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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

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

в организм (1 месяц и более)

в моче

и кале

обычно

обнару­

живается

незначительное

количество

радиоактивных

веществ,

считать,

что и в организме

их

содержание

низкое, не всегда

обоснованно1 . Так, для радиоизотопов стронция, циркония и ряда других долгоживущих изотопов, преимущественно отклады­ вающихся в костной ткани, несмотря на малую удельную активность экскремен­ тов, в организме их общее содержание может быть достаточно высоким. В от­ дельных случаях особенно в отдаленные сроки после загрязнения экскременты вообще могут быть практически свобод­ ными от радиоактивных веществ, хотя в костной ткани они могут содержаться в.

значительных количествах. В отличие от

остеотропных

радиоизотопы, распреде­

ляющиеся

в

организме

сравнительно

равномерно

(1 3 7 Cs, 2 4 Na),

выделяются из

 

4

 

В

8

70

12

 

Время

после

заражения, сутки

 

Рис. 38. Типичная кривая выведения

из

организма радиоактивных

продук­

тов деления ураиа после алиментарного

заражения.

 

 

него в определенной закономерности, характеризуемой

экспо­

ненциальной кривой. Поэтому для таких радиоизотопов

показа­

тели активности мочи и кала могут служить

характеристикой

уровня их остаточного содержания

в теле животного.

 

В санитарном отношении особую важность представляет вы­

деление

сельскохозяйственными

 

животными

радиоизотопов с

молоком,

которое широко

используется человеком в

пищу.

К числу таких радиоизотопов, создающих опасность употребле­ ния молока, относятся главным образом 9 0 Sr, 1 3 1 1 и 1 3 7 Cs. Обна­ ружено, что при продолжительном содержании коров на паст­ бище, загрязненном радиоактивными продуктами деления,

концентрация

в молоке 9 0 Sr, 1 3 1 Г или 1 3 7 Cs

относительно

их со­

держания

в корме будет находиться в соотношениях 0,07; 0,1 и

0,35 соответственно.

 

 

 

 

 

Коэффициент дискриминации 9 0 Sr относительно

кальция

в

звене

корм — молоко

коров в среднем равен 0,14.

Это

значит,

что

если

в

корме

содержится 9 0 Sr

примерно

100

с.

е.


(100

пкюри/г кальция), то в молоке

коров

его содержание бу­

дет

ориентировочно соответствовать

100-0,14=14 с. е.

 

Коэффициент дискриминации 1 3 7 Cs относительно

калия в

цепи

корм — молоко

коров в среднем

равен

1,0,

хотя

он коле­

блется в зависимости

от сезонов года

от 0,79 до

1,7. Выведение

1 ? 7 Cs с молоком составляет примерно 7% суточного его коли­ чества, воспринимаемого животным с кормом [67].

Следует отметить, что относительная доступность животным радиоактивных продуктов деления, образующихся при ядерных взрывах, существенно зависит от типа выпадений, с которыми они вносятся на почвенный покров. Обычно продукты деления,, формирующие так называемое местное выпадение, усваи­ ваются животными намного хуже, чем глобальные. Это обсто­ ятельство, по-видимому, объясняется тем, что в зоне местных выпадений они в значительном количестве включаются (заму­ ровываются) в частицы рекристаллизованного грунта.

Исследования, проведенные на следе радиоактивного облака, показали, что в костной ткани кроликов, обитавших в зоне, непосредственно прилегающей к району ядерного взрыва, со­ держание 9 0 Sr было практически немного выше, а часто и существенно ниже уровня загрязнения животных, населяющих области, находящиеся на весьма большом удалении от районов

ядерных взрывов, и загрязнение тела

которых обусловливались

только глобальными

выпадениями.

В

Англии в 1964 г. кон­

центрация

стронция

в

молоке коров

достигала

28

с. е. [68].

В Подмосковье

концентрация 9 0 Sr в

молоке коров в 1966 г..

составляла

в

среднем

17 пкюри/л,

a 1 3 7 Cs — 46 пкюри/л

[43].

На территории

Урала

содержание 9 0 Sr в мышцах

сельскохо­

зяйственных животных в 1966 г. было

найдено

в

пределах

16 пкюри/кг,

а в 1963 г. — 38 пкюри/кг.

В молоке

коров

в этом

районе наиболее высокий уровень накопления стронция наблю­

дался в 1963—1964

гг.

и

достигал

примерно

50

 

пкюри/л.

