CC BY
10
УДК 612.751.1.015.31:546.421:614.7»
5г8в В КОСТНОЙ ТКАНИ НАСЕЛЕНИЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА
(1957—1967)
А. И. Марей, Б. К■ Борисов, Р. М. Бархударов
Задачей настоящего сообщения является характеристика уровней содержания Бг90 у различных контингентов населения Советского Союза с 1957 по 1967 г. и их краткая гигиеническая оценка. В основу положены материалы наблюдений и исследований, опубликованные ранее (Б. В. Курчатов с соавторами; А. Н. Марей с соавторами, 1961, 1965, 1967).
Под наблюдением находилось 99 городов, расположенных в различных географических зонах страны от 40 до 70° северной широты и от 20 до 160° восточной долготы. Исследовались образцы костной ткани и экстрагированных зубов, полученные в лечебно-профилактических учреждениях, от трупов людей, постоянно проживавших в данной местности и по роду своей деятельности не имевших контакта с радиоактивными веществами. Определение Бг80 производилось по дочернему У90, который избирательно экстрагировался из азотнокислых растворов при помощи трибутилфосфа-та. Препараты измерялись на установке с малым фоном (0,4—0,7 имп1мин). Средняя квадратичная ошибка измерения Бг90 для низких уровней его содержания в образцах составляла ±20%. Содержание Са в костной ткани устанавливалось по оксалатной методике. Точность определения была равна в среднем ±2%. Содержание Бг90 в скелете определялось на основании данных, касающихся отдельных костей (ребро, грудина, бедренные кости, черепа, позвонки и др.), с последующей нормализацией. До 1961 г. включительно использовались значения коэффициентов нормализации, полученных рядом авторов (Еске1шап с соавторами; Ка1р и 5сЬи1ег1), а с 1962 г. — собственные показатели (А. Н. Марей с соавторами, 1965). Соответствующие данные представлены в табл. 1.
Таблица 1
Соотношения между концентрациями Бг'0 в отдельных костях и целом скелете взрослых (в пкюри на 1 г Са). Коэффициенты нормализации
Период V с; V а н — и £ 9 О X о ев X X Я СО со Н X О ¿С о о со X со С ф о. О» V X ч о о о X
О * >» и \о X и со
гг ко и Ч С х и * си СТ) о. «2.
1962—1966 гг...... 1967 г......... 20 36 1,0 1,0 1,7 2,0 1.5 1,4 1,3 1,5 ©г 00 о 0,9 0,8 0,6 0,8 0,4 0,7
При определении Бг90 в скелете детей коэффициенты нормализации не применялись из-за относительно равномерного распределения данного изотопа в различных костях.
Исследование содержания Бг90 у больших контингентов населения осуществлялось путем анализа экстрагированных зубов, что обеспечивает репрезентативность материала. Среднее значение коэффициента нормализации зубы/скелет для взрослых близко к 0,3.
Приведенные в настоящем сообщении данные базируются на результатах радиохимических исследований материала от 117 270 человек, в том числе костей от 3445 трупов и зубов примерно от 114 000 человек.
Динамика содержания Бг90 в костной ткани различных возрастных групп населения показана в табл. 2.
