Naturlige Radionuklider og Risiko

i sin artikkel «To århundrer siden oppdagelsen av grunnstoffet uran» (1989), V. Omaljev og A. Antonovic skrev som følger: «Uran i dag er i oppgave med en tung byrde av skyld for nåværende og fremtidig radioaktiv forurensning av planeten. Spesielt bekymringsfullt er usikkerheter om mulige (ukontrollerte) mutagene endringer i levende organismer, mann fremfor alt. Systematiske biologiske og medisinske undersøkelser av dette spørsmålet for praktiske formål begynte først etter atombombingen Av Japan, og en periode på 45 år er for kort til å se det langsiktige. risks.»Forfatterne spør om dette betyr slutten på uranregelen.Sammen med økonomiske og andre globale spørsmål er sikkerhet absolutt en presserende bekymring, og de fleste anser det for å være det mest alarmerende problemet i dag. I tilfelle at atomkraftverk viser seg å være feil av en eller annen grunn og radioaktive stoffer kommer ut i miljøet, eller hvis kjernefysiske tester utføres og atomvåpen brukes i massiv skala, kan konsekvensene være katastrofale. På dagens sivilisasjonsnivå er den moderne verden stadig mer ødeleggende, og konsekvensene beveger seg dessverre stadig nærmere en katastrofetilstand. Vi noterer bare hva som nylig ble gjort for Befolkningen og miljøet I Irak, Jugoslavia og Bosnia-Hercegovina med titalls tonn utarmet uran som ble brukt til å lage prosjektiler.

den menneskeskapte komponenten i biosfærens strålingsbakgrunn er det som har reist dette globale spørsmålet. Men selv etter eventuell opphør av uranregelen, vil det forbli en gruppe naturlige radionuklider med alle potensielle farer for menneskers helse54. Ifølge resultatene av studier utført til dags dato, er naturlig stråling av litosfæren (biosfæren) ansvarlig for en fjerdedel av den totale grunnleggende strålingsbelastningen av alle levende vesener. For å være spesifikk har rollen som naturlige radionuklider og deres stråling som kilder til strålingsrisiko for biokenosen vært tilstede siden begynnelsen av livet på Jorden. Dermed har naturlige radionuklider gjennom radiomutasjoner ikke bare påvirket utviklingen av levende organismer, men påvirket også dynamikken i likevekt av økologiske systemer.

i motsetning til de store dosene ioniserende stråling som hovedsakelig produseres av fabrikkerte radionuklider, er det ganske logisk å hevde at i tilfelle av såkalte små doser, dvs.doser som ikke forårsaker kliniske symptomer, men som har en distinkt bionegativ virkning, tar naturlige kilder til radioaktiv stråling ledende rolle. Det er kjent at meninger blant radiobiologer er sterkt delt om effekten av små doser. Likevel, mange forfattere mener at en liten økning av absorbert stråling øker sannsynligheten for grå stær, øker forekomsten av stråling sykdom, bidrar til dannelse av svulster, forkorter levealder, og bremser fosterutvikling i mors livmor. Etter engasjement av verdenseksperter på et internasjonalt prosjekt i perioden 1980-1984 ble det blant annet konkludert med at: 1) små doser ioniserende stråling ert distinkt bionegativ handling (boldface mine – M. K.); 2) den bionegative virkningen av små doser ionizinq-stråling er i samsvar med en lineær avhengighet uten terskel; 3) siden det er umulig å isolere små doser ioniserende stråling som en av et stort antall kreftfremkallende faktorer, er det nødvendig å forhindre økning i nivået av alle de angitte faktorene; og 4) vi må kontinuerlig overvåke strålingsbelastningen av befolkningen gjennom hele næringskjeden, inkludert dyrkede planter, husdyr og matvarer av plante-og animalsk opprinnelse.Medisinsk geologi kan gi et stort bidrag til å etablere naturlige forutsetninger for forekomst av små doser ioniserende stråling i bergarter, jord og vann, og i planlegging av tiltak for å senke nivået av kreftfremkallende faktorer. Dette gjelder spesielt fordi innholdet av radioaktive elementer i det naturlige miljøet ikke alltid er det samme, og organismer som bor i en gitt region, blir utsatt for radioaktiv stråling av varierende styrke: større i noen tilfeller mindre i andre. Vi skal derfor dvele i teksten for å følge på visse geologiske faktorer som fortjener spesiell oppmerksomhet.

