Радионуклиды в организме человека

Содержание

Стронций и Цезий — радионуклиды в продуктах питания

Говоря о радионуклидах в продуктах питания, мы прежде всего подразумеваем опасные Стронций-90 и Цезий-137. Именно они в больших количествах попадают в окружающую среду во время аварий на атомных станциях и ядерных взрывов. А учитывая их сравнительно большой период полураспада (около 30 лет) они рано или поздно могут попасть в наш обед.

Из атомного реактора — в тарелку с фруктами

Организм человека имеет замечательное свойство — он умеет распознавать «своих» и «чужих». К примеру, порция желе — переварится и почти полностью усвоится, а случайно проглоченная жвачка — нет. Проблема радионуклидов в том, что наш организм воспринимает их как необходимые ему микроэлементы. Они усваиваются и участвуют в обмене веществ. Аналогично усваиваются радионуклиды и сельскохозяйственными растениями и животными. Таким образом, с мясом, молоком и фруктами они попадают на наш стол.

Стронций-90 — вред для человека

Вред стронция для человека прежде всего в том, что наш организм ошибочно принимает его за кальций. Попадая в организм, радионуклид занимает место необходимого нам кальция в костях, нарушая их структуру. Опасность этого легко представить: вообразите дом, сложенный из одинаковых стандартных кирпичей. А теперь представьте себе, что часть из них заменена газобетонными блоками, вдвое превышающими размер кирпича.

Костная ткань, в которой кальций заменился стронцием, подвержена переломам, но это не единственная опасность. Со стопроцентной вероятностью со встроившимся в кости стронцием случится радиоактивный распад. Это означает, что он превратится в атом другого элемента, при этом испустив бета-частицу — то, что мы называем «радиацией», «излучением» и т. п. На своем пути она, как выпущенная с большой скоростью пуля, может повреждать структуры клетки и — что самое опасное — ДНК, «основной закон» нашего организма. От таких повреждений информация, записанная в ней может исказиться, и такая клетка может дать начало злокачественной опухоли. Учитывая то, что стронций в организме человека предпочитает находиться в костях, больше всего страдает от таких радио-повреждений костный мозг.

Если стронций уже попал в организм, вывести его очень сложно, ведь костная ткань не обновляется ежеминутно. Именно поэтому главное в профилактике всех радиоактивных проблем — это осторожный подбор продуктов питания.

Цезий-137 — вред для человека

Радиоактивный цезий является двойником калия, поэтому попав в организм, подменяет его во всех процессах. Это в первую очередь касается мышц — именно здесь накапливается большая часть поглощенного цезия. Вред цезия-137 для человека в первую очередь связан с его радиоактивностью. На пути своих радиоактивных превращений он будет облучать окружающие ткани гамма- и бета-лучами, вызывая мутации и повреждения на клеточном уровне.

Хорошая новость — цезий, в отличии от стронция, выводится из организма человека со временем. В этом основная заслуга принадлежит почкам. Именно поэтому рекомендовано принимать мочегонные средства в случаях, когда в организм попала порция радиоактивного цезия — после аварий и т.п.

Постоянное влияние цезия-137 на человека в долгосрочной перспективе может вызвать появление злокачественных опухолей. Поглощение больших доз (при авариях и взрывах) вызывает лучевую болезнь, но это проблема скорее радиационной, а не пищевой безопасности.

Никогда не приобретайте ягоды, грибы, овощи и молокопродукты, если происхождение их неизвестно. Относитесь осторожно к продуктам, происходящим из:
— областей, загрязненных вследствие аварии на АЭС — например, Брянской;
— Южного Урала;
— Барнаула и Новосибирска.

Накапливать радионуклиды может и речная рыба. В случае минимальных сомнений — требуйте у продавца документы, подтверждающие качество товара. Радиоактивность — один из показателей, который обязательно проверяется у пищевых продуктов.

Радионуклиды: правда и мифы

Радионуклиды – это группы атомов, обладающих свойством радиоактивности, с определенным массовым числом, атомным номером и энергетическим статусом ядра.

