЖ из числа критических органов, лимитирующих поступление осколков с хлебопродуктами при длительном потреблении (1 г).
Активности осколков на 1-й день поступления, вызывающие при поступлении в течение года облучение НТК и КТ на уровне предела дозы, приведены в табл. 1 в зависимости от возраста осколков в момент начала поступления, При расчете активности выпадений, соответствующей облучению КТ на уровне предела дозы, учтена смываемость радиоактивных веществ с частиц выпадений, принятая равной 50%. Результаты расчета активности выпадений по формуле (2) приведены в табл. 1.
Дети в возрасте 8 лет по потреблению хлебопродуктов приближаются к взрослым, а содержание кальция в скелете у этих детей почти в 4 раза меньше, чем у взрослых. Удерживаемые в скелете доли Sr90 от радионуклида, поступающего с рационом, у детей 8 лет и взрослых различаются незначительно (Loutit). Тогда концентрация Sr90 в скелете детей около 8 лет, а следовательно, и доза облучения КТ может превысить дозу облучения КТ взрослых в среднем в 4 раза. В соответствии с этим определенные выше по облучению КТ активности месячных выпадений для детей 8 лет должны быть уменьшены приблизительно в 4 раза.
В условиях длительного загрязнения пастбища устанавливается равновесие между поступлением радионуклидов с кормом (травой) и их секреций в молоко, поэтому можно записать:
s-v (Т)
См» (Л = Si А(Т) = gtYi (1 -F,) \Pi• exp (-\PiT), (3)
где: gi — отношение концентраций радионуклида i в молоке и траве; (cj (Т) — поверхностно связанная концентрация радионуклида i на траве (расп/мин. кг травы); v (Т) — концентрация осколков деления на траве (в дел/кг); Yt — выход радионуклида i на 1 деление (в долях); XPi — постоянная распада радионуклида i (в сут-1); Ft — доля радионуклида i, связанная в объеме частиц; т) — доля общей активности, связанная в объеме частиц; т] ~0,6 (Ю. А. Израэль); s — смываемость радиоактивных осколков деления с частиц выпадений.
Прирост концентрации осколков деления на поедаемой траве пастбища в условиях непрерывных выпадений обусловлен улавливанием их травой из выпадений, а уменьшение концентрации — обновлением поедаемой части травы. Изменение концентрации осколков деления на поедаемой траве пастбища описывается дифференциальным уравнением:
-^ = 6T.XT.J-e-xTr-p.v(7')I (4)
где 6т — коэффициент улавливания ПЯВ травой из выпадений (в дел-м2/ кг. дел); Р — постоянная скорости обновления поедаемой части травы пастбища, равная 0,05 сут-1 (Cornar); J — полная плотность отложения осколков деления (в дел/м2).
Обновление поедаемой части травы пастбища происходит в результате 2 процессов — усыхания старой, более загрязненной травы (она выходит из состава кормов) и прироста свежей, менее загрязненной травы (она становится кормом скота). Для пастбищного сезона скорость обновления травы пастбища считается постоянной. При начальном условии v (/о)=0 решение уравнения (4) имеет вид:
v (Г) = Y-x/ {ехр ИР —— ехр [(р-ЗД• *0]) • ехр (-Р• Т), (5)
где t0 — момент начала отложения осколков деления на траву пастбища, отсчитываемый от момента инжекции (в сут).
Поступление с молоком радионуклида i при начале потребления через Т суток (TSs/,,) после инжекции, длительности потребления t суток и объеме суточного потребления в л равно:
T + t
Pi(T, t, t0) = b- j cM¡(x, t0)■dx = b-cr[Xi(T-t0)-x,(T-t0 + t)]X
Xi(y) = —тг,— --y:,-. <7>
Хехр( — А,ы/0). (6)
ехр —(ЯВ|у)_ ехр( — \оГУ)
Яв/ = + ^г» (8)
К1 = + Р- (9)
При поступлении радионуклидов с молоком в облучении ЩЖ участвуют I131 и Се137, а в облучении КТ — Бг90, Бг89, Ва140 и Сб137. Чтобы облучение критического органа было равно пределу дозы для отдельных лиц из населения (3 бэр за год для ЩЖ и КТ), для каждого из рассматриваемых органов необходимо соблюдение условия:
V Р1(Т,и о) ¿л 1 = I
^ nrn¡
где: ПГ^ — предел годового поступления для отдельных лиц из населения ¿-го радионуклида по воздействию на данный критический орган; п — количество радионуклидов в осколках лиц данного возраста, обусловливающих заметный вклад в облучение рассматриваемого критического органа.
