3 курс / Гигиена / Организация_санитарно_гигиенических_и_лечебно_профилактических_мероприятий

третьи, включая канцерогенные, - не выявляемые даже микро­ скопически, - проявляются в виде функциональной недостаточ­ ности в период преили постнатальной жизни особи.

Преимущественная реализация тех или иных эффектов зави­ сит, прежде всего, от стадии развития в момент облучения.

Выделяют три основные периода, когда облучение приводит к тем или иным наиболее выраженным эффектам: до импланта­ ции, органогенез, плодный период.

Наиболее выраженным эффектом облучения зародыша на ста­ дии до имплантации является гибель зародыша. Радиационные эффекты реализуются по типу «все или ничего». По мере увели­ чения количества клеток в зародыше от 1 до 64 радиочувствитель­ ность снижается примерно в 10 раз. Для прекращения развития одноклеточного зародыша требуются дозы около 0,1 Гр. До пол­ ного прекращения развития 64-клеточного зародыша (бластоци­ ста, стадия перед имплантацией) требуются дозы около 1,0 Гр.

Облучение эмбриона на стадии органогенеза, которая у плода человека занимает от 9 сут до 25 нед после зачатия, может вы­ звать нарушения роста и гибель плода в период внутриутробного развития, нарушения роста и смертность потомства в постна­ тальном периоде жизни. Однако наиболее характерным результа­ том облучения в этот период является возникновение видимых пороков развития или тератогенных эффектов.

Облучение в период раннего органогенеза (до 4 нед) приводит к высокому уровню летальности, но родившиеся и выжившие дети развиваются, как правило, нормально. Период основного органо­ генеза (от 4 до 12 нед) наиболее чувствителен по индукции по­ роков развития. Облучение в дозе 0,7-6,0 Гр на стадии основного органогенеза обусловливает широкий спектр пороков развития. Возникновение пороков развития того или иного органа зависит от критического периода и морфогенеза или становления его функциональной активности, приходящихся на момент облучения. Пороки развития у человека носят, как правило, множественный характер и обычно приводят к летальности плода.

Наиболее изученным пороком развития у живорожденного плода, облученного в период органогенеза, является умственная отсталость.

По данным исследований последствий облучения in utero во вре­ мя атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, наиболее уяз­ вимым к действию (появление умственной отсталости) облучения является плод с 8-й по 15-ю неделю развития (период быстрой про­ лиферации нейронов); менее чувствительным - с 16-й по 25-ю не­ делю. Диапазон доз, при которых наблюдалась умственная отста­ лость, составляет 0,1-1,5 Гр при различных условиях облучения.

31

Плодный период развития характеризуется завершением пери­ ода органогенеза и активным ростом уже сформировавшихся ор­ ганов, которые приобрели характерные морфологические черты. И хотя на стадии активного роста отдельные органы остаются высокочувствительными к действию радиации, облучение в этот период вызывает значительно меньше тератогенных и летальных эффектов.

Наиболее характерными эффектами являются задержка или отставание роста и развития, хотя не исключается возникновение тератогенных и летальных эффектов.

По данным японских исследователей, у женщин, находивших­ ся на расстоянии 2 км от эпицентра и имевших признаки луче­ вой болезни, в 23% случаев отмечалась гибель плода, в 20% слу­ чаев - смерть детей сразу после рождения, а 23% выживших детей были умственно отсталыми.

У женщин, не имевших признаков лучевой болезни, облучен­ ных на том же расстоянии, смертность детей составила 10%, что лишь немного превышало контрольный уровень (6%). При дозах облучения 0,1-0,5 Гр наблюдалось увеличение числа младенцев мужского пола, что связывается с большей (в 10-30 раз) жизне­ способностью мужских XY-хромосом по сравнению с женскими ХО-хромосомами.

