Влияние ионизирующих излучении на здоровье человека и предельно допустимые нормы облучения

Прежде всего нужно рассмотреть, в чем заключается механизм биологического действия ионизирующих излучений. Воздействуя на ткани организма (при внешнем или внутреннем облучении), ионизирующие излучения, с одной стороны, непосредственно разрушают жизненно важные белковые молекулы, а с другой—ионизируют ткани, вследствие чего в последних образуются так называемые свободные радикалы (Н, ОН, Н02) —высокоактивные вещества, обладающие сильным окислительным и восстановительным действием.

Взаимодействуя с клеточными ферментами, свободные радикалы уменьшают их активность и вызывают нарушение обменных процессов в тканях. Особо чувствительны к ионизирующему облучению процессы, связанные с делением клеток. Поэтому из тканей организма наиболее радиочувствительны половые железы и органы кровотворения (костный мозг, селезенка, лимфатические узлы).

Клиническая картина лучевой болезни, вызываемой радиоактивными излучениями, очень разнообразна, так как зависит от многих обстоятельств, из которых наибольшее значение имеют путь воздействия на организм, вид излучения, его интенсивность и длительность действия. При попадании внутрь организма особую опасность представляет поступление радиоактивного вещества через органы дыхания. Большое значение имеют период полураспада и химические свойства изотопа, которые определяют скорость всасывания его в дыхательных путях или кишечнике, локализацию в организме и скорость выделения из него. Наиболее опасны долгоживущие изотопы, откладывающиеся в костях (радий, стронций), так как их действие длится годами. Погасить этот источник внутреннего излучения невозможно. Поэтому ученые усиленно работают над изысканием средств, способствующих скорейшему выведению радиоактивных веществ из организма.

Интенсивное внешнее облучение, превышающее 50 рентгенов, вызывает острую форму лучевой болезни, что может иметь место при авариях на производстве и в военных условиях. В клинической картине острой лучевой болезни различают четыре периода.

Первый период (1—4 дня)—период первичной реакции. В зависимости от дозы наблюдаются явления от легкого недомогания, тошноты и рвоты до явлений прострации. Второй период (1—3 недели) — период кажущегося благополучия. Развившиеся в первом периоде клинические симптомы стихают и лишь нарастают изменения в крови (лейкопения, лимфопения, ретикуло и тромбопения). Третий период — период выраженных клинических проявлений, осложняющихся вторичной инфекцией. Он характеризуется ухудшением картины крови, лихорадкой, нарушением функции желудочно-кишечного тракта, образованием язв на слизистой оболочке рта, кровоизлияниями в кожу и слизистые оболочки, выпадением волос и другими явлениями. Четвертый период—период восстановления. Этот период иногда может быть очень длительным. В случае выздоровления не исключаются отдаленные последствия в виде новообразований, болезней крови, преждевременного одряхления.

Хроническая лучевая болезнь может развиться, если человек подвергается облучению, превышающему 0,05 рентгена в сутки, в течение 1—2 лет. Легкая форма хронической лучевой болезни характеризуется крайне медленным нарастанием симптомов (вялость, недомогание, нарушение аппетита и сна, диспепсические явления, потливость, ознобы, дрожание пальцев, субфебрильная температура). И в этом случае наиболее характерным симптомом является нарушение со стороны крови. В начальном периоде наблюдаются явления раздражения костного мозга — склонность к нейтрофильному лейкоцитозу. Если же больной обращается за медицинской помощью позже, то у него находят признаки угнетения кроветворения — лейкопению и лимфопению, а в более тяжелых случаях—и нейтропению. Снижение количества эритроцитов наблюдается позже. Тяжелая форма хронической лучевой болезни протекает с теми же клиническими явлениями, которые отмечаются в третьем периоде острой лучевой болезни.

Так как действие ионизирующих излучений может суммироваться, то даже очень малые дозы излучений при многолетнем воздействии могут привести к заболеваниям крови (лейкемия и др.), кожи (язвы, гиперкератозы, кожный рак), бесплодию или уродствам у потомства (при облучении поло ных желез), остеосаркомам (при отложении радиоактивных изотопов в костях) и другим злокачественным новообразованиям, к резкому ослаблению защитных сил организма по отношению к инфекционным и токсическим агентам и к преждевременному старению.

Как видно из сказанного выше, задачей гигиенических мероприятий является борьба против всякого повышения радиоактивности выше естественного уровня. Для тех случаев, когда этого достигнуть не удается, необходимо знать предельно допустимые уровни.

Изучение действия различных доз внешнего потока излучения (табл. 19) позволило разработать гигиенические нормативы предельно допустимого облучения в производственных условиях и лечебных учреждениях (для персонала). Предельно допустимая доза для внешнего потока гамма, бета и рентгеновского излучения установлена в 0,05 рентгена за рабочий день или 0,3 рентгена за рабочую неделю. В проекте новых норм предполагается уменьшить предельно допустимую дозу в 3 раза.

Допустимая доза для облучения кистей рук установлена в 0,25 рентгена за рабочий день при условии, что все тело защищено и не получит дозу, большую 0,05 рентгена в день.

