Материал из учебно-методического пособия по сельскохозяйственной радиоэкологии (стр. 3 )

Величины LD50 в природе различаются довольно значительно даже в пределах одного вида, например мышами разных линий). Определенное влияние на степень радио-чувствительности оказывает видовая и даже индивидуальная реактивность организмов. Из таблицы 6 видно, что, чем выше уровень биологического развития организма, тем выше его радио-чувствительность (за некоторым исключением) - закон радио-чувствительности.

Таблица 6

Дозы β-излучения (LD50), вызывающие

50%-ную смертность (, 1997)

Биологический вид	Доза, Гр.	Биологический вид	Доза, Гр.
Овца Осел Собака Человек Обезьяны Мыши Крысы	1,5-2,5 2,0-3,8 2,5-3,0 2,5-3,5 2,5-6,0 6,5-15,0 7,0-9,0	Птицы Рыбы Кролик Хомяк Змеи Насекомые Растения	8,0-20,0 8,0-20,0 9,0-10,0 9,0-10,0 80,0-200,0 10,0-100,0 10,0-1500,0

Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большая доза облучения, порядка 100Гр, вызывает настолько серьезное поражение центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. При дозах облучения от 10 до 50Гр при облучении всего тела поражение центральной нервной системы может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего, умрет через одну-две недели от кровоизлияния в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах могут произойти серьезные повреждения желудочно-кишечного тракта, но организм с ними справится. И, тем не менее, смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения, главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга - главного компонента кроветворной системы организма: от дозы 3-5Гр при облучении всего тела умирает половина всех облученных.

Согласно оценкам хроническое облучение при мощности дозы 1Гр на поколение (для человека в течение 30 лет) приведет к появлению около 2000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион живых новорождённых среди детей тех, кто подвергся такому облучению.

Этим методом пользуются также для оценки суммарной частоты появления серьезных наследственных дефектов в каждом поколении при условии, что тот же уровень будет действовать все время. Согласно этим оценкам, примерно 15000 живых новорожденных из каждого миллиона будут рождаться с серьезными наследственными дефектами из-за такого радиационного фона. Следует иметь в виду, что радиация бывает разной вредности. Одна поражает мембраны клеток, другая - энергетический аппарат, третья, самая опасная – ядро.

При расчете последствий аварий крайне важно (если вообще можно говорить о каком-то строгом расчете) определить величину коллективной дозы облучения, которую вобрала в себя популяция, т. е. все те, кто так или иначе - непосредственно или опосредованно - соприкасался с "зоной".

Нельзя забывать, что радиация поражает иммунную систему, вследствие чего развиваются "обычные" заболевания, приводящие к смертельному исходу.

При внешнем облучении сельскохозяйственных растений не только гамма-излучение, но и бета-частицы могут иметь весьма важное значение, так как пробег этих частиц может превышать толщину листьев и стеблей. Внутреннее облучение у растений происходит в том случае, когда радиоактивные вещества вовлекаются в растения через листья и корни.

Интенсивность проникновения и включения радионуклидов в обменные процессы в растениях связана с их химической природой. Высокой подвижностью в растениях обладают радиоизотопы цезия, йода, иттрия, а изотопы стронция, церия, бария имеют сравнительно небольшую способность к перемещению.

2.3. Суммарная доза облучения человека, проживающего на территории, загрязненной радионуклидами.

Все живое на Земле находится под непрерывным воздействием ионизирующих излучений (рис.9). Следует различать две компоненты радиационного фона: природный фон и порожденный деятельностью человека.

Природный фон обусловлен космическим излучением и природными радиоактивными веществами, содержащимися в земле, воздухе и во всей биосфере.

Техногенный фон обусловливается работой АЭС, урановых рудников, использованием радиоизотопов в промышленности, сельском хозяйстве, испытанием (применением) ядерного оружия. Схема формирования суммарной дозовой нагрузки на человека приведена на рис. 9. Суммарное воздействие искусственных источников ионизирующего излучения на человека складывается из внешнего облучения от источников излучения, находящихся вне человека, и внутреннего облучения от источников излучения, попадающих в организм человека с воздухом, водой, пищей или другими путями.

Величина дозы внешнего облучения человека зависит от целого ряда факторов: вида и энергии излучения радионуклида, количества и активности нуклида в почве, распределения нуклидов в слое почвы, времени нахождения человека на открытой территории, наличия защитных сооружений, расстояния от загрязненной поверхности и т. д.

В организм радионуклиды могут поступить тремя путями: в желудочно-кишечный тракт, через легкие и кожу.