det første og svært viktige skrittet i å undersøke en region av interesse er å isolere uranbærende bergarter og formasjoner i den. Vi har allerede diskutert typer bergarter (som sure granitter) som er potensielle bærere av radionuklider. Det ble imidlertid ikke understreket at uranbærende geologiske formasjoner potensielt kan omfatte enorme områder og dermed øke den naturlige strålingsbelastningen til et stort antall mennesker. Dermed er skister rik på organiske stoffer og uraninitt (For Eksempel Chittanunga-formasjonen i Delstaten Alabama og Kentucky, som dekker et område på 100 tusen km2) forekommer i mange regioner i verden. I Usa Omfatter Fosforiformasjonen (fosfatavsetninger med 0,003-0,03% uran) og andre formasjoner På Colorado-Platået Og I Østlige Utah, Nordøst Arizona og Nordvest New Mexico et enda større område. Francevillien-formasjonen i Gabon dekker et område på ca 35 tusen km2. Når Det tas hensyn til At Oklo-innskudd eller fenomen (en naturlig atomreaktor) er funnet i den formasjonen, er det lett å forstå den potensielle faren fra konstante reaksjoner av fisjon i den regionen. Store mengder thorium finnes i sanden på marine strender I Sør-India og (til en viss grad) Australia. Ved å utføre regional geomedisinsk undersøkelse (kartlegging) av de naturlige radionuklidene i bergarter og jord i et område av interesse for oss, er vi i stand til å isolere radioekogeologiske områder (regioner) der biokenosen (inkludert mennesker) bærer en viss strålingsbelastning. Det er forståelig at noen regioner i verden er kjent for høyt innhold av radioaktive elementer(Staten Kerala I India, La Plata-Platået I Brasil, den bredere regionen Av Oklo urangruve I Gabon, etc.).At mennesket ikke har vært i stand til å tilpasse seg naturlige strålingsfelt, er vist av resultatene av internasjonal forskning som indikerer at regioner med forhøyet innhold av naturlige radionuklider i bergarter og jord er preget av langsom befolkningsøkning, økning i antall fødselsskader, økning i antall organiske sykdommer og økt dødelighet (særlig blant barn). Komplekse studier på spørsmålet om eksistens eller ikke – eksistens av radiogeokjemiske endemier gjenstår å bli utført. I sin bok » Strålingshygiene I Bioteknologi «(1991), B. Petrovic Og R. Mitrovic sier at det er forskning som indikerer avgjørende betydning av radiogeokjemiske endemier, men også arbeid som negerer dem. For eksempel hevder engelske etterforskere at forhøyet konsentrasjon av radon Rn222 i drikkevann I Devon (Storbritannia) representerer hovedårsaken til hyppigere forekomst av ondartede sykdommer blant befolkningen. Lignende konklusjoner ble nådd Av Amerikanske etterforskere som utførte radioepidemiologiske studier på mer enn en million mennesker i 111 byer I Delstaten Iowa og Illinois: de hevder at betydelig forhøyede konsentrasjoner av det angitte radionuklidet i drikkevann over gjennomsnittet fører til signifikante forskjeller i dødelighet fra ondartede sykdommer i beinene(som manifesteres spesielt hos personer over 30 år). Også Sovjetiske etterforskere rapporterte resultater av måling av naturlig radioaktivitet i bein av personer som døde av leukemi og de som døde av ulike skader: den totale aktiviteten av gamma-emitterende radionuklider var mer enn to ganger større i bein av de som døde av leukemi enn i bein av personer som døde av traumatiske årsaker. Fra resultatene av egne undersøkelser og rapporter fra andre konkluderer den franske forskeren Pincet at det eksisterer en signifikant sammenheng mellom nivået av strålingsbakgrunnen i biosfæren og dødeligheten på grunn av ondartede sykdommer. Det følger av alt som har blitt sagt at kjennskap til radiogeologisk regionalisering av et bestemt område er svært viktig for å etablere strålingsbelastningen av befolkningen i den: leger må være spesielt oppmerksom på de farligste radioekogeologiske områdene.