Таблица 2
Средние показатели содержания Бг90 в костной ткани населения страны (в пкюри
на 1 г Са)
Год Новорож- 0— 1 1—4 5— 19 20 лет и
денные год года лет старше
1957 Концентрация Бг90 1.6 2,6 2,0 _
Число случаев 10 6 5 — —
» проб 10 6 5 — —
1959 Концентрация Бг90 1.74 2,14 2,20 2,17 0,56
Число случаев 11 15 5 4 34
» проб 11 15 5 4 34
1960 Концентрация Бг90 1.53 1,21 0,60 0,42 0,42
Число случаев 28 29 4 9 104
» проб 28 29 4 9 104
1961 Концентрация Бг90 1,41 1.17 1,26 1,09 0,52
Число случаев 13 7 5 6 112
» проб 13 7 5 6 112
1962 Концентрация Бг90 1,62 2,13 2,58 1,77 0,85
Число случаев 32 52 19 1 666 2 071
» прсб 32 52 19 74 325
1963 Концентрация Бг90 — 5,00 6,06 1,88 1,05
Число случаев — 6 10 1 567 4 142
» проб — 6 10 44 347
1964 Концентрация Б г90 3.30 5.40 6,95 2,54 1,48
Число случаев 68 33 9 5 425 18 694
» проб 56 33 9 161 508
1965 Концентрация Бг90 3,18 4,60 5,83 4,11 1,58
Число случаев 111 42 16 6 636 16 966
» проб 111 42 16 248 546
1966 Концентрация Бг90 2,52 4,10 5,49 3,97 1,58
Число случаев 132 85 48 8 166 20 380
» проб 132 85 48 266 1 032
1967 Концентрация Бг90 2,18 2,97 4,28 2,70 1,52
Число случаев 88 51 44 9 044 21 260
» проб 88 51 44 312 741
Как видно из табл. 2, общий характер изменений содержания Бг90 в костной ткани у всех возрастных групп примерно одинаков, что связано с одновременным повсеместным загрязнением внешней среды данным изотопом и относительно стабильной структурой питания населения Советского Союза. К настоящему времени содержание Бг90 в костной ткани "всех кон-тингентов по сравнению с предыдущим периодом в той или иной мере уменьшилось. Однако сроки и степень выраженности изменений у разных возрастных групп существенно различны. Как показывают наблюдения, в разных географических зонах страны уровни содержания Бг90 у аналогичных возрастных групп населения имеют выраженное различие. Наибольшие значения были характерны для северных районов Европейской части СССР и Закавказья, минимальные наблюдались на Украине, в равнинной части Средней Азии и Казахстана. Можно предполагать, что среди местных факторов, определяющих повышенные уровни Бг90 у населения северных городов, существенную роль играло употребление в пищу оленьего мяса (Б. Я- Литвер с соавторами), а также низкое содержание Са и Р в питьевой воде, «защитная» роль которых в накоплении данного изотопа установлена ранее (А. Н. Кармаева с соавторами; В. А. Книжников и А. Н. Марей). В условиях высокогорных районов (Закавказье, горные районы Средней Азии и Забайкалья), по-видимому, решающее значение имела повышенная плотность глобальных выпадений.
Однако основным фактором, обусловливающим различие между содержанием Бг90 у однотипных групп населения преобладающего большинства районов, по-видимому, являлась разная структура питания (В. А. Книжников с соавторами). Сопоставление данных, характеризую-
1дих содержание Бг90 в пищевых рационах и костях людей различных зон, пока не позволяет установить корреляцию между ними во всех случаях. Это указывает на то, что уровни накопления данного изотопа в организме человека зависят от комплекса факторов, причем значимость некоторых из них в разных конкретных условиях может быть неодинаковой. Наиболее полна информация, касающаяся центральной зоны Европейской части страны; она представлена преимущественно Москвой и отчасти смежными областями; это позволяет сделать более глубокий анализ материалов, относящихся к данной зоне.