Соблюдение условия (10) при поступлении радионуклидов с молоком позволяет определить полную плотность выпадений осколков деления, соответствующую облучению критического органа на уровне предела дозы:
> =---3.2.10Ч1-ч).(Р-*г)-, (11)
6г• Яг• Ь■ 2 ^ Кг(пгп^)'Хрг 1х< <Т-Ю-гТI(Т-1 о + 01X
I = I 1
, л ,, ДМ хехр ( — \aito) М2 ,
где 3,2-109 (расп/сут-мкКи).
Расчеты полной плотности по формуле (11) выполнены для суточного потребления молока 1 л, смываемости осколков деления 50% и коэффициента улавливания травой 1 м2/кг. Значения других параметров, использованных в расчете, даны в табл. 2. Минимальная полная плотность отложения, соответствующая началу отложения осколков деления на пастбище сразу же после инжекции /„=0 и наиболее раннему началу Т= 1 сутки и длительному (год) потреблению молока, составляет 0,605- Ю19 дел/км2 по облучению ЩЖ
Таблица 2
Параметры для расчета интенсивности выпадений, вызывающей вследствие поступлений радионуклидов с молоком облучение критических органов взрослого человека на уровне
предела дозы
Радионуклид (в сутТ') (в сут—') (Сошаг, 1966) «1 (Л. А. Бул- даков н Ю. И. Москалев: Hargy и Ruer; Sttg; Hawthorne) пгп, (м к к и) (НРБ-69; MKP3) 100-У, (1 -Ft)
J1S1 0,1206 0,136 0,01 1.6 (ЩЖ) 0,59
Bal4° 0,0886 0,104 0,001 140 (КТ) 3,25
Sr8» 0,0482 0,0636 0,002 9,6 (КТ) 2,1
Sr»° 0,0346 0,05 0,002 0,32 (КТ) 2,4
Cs13' 0,0346 0,05 0,01 72 (КТ) 5,06
Cs137 0,0346 0,05 0,01 72 (ЩЖ) 5,06
и 0,53-1020 дел/км2 по облучению КТ. Соответствующие плотности выпадений за первый месяц равны 0,39-1018 дел/км2 и 3,43-1019 дел/км2 или п единицах активности на 30-е сутки после деления 5,9 и 52 Ки/км2. Для детей от 5 лет эти цифры в 10 раз меньше.
Выводы
1. Получены соотношения для расчета поступлений радионуклидов в организм человека с хлебопродуктами и молоком и доз облучения критических органов по интенсивности тропосферных выпадений осколков деления
2. Рассчитаны значения интенсивности радиоактивных выпадений, при достижении которых поступление радионуклидов в организм человека с молоком и хлебопродуктами привело бы к облучению критических органов на уровне предела дозы для отдельных лиц.
ЛИТЕРАТУРА. Б'у л д а к о в Л. А., Москалев Ю. И. Проблема распределения и экспериментальной оценки допустимых уровней Cs137, Srso, Ru'oe. М., 1968.— Израэль Ю. А. Изотопный состав радиоактивных выпадений. Л., 1973. — Прокофьев О. Н. и др.—«Гиг. и сан.», 1973, № 10, с. 108—110. — Ш в е -д о в В. П. и др. (ред.). Радиоактивные "загрязнения внешней среды. М., 1962. — Н а г -d у Е. P., R i v е г a J. — «J. Dairy Sci.», 1968, № 8, p. 51. — Н a w t h о г п е Н. А. Proceedings of an Intern. Oxford — London — New York, 1966, p. 77—85.
Поступила 23/V 1975 r.
CORRELATIONS BETWEEN THE INTENSITY OF TROPOSPHERIC FALLS AND THE ENTRY OF RADIONUCLIDES INTO THE BODY OF MAN WITH BREAD
AND MILK
0. N. Prokofiev
Certain correlations were found to exist between the intensity of tropospheric falls and the entry of radionuclides into the body of man with bread and milk. The author used an exponential model of removal of the fission fragments from the troposphere and ecological parameters of the passage of radionuclides from the falls to the grain and the grass, from the grain to the flour and that from the fodder of cattle to the milk. The correlations obtained were used for control of the intensity of tropospheric radioactive falls.