В

1966 г. содержание

в молоке уральских коров 9 0 Sr

снизилось,

до 20 пкюри/л

[69].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если считать, что средняя концентрация

кальция-в

молоке

составляет

1,0

г/л, то вышеприведенные

цифры,

характеризую­

щие концентрации 9 0 Sr в молоке, можно считать

равнозначными

стронциевым

единицам. В среднем

по

Советскому

Союзу

в

1966

г. содержание 9 0 Sr

в

молоке

соответствовало

16

 

пкюри/л,

в мышцах

 

овец—19

пкюри/кг,

в мышцах

коров —9

пкюри/г

и

в мышцах

свиней — 7 пкюри/кг.

 

Среднее содержание

1 3 7 Cs в

этом

же

году

по

Советскому

 

Союзу

в

молоке

равнялось

60 пкюри/л,

 

в мышцах овец — 230 пкюри/кг,

в мышцах

коров —

180

пкюри/кг,

в мышцах свиней—170 пкюри/кг

[42]. Особен­

но

высокие

уровни

накопления

9 0 Sr

и 1 3 7 Cs

были

найдены

в

теле северных оленей. Оказалось, что в 1966 г. в

костях этих

животных

концентрация

9 0 Sr достигала

980

с.

е.,

содержание

1 3 7 Cs в мышцах в среднем — 57 нкюри/кг

[44].

 

 

 

 

 


§ 4. МЕТАБОЛИЗМ Р А Д И О И З О Т О П О В СТРОНЦИЯ И ЦЕЗИЯ

ВТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА

Как отмечалось раньше, метаболизм стронция и цезия в организме определяется их химическими свойствами и физиче­

ским состоянием соединений, в составе которых они поступают с пищей, водой или воздухом, и во многом подобен метаболизму кальция и калия. Однако существуют и некоторые различия, в

конечном счете

определяющие величину дискриминации пер­

вых относительно

вторых.

В звене ЖКТ — кровь дискриминация 9 0 Sr по отношению к кальцию достигает 0,5. В крови стронций находится в форме катиона и очень непрочно связывается с молекулами белка сы­ воротки [70]. Слабая связь стронция с компонентами крови обеспечивает его довольно быстрое исчезновение из кровяного русла и отложение в скелете, подобно другим щелочноземель­ ным элементам. Выделение стронция из организма происходит главным образом с калом и мочой, частично с потом и слюной и в некотором количестве с желчью. Однако при хроническом

поступлении 9 0 Sr в

организм человека основным путем его

выведения является

кишечник.

Дискриминация

стронция по отношению к кальцию при пере­

ходе этих элементов из сосудистого русла в кишечник, по-види­ мому, отсутствует. В почках (ренальный) коэффициент дискри­ минации варьирует в пределах от 2,8 до 4,3, т. е. в среднем ра­ вен 3,5.

Общая интенсивность экскреции 9 0 Sr из организма во многом зависит от характера диеты и возраста людей. В опытах на жи­ вотных установлено, что наиболее высокая экскреция стронция наблюдается у половозрелых животных. Кроме того, при содер­ жании подопытных животных на диете, бедной кальцием, экс­ креция стронция ослабевает и, наоборот, усиливается при диете, 'богатой кальцием.

Метаболизм кальция. Характер отдельных сторон метаболиз­ ма кальция и стронция в организме взрослого человека хорошо иллюстрируется схемами, приводимыми на рис. 39 и 40.

В основу этих схем положены следующие предпосылки. Еже­ дневное поступление кальция в пищеварительный тракт чело­ века в среднем составляет 1200 мг. В кровь же попадает только 40% этого количества, т. е. 450 мг/сутки. Всосавшийся кальций включается в так называемый обменный фонд, который, как полагают, достигает 5 г. В свою очередь, обменный фонд рас­ пределяется между плазмой крови, межтканевой жидкостью,

костными

поверхностями

и мягкими тканями.

Найдено, что

в 100 мл

плазмы крови

постоянно содержится

10 мг кальция.

Так как плазма составляет примерно 5% массы тела среднего

человека

(70 кг), то общее количество кальция,

содержащегося

в плазме

крови, приближается к 350 мг. Однако

было выяснено,


что только 65% этого количества кальция, т. е. примерно 250 мг, находится в ионизированном состоянии. Остальная же часть кальция прочно связана с белками плазмы [71].

Объем

межтканевой жидкости в

теле

человека

 

соответствует

примерно

15 л, и в ней содержится

около 1000

мг обменного

кальция.

