 |
|
МЕНЮФестивали и конкурсы Семинары Издания О МОДНТ Приглашения Поздравляем НАУЧНЫЕ РАБОТЫ |
Источники и особенности радиационного загрязнения окружающей средыРадионуклидное загрязнение окружающей среды происходит также в результате проникновения в нее и радионуклидов естественного происхождения. К источникам таких загрязнений и соответствующих дозовых нагрузок на население относятся тепловые электростанции, работающие на угле. По данным сравнительных исследований, уровни дозовых нагрузок от этих станций могут в десятки раз превышать уровни, создаваемые атомными станциями при их нормальной эксплуатации. Активность радионук-лидных выбросов крупных электростанций, работающих на угле, составляет от 8 до 20 Кюри в сутки. Источниками радиоактивного загрязнения, территорий и поверхностных вод естественными радионуклидами являются также отвалы горных пород на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях. Причем радиоэкологическую опасность представляют не только предприятия по добыче и переработке расщепляющихся материалов, но и предприятия добычи неурановых руд и органических энергоносителей. Отмечены случаи крупномасштабных радиационных загрязнений естественными радионуклидами в районах добычи нефти и газа (например, на нефтепромыслах Ставропольского края). Добавим к этому усиливающуюся политическую нестабильность в мире. Все это означает, что вторая глобальная авария АЭС чернобыльского масштаба может случиться в пределах 10-20 лет [12]. Это вызывает необходимость организации действенного контроля за техногенным проникновением радионуклидов естественного происхождения в биосферу. Таким образом, представленные материалы позволяют констатировать, что опасность, которую представляет собой ионизирующее излучение, обуславливает необходимость осуществления не просто контроля, а непрерывного наблюдения (мониторинга), как за источниками ионизирующих излучений, так и за их распространением в окружающей среде. 2, ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Жизнь на Земле возникла и развивалась на фоне ионизирующей радиации. Поэтому биологическое действие ее не является каким-то новым раздражителем в пределах естественного радиационного фона. Считают, .что, часть наследственных изменений и мутаций у животных и растений связана с радиационным фоном [13]. В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации, а также внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций. Реакция человеческого организма на ионизирующее облучение зависит от дозы и времени облучения, размера поверхности тела, подвергшегося облучению, типа излучения и мощности дозы. Степень чувствительности человеческих тканей к облучению различна. Чувствительность их в порядке уменьшения следующая: кроветворные органы, половые органы, ткань кожного покрова внутренних и наружных органов, ткань мозга и мышечная ткань, костные и хрящевые клетки, клетки нервной ткани. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению. Человек в возрасте 30-50 лет наиболее устойчив к облучению. Для
категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса норма- - основные пределы доз (ПД), приведенные в табл.1; - допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (Я/77), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие; - контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и др.). Их значения должны учитывать достигнутый уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого [14]. Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: - персонал (группы ,4 и Б); - все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности. - Таблица 1 | ||
|
Нормируемые |
Пределыдоз |
||
|
величины* |
Персонал (группа А)** |
Население |
|
|
Эффективная доза |
20 мЗв в год в среднем |
1 мЗв в год в среднем |
|
|
|
за любые последовательные |
за любые последователь- |
|
|
|
5 лет, но не более 50мЗв |
ные 5 лет, но не более |
|
|
|
в год |
5мЗввтод |
|
|
Эквивалентная доза за год: |
|
|
|
|
в хрусталике глаза*** |
150мЗв |
15мЗв |
|
** Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы Л.
*** Относится к дозе на глубине 300 мг/см2.
**** Относится к среднему по площади в 1 см2 значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см2 под покровным слоем толщиной 5 мг/см2. На ладонях толщина покровного слоя - 40 мг/см2. Указанным пределом допускается облучение всей кожи человека при условии, что в пределах усредненного облучения любого / см2 площади кожи этот предел не будет превышен. Предел дозы при облучении кожи лица обеспечивает непревышение предела дозы на хрусталик от бета-частиц.
-
Контроль за облучением при всех нормальных условиях необходимо осуществлять путем контгюля за источником, а не за окружающей средой [15].
Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) - 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) - 70 мЗв. Начало периодов вводится с 1 января 2060 года.
При одновременном воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в табл.1.