Таблица 3
Содержание Бг90 в костях у населения Москвы (в пкюри на 1 г Са)
Год Новорожденные 0 — 1 год 1 год 2 года 3 года 4 года 5—13 лет 14—19 лет 20 лет и старше
1962 Концентрация Бг90 _ 1,59 1,75 4,77 2,71 1,16 2, 01 0,86
Число случаев — 10 5 4 2 3 601 402
» проб — 10 5 4 2 3 24 37
1963 Концентрация Бг90 — 5,0 6,67 6,47 4,6 3,84 2,12 2,27 1,10
Число случаев — 6 2 6 1 1 304 11 1 177
» проб — 6 2 6 1 1 7 I 164
1964 Концентрация Бг90 3,30 5,93 6,60 8,50 5,45 4,99 3,32 3,05 1,23
Число случаев 68 31 2 3 4 3 547 77 423
» проб 56 31 2 3 4 3 30 7 90
1965 Концентрация Бг90 3,18 4,95 5,65 5,80 7,23 4,85 3,82 3,58 1,49
Число случаев 111 39 2 5 4 6 1 461 98 2 581
» проб 111 39 2 5 4 6 73 15 161
1966 Концентрация Бг90 2,52 4,10 5,13 5,21 5,75 5,96 4,52 3,47 1,55
Число случаев 132 85 4 21 11 15 1 374 15 2 949
> проб 132 85 4 21 И 15 69 4 378
1967 Концентрация Бг90 2,02 2,97 3,20 4,12 4,79 4,09 3,55 1,45 1,24
Число случаев 85 51 2 16 14 12 409 7 1 813
» проб 85 51 2 16 14 12 38 7 263
Ввиду того что динамика изменений во времени практически одинакова для всех зон, а показатели содержания Бг80 в костной ткани жителей Москвы за каждый год близки к средним значениям по стране в целом, результаты анализа в известной мере могут характеризовать ситуацию в масштабе всей страны (табл. 3). Наибольшие концентрации Бг90 в костной ткани новорожденных и детей младшего возраста (до 4 лет) зафиксированы в 1963—1964 гг., когда отмечались максимальные загрязнения молока.
У подростков (14—19 лет) пиковые значения Бг90 наблюдались в 1965 г., т. е. «запаздывали» по сравнению с максимальным содержанием его в рационе примерно на 1—1г/2
года, что связано с преимущественным употреблением продуктов (хлеб) урожая предшествующего года и особенностями биологического обмена. К 1967 г. концентрации Бг90 в костях уменьшились примерно на 60%.
У взрослых в среднем по стране максимальные значения относятся к 1965 г., а у москвичей — к 1966 г., т. е. «запаздывают» примерно на 1х/2 —
Таблица 4
Содержание Бг90 в скелете новорожденного и матери и в рационе взрослого населения Москвы
Год Зг" в рационе матери (в пкюри на 1 г Са) 5г'° в скелете новорожденного (в пкюри на 1 г Са) 5г'° в скелете матери (в пкюри на 1 г Са) Отношение Бг" и Са (скелет ново-рожденного/-рацион матери)
1964 77 3,30 1,23 0,043
1965 67 3,18 1,49 0,047
1966 46 2,52 1,55 0,055
1967 37 2,02 1,24 0,050
Среднее значение за 4 года 0,05
2 года. Тенденция к снижению уровней Бг90 у данной группы наметилась лишь в 1967 г.
На основании анализа материалов по Москве можно рассмотреть вопрос об источнике поступления Бг90 в скелет новорожденного (табл. 4).
Принято, что содержание Бг90 в рационе матери и взрослого населения идентично.
Отсюда видно, что наибольшие концентрации Бг90 в скелете новорожденного хорошо коррелируют во времени с пиковыми значениями его в рационе матери и на 2 года опережают максимальные показатели в ее скелете. Следовательно, есть основания полагать, что основным источником поступления Бг90 в костную ткань новорожденного служит не скелет матери, а ее рацион. Из табл. 4 следует также, что средние значения отношения между Бг90 и Са в скелете новорожденного и рационе матери соответствуют тем, которые получены ранее (В. А. Книжников и А. Н. Марей), и равны 0,05.
Аналогичные величины наблюдаемого отношения (в среднем за 3 года) регистрируются в Японии, тогда как
s го /s
/Месяцы жизни
Г одь/
Рис. 1. Динамика накопления Бг60 у младенцев Москвы в зависимости от возраста. I — средние значения за 1966 г.; 2 — средние значения за 1967 г.