2.6. Ущерб как обобщенная количественная характеристика стохастических радиационно-индуцированных эффектов

При оценке радиобиологических последствий облучения различа­ ют изменение, повреждение, вред и ущерб [1]. Изменения могут быть вредными или невредными. Повреждение может привести к вредным изменениям, например, в клетках, но оно необязатель­ но будет вредным для облучаемого индивидуума.

Вред - понятие, используемое в данном случае для обозначения клинически наблюдаемых вредных эффектов, которые проявля­ ются у индивидуумов (соматические эффекты) и их потомства (наследуемые эффекты). Ущерб - сложное понятие, учитываю­ щее вероятность развития эффекта, степень его тяжести и время его проявления.

Для стохастических эффектов ущерб включает не только оцен­ ку смертельных случаев рака, но и других вредных эффектов из­ лучения. При облучении всего тела в малых дозах учитываются четыре основных компонента ущерба: риск смертельных случаев рака соответствующих органов; длительность латентного перио­ да, от которого зависит ожидаемое число потерянных лет жизни

3 2

от смертельных случаев рака разных органов; учет заболеваний, вызванных несмертельными случаями рака и, наконец, учет рис­ ка серьезных наследуемых нарушений у всех будущих потомков облученного человека [2]. Ущерб от отдельных органов и относи­ тельный вклад отдельных органов в полный ущерб после облуче­ ния представлены в табл. 2.4 [2].

Таблица 2.4

Ущерб от отдельных органов и относительный вклад отдельных органов в полный ущерб после облучения, уел. ед. [2]

В НРБ-99 для обоснования расхода на радиационную защиту при реализации принципа оптимизации принимается, что облу­ чение в коллективной эффективной дозе в 1 чел.-Зв приводит к потенциальному ущербу, равному потере 1 чел.-года жизни на­ селения [6]. Величина денежного эквивалента потери 1 чел.-года жизни населения устанавливается в размере не менее одного го­ дового душевого национального дохода.

Предел индивидуального пожизненного риска для технического облучения персонала в условиях нормальной эксплуатации в те­ чение года принимается округленно за 1,0-10"3, для населения - 5,0-10~5. Уровень пренебрежимого риска составляет величину 10'6.

зз

3. ТИПЫ РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЙ

Медицинские последствия радиационных аварий, в первую очередь, зависят от вида аварийного источника ионизирующего излучения1*. Радиационные объекты подразделяются на ядерные, радиоизотопные и электрофизические, создающие ионизирующее излучение за счет ускорения (замедления) заряженных частиц в электромагнитном поле.

Такое деление достаточно условно, поскольку, например, АЭС одновременно являются и ядерными, и радиоизотопными объек­ тами. К чисто радиоизотопным объектам можно отнести, например, пункты захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) или радио­ изотопные технологические облучательские установки.

Имеются также специальные технологии, связанные с уничто­ жением и утилизацией ядерных боеприпасов (ЯБП), снятием с эксплуатации реакторов, исчерпавших эксплуатационный ре­ сурс, конверсией в атомной промышленности, ядерными взрывами, проводящимися в интересах народного хозяйства, и др.

По данным ФГУП ГНЦ - Институт биофизики с 1949 г. на территории бывшего СССР произошло по крайней мере 349 ра­ диационных инцидентов, сопровождавшихся облучением людей с клинически значимыми последствиями у 747 пораженных. Диагноз острой лучевой болезни (ОЛБ), включая случаи, отя­ гощенные местными лучевыми поражениями, был установлен в 348 случаях, а 399 пораженных имели только местные лучевые поражения (МЛП). В общей сложности в результате радиацион­ ного воздействия в первые 3-4 месяца после облучения погиб 71 чел. (табл. 3.1) [1].