,. Особую опасность представляют радиоактивные вещества, попавшие внутрь организма в виде пара, газа, брызг и пыли вместе с воздухом, пищей и водой, а также через раны, кожные дефекты и даже через здоровую кожу (рис.4). Вредное воздействие радиоактивных веществ, попавших в организм, сильно зависит от степени их радиоактивности, скорости их распада и выведения из организма. Если радионуклиды, попавшие в организм, однотипны элементам, которые потребляет человек с пищей (натрий, хлор, калий, вода и т.п.), то они не задерживаются длительное время в организме и удаляются вместе с продуктами выделения.
Радиоактивные вещества распределяются в организме более или менее равномерно, но отдельные из них концентрируются во внутренних органах избирательно. Например, в костных тканях откладываются радий, уран, плутоний (альфа-источники), щитовидной железе - йод, селезенке и печени - полоний, легких - радон. Все радиоактивные элементы с большим атомным номером долгое время задерживаются в организме. Так, период полувыведения радия из организма достигает 45 лет и в течение всего времени пребывания в костной ткани он интенсивно поражает кост ный мозг. Легче всего из организма удаляются газообразные радиоактивные вещества.
Чрезмерное местное внутреннее облучение обычно вызывает злокачественные новообразования (рак, саркому) через разные сроки (10-20 лет при введении небольших количеств).
Основные особенности действия излучений:
- отсутствие первичных ощущений у человека при облучении;
- видимые поражения проявляются спустя некоторое время;
большие однократные дозы вызывают смерть или серьезные заболевания, малые дозы, получаемые ежедневно, переносятся в течение длительного времени.
Так, пороговая величина, которая вызывает помутнение роговицы и ухудшение зрения при остром облучении рентгеновскими и гамма-лучами, составляет 200-1000 рад/год, при хронической многолетней экспозиции -15 рад/год.
Большие дозы облучения приводят к комплексу болезненных явлений в органах и системах человеческого организма — лучевой болезни:
- менее 50 рад - явного лучевого поражения не происходит;
- 50-200 рад — рвота у 50% облученных через 24 ч после облучения, снижение работоспособности, смертность - до 5% вследствие различных осложнений. Это - признаки лучевой болезни первой степени, она излечима с восстановлением работоспособности;
- 200-400 рад - лучевая болезнь средней тяжести, смертность - до 50%, потеря работоспособности;
- 400-600 рад - тяжелая лучевая болезнь, смертность - от 50% до 95% к концу второй недели болезни;
- свыше 1000 рад - молниеносная форма болезни, смертность, как правило, 100% в течение нескольких часов или дней.
Соматические последствия облучения проявляются через много месяцев или лет после облучения. К ним относятся: лейкемия (рак крови), сокращение продолжительности жизни, катаракты, стерильность, рак различных органов. Кратковременное местное облучение кожи в дозе свыше 1000 рад может вызвать рак кожи. Как показывают эксперименты на животных, каждый рентген (0,96 рад) общего лучевого воздействия укорачивает среднюю продолжительность жизни на 1-10 дней.
В промышленно развитых странах, продолжительность жизни в которых составляет, в среднем, 70 лет, около 20% смертных случаев приходится на рак. Рак - наиболее серьезное из всех последствий облучения че-18 ловека при малых дозах. Обширные обследования, охватившие около 100000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 г., показали, что пока рак является единственной причиной повышенной смертности в этой группе населения.
Самые распространенные виды рака, вызываемые действием радиации, - рак молочной железы и рак щитовидной железы . По оценкам, примерно у 10 человек из 1000 облученных отмечается рак щитовидной железы, л у 10 женщин из 1000 - рак молочной железы (в расчете на каждый грэй (Гр) индивидуальной поглощенной дозы).
Радиация может воздействовать на разные химические и биологические агенты, что может приводить в каких-то случаях к дополнительному увеличению частоты заболевания раком. Серьезные доказательства были получены только для одного агента - табачного дыма. Оказалось, что шахтеры урановых рудников из числа курящих заболевают раком гораздо раньше. В остальных случаях данных явно недостаточно и необходимы дальнейшие исследования.
Наконец, и это, пожалуй, самое трагичное, генетические изменения, полученные в результате радиоактивного облучения, могут передаваться от поколения к поколению, потенциально поражая потомство всего живущего на Земле .
Например, в Саратовской области, в том числе в Балаково, мирный атом принес увеличение раковых заболеваний и болезней крови. За период работы БАЭС количество раковых заболеваний на 100 тысяч человек возросло со 189 до 258 случаев. Число заболеваний щитовидной железы у детей дошкольного возраста за этот период увеличилось на 19%, лейкопенией - на 36%, моноцитопенией - на 59% .