Несмотря на защиту, ионизирующие излучения могут проникать в соседние производственные помещения. Для смежных производственных помещений, где находятся лица, не работающие с ионизирующими излучениями, предельно допустимый уровень облучения установлен в 0,005 рентгена в сутки.

Значительно сложнее нормировать предельно допустимую активность воздуха, воды и пищевых продуктов, с которыми радиоактивные изотопы могут поступать в организм, так как в этом случае биологическое действие зависит от свойств каждого изотопа, а их около 1000. Предельно допустимые концентрации некоторых изотопов представлены в табл. 20. Необходимо подчеркнуть, что масса радиоактивного изотопа, содержащая предельно допустимую активность, может быть очень мала. Так, например, для Р32 предельно допустимой концентрации в воздухе по радиоактивности соответствует масса вещества, равная всего одной миллиардной доле миллиграмма в 1 м3 воздуха.

Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы содержание радиоактивных веществ, особенно долгоживущих, в воде, воздухе и пищевых продуктах было как можно ниже предельно допустимого.

поэтому они оказывают сравнительно небольшое воздействие на человека.

Значительно большую роль в этом отношении играют радиоактивные газы: радон и торон, которые образуются в почве в результате радиоактивных превращений. В результате диффузии и обмена почвенного воздуха эти газы поступают в атмосферу, разносятся воздушными течениями и воздействуют на организм человека своим излучением. Кроме того, твердые и газообразные радиоактивные вещества почвы и горных пород растворяются в подземных водах и вместе с ними поступают в открытые водоемы, растения и организмы животных и человека.

Другим важным источником ионизирующих излучений являются космические лучи. Они представляют собой поток в основном положительно заряженных частиц с огромными энергиями, которые, действуя на атомы элементов, входящих в состав атмосферы, порождают много других частиц: электронов, фотонов, нейтронов и др. Космическое излучение непосредственно действует на человека, а, кроме того, порожденные им нейтроны вызывают ядерные превращения в газах атмосферы, в результате чего из азота образуется радиоактивный углерод (С14), из водорода — радиоактивный тритий (Н3), из аргона — его радиоактивный изотоп. Эти радиоактивные вещества могут влиять на человека непосредственно при вдыхании воздуха.

Естественная радиоактивность растений обусловлена радиоактивными элементами, поступающими через корневую систему с почвенной водой и усваиваемыми из воздуха.

Естественная радиоактивность растений в основном связана с наличием радиоактивного изотопа калия — К40, который является обязательным спутником обычного стабильного изотопа К41. В меньших количествах в растениях содержатся радий, уран, рубидий, тритий, углерод14 и другие радиоактивные изотопы. Разные растения обладают избирательной способностью накапливать в своих тканях те или иные радиоактивные изотопы. С растительной пищей радиоактивные вещества поступают в организм животных и человека, в котором часть из них откладывается и накапливается в костях (радий, уран, стронций).

На основании исследований и расчетов установлено, что суммарное воздействие естественных источников радиоактивных излучений на человека в среднем составляет 0,0005 рентгена в сутки или в среднем 0,18 рентгена в год.

Величина естественного радиоактивного фона колеблется в зависимости от географических, геологических и метеорологических условий. Так, например, над сушей она приблизительно в 100 раз выше, чем над морем.

Местное повышение радиоактивности почвы, питьевой воды, воздуха и растений наблюдается в районах месторождения урана и других радиоактивных элементов.

Увеличение естественного радиоактивного фона по сравнению с названными величинами нежелательно.

Особенно опасно загрязнение внешней среды долгоживущими изотопами, откладывающимися надолго в костях организма, например Бг90.

Из почвы и воды стронций поступает в ткани растений и рыб, в которых накапливается в больших количествах. Установлено, что концентрация Бг90 в мышцах рыб в сотни раз, а в костях в тысячи раз превышает концентрацию стронция в воде. С водой, растительной и животной пищей стронций может поступать в организм человека, в котором снова концентрируется, откладываясь в костях.

Все изложенное говорит о том, что в целях радиационной безопасности населения необходимо, вопервых, прекратить испытание атомлого и водородного оружия, во-вторых, проводить строжайшие мероприятия по санитарной охране внешней среды от загрязнения радиоактивными отходами.

Следует указать еще на один источник облучения широких масс населения ионизирующими излучениями. Им является все возрастающее применение медицинских рентгеновских аппаратов для просвечивания не только больных, но и здоровых людей при ежегодных профилактических осмотрах.

При обыкновенном рентгеновском снимке легких поглощается кожей спины около 0,5 рентгена, при снимке желудка — 0,75 рентгена, при снимке почки — около 6 рентгенов, при снимке бедренной кости — 2,5 рентгена. При просвечивании органов грудной клетки больной получает в минуту в зависимости от условий исследования от 3,4 до 7,6 рентгена, при рентгеноскопии желудочнокишечного тракта — от 4,8 до 10,3 рентгена. Это свидетельствует о том, что нужно: 1) избегать излишних повторных просвечиваний, 2) исследовать возможно меньшее поле, 3) отдавать предпочтение рентгенографии перед просвечиванием, 4) просвечивание проводить после хорошей адаптации зрения к темноте и быстро.