Радионуклиды нашли широкое применение во всех сферах техники, науки и других отраслях народного хозяйства. В практике медицины радионуклиды стали использоваться для диагностики болезней, стерилизации лекарств, инструментария и других изделий. Разработан ряд прогностических и лечебных радиопрепаратов.

О пользе и применении радионуклидов в медицине подробно рассказывается в данном видео:

Радионуклиды представляют собой радиоактивные изотопы химических элементов с разными массовыми числами. Попробуем коротко и без углубления в научные данные разобраться в вопросе вреда этих веществ для здоровья человека.

Оглавление: О классификациях радионуклидов Где в организме человека находятся радионуклиды Как выделяются радионуклиды О вредном воздействии радионуклидов на человека Действие на организм человека стронция-90 и цезия-137 В каких продуктах содержатся радионуклиды О радиозащитных свойствах пищевых и лекарственных веществ Продукты, обладающие свойством выведения радионуклидов Как лучше обрабатывать пищевые продукты для очистки от радиоактивности Что делать при поражении радионуклидами Интересные факты последствий радиоактивных заражений

О классификациях радионуклидов

Радиоактивные изотопы по свойствам относятся к разным категориям. Затронем только самые важные из них.

Радиоизотопы делятся на:

  • природные;
  • искусственные, образующиеся в результате проводимых ядерных реакций за счет деятельности человека.

Вторые получают из всех элементов таблицы Менделеева. Общее количество их достигает 2000 и продолжает увеличиваться. Естественных элементов намного меньше, около 100.

По устойчивости ядер радионуклиды классифицируются на:

  • короткоживущие – с периодом полураспада менее 10 суток;
  • долгоживущие – с большим периодом полураспада.

В последние годы в народном хозяйстве все чаще стали применяться радиоизотопы с периодом полного распада в несколько минут, что делает их практически безвредными.

По радиационной токсичности радионуклиды делятся на 4 категории:

  • А – самые высокотоксичные для человека. Это изотопы тяжелых элементов, ядра которых подвержены самопроизвольному распаду. У них относительно большие периоды полураспада. Также эти радиоактивные вещества имеют склонность к накоплению в разных органах тела;
  • Б – радионуклиды высокой токсичности;
  • В – радиоизотопы средней токсичности;
  • Г – радиационные изотопы малой токсичности.

Радиоактивные реакции делятся на альфа-распад – спонтанное изменение структуры ядра с возникновением альфа-частиц и бэтта-распад с испусканием или поглощением электронов, позитронов, нейтрино или антинейтрино.

На более детальных характеристиках видов распада останавливаться не будем. Постараемся больше коснуться свойств радиоэлементов.

Природные радионуклиды находятся в горных породах, почвенных слоях, водных естественных и искусственных резервуарах. Совокупно с космическим излучением они составляют внешний радиационный фон.

Изотопы урана, тория поступают в организм с приемом пищи, воды, вдыхаемым воздухом и служат источниками внутреннего облучения.

О естественном радиационном фоне подробно рассказывается в данном видео-ролике:

Техногенный радиационный фон формируется за счет радионуклидов, содержащихся в стройматериалах, при сжигании топлива и выбросах электростанций.

Ядерные реакторы и ускорители заряженных частиц дают искусственный радиационный фон.

Обратите внимание: Одним из важных свойств радионуклидов является период полураспада. Процессы, протекающие в радионуклидах, приводят к уменьшению числа ядер в два раза, тем самым уменьшая радиационную активность изотопа.

В ткани и органы радионуклиды поступают через вдыхание воздуха, прием пищи, царапины, раны, ожоги.

Где в организме человека находятся радионуклиды

Радиоактивные изотопы имеют свои «излюбленные» места в теле человека.

Всего по этому свойству выделяются 4 группы:

  1. Равномерно распределенные по тканям организма радионуклиды – цезий 134, цезий 137 (радиоцезий), натрий 24 и др.
  2. Оседающие в костной ткани – стронций 89, 90, барий 140, радий 226, 224, кальций 40, иттрий.
  3. Накапливающиеся в ретикуло-эндотелиальных органах (красном костном мозге, лимфоузлах, печени, селезенке) – церий, прометий, америций, плутоний, лантан.
  4. Органотропные – изотопы йода в щитовидной железе, железа в эритроцитах, цинка в поджелудочной железе, молибдена – в радужной оболочке глаза.