Эти данные свидетельствуют

о том, что

наибольшая

Пот 50 мг

1200мг

Обменный фонд-5г

ЖКТ

450мг Плазма

Межтканебая

Костные

 

жидкость

поверхности

500мг

3,5Л

15/1

и мягкие

Кости

350мг

1000 мг

ткани

WW мг

150 мг

 

3650 мг

500мг

 

 

 

Моча

Рис. 39. Схема метаболизма кальция в теле человека.

часть обменного фонда — 3650 мг кальция — содержится на костных поверхностях. Ежедневно в обменный фонд включается около 950 мг кальция, из которых 450 мг поступает из пищева­ рительного канала и 500 мг резорбируется из кости. Отсюда средняя продолжительность пребывания кальция в обменном фонде равна 5000:950= 5,3 дня. Половинное обновление об­ менного фонда происходит в течение 3,7 суток [64]. Из обмен­ ного фонда в кости ежедневно откладывается примерно 500 мг кальция. Так как у взрослого человека количество кальция, поступающего в кость, примерно равнозначно тому, которое ежесуточно поступает из костей в русло крови, то общее содер­ жание кальция в скелете при однотипной диете практически сохраняется на одном уровне. Отсюда следует, что величина об­ менного фонда при этих условиях с течением времени не из­ меняется.

Метаболизм стабильных изотопов стронция. Человек в тече­ ние суток с пищей принимает около 1,6 мг стабильного строн­

ция. Из

этого количества в

кровь переходит только

19%,

т. е. 0,3

мг/сутки. Обменный

фонд стронция состоит из тех же

трех компонентов, что и обменный фонд кальция, и равен

1,2 мг

(см. рис. 40). Общее же количество стабильного стронция, со­ держащееся в скелете «среднего» человека, принимается рав­ ным 250 мг. При этом допускается, что ежедневно из скелета в обменный фонд и обратно поступает примерно 0,12 мг строн­ ция. Обнаружено также, что при одном и том же пищевом ре-


жиме и постоянстве других факторов, влияющих на минераль­

ный обмен человека, экскреция стронция с калом,

мочой и по­

том балансируется его количеством, поступающим

из

кишечни­

ка

в кровь

(0,3 мг).

Установлено,

что

основное

количество

стронция выводится

из организма

с мочой

(0,24 мг).

С калом

 

1,6мг

 

 

Пот 0,02мг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обменный фонд-1,2мг

 

 

 

 

 

0,3мг

Плазма

Межтканевая

 

Костные

 

 

 

 

поверхности

0,12мг

 

 

 

3,5л

 

жидкость

 

и мягкие

»-

Кости

 

 

 

15л

 

 

 

 

 

0,08мг

 

 

ткани

 

 

 

250 мг

 

0,04мг

 

0,24 мг

 

 

0,12 мг

 

 

 

 

0,88 мг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

^Моча

0,24мг

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 40. Схема метаболизма стабильных изотопов

стронция в

теле че­

 

ловека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выделяется

значительно меньше

(0,04 мг)

и еще меньше — с

потом (0,02 мг). Пользуясь тем же методом,

который

был при­

менен в случае кальция, можно найти, что период

полувыведе­

ния стронция из обменного фонда

равен

2,8 суток,

а

из скеле­

та — 2000 суткам.

При этом следует иметь в виду, что коэффици­

ент дискриминации стронция относительно кальция в звене пи­ щеварительный тракт — кровь в среднем равен двум.

Метаболизм 9 0 Sr. Модель метаболизма 9 0 Sr в теле человека, приведенная на рис. 51, построена на основе следующих допу­

щений.

С пищевым рационом

ежесуточно человек принимает

1,2 С,

где С — содержание 9 0 Sr

в стронциевых единицах

(с. е.).

В кровь из пищеварительного

тракта (ПТ) поступает

только

19% этого количества, т. е. 0,23 С. Обменный фонд 9 0 Sr

харак­

теризуется теми же тремя

компонентами, которые были приняты

и для стабильных

изотопов стронция. Дл я удобства рассмотре­

ния концентрация

9 0 Sr в

крови определяется величиной ХС, а

концентрация 9 0 Sr в скелете — величиной УС. Ренальная дис­ криминация относительного кальция а считается равной 3,5, а дискриминация в звене пищеварительный тракт — кровь — 0,5. При этом учитывалось, что ежедневная доля включающегося в кость 9 0 Sr и его доля, выделяющаяся из тканей в кровь, соот­ ветственно равны долям кальция. На схеме это обозначено как 0,5 ХС. Так как почечная экскреция кальция составляет при­ мерно 0,25 г/сутки, то содержание 9 0 Sr в моче будет характе­ ризоваться произведением 0,25 а-ХС. Весь объем тканевой