Файл: Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нах с повышенным радиационным фоном еще не обнаружено их отрицательное действие [31]. Сравнительное гисто-морфологиче- ское изучение эмбрионов и взрослых крыс из монацитных райо­ нов Малабарского побережья Индии и контрольных, у которых мощность дозы у-облучения была примерно в 7,5 раза меньше, чем у подопытных, не выявило учитываемых различий, что дало основание считать, что облучение 500 предыдущих поколений крыс в течение 300 лет (накопленная доза 500 рад) не привело к возникновению каких-либо генетических сдвигов [32].

Обширные клинические данные свидетельствуют о благо­ творном действии на больной организм умеренных доз ионизи­ рующих излучений [33]. Так, хорошо известно нормализующее влияние на центральную нервную систему радоновых ванн или рентгеновского облучения в небольших дозах. При этом обна­ ружено, что доза биостимулирующего воздействия ионизирую­ щего излучения может варьировать в зависимости от тяжести и глубины наступивших патологических сдвигов в организме.

В опытах с радоновыми ваннами даже при концентрации в воде радона около 100 ед. Махе* было обнаружено их выра­ женное положительное действие, проявившееся в стимуляции защитных иммунобиологических реакций организма. Эти опыты позволили уточнить дозы, при которых начинает формироваться антигенное действие ионизирующих излучений. Оказалось, что наиболее высокий эффект стимуляции наблюдался при концент­ рациях радона около 70—90 ед. махе [30].

Хроническое облучение животных и человека в дозах, замет­ но больших, чем наблюдаемые в природе (порядка нескольких сотен миллибэр в сутки), приводит через месяцы или годы к более или менее выраженным соматическим нарушениям [31]. Анализ экспериментальных материалов показывает, что мини­ мальная доза у-облучения, вызывающая учащение случаев раз­ вития рака молочной железы и опухолей яичника, соответствует примерно 100 мр/сутки [34].

Полагают, что длительное воздействие на человека ионизи­ рующего излучения в дозах, превышающих 50—100 мбэр/сутки, может обусловить развитие хронической болезни [31]. Наблю­ дения показывают, что начальные сдвиги в нервной системе возникают уже при облучении в дозах, равных 50 мбэр/сутки [35], т. е. примерно в 200 раз превышающих фон. В то же время установлено, что облучение в дозе 20 мбэр/сутки в течение не­ скольких лет не вызывает каких-либо отклонений в функцио­ нальном состоянии [36].

Характеризуя особенности радиобиологических эффектов, обусловленных естественным фоном ионизирующего излучения, В. М. Клечковский признавал его положительную роль в эволю­ ции живого вещества, но в то же время отмечал, что разнооб-

* 1 единица Махе равна 364 пкюри/л.


разие типов биогеоценозов требует дифференцированного под­

хода к оценке роли природных

лучевых нагрузок к жизнедея­

тельности

организмов [37]. Исследования И. Н. Верховской,

К. И. Масловой, В. И. Маслова,

П. П. Вавилова и др. [38—42]

показали,

что, когда дозовая нагрузка на отдельные звенья био­

геоценоза достигает критического уровня, например для грызу­

нов при внешнем у-облучении 50—100 мбэр/сутки,

в

сочетании

с действием

инкорпорированных

радионуклидов,

в

организме

наступают

заметные патогенные

сдвиги.

 

 

 

 

Комплекс

работ,

проведенных

на территории

ураново-радие-

вой провинции, позволил установить, что в тех случаях,

когда

среднесуточная

доза

облучения

полевок-экономок

достигала

100 мбэр,

в их семенниках

обнаруживались определенные

дест­

руктивные изменения. С повышением мощности

дозы на

уча­

стке

обитания

происходило

соответствующее

увеличение

про­

цента

зверьков

с половой недоразвитостью. Так, если

у полевок

из контрольного участка к двухмесячному возрасту половая зре­

лость

наступала в 66% случаев, то у животных,

облучившихся

в дозе

— 200 мбэр/сутки,

— в 19%- Однако

даже

при хрониче­

ском облучении при мощности дозы около

300 мбэр/сутки на­

блюдалось восстановление

пораженной

зародышевой ткани

[38, 39].

 

 

 

 

В опытах с бобами угнетающее действие ионизирующих из­ лучений было обнаружено при хроническом облучении в дозе примерно 50 мбэр/сутки. В этих же опытах было показано, что реакция на облучение со стороны растений, как правило, сопря­ жена с количеством поглощенной энергии и не зависит от фор­ мы облучения, т. е. от того, осуществляется ли оно извне ди­ станционно или радиоизотопы находятся в контакте с расте­ нием [41, 42]. Угнетение вегетирующих растений яровой пше­ ницы и ярового ячменя происходит при хроническом их облу­ чении уже в дозе 120—240 мбэр/сутки [43]. Таким образом, и в этих опытах показано, что только превышение фона ионизирую­ щего излучения в 200 и более раз приводит к ослаблению жиз­ ненных функций организма.