Как выделяются радионуклиды

Основная масса радиоактивных изотопов выводится из организма кишечником. Растворимые (цезий и тритий) выходят через мочевыделительную систему. Газообразные элементы удаляются кожей и органами дыхания. Основная часть радионуклидов выводится за несколько суток после поступления. Задерживаются изотопы, имеющие большую атомную массу, радиоактивные коллоиды (полоний, радий, уран). Эти элементы попадают в печень и в желчевыводящие протоки.

Обратите внимание: единицей измерения процесса выведения радионуклидов из организма является период полувыведения, характеризующийся выходом половины поступившего в организм человека радиоактивного вещества.

К примеру: радиоизотоп йода, находящийся в щитовидной железе, имеет период полувыведения 138 суток, а в почках – 7 суток, в костной ткани – 14 суток.

Радиоактивные элементы выводятся медленно из костной ткани. В мягких тканях процесс выхода – значительно быстрее. Речь идет о цезие, молибдене, йоде и др. А вот такие вещества как стронций, цирконий, плутоний и др. выделяются значительно проблематичнее, оседая в костях человека на длительное время.

О вредном воздействии радионуклидов на человека

Радиоактивные изотопы в организме человека оказывают действие, которое приводит к остановке роста и деления клеток, повреждает нормальные биохимические циклы, вызывает нарушение структурных связей ДНК, разрушает генетический код. В итоге клетки подвергаются деструкции.

Свободные радикалы, в больших дозах попадающие в организм, вызывают серьезные тканевые повреждения. В малых дозах они способны нарушить процесс созревания и развития клеток, вызывают злокачественные новообразования. Генетические изменения могут привести к серьезным наследственным болезням, которые проявятся у потомков.

Рассмотрим механизм разрушительного влияния некоторых радионуклидов.

Действие на организм человека стронция-90 и цезия-137

Стронций-90 при попадании накапливается в костной ткани, костном мозге, органах кроветворения. Повреждающее действие вызывает малокровие (анемию). Действие его продолжается десятилетиями, так как период полураспада элемента составляет 29 лет, а полувыведения – 30 лет. При попадании внутрь стронций в течение 15 минут концентрируется в крови, полностью оседая в органах-мишенях через 5 часов. Выведение этого радиоактивного вещества составляет сложную задачу. Пока нет эффективных методов, противостоять его воздействию.

Цезий-137 – второй по распространенности и опасности для человека радионуклид. Он имеет свойство накапливаться в клетках растений и уже в составе пищевых продуктов через желудок и кишечник проникать в организм человека. Период полураспада 30 лет. Излюбленная локализация – мышцы. Выводится очень медленно.

В каких продуктах содержатся радионуклиды

Наибольшее количество радионуклидов находится в хлебобулочных продуктах. После них следуют молоко и молочные изделия, затем овощи, фрукты. Меньше всего радиоизотопов в мясе и рыбе, особенно их мало в морепродуктах. То есть, продукты животного происхождения более чистые в плане радиационной безопасности, чем растительные.

Морская вода содержит меньше радиоактивных элементов по сравнению с пресной. Практически свободны от изотопов артезианские воды. Остальные водоемы могут содержать высокие дозы, в зависимости от своего географического нахождения и других факторов (загрязнение).

Допустимые нормы содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 приведены в таблице:

О радиозащитных свойствах пищевых и лекарственных веществ

Радиоустойчивость организма человека повышают полисахариды, липополисахариды листьев чая, винограда, медицинский спирт, витамины, минералы, практически все группы ферментов, многие гормоны.

Из лекарственных средств сопротивляемость к действию источников радиации проявляют антибиотики, наркотические вещества, витамины искусственного производства.

Продукты, обладающие свойством выведения радионуклидов

Рассмотрим основные группы пищевых продуктов, которые способны оказывать антирадиационное действие и ускоряют выход изотопов из тканей человека.

