CC BY
7
центрации радиоактивных изотопов. Следовательно, при содержании радиоактивных веществ в сточных водах на уровне СДК и отведении этих вод на поля фильтрации верхний слой фильтрующего грунта может накапливать такое количество радиоизотопов, с которым приходится обращаться как с радиоактивными отходами. Открытое бесконтрольное хранение такого грунта на картах полей фильтрации и иловых площадках по санитарным соображениям недопустимо.
Согласно Санитарным правилам № 333-60, на территории учреждения или предприятия, в котором проводится работа с радиоактивными веществами, гамма-фон не должен превышать 0,3 мр/час, а в ближайших зданиях и на территории, не принадлежащей этому учреждению или предприятию, фон не должен превышать естественного более чем на 0,010 мр/час.
В результате сорбции Cs137 и Со60 на поверхности карт полей фильтрации средний уровень излучения на них составлял 0,65 мр/час. Это более чем вдвое превышает уровень, установленный Санитарными правилами. Стедовательно, сброс сточных вод, содержащих эти изотопы на уровне СДК, на свободно расположенные поля фильтрации недопустим даже при условии, если последние находятся на территории учреждения или предприятия, где проводятся работы с радиоактивными изотопами.
ЛИТЕРАТУРА. HiggensG., J. Geophysical Res., 1959, v. 64, p. 1509
Поступила I8/VI 1971 r.
SANITARY ASSESSMENT OF FILTRATION FIELDS RECEIVING SEWAGE CONTAINING RADIOACTVE SUBSTANCES AT PERMISSIBLE CONCENTRATIONS
Yu. A. Zhakov, E. /. Orlova, G. A. Kuznetsova, M. A. Baranov, Z. E. Lyapina
When domestic-fecal sewage containing Cs13' and Co80 at an average annual permissible concentration was discharged onto filtration fields radioactive isotopes were found to accumulate in the upper sand layer. The consequent accumulation levels were so high that the upper contaminated sand layer was to be dealt with radioactive wastes.
УДК 612.75:546.41:546.42:546. tel
ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ КАТИОНОВ И АНИОНОВ
НА ПОГЛОЩЕНИЕ Sr85 КОСТНЫМ МИНЕРАЛОМ В ОПЫТАХ
IN VITRO
Канд. хим. наук M. М. Голутвина, JI. С. Семочкина
Институт биофизики Министерства здравоохранения СССР, Москва
Известно, что парентеральное и пероральное введение солей стронция и кальция в живой организм подавляет поглощение радиоизотопов стронция костной тканью (П. М. Малкин). Однако механизм этого явления до конца неясен. Действие фторидов на поглощение костью радиоактивного стронция изучено недостаточно, а выводы, к которым пришли различные исследователи, противоречивы (В. А. Книжников; Lengemann и Comar). При пероральном введении упомянутые вещества могут оказывать влияние как на поглощение радиоактивного стронция из внеклеточной жидкости костным минералом, так и на всасывание его в кишечнике. Поэтому для изучения частного механизма действия кальция, стронция и фторида на сорбцию радиоизотопов стронция костной тканью целесообразно вводить последние в кровяное русло.
В опытах с крысами показано, что при внутривенном введении Sr85 95 % количества его, сорбированного костной тканью за 6 часов, поглощается костным минералом и лишь около 5% — органическим матриксом кости.
Установлено также, что процесс поглощения изотопа, происходящий в первые минуты и часы после его поступления в кровь, можно надежно имитировать в опытах с костным минералом in vitro. Так как этот процесс представляет собой реакцию эквивалентного ионного обмена на поверхности костных кристаллов, количество поглощенного изотопа должно зависеть от концентрации стабильных кальция и стронция в жидкой фазе, имитирующей внеклеточную жидкость. Фторид может влиять на поглощение изотопа путем изменения растворимости костного минерала. Экспериментальной проверке высказанных положений и было посвящено настоящее исследование.
Минерал выделяли из длинных костей взрослого человека путем последовательных экстракций спиртом, диэтиловым эфиром и этилендиами-
Влияние добавок кальиия, стронция и фторида на кинетику поглощения Sr86 из буферного раствора минералоы кости человека; температура 37°. 1 — 0,1 мгмоль Р/л\ 2 — стронций без носителя; 3 — 0.57 мгмоль Sr/л; 4 — 1,25 мгмоль Са/л; 5 — 1,14 мгмоль Sr/j; 6 — 2,5 млмоль Са/л.