3.1. Аварии на атомных электростанциях

Величина и радионуклидный состав выброса при аварии на АЭС2 зависят от конструкционных особенностей реактора и за­ щитных устройств, характера и класса аварии. При анализе

* Примечания см. в конце каждого раздела

35

Таблица 3.1

Обобщенные сведения о радиационных инцидентах на территории бвышего СССР (по материалам Регистра ГНЦ - ИБФ, состояние на 30.06.03) и численность пострадавших с ОЛБ и МЛП [I]

* Степень тяжести ОЛБ: I - легкая; II —средняя; III - тяжелая; IV - крайне тяжелая (II—IV - означает средняя тяжесть и выше)

** Каждый случай МЛП на предприятиях ПО «Маяк» в 1949-1956 гг. рассма­ тривается как отдельный инцидент

36

безопасности АЭС оценивается широкий спектр возможных ава­ рий. В результате аварийного выброса возможны следующие ви­ ды радиационного воздействия на население:

•внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака (струи) выброса;

•внутреннее облучение за счет вдыхания радиоактивных про­ дуктов;

•контактное облучение за счет загрязнения РВ кожных покровов;

•внешнее облучение от загрязненной РВ поверхности земли, зданий, сооружений и других поверхностей;

•внутреннее облучение за счет потребления загрязненных ра­ дионуклидами продуктов питания и воды.

Взависимости от состава выброса может преобладать, т.е. при­ водить к наибольшим дозовым нагрузкам, тот или иной из выше­ перечисленных путей воздействия.

До аварии на Чернобыльской АЭС значительные выбросы ра­ дионуклидов происходили при авариях на реакторах: в Уиндскейле (Великобритания) в октябре 1957 г. и на АЭС «Три- Майл-Айленд» (США) в марте 1979 г.3

Врезультате аварии на ЧАЭС суммарный выброс активности составил около 121018 Бк, включая около 6-7К Р8 Бк инертных радиоактивных газов. В выбросах содержалось около 3-4% топ­ лива, находящегося в реакторе на момент аварии, а также до 100% инертных радиоактивных газов и 20-60% летучих ра­ дионуклидов. При этом активность основных дозообразующих радионуклидов, содержащихся в выбросе, составляла: '3|1 - око­ ло 1,3—1,8-1018 Бк; l34Cs — около 0,05-1018 Бк; l37Cs - около 0,091018 Бк [2]4. Содержание в выбросе основных радионукли­ дов при аварии на ЧАЭС приведено в табл. 3.2.

3.2. Аварии на хранилищах радиоактивных отходов

В сентябре 1957 г. на ПО «Маяк» (Челябинская обл.) произо­ шла радиационная авария с выбросом РВ в окружающую среду (табл. 3.3) [8]5.

Радиационное воздействие на население на первом этапе ава­ рии было обусловлено внешним излучением от облака и внутрен­ ним облучением от вдыхаемых радионуклидов из облака; на вто­ ром - внешним облучением от радиоактивных выпадений на территории и внутренним облучением радионуклидами, в основ­ ном 90Sr, поступившими в организм с пищей.

Ситуация, характерная для поверхностного хранения жидких радиоактивных отходов (РАО), возникла в 1967 г. на хранилище - озере Карачай, когда в результате ветрового подъема высохших

37

Таблица 3.2

Содержание основных радионуклидов в выбросе при аварии на ЧАЭС, отнесенное к их расчетному количеству

в активной зоне на момент аварии [3-7]

"

Таблица 3.3

Радионуклидный состав аварийного выброса на ПО «Маяк» в 1957 г. [8]

38

иловых отложений оказалась значительно загрязнена прилегаю­ щая территория6.

При глубинном захоронении жидких РАО в подземные гори­ зонты аварийная ситуация возможна при внезапном разрушении оголовка скважины, находящейся под давлением. Последствиями такой аварийной ситуации являются, как правило, загрязнение ограниченного участка территории в пределах санитарно-защит­ ной зоны (СЗЗ), а также выход парогазовой фазы и излив жид­ ких РАО. В случае размыва и растворения пород пласта-коллек­ тора агрессивными компонентами РАО, например кислотами, увеличивается пористость пород, что может приводить к утечке газообразных РАО. В этом случае переоблучению, как правило, подвергается персонал хранилища.