Рис. 2. Содержание Бг90 (в пкюри на 1 г Са) в молоке (1) и костях (2) младенцев (0—1 год) Москвы.
в странах с «западным» типом диеты значения указанного коэффициента в 2Va (Англия) и в Зх/2 (Дания) раза выше (доклад Научного комитета ООН). Причина указанного явления, по-видимому, кроется в национальных особенностях структуры питания населения Советского Союза. Одна из таких особенностей состоит в том, что в его рационе относительно велико содержание хлеба (в том числе и из темных сортов муки), вследствие чего количество Sr90, поступающего в организм, несколько выше, чем в других странах. Однако этот изотоп переходит из рациона в скелет человека в значительно меньшей степени, что, по-видимому, объясняется формой химического соединения Sr80, содержавшегося в хлебе, а также присутствием, особенно в темных сортах хлеба, химических веществ, в частности соединений фитиновой кислоты, ограничивающих всасывание Sr и Са. По этим обстоятельствам уровни содержания Sr90 в скелете новорожденных разных стран близки между собой.
Динамика содержания этого изотопа в костной ткани младенцев (0—1 год), сохраняя общую тенденцию, присущую в данный период всем возрастным группам, имеет некоторые особенности, обусловленные своеобразием питания ребенка на первом году жизни (грудное молоко, прикорм).
При переходе ребенка на искусственное вскармливание (через 6—8 месяцев) отмечается существенное возрастание содержания Sr90 в скелете (рис. 1). Подобное явление наблюдается также у младенцев Лондона, но в возрасте 4 месяцев (Fletcher с соавторами).
Ранние сроки перехода ребенка с грудного питания на искусственное, по-видимому, и являются причиной более высокого содержания Бг90 у младенцев ряда стран по сравнению с детьми Советского Союза (табл. 5).
Вместе с тем даже относительно кратковременное употребление детьми первого года жизни коровьего молока приводит к заметному накоплению Бг90 в костях, вследствие чего между уровнями содержания данного изотопа в молоке и костях младенцев (средние значения за год) существует хорошая корреляция (рис. 2), описываемая следующим уравнением:
Х=0,06 (Хх+Х,),
где X — содержание Бг90 в костной ткани младенцев (0—1 год), выраженное в пюори на 1 г Са; Х1 и Х2 — содержание Бг90 в рационе матери и коровьем молоке, выраженное в пкюри на 1 г Са. Коэффициент корреляции равен 0,88.
Наиболее высокие показатели содержания Бг90 в костной ткани наблюдаются в возрасте 1—4 лет. В преде- ^ лах данной возрастной груп-пы изменения характеризуют- §-ся постепенным сдвигом пика | средних показателей от детей годовалого возраста в 1963 г. до пятилетних в 1967 г. (рис. 3). Сдвиги обусловлены увеличением возраста кон-тингентов рождения 1962 г., у которых в 1964 г. (период^ наибольшего загрязнения ^ ^ продовольствия) концентра-ции Бг90 достигли максималь- 1 ных.
Интенсивность перехода Бг90 по отношению к Са из рациона в скелет детей данной возрастной группы значительно выше, чем у других. Если принять в качестве исходных средние данные о содержании Бг90 в рационе детей, установленные по Советскому Союзу, и средние концентрации данного изотопа в аналогичной возрастной группе, то значения наблюдаемого отношения будут близки к 0,16 (табл. 6).
Наблюдаемое отношение между Бг90 и Са в костной ткани и в рационе взрослого населения Советского Союза составляет в среднем 0,02, что примерно в 2 раза ниже, чем в США (0,04—0,05) и Дании (0,05).