Avhengig av bergarter hvorfra den ble dannet og innholdet av leirekomponenten, kan jord være radioaktivt forurenset i større eller mindre grad. Naturlige radionuklider akkumulert i jorda er innlemmet metabolisk i planter og gjennom forurenset mat fmd deres vei til organismen av mennesker og dyr. Den gitte fare for levende vesener er forståelig uttrykt spesielt innenfor radioekogeologiske områder preget av en forhøyet bakgrunn av naturlige radioaktive elementer. Problemet er ytterligere komplisert av tilstedeværelsen av strontium, cesium og andre kunstige produkter av langlivede radionuklider, som vil bli diskutert i et spesielt kapittel.

Uran kan relativt lett transporteres, konsentrert og båret bort fra sitt primære innskudd, avhengig av geologiske (hydrogeologiske) forhold. En svært viktig rolle i dette spilles av grunnvann, siden uran fra øyeblikket av oksidasjon og oppløsning i vann beveger seg nesten fritt gjennom Jordskorpen(Fig . 2.37.). Uran i seg selv er ikke nødvendigvis så farlig, men produktene av dets radioaktive henfall truer ikke bare naturen med radioaktiv stråling, de er også giftige som elernents55. Rollen av vandige løsninger er derfor av primær betydning for dannelsen av kjemiske dispersjon aureoles av uran og dens dekomponering i overflaten leire lag av elv sedimenter. Vi har i tankene her uregelmessige soner, med uraninnhold på opptil 200 ppb og mer (så mye som 400 ppb og noen ganger ti ganger høyere i mine farvann). Under gunstige hydrogeologiske forhold (for eksempel tilstedeværelsen av utvidede feilsoner), kan uran transporteres over svært store avstander, som må holdes i bakhodet. Således er opprinnelsen til høyt uraninnhold (50 – 100 ppb) på en vår I Colorado knyttet til bergarter minst 100 km unna. Av alle disse grunner, i hydrogeologiske undersøkelser av en region, må det tas særlig hensyn til innholdet av radioisotoper i drikkevann og vann som brukes til produksjon av mat, for å hindre at de kommer inn i den menneskelige organismen på denne måten.

Fig. 2.37. Forholdet mellom uran konsentrasjon c (µ / l) og vann mineralisering m (mg / 1) Fra Ogallala formasjon I Texas (USA) (S. N. Davis, R. J. m. De Wiest, 1966). 1-prøver MED HCO3, over 50% av alle anioner; 2-prøver MED HCO3 er mindre enn 50% av alle anioner.

Forurensning av miljøet av radioaktive elementer er absolutt øverst på listen over alle problemer som noen gang har eksistert og kalt for beskyttelse av natur og menneskehet. Kompleksiteten og faren for forurensning av naturen av radioaktive elementer har tvunget mennesket til å studere i de minste detaljprosessene som involverer radioaktive elementer. Naturlige og kunstige radionuklider introdusert i organismen ved inntak eller innånding distribueres til individuelle organer i tråd med metabolisme av radionuklidet selv og følsomheten til orgelet til stråling. Alt dette tas i betraktning ved estimering av størrelsen på bidraget av radionuklider fra drikkevann, matvarer og andre strålekilder til total bestråling av befolkningen.

