Файл: Быховский, А. В. Горячие аэрозольные частицы при техническом использовании атомной энергии.pdf

Рис. 1.4. Схематическое изображение и приблизительные размеры дыхательных путей.

Таблица 1.1

Характеристика структурных элементов дыхательных путей [39]

ной мере повторяет ветвление бронхиального дерева, каждому бронху обычно соответствуют одна артерия, по которой к дыхательной части поступает насыщенная углекислым газом кровь, и две вены, которые несут кровь, 'обогащенную кислородом. Бронхи и сопровож­ дающие их кровеносные сосуды окружены соединитель­ ной тканью, в которой размещена ветвящаяся анало-

Рис. 1.5. Схема строения бронхиаль­ ного эпителия:

1— базальная мембрана; 2 — бокаловид­

гичным образом лимфатическая система, состоящая из сосудов и лимфоузлов. Основное скопление лимфоузлов находится у корней легких, куда входят главные бронхи и крупные сосуды. Лимфа в легких движется по лимфа­ тическим сосудам от периферии к прикорневым узлам и оттуда через грудной проток поступает в венозную си­ стему.

В 1966 г. специально созданной в рамках Междуна­ родной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) проблемной группой по изучению динамики легких

(task grouponlung dynamics) предложена для использо­ вания в дозиметрических расчетах модель структуры лег­ ких и кинетики пылевых частиц в органах дыхания [41]. В основу этой упрощенной модели положен анализ мно­ гочисленных данных об осаждении и дальнейшей судь­ бе радиоактивных аэрозолей в органах дыхания челове­ ка и животных. Сюда включены, в частности, материа­

16

Функциональные показатели органов дыхания чело­ века имеют значительные индивидуальные колебания, продемонстрированные в исследованиях многих авто­ ров. Для дозиметрических расчетов недавно предложе­ ны средние характеристические значения, применимые для подавляющего большинства населения [43].

Осаждение аэрозольных частиц в воздухоносной системе органов дыхания

Современные оценки количественных закономерно­ стей, определяющих осаждение аэрозольных частиц в органах дыхания, основываются на учете ‘аэродинамиче­ ских свойств пыли, анатомической структуры и функ­ циональной характеристики-органов дыхания.

Свойства пыли зависят от распределения пылевых частиц по размерам и свойствам каждой отдельной ча­ стицы (плотности, формы, заряда), обусловливающих ее аэродинамический диаметр В модели проблемной группы МКРЗ по изучению динамики легких на осно­ вании исследований ряда авторов [5, 9, 44] принято обычно встречающееся логарифмически нормальное рас­ пределение пылевых частиц по размерам. При таком распределении совокупность пылевых частиц, образую­ щих аэрозоль, характеризуется величиной аэродинами­ ческого медианного диаметра dag и значением геомет­ рического стандартного отклонения ag.

Для функциональной характеристики органов дыха­ ния человека согласно той же модели приняты при по­ стоянной частоте дыхания 15 раз в минуту три значе­ ния дыхательного объема воздуха: 750, 1450 и 2150 см3\ максимальное значение, соответствующее интенсивной

лемной группы МКРЗ об осаждении пылевых частиц в трех отделах органов дыхания человека в зависимости от дисперсности частиц приведены на рис. 1.7 для усло­ вий средней физической нагрузки (дыхательный объем 1450 см3). Полосы на рисунке характеризуют разброс1

1 За аэродинамический диаметр принимают диаметр такой сфе­ рической частицы с плотностью 1 г/сж3, скорость оседания которой равна скорости оседания данной частицы.

18

показаний для пылевых частиц различных размеров, соответствующих стандартному геометрическому откло­ нению от 1,2 до 4,5. На рис. 1.8 показаны кривые, ха­ рактеризующие осаждение в органах дыхания человека наиболее тяжелого аэрозоля — Ри 02 [47].

Своеобразный характер приведенных кривых соответ­ ствует сложности соотношения между тремя основными механизмами, управляющими осаждением аэрозольных частиц в различных отделах органов дыхания, —■грави­ тационным отделением, инерционным прилипанием и диффузией. По мере приближения к легочному отделу роль первых двух процессов последовательно умень­ шается и мельчайшие пылевые частицы, которые про­ никли в легочные альвеолы с практически неподвижным воздухом, осаждаются в основном за счет диффузии. Диапазон изменения степени осаждения аэрозольных частиц при большей или меньшей интенсивности физиче­ ской нагрузки, чем приведенная на рис. 1.7 средняя ве­ личина (дыхательный объем 1450 см3), показан на рис. 1.9.

2* 19