В силу указанных обстоятельств при более высоком содержании Бг90 в рационе населения Советского Союза концентрации его в костях взрослых людей нашей и западных стран близки между собой. Частота встречаемости различных уровней содержания Бг90 в скелете любых однотипных групп подчинена закону логарифмически нормального распределения, что показано в ряде работ (А. Н. Марей с соавторами, 1965). Поэтому у определенного
а
Зоураст
__1_ -1- -и са
53
возраст
Рис. 3. Изменение концентраций Бг60 ткани различных возрастных групп Москвы за 1963—1967 гг.
в костной населения
процента населения уровни накопления Бг90 могут быть значительно выше средних значений. В свое время аналогичные данные были зафиксированы другими авторами (Кее1р и 5сЬи1ег1:).
На основании материалов, изложенных выше, представляется возможным установить значения доз на костную ткань, создаваемым инкорпорированным Бг90 (табл. 7). Как видно из табл. 7, максимальная интегральная доза облучения, обусловленная 5г90, отмечается у группы детей, родившихся в 1962 г., когда проходили наиболее мощные ядерные испытания. Максимальное годовое значение поглощенной дозы, со-
Таблица 6
Наблюдаемые отношения мекду Бг90 и Са в скелете и рационе детей 1—3 лет
Таблица 5
Содержание Бг90 в костной ткани младенцев (О—1 год) некоторых стран (в пкюри на 1 г Са)
СССР
Год в целом Москва ж ч и X < К К г 03 ч США1 (Нью-Йорк) Норве ГИЯ1
1963 1964 1965 5,0 5,40 4,60 5,0 5,93 4,95 5,2 8,6 7,2 4,2 6,5 6,1 6,8 7,9 5,0 6,9 8,9 15,0
1 Данные заимствованы из доклада Научного комитета ООН (1966).
Год Содержание Эг" в рационе (в пкюри на 1 г Са) Содержание вг» в скелете (в пкюри на 1 г Са) Отношение 5г" и Са (скелет/рацион)
1963 37 6,5 0,17
1964 52 6,7 0,13
1965 29 5,0 0,17
1966 29 5,4 0,18
В среднем за 4 года 0,16
ставляющее около 10% ПДД, установленной в СССР, также наблюдается у той же группы детей и приходится на 1964 г. Наибольшему дополнительному облучению за счет Бг90, поступившего в организм в предшествующие годы, подвергалась группа детей 1954—1961 года рождения,
Таблица 7
Среднегодовые и интегральные дозы облучения (в мрад) костной ткани жителей
Москвы за 1962—1967 гг.
Год рождения Возраст (в годах) 1962 г. 1963 г. 1964 г. 1965 г. 1966 г. 1967 г. Интегральная доза
1967 0—1 _ _ _ _ 5,0 5,0
2,3
1966 1 — — — — 7,2 7,4 14,6
3,3 3,26
1965 2 — — — 8,1 11,6 9,4 29,1
3,72 5,13 4,16
1964 3 — — 9,8 12,8 11,8 11,0 45,4
4,50 5,65 5,20 4,87
1963 4 — 9,8 13,6 13,1 13,0 9,1 58,6
4,5 6,10 5,80 5,75 4,0
1962 5 4.1 15,5 19,2 16,4 13,7 11,9 80,8
1,86 6,70 8,50 7,25 5,96 5,17
1961 — 6—13 3,4 5,3 12,5 11,4 11,9 9,3 53,8
1954 1,20 1,86 4,41 4,03 4,22 3,30
1953— 14—19 7,1 9,1 12,2 14,3 13,9 12,2 61,7
1947 1,77 2,77 3,05 3,58 3,47 3,05
Старше 20 и 2,25 2,97 3,32 4,03 4,18 3,92 18,4
1947 г. старше 0,86 1,10 1,23 1,49 1,55 1,45
Примечание. В знаменателе — содержание Б г90 в скелете (в пкюри на 1 г Са).