ном. После промывания водой и высушивания при 100° его измельчали и отбирали на опыт фракцию частиц с размерами 40—50 мк. Из них готовили суспензию в барбитуратном буфере (0,005 М раствор барбитурата калия pH 7,3) с отклонением твердой фазы к жидкой, равным 2 г/л, и ионной силой 0,16 (KCl). Суспензию сохраняли в термостате (37°) перед опытом более 2 месяцев при периодическом перемешивании. Это позволяло получить насыщенный раствор и устранить влияние рекристаллизации минерала на скорость быстрых процессов поглощения изотопа. Затем суспензию помещали в установку для изучения кинетики и добавляли к ней одновременно Sr85 и раствор исследуемой соли. В опытах использовали хлориды кальция и стронция и фторид натрия. Их концентрации, выраженные в мгмолях на 1 л суспензии, составляли: по кальцию— 1,25 и 2,5, по стронцию — 0,57 и 1,14 и по фтору — 0,1. После этого начинали перемешивание и отбор жидкой фазы на измерение радиоактивности через заданные промежутки времени. Конструкция установки позволяла возвращать измеренную жидкость в суспензию, поэтому отношение твердой фазы к жидкой оставалось в течение всего опыта постоянным. Продолжительность изучения кинетики поглощения Sr86 костными кристаллами составляла 5 суток. Каждый опыт повторяли 2—3 раза.
Более детальные опыты были посвящены изучению зависимости сорбции Sr85 костным минералом от концентрации изотопного носителя в растворе. Чтобы исключить возможность захвата Sr85 могущей дополнительно выделиться твердой фазой (В. Г. Хлопин и В. И. Кузнецова), добавки стабильного стронция в этих опытах делали за сутки до введения изотопа в систему. Время контакта фаз при изучении поглощения составляло 48 часов, температура — 37°. Концентрацию стронция изменяли от 0,23 до 5,70 мгмоль/л.
Влияние кальция, стронция и фторида на поглощение Sr85 костным гидроксилапатитом представлено на рисунке. Для стравнения там же показана кинетика поглощения кристаллами кости Sr85 в состоянии без носителя. Из рисунка видно, что добавки стабильных кальция и стронция в раствор уменьшают количество изотопа, поглощенное твердой фазой тем сильнее, чем больше величина добавки. Так, за сутки костным минералом поглощается 50 % Sr85 в состоянии без носителя, 27% Sr85 в присутствии 1,25 мгмоль Са/л и 15% — в присутствии 2,5 мгмоль Са/л. Эквимолярные количества изотопного носителя сильнее подавляют сорбцию Sr85, чем кальций. Этот интересный факт наблюдали также Samachson и соавт. при изучении поглощения Sr85 из буферного раствора кусочками позвоночной кости человека. Nishioka и соавт. отметили, что при использовании тканевой культуры кости эмбриона цыпленка поглощение Sr85 больше понижается от добавления в среду стабильного стронция, чем от добавления стабильного кальция. Наше объяснение этого факта основано на предположении о различии растворимостей гидроксилапатитов кальция и стронция. Хотя растворимость последнего, по-видимому, до сих пор не определена, средние и кислые фосфаты его более растворимы, чем соответствующие соли кальция. Если гидроксилапатит стронция также более растворим, чем гидроксил-апатит кальция, то добавление стабильного стронция в раствор должно повышать растворимость поверхностного слоя костных кристаллов и, следовательно, увеличивать долю радиоизотопа в растворе.
Другое возможное объяснение учитывает наличие в элементарной ячейке гидроксилапатита атомов кальция в 2 различных структурных положениях. Одно из этих положений (так называемое спиральное) менее доступно для стронция, чем для кальция (Neuman и соавт.), поэтому количество стронция, участвующего в конкуренции за более доступное («колончатое») положение, выше, чем этого можно ожидать на основании сделанной добавки.
Результаты детального изучения поглощения костным минералом стронция, меченного радиоизотопом, описываются изотермой адсорбции Фрейндлиха:
С2 = аС\/п,
где С2 — количество поглощенного стронция (в мгмоль/г минерала); С, — концентрация стронция в равновесном растворе (в мгмоль/л).
Константы изотермы, найденные графическим методом, оказались равными а=0,129 и п = 1,7. В линейных координатах изотерма представляет собой кривую, а в логарифмических — прямую линию с тангенсом угла наклона к оси абсцисс менее 45°. Это еще раз указывает на то, что происходящий в течение 48 часов процесс поглощения Sr86 представляет собой адсорбционное, а не изоморфное соосаждение (И. М. Коренман). Полученные данные позволяют грубо оценить величину максимально возможного поглощения стронция гидроксилапатитом кости человека: она составляет около 1 мгмоль Sr/г минерала. Доля адсорбированного изотопа падает с возрастанием концентрации стронция в растворе. Добавление 5,7 мгмоль Sr /л снижает в 4 раза количество Sr85, поглощаемого минералом за 2 суток.