Во всем мире понимают опасность, которую представляет ионизирующее излучение, и поэтому уделяют должное внимание радиационной безопасности людей, обеспечению их жизнедеятельности.
Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал, от вредного воздействия ионизирующего излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.
Основу системы радиационной безопасности составляют современные международные научные рекомендации, опыт стран, достигших высокого уровня радиационной защиты населения, и отечественный опыт. Данные мировой науки показывают, что соблюдение основных международных норм безопасности надежно гарантирует безопасность работающих с источниками излучения и всего населения.
Радиационная безопасность достигается путем ограничения воздействия от всех основных видов облучения (природных источников излучения, медицинского облучения, в результате радиационных аварий и в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения). Возможности регулирования разных видов облучения существенно различаются, поэтому регламентация их осуществляется раздельно с применением разных методологических подходов и технических способов.
Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников излучения необходимо руководствоваться следующими основными принципами:
- непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников излучения (принцип нормирования);
- запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным облучением (принцип обоснования).
Для обоснования расходов на радиационную защиту при реализации принципа оптимизации принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 чел.-Зв приводит к потенциальному ущербу, равному потере 1 чел.-года жизни населения. Величина денежного эквивалента потери 1 чел.-года жизни населения устанавливается методическими указаниями федерального органа Госсанэпиднадзора в размере не менее 1 годового душевого национального дохода.
Годовая доза облучения населения не должна превышать основные пределы доз (табл.1). Указанные пределы доз относятся к средней дозе критической группы населения, рассматриваемой как сумма доз внешнего облучения за текущий год и ожидаемой дозы до 70 лет вследствие поступления радионуклидов в организм за текущий год.
Облучение населения техногенными источниками излучения ограничивается путем обеспечения сохранности источников излучения, контроля технологических процессов и ограничения выброса (сброса) радионуклидов в окружающую среду, а также другими мероприятиями на стадии проектирования, эксплуатации и прекращения использования источников излучения.
Допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников излучения, для населения не устанавливается.-Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников излучения.
Принципы контроля и ограничения радиационных воздействий в медицине основаны на получении необходимой и полезной диагностической информации или терапевтического эффекта при минимально возможных уровнях облучения. При этом не устанавливаются пределы доз, но используются принципы обоснования назначения радиологических медицинских процедур и оптимизации мер защиты пациентов. Имеет место много аварий в лечебных учреждениях и еще большее число случаев, когда такие источники использовались небрежно или не по назначению. Одним из примеров является лечение онкологических заболеваний, когда предписанная доза радиации должна быть исключительна точной, с тем чтобы оказывать необходимое терапевтическое воздействие, с одной стороны, и в то же время не причинять ненужного вреда.
При радиационной аварии или обнаружении радиоактивного загрязнения ограничение облучения осуществляется защитными мероприятиями, применимыми, как правило, к окружающей среде и (или) к человеку. Эти мероприятия могут приводить к нарушению нормальной жизнедеятельности населения, хозяйственного и социального функционирования территории, т.е. являются вмешательством, влекущим за собой не только экономический ущерб, но и неблагоприятное воздействие на здоровье населения, психологическое воздействие на население и неблагоприятное изменение состояния экосистем. Поэтому при принятии решений о характере вмешательства (защитных мероприятий) следует руководствоваться следующими принципами:
- предлагаемое вмешательство должно принести обществу и, прежде всего, облучаемым лицам больше пользы, чем вреда, т.е. уменьшение ущерба в результате снижения дозы должно быть достаточным, чтобы оправдать вред и стоимость вмешательства, включая его социальную стоимость (принцип обоснования вмешательства);
- форма, масштаб и длительность вмешательства должны быть оптимизированы таким образом, чтобы чистая польза от снижения дозы, т.е. польза от снижения радиационного ущерба за вычетом ущерба, связанного с вмешательством, была бы максимальной (принцип оптимизации вмешательства).
Если предполагаемая доза излучения за короткий срок (2 суток) достигает уровней, при превышении которых возможны клинически определяемые детерминированные эффекты (табл. 2), необходимо срочное вмешательство (меры защиты). При этом вред здоровью от мер защиты не должен превышать пользы здоровью пострадавших от облучения.
I Таблица 2
Прогнозируемые уровни облучения, при которых необходимо срочное
Орган или ткань
Поглощенная доза в органе или ткани за 2 суток, Гр
Все тело
1
Лекгие
6
Кожа
3
Щитовидная железа
5
Хрусталик глаза
2
Гонады
3
Плод
0,1