В условиях биогеоценоза, отличающегося повышенной ак­ тивностью грунта, воздействие ионизирующего излучения на разных его членов проявляется неоднозначно, что сопряжено с особенностями их образа жизни, чувствительностью к радиа­ ционному фактору, а также со степенью и продолжительностью их контакта с источником ионизирующего излучения. Так, на­

блюдения, проведенные в ураново-ториевом

биогеоценозе, в

почвах

которого

содержание урана достигало

33,5

нкюри/кг,

радия

700 нкюри/кг,

а тория 34 мккюри/кг, показали,

что сре­

ди животных, постоянно находившихся в сфере

ионизирующего

воздействия, был больший процент истощенных, чем среди жи­ вотных, попадавших в зону сравнительно высокой радиации только периодически.


Вредное действие на животных больших количеств природ­

ных радионуклидов

при попадании

их внутрь

было прослежено

и в опытах

на собаках,

которым

2 2 6 Ra, 2 2 8 Ra

и 2 2 8 Th вводили

внутривенно

в разных дозах (табл. 56).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

56

Действие больших доз некоторых природных радиоизотопов

[44]

 

Изотоп

Число

подопыт­

Д о з а , мккюри

на

Средняя продол­

Частота остеосар -

жительность

жиз ­

 

ных

собак

1 кг

 

ни, дни

 

ком,

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 6 R a

 

34

 

0

 

3518

 

0

 

 

 

23

 

0,0624

 

3991

 

0

 

 

 

14

 

0,166

 

4108

 

14,3

 

 

12

 

0,337

 

3996

 

40

 

 

 

12

 

1,07

 

2163

 

91,5

 

 

12

 

3,21

 

1562

 

100

 

 

 

10

 

10,36

 

1091

 

100

 

2 2 8 R a

 

12

 

0

 

3518

 

0

 

 

 

13

 

0,0494

 

3402

 

25

 

 

 

12

 

0,1534

 

2787

 

85,7

 

 

12

 

0,3008

 

2239

 

55,5

 

 

12

 

0,933

 

1455

 

100

 

 

 

8

 

2,617

 

980

 

75

 

 

 

7

 

8,275

 

770

 

14,3

2 2 8 T h

 

12

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

0,01519

 

3217

 

50

 

 

 

12

 

0,0302

 

2735

'

71

 

 

 

13

 

0,09191

 

1097

 

91

 

 

 

12

'

0,2897

 

860

 

91

 

 

 

4

 

0,8582

 

778

 

50

 

 

 

2

 

2,695

 

155

 

0

 

Данные

табл.

56 свидетельствуют

о том, что

возникновение

патогенных перестроек в организме, сопряженных с укорочением жизни собак и появлением новообразований под влиянием ин­ корпорированных радионуклидов, наблюдается в случаях, когда

искусственная

лучевая нагрузка резко

превышает

естественную

(в сотни раз). Например, известно, что в течение

10 лет при­

родная концентрация 2 2 6 Ra обусловливает

суммарную дозу в

скелете,

равную примерно

200 мбэр.

В опытах же

обнаружено,

что только при дозе 3650

бэр стали

появляться

остеосаркомы.

Другими

исследованиями

 

показано,

 

что

минимальная

доза,

при которой развивается саркома у собак,

для 2 2 6 Ra равна

0,34,

для 2 2 8 Ra

0,15 и для 2 2 8 Th 0,015 мккюри/кг

[45].

 

 

 

Длительные

наблюдения

в клинике

позволили

установить,

что у человека

при содержании в его скелете 2 2 6 Ra

в количестве

1 —10 мккюри

остеосаркомы не возникают. Обследование

105 че­

ловек показало, что у лиц, кумулятивная

доза

в

скелете

кото­

рых не достигала 1200 бэр,

остеосаркомы

отсутствовали.

При


более высоких дозах —порядка 1200—2500, 2500—5000, 5000— 10 000 и 20 000—50 000 бэр — частота остеосарком соответствова­ ла 13, 23, 25 и 38% 146].

Анализ данных, полученных при наблюдении более чем над 450 лицами, у которых на протяжении 40—50 лет имели место отложения в скелете 2 2 6 Ra или 2 2 8 Ra, позволил сделать заклю­ чение о том, что при остаточных дозах в костях, превышающих 0,5 мккюри 2 2 6 Ra, наблюдаются их патологические изменения в виде остеопороза, спонтанных переломов или опухолей, а при остаточной нагрузке скелета менее 0,5 мккюри клинически зна­ чимые симптомы не обнаруживаются и укорочения жизни чело­ века не наблюдается [47].

Влияние на организм космических излучений. Влияние кос­ мических излучений на жизнедеятельность различных существ, обитающих на Земле, общепризнанно. Уже в первых исследо­ ваниях, осуществленных в начале текущего столетия, была по­ казана несомненная зависимость между солнечной активностью и физико-химическими процессами, протекающими в микроор­ ганизмах [48].