но величина его не превышает 20% интегральной дозы за 1962—1967 гг. Таким образом, даже с учетом этого дополнения группа детей 1962 года рождения наиболее облучаема. Приведенные нами величины характеризуют собой средние значения для СССР в целом. Учитывая логарифмически нормальный характер распределения уровней содержания Sr90 у каждой возрастной группы, можно предполагать, что величины доз у определенной части населения будут соответствующим образом варьировать.
Выводы
1. Изменение концентраций Sr90 в костной ткани населения страны за последние 10 лет характеризуется повышением их в 1963—1966 гг. и заметным снижением в последующие годы. В 1967 г. содержание Sr90 у детей младшего возраста приблизилось к уровню 1962 г. У взрослых тенденция к снижению концентрации изотопа наметилась в 1967 г.
2. Наибольшие значения среднегодовых доз на костную ткань, создаваемую Sr90, наблюдались в 1964 г. у детей 1962 года рождения. Максимальную интегральную дозовую нагрузку на протяжении всей жизни получают контингенты населения, родившиеся в период наиболее интенсивных испытаний ядерного оружия.
3. Абсолютные значения среднегодовых доз на костную ткань у взрослых с наибольшим содержанием Sr90 не превышали 10% предельно допустимых доз, установленных в Советском Союзе. Однако если учесть логарифмически нормальный характер распределения частоты встречаемости уровней содержания Sr90 у однотипных контингентов, то определенный процент населения имеет несколько более высокие значения дозовых нагрузок.
ЛИТЕРАТУРА
Зыкова А. С., Телушкина Е. Л., Я р ц е в Е. И. и др. Некоторые данные о зависимости между содержанием стронция-90 и цезия-137 в окружающей среде и организме людей. М., 1966. — Книжников В. А., Петухова Э. В., Степанов Ю. С. и др. Гиг. и сан., 1968, № 1, с. 11.— Курчатов Б. В., ЧулковП. М.. Борисова Н. И. и др. В кн.: Советские ученые об опасности испытаний ядерного оружия. М., 1959, с. 66. — Л и т в е р Б. Я., Моисеев А. А., РамзаевП. В. Стронций-90 и полоний-210 в костях жителей Крайнего Севера в 1965 г. М., 1967. —Маре й А. Н., Беляева Е. Н., АгранатВ. 3. Содержание стронция-90 в костной ткани людей, проживающих на территории Советского Союза. М., 1961. Документ ООН A/AC 82/G/L 705. — М а р е й А. Н., Ярцев Е. И., М о и с е е н к о Э. И. К вопросу распределения стронция-90 в скелете взрослого человека. М., 1965. Документ ООН А/AC 82/G/L 1086. - Марей А. Н., Борисов Б. К. Стронций-90 в костной ткани населения Советского Союза. М., 1968.— Е с k е I ш a n W. R., К е е 1 р J. L., Science, 1958, v. 127, p. 266,— F 1 е t с h е г W., L о n t i t J. F., Papwort D. G., Brit. med. J., 1966, v. 2, p. 1225. — К e e 1 p a n d I. L., S с h u 1 e r t A. R., Science, 1962, v. 136, p. 619.
Поступила 30/VII 1968 г
Sr*» IN THE BONE TISSUE OF THE USSR POPULATION (1957—1967) A. N. Marey, В. K. Borisov, R. M. Barkhudarov
The paper summarizes data of the study of the Srei) content in the bone tissue of various age groups of the population in the USSR. Its concentration in the body of men proved to differ with age and locality. The finding was that regularity of isotops distribution in similar groups of the population was of the lognormal nature. An average ratio proved to exist between the content of Sr9J and Ca in the skeleton of newborns and that in the food ration of the mother (0.05), in the skeleton and in the food ration of children (0.16) and that of adults (0.02). The corresponding national and foreign coefficients are assessed comparatively. The finding was that giving an additional food to infants during early months of the weaning period promoted greater accumulation of Sr80 in their skeleton. The authors determined and assessed hygie-nically the average irradiation doses acting from incorporated Sr90 in various age groups of the population.