Stråling som fra generasjonsstedet går inn i bebodde regioner eller regioner som ikke er direkte forbundet med produksjon eller utnyttelse av kjernekraft, bør ikke overstige 0,5 sieverts (Sv)56per person årlig. I områder med utbredt radioaktive mineraler kan dosen av bakgrunnsbestråling en mann mottar være fire ganger større enn den angitte grensen, som må ha større eller mindre skadelige effekter på menneskers helse57. Hvis noen kortsiktig stråling er involvert, mer betydelige endringer i det kardiovaskulære systemet kan sette inn i en dose større enn 150 – 200 mSv, mens en dose som overstiger 700-1000 mSv er vanligvis dødelig begrepet maksimal tillatt konsentrasjon brukes i praksis, selv om det er svært tvilsomt om det finnes en grense under hvilken sikkerhet er garantert. Selv om en maksimal tillatt dose stråling er funnet, er det fortsatt for oss å etablere virkningen av individuelle radioisotoper, spesielt ettersom de avgir forskjellige typer stråling og i forskjellige hastigheter. Videre har enkelte elementer en tendens til å akkumulere i forskjellige deler av den menneskelige organismen. Radioisotoper av slike elementer forårsaker konsentrert biologisk skade. For eksempel akkumuleres plutonium, radium og strontium i beinene; jod akkumuleres i skjoldbruskkjertelen; og bly og vannløselige isotoper akkumuleres i nyrene. Lungene er det kritiske organet i tilfelle av radionuklider i uoppløst form.

Forskjeller i den biologiske faren forårsaket av forskjellige radioisotoper er generelt store. For eksempel, hvis Vi sammenligner Ra228 Og H3 (begge med en halveringstid på flere år og utslipp av lav-energi beta-stråler), ser vi at tiden for deres opphold i den menneskelige organismen er forskjellig. En stor Del av H3 forsvinner fra organismen etter flere uker, Mens R228 forblir i beinene for alltid. Flere andre særegenheter i oppførselen til de viktigste radioisotoper er undersøkt nedenfor.

den mest utbredte isotopen av radium Ra226er den mest giftige av alle uorganiske komponenter og har svært sterk kreftfremkallende virkning. Dens biologiske halveringstid er ganske lang, 45 år. Dens kjemiske oppførsel ligner kalsium. Ved resorpsjon fra jorda går det lett inn i planter og når senere mennesket ved hjelp av dyr og mat av animalsk og vegetabilsk opprinnelse. Selv om den gjennomsnittlige konsentrasjonen av dette elementet introdusert med mat er 111-185 mBq / dag, etablerte Amerikanske etterforskere stor variasjon av konsentrasjonen i ulike typer mat. For eksempel har Den svært høye aktiviteten Og innholdet Av R226 i filberts som et naturlig fenomen okkupert oppmerksomheten til mange etterforskere.

Ifølge B. Petrovic Og R. Mitrovic (1991) har mange arbeidere undersøkt Innholdet Av Ra226 i den menneskelige organismen og forsøkt å bestemme strålingsbelastningen av dette radionuklidet. Det har blitt fastslått at i innbyggere I Europa Og Mellom-Amerika er gjennomsnittlig mengde i bein 0,37-0,55 mBq / g aske (som for den gjennomsnittlige mannen tilsvarer en aktivitet på 1,11 – 1,48 mBq). Dette tallet er noe høyere i regioner I Nord-Amerika og Asia.

tilstedeværelsen av radon i vann er ikke farlig for menneskers helse. Radon i gassform er imidlertid uønsket påvirkning. Radon er fid i lungene som kritisk organ. Den virkelige faren for radon er fra sine kortvarige produkter vismut og polonium. Radon og dets produkter avgir hovedsakelig alfastråler, som har et svært begrenset område, men er energisk ganske sterke og innenfor en diameter på mindre enn 1 mm forårsaker stor skade på lungene. Risikoen for kreft er direkte avhengig av konsentrasjonen av denne gassen i rommet hvor mannen tilbringer sin tid og er spesielt høy for gruvearbeidere som arbeider i aksler i uranforekomster.den positive påvirkning av radon og ukjente doser av alfastråler fra produkter av dets sammenbrudd på den menneskelige organismen er mye brukt i balneologi. Radioaktivt (radon) vann endrer blodbildet, senker blodtrykket, påvirker visse allergiske sykdommer, virker på funksjonen av det sentrale og vegetative nervesystemet, stimulerer mange kompenserende adaptive responser av organismen, etc.