Итак, уменьшение поглощения радиоактивного стронция костным минералом при добавлении солей кальция и стронция в систему происходит за счет разбавления и возрастания конкуренции ионов за ограниченное количество мест на поверхности кристаллов. Аналогичная картина, видимо, имеет место и при поглощении изотопа in vivo.
Известно, что из всех апатитов кальция наименее растворим фгорапа-тит. Так как кальций определяет поведение микроколичеств стронция в изучаемой системе, в случае образования более труднорастворимой соли большая доля радиоактивного стронция должна находиться на поверхности кристаллов.
Влияние фтор-иона на поглощение SrB5 костным апатитом показано на рисунке. Видно, что небольшая добавка фторида (0,1 мгмоль F~/л) увеличивает поглощение изотопа в среднем на 25% (по отношению к количеству, сорбированному в отсутствие фторида)1. Установлено также, что добавленный фторид полностью исчезает из раствора при контакте фаз, по-ви-димому, за счет обмена с гидроксил-ионами на поверхности кристаллов.
Таким образом, наши данные о влиянии фторида на поглощение Sr85 костным минералом качественно согласуются с теми, которые приводят Lengemann и Сотаг, показавшие, что в опытах с крысами поступление фторида с питьевой водой приводит к повышению отложения Sr85 в костной ткани.
ЛИТЕРАТУРА. Книжников В. А. Мед. радиол., 1961, № 11, с. 58. — К о р е н м а н И. М. Ж- общей химии, 1955, в. 13. с. 2399. —Малкнн П. М. В кн.: Радиоактивные изотопы и организм. М., 1969, с. 208. — ХлопинВ. Г., Кузнецова В. И. Ж- физ химии, 1939, в. 8, с. 1145. — Lengemann F. W., С о -m а г С. L., J. Nutr., 1963, v. 79, p. 195. — Neuman W. F., Bjornerstedt R., Mulryan B. J., Arch. Biochem., 1963, v. 101, p. 215. — SamachsonJ., L e -d e г e г H., Arch. Biochem., 1960, v. 88, p. 355.
Поступила 6/X 1971 r.
EFFECT OF CERTAIN CATIONS AND ANIONS ON Sr85 ABSORPTION BY THE BONE MINERAL IN TESTS PERFORMED IN VITRO
M. M. Golutvina, L. S. Semochkina
Stable calcium and strontium were found to diminish the relative quantity of the isotope, absorbed by crystals, the more, the greater the amount of an adjuvant present in moles. The isotopic carrier inhibits the strontium sorption more intensely than the equimolecular quantities of calcium. A study of the adsorption isotherm showed the sorption process to be kinetic exchange of ions and to depend on their competition for the limited number of sites on the crystals' surface. Addition of a small quantity of fluorine increases the amount of Sr86 absorbed by the bone mineral apparently, due to the formation of a weakly soluble fluorapatite.
УДК 612.79.015.31:546.65.02
О МЕХАНИЗМЕ ФИКСАЦИИ РАДИОИЗОТОПОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТДЕЛЬНЫМИ СТРУКТУРАМИ кожи
Н. С. Швыдко, Л. А. Ильин, Р. А. Норец, В. А. Антонова
Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства
здравоохранения РСФСР
В исследованиях была использована смесь радиоизотопов, в состав которой входили как члены семейства лантанидов (Се141, Се144, Рг143, Ш147), так и представитель группы «иттриевых» земель V91. Являясь 0-, у- или смешанными {3-, у-излучателями и обладая способностью образовывать довольно устойчивые в физиологических условиях комплексные соединения с самыми разнообразными биокомпонентами, радиоизотопы редкоземельных элементов при попадании их на кожные покровы могут явиться источником длительного облучения их отдельных структур.
Для разработки эффективных методов защиты кожи, а также для выявления степени поражения того или иного участка ее требуется знать закономерности поведения поступивших в нее радионуклидов. Процессы, происходящие при загрязнении кожных покровов радиоизотопами редкоземельных элементов, совершенно не изучены. Ничего не известно, например,
1 При указанной добавке произведение растворимости СаР» (4-10-") не достигается следовательно, новая фаза в системе не образуется.