3.3. Аварии на радиохимическом и сублиматном производстве

Радионуклидный состав и величина аварийного выброса (сброса) в большой степени зависят от технологического процесса и уча­ стка радиохимического производства7. В случае аварии на радио­ химическом производстве основной вклад в формирование радио­ активного загрязнения местности могут вносить изотопы 90Sr, 1()3Ru, 106Ru, 134Cs, l37Cs, 238_24lPu, 24,Am и др.

Многообразие химических форм, в которых радиоактивные про­ дукты могут попадать в окружающую среду, и наличие в выбросе высокотоксичных соединений требует дифференцированного под­ хода к оценке последствий аварии на радиохимическом произ­ водстве даже в том случае, если по величине радиоактивного вы­ броса авария не рассматривается как тяжелая.

При производстве гексафторидов металлов и получении изото­ пов с помощью разделительных технологий возможны аварийные выбросы в воздух производственных помещений, а при крупных авариях - и в атмосферу. В случае выброса гексафторида урана он быстро гидролизуется с образованием аэрозолей. При этом ос­ новную опасность представляет фтористый водород, являющийся высокотоксичным продуктом. В этом случае характер поражения будет определяться действием фтора, поступающего в организм перкутанным и ингаляционным путями.

3.4. Аварии с радионуклидными источниками

В промышленности, газо- и нефтедобыче, строительстве, в ис­ следовательских и медицинских учреждениях эксплуатируется значительное количество различных радионуклидных источников (РНИ). Аварии с РНИ могут происходить как с разгерметизацией,

39

так и без нее. Характер радиационного воздействия определяет­ ся видом РНИ, пространственными и временными условиями об­ лучения. При аварии с ампулированным источником характерным является переоблучение ограниченного числа лиц, имевших не­ посредственный контакт с РНИ, с преобладающей клиникой об­ щего неравномерного облучения и местного (локального) радиа­ ционного поражения отдельных органов и тканей. В случае разгерметизации РНИ возможно радиоактивное загрязнение зна­ чительной территории (Гояния, Бразилия, 1987)8.

Особенностью аварий, связанных с утратой РНИ, является ча­ сто несвоевременное установление самого факта аварии, по­ скольку они носят, как правило, «скрытый» характер и устанав­ ливаются после регистрации радиационного поражения у лиц, имевших контакт с РНИ.

Особенности возникновения аварийных ситуациях с РНИ и лик­ видации их медико-санитарных последствий приведены в табл. 3.4.

Число вовлеченных в аварию лиц и тяжесть местных лучевых поражений среди пострадавших обусловлены активностью РНИ и сценарием протекания аварии. При этом вероятна поздняя диа­ гностика лучевых поражений у населения. Соответственно, поздно начинается поиск и идентифицируется источник излучения, что может привести к длительному неконтролируемому облучению. Это особенно касается умышленного использования РНИ в проти­ воправных целях, когда факт радиационного воздействия может быть установлен случайно при дозиметрическом скрининге тер­ ритории или при расследовании случаев заболевания с симптома­ ми, напоминающими острое лучевое поражение.

Специализированные предприятия, использующие РНИ, обыч­ но имеют службу дозиметрического контроля. Сразу после уста­ новления факта аварии эта служба в соответствии с нормативны­ ми документами оценивает условия аварии и дозы облучения персонала. Показания индивидуальных дозиметров позволяют оценить дозу на поверхности тела в месте ношения дозиметра. Оценка распределения дозы по телу проводится методами элек­ тронного парамагнитного резонанса и биологической дозиметрии в специализщэованных лабораториях. Для этого осуществляется подготовка образцов и измерение фрагментов хлопчатобумажной одежды, зубной эмали, волос и ногтей.

Неспециализированные предприятия и учреждения, использу­ ющие РНИ, как правило, не имеют в своем штате такой службы. В этих условиях установление факта аварии может произойти спустя часы и сутки.

40