В последующих работах большого коллектива исследовате­ лей была установлена синхронная связь между хромосферными вспышками на Солнце и увеличением количества смертельных исходов при инфарктах и инсультах, с обострением симптомов различных хронических заболеваний или увеличением частоты легочных эмболии и т. д. [49]. На рис. 29 представлены кривые, характеризующие динамику солнечной активности и смертности от холеры в различных странах за большой период времени. Эти материалы, собранные и обработанные А. А. Чижевским [48], весьма наглядно свидетельствуют о полной совпадаемости этих двух явлений.

Наблюдения, проведенные над отдыхающими в санаториях, пансионатах и в домах отдыха, расположенных в различных районах Советского Союза, позволили установить зависимость лейкспоэза человека от солнечной активности. Синфазность коле­ бания лейкоцитарных тестов с колебаниями солнечной активно­ сти иллюстрируется кривыми рис. 30 [50].

Многолетние исследования Зугстера показали, что космиче­ ское излучение оказывает воздействие на самые разнообразные организмы. Оно влияет на развитие микрофлоры, грибов, насе­ комых и грызунов [51].

Энтомологам хорошо известна ритмика массовых размноже­ ний саранчевых, совпадающих с солнечной активностью [52]. При изучении причины периодических интенсивных размноже­ ний ядовитых пауков-каракуртов была выявлена совпадаемость этого явления с 11-летними циклами солнечной активности [53].

Механизм несомненного влияния космического излучения на жизнеустойчивость флоры и фауны земной поверхности пока еще не выяснен. Однако трудно согласиться с мнением о том,


что непосредственной причиной всех отмеченных явлений могут быть космические излучения, т. е. эффект ионизации, ими вызы­ ваемый. Даже при мощных хромосферных вспышках на Солнце усиление потока солнечных космических лучей, достигающих

Рис. 29. Смертность от холеры и солнечная активность.

/в Японии-. К — в Индокитае; Р — на Филиппинах; R — в Индии: S — число

Вульфа [53].

земной поверхности, не приводит к существенному увеличению их парциального вклада в суммарную дозу других природных источников ионизирующего излучения. Обычно на уровне моря

II

1

1

I

I

I

'

I

'

' I

/

 

//

/// IV

 

V

VI

VII

VIII

IX

 

 

 

 

Месяцы

 

 

 

 

Рис. 30. Синфазность лейкоцитарной реакции с солнеч­ ной активностью в 1957 г. [50]

или на небольших высотах усиление суммарной мощности дозы облучения бионтов при хромосферных вспышках проявляется в течение лишь нескольких часов и в подъеме только на несколь­ ко процентов. В то же время флюктуация природных лучевых

нагрузок у бионтов по другим причинам достигает существенно больших значений.

Но тем не менее установлено, что частота мутаций и интен­ сивность клеточного деления отчетливо сопряжены с ионизирую­ щим эффектом космического излучения. Вместе с тем допуще­ ние о том, что происходящие в биотической среде сдвиги во время усиления солнечной активности преимущественно обус­ ловливаются пертурбациями, возникающими в магнитном поле Земли, обращает на себя особое внимание.

Генерируемые на Солнце во время хромосферных вспышек

потоки

плазмы,

достигая

геомагнитного

поля Земли,

вызывают

в нем

резкие

смещения,

получившие

название

магнитных

бурь [54]. В итоге вторжения солнечных

корпускулярных частиц

в магнитосферу Земли возникает ее возмущение, сопровождае­ мое полярными сияниями и другими ионосферными эффек­ тами.

В низких слоях тропосферы в это время происходит из­ менение напряжения атмосферного электричества, возникают сильные грозы, бури и другие явления, связанные с возмуще­ нием магнитного поля. По-видимому, именно магнитные бури оказывают непосредственное воздействие на живые существа. Известно, что биотоки у животных и вегетативные токи у расте­ ний создают определенные электромагнитные поля вокруг каж­ дого организма и его органов. Эти магнитные поля есть у че­ ловека, дерева и микроба. Поэтому возникновение магнитных бурь, порожденных солнечной активностью, неизбежно должно оказать влияние на структуру магнитного поля бионта, а последнее, возможно, отражается и на его функциональном со­ стоянии.

Во всяком случае, изменения в структуре воды и некоторых коллоидальных систем, наблюдавшиеся во время усиления кос­ мического излучения, хорошо объясняются сдвигами в геомаг­ нитном поле. Изменения же в структуре воды и в коллоидаль­ ных системах, в свою очередь, могут объяснить все те сложные явления, которые возникают у живых существ, ибо вода и кол­ лоиды являются их основным субстратом.

Таким образом, по поводу механизма действия космического излучения на флору и фауну Земли существует две концепции, в определенной мере друг друга дополняющие. С одной сторо­ ны, полагают, что слабые потоки корпускулярных космических частиц у земной поверхности участвуют в формировании радиа­ ционного поля биосферы и так же, как и другие его компонен­ ты, оказывают соответствующее влияние на жизненные функции бионтов. С другой стороны, считают, что в период усиления солнечной активности, когда потоки солнечной плазмы вторга­ ются в геомагнитное поле, по-видимому, проявляется опосредо­

ванное действие

космических лучей путем нарушения магнит­

ных полей живых

существ.