Наиболее важным и потенциально опасным является ингаляционное поступление радионуклидов: этому способствует огромная дыхательная поверхность альвеол (легкие, бронхи), площадь которой ~ 100м2 (в 50 раз больше, чем поверхность кожи). Второй по значимости путь – поступление радионуклидов с пищей и водой. Дальнейшая судьба поглощенных радионуклидов зависит от их растворимости в жидкой среде желудочно-кишечного тракта. В организм поступает лишь некоторая часть попавших в кишечник нуклидов, большая часть проходит «транзитом» и удаляется из кишечника.

Радионуклиды в составе жидких и газообразных соединений проникают через кожу людей и животных достаточно быстро, а иногда и в значительных количествах.

В связи с тем, что спустя некоторое время после аварии подавляющее количество радионуклидов оказывается локализованным в верхнем слое почвы, главным источником внутреннего облучения становятся продукты питания, полученные из сельскохозяйственного сырья с загрязненных территорий.

По способности накапливать радионуклиды основные органы располагаются следующим образом: щитовидная железа (максимум), печень, кишечник, почки, скелет, мышцы (табл.7).

По скорости выведения радионуклидов органы располагаются несколько иначе: щитовидная железа (максимум), печень, почки, селезенка, кожа, мышцы, скелет.

Таблица 7

Места накопления радионуклидов в организме человека*

Органы и ткани	Радионуклиды
Щитовидная железа	129I, 131I, 99Tc
Легкие	85Kr, 238Pt, 239Pt, 222Rd, 233U, 133Xe, 135Xe
Печень	137Cs, 58Co, 60Co, 239Ne, 238Pt, 239P, 241Pt
Кости	140Ba, 14C, 154Er, 32P, 238Pt, 239Pt, 241Pt, 147Pr, 226Ra, 89Sr, 90Sr, 234Th, 233U, 90Y, 65Zn
Селезенка	210Po
Почки	134Cs, 137Cs, 106Pt
Яичники	140Ba, 134Cs, 137Cs, 58Ko, 131I, 85Kr, 239Pt,40K, 42K, 106Rt, 90Y, 65Zn
Мышцы	134Cs, 137Cs, 154Er, 155Er, 40K, 42K
Кожа	35S

*«Большая медицинская библиотека», VIII. Радиационная медицина

2.4. Характеристика основных радионуклидов – загрязнителей агроэкосистем

Поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду происходят различными путями. Особенно большое количество радиоактивных продуктов деления было выброшено в результате испытания ядерного оружия.

При наземном ядерном взрыве слой грунта под влиянием колоссальных давлений и высокой температуры перемещается с радиоактивными продуктами деления, расплавляется и частично переходит в парообразное состояние. Огромное количество грунта вместе с огненным шаром поднимается в верхние слои атмосферы и по мере остывания этой массы происходит конденсация паров расплавленного грунта; после затвердевания расплавленной массы радиоактивные продукты деления оказываются, в основном, фиксированными в стекловидных частицах.

Весьма важным обстоятельством, от которого в дальнейшем зависит степень миграции радионуклидов по биологическим и пищевым цепочкам, являются физико-химические свойства грунта, вовлеченного в огненный смерч. Если взрыв произошел на силикатной почве, то доступность радиоактивных продуктов деления в районе локальных выпадений будет низкой. Если из воронки в огненный шар вовлечен карбонатный грунт, то оплавленные частицы в дальнейшем быстро разрушаются под воздействием воды, температуры и других факторов, а радионуклиды выщелачиваются в почвенный раствор и становятся доступными микроорганизмам и растениям. При попадании оплавленных частиц из карбонатных грунтов в желудок животных они сравнительно легко растворяются желудочным соком, поступают в организм и переходят далее в продукты животного происхождения. Образующиеся при воздушных взрывах частицы весьма малы - от сотых до тысячных долей миллиметра, тогда как при наземных испытаниях их размеры варьируют в довольно широких пределах: от нескольких миллиметров до его тысячных долей.

Основная масса радиоактивного вещества (до 80 %) после наземного взрыва выпадает в непосредственной близости от места взрыва в виде шлака и крупных частиц. Радиоактивная пыль, попавшая в верхние слои атмосферы - в тропосферу и стратосферу, выпадает медленно на поверхность почвы в районах, удаленных на большие расстояния от места взрыва. Радиоактивные продукты деления из тропосферы выпадают в течение 2-3 месяцев, тогда как из стратосферы они поступают на поверхность земли в течение многих лет. Эти выпадения называют глобальными, т. к. они рассеиваются по всей поверхности планеты. Миграция радиоактивных аэрозолей в тропосфере происходит в соответствии с законами перемещения воздушных масс. Скорость переноса радиоактивных веществ в тропосфере весьма высока, и прежде чем тропосфера очистится от радиоактивности, радиоактивная пыль успевает пройти несколько раз вокруг земного шара.