К таким продуктам относятся:

  • яичная скорлупа – входящий в ее состав кальций выводит радиоактивный стронций. Употребляют ее до 5 г в сутки. Предварительно измельченная до состояния порошка скорлупа добавляется в еду;
  • хлебные изделия из ржаной муки. В них находится фитин, связывающий стронций, который попадает в ЖКТ с продуктами;
  • цитрусовые, черноплодная рябина, ягоды боярышника, облепиха, солодка. В этих растениях и их плодах содержатся флавониды, которые также обладают свойствами выведения радионуклидов.

Хотите узнать, какие продукты способствуют выведению радионуклидов из организма? Смотрите видео-обзор:

Как лучше обрабатывать пищевые продукты для очистки от радиоактивности

Обычные механические способы обработки пищевых продуктов способствуют удалению находящихся на их поверхности стронция и цезия. Достаточно просто помыть их в холодной воде и очистить от загрязнений.

У овощных культур необходимо срезать верхнюю часть плода, так как именно в ней скапливается около 80% ядовитых и радиоактивных веществ. Капусту надо чистить от верхних листьев, а также не использовать внутреннюю «кочерыжку».

Термическая обработка выводит около половины содержащихся в продукте радионуклидов. А вот жарка как раз наоборот, задерживает их.

Мясные и рыбные полуфабрикаты перед приготовлением следует замочить в воде с добавлением уксуса. Мясной бульон рекомендуется сливать, в нем после варки скапливаются токсины и радиоактивные изотопы. При необходимости приготовления бульона нужно залить мясо холодной водой, варить 10 минут, затем бульон слить. Воду набрать свежую, и отваривать мясо до готовности. В полученном бульоне вредных радиоактивных веществ будет меньше в два раза.

Количество радиоактивных элементов уменьшается при мелкой нарезке мяса и вымачивании его в воде в течение нескольких часов. Следует помнить, что при такой обработке теряются и полезные свойства продукта.

Предварительное замачивание грибов удаляет на 30% цезий, а варка до 90%. Стронций при таких видах обработки практически не выводится.

Самыми «чистыми» от радиоактивности являются рафинированные сорта растительного масла, сахар и крахмал.

Обработка молока до состояния масла практически полностью лишает его стронция, а цезий обезвреживается при переработке молока в сыр, порошкообразные субстанции.

Топинамбур – плод, который не накапливает радиоактивность.

Уха может впитывать радионуклиды из костей, плавников и чешуи рыбы. По этой же причине радиационную опасность могут представлять и консервы, в которых полуфабрикат обрабатывается под давлением с применением высоких температур. Это приводит к размягчению несъедобных частей рыбы, в которых обычно и сконцентрированы радионуклиды.

Продукты отрубей из зерна также аккумулируют радиоизотопы стронция.

Что делать при поражении радионуклидами

Радиоактивные изотопы, попавшие в организм, требуют ускорения процесса их выведения. Самым главным фактором сопротивляемости вредоносному воздействию радионуклидов является состояние иммунной системы. Имеющийся естественный радиационный фон, воздействуя на человека тысячелетиями, создал естественные механизмы защиты, обладающие обезвреживающим радионуклиды эффектом. Речь идет о выведении чужеродных субстанций желчью, кишечником, почками, печенью.

Если процесс поступления в организм радиационной группы веществ носит постоянный характер, то необходимо:

  • принимать препараты кальция с поливитаминами, способствующими защите костной ткани;
  • употреблять в пищу продукты с высоким содержанием калия – горох, фасоль, чечевицу, сухофрукты. Находящиеся в них вещества способствуют выведению из организма цезия;
  • добавлять в рацион куриные яйца, молоко. Находящийся в них кальций способен удалять стронций;
  • есть фрукты и овощи с высоким содержанием пектинов, связывающих радионуклиды
  • принимать мочегонные препараты;
  • поддерживать активный водный режим. Пить минеральную воду, которая будет способствовать избавлению от радиоактивных изотопов калия, натрия и магния.

Интересные факты последствий радиоактивных заражений

Аварии на атомных станциях, испытание ядерного оружия, эксперименты ядерных лабораторий оставляют свой след в атмосфере, воде, почве. Учеными выяснено, что таким образом во внешнюю среду выделяется около 20 радионуклидов. Основная часть из них долговременного вреда не представляет, так как инактивируется в течение нескольких недель и месяцев. Прежде всего речь идет об изотопах благородных газов, составляющих основу радиоактивного облака. Они способны принести человеку вред для здоровья.

Следующим опасным элементом был признан изотоп йода-131. Он быстро скапливался в продуктах, особенно в молоке. Следует отметить, что нормы радиационной безопасности в нашей стране намного жестче, чем в Европе.

Элементом, который не так агрессивен в плане своего вредоносного значения, чем вышеперечисленные вещества, но более стабилен, является плутоний. Особую опасность он представляет своей возможностью вызывать серьезные заболевания легких.

И всё же больший вред несут в себе уже разобранные нами цезий и стронций, сохраняющиеся в организме десятилетиями.

Обратите внимание: На фоне происходящих трагедий (авария на Чернобыльской АЭС, взрыв на атомной станции «Фукусима-1, других техногенных катастроф») появилась целая плеяда шарлатанов, запугивающих людей рассказами о том, что якобы радиоактивностью заражены огромные территории и поражено все население. Они предлагают за деньги стопроцентную очистку организма от радиоактивных веществ. Есть ли в этих утверждениях рациональное зерно – тема для отдельного серьезного разговора. В большинстве случаев в основе «чудодейственных» методов лежит обман. Поэтому, любой человек, подвергшийся радиационному заражению, должен обращаться за помощью только к официальной медицине.

Лотин Александр Владимирович, врач-рентгенолог

24,530 просмотров всего, 3 просмотров сегодня

Эксперт рассказал, чем опасен цезий-137

Директор реакторной установки БН-350 Геннадий Пугачев рассказал журналисту «Лады», для чего используется и чем опасен цезий-137.
Геннадий Пугачев отметил, что цезий-137 получают в результате деления ядер урана. Он дает мягкое гамма-излучение. Используется в ряде радиоизотопных приборов. В частности, для контроля уровня и плотности жидкости. Есть измерительные приборы, в которых используется цезий-137. Цезий является опасным веществом.
— Это очень устойчивый элемент, период полураспада которого составляет 30 лет. За этот продолжительный период его активность падает всего лишь в два раза, — говорит Геннадий Пугачев.
Обычно цезий-137 помещают в капсулу, а затем в защитный контейнер. Капсула заварена и сделана из нержавеющей стали. Как уточняет Геннадий Пугачев, в капсулу цезий-137 помещают в виде какого-нибудь соединения. Потому, что он является щелочным металлом и легко вступает в соединения.
— Вступать в соединение цезий-137 может с солью, окисью. Не знаю, какое конкретно в данном случае соединение. Как правило, он содержится в виде порошка. Опасен цезий-137 тем, что он является радиоизотопом и испускает гамма-кванты. Это опасно, конечно. При вскрытии контейнера вы можете получить переоблучение, находясь на небольшом расстоянии. Есть три способа защиты от излучения: это время (поменьше находиться рядом), расстояние — подальше, и защита — в данном случае это сам контейнер. Очень опасно, если сама ампула с цезием будет вскрыта, — объясняет Геннадий Пугачев.
Кроме того, цезий-137 опасен тем, что может легко попасть в организм человека в виде порошка, таким образом вызвав внутреннее облучение, предупреждает директор БН-350.
— Внутреннее облучение гораздо страшнее, чем внешнее. При внутреннем попадании нет ни расстояния, ни защиты. Если у нас кожа, одежда и прочее служит определенной защитой, когда цезий попадает внутрь, это может привести к тяжелым последствиям. Как мы знаем из основ радиологии, это снижение иммунитета, раковая болезнь и прочее. Что касается потерянного контейнера, ничего конкретного по нему я пока сказать не могу. Данных по нему у меня нет, — отметил Геннадий Пугачев.
Ранее сообщалось, что контейнер с цезием-137 выпал из автомашины «КамАЗ», следовавшей из города Уральск в Мангистаускую область.
Военные начали поиски контейнера с цезием-137 возле поселка Бейнеу.
Цезий-137 — радиоактивное вещество, применяемое в промышленности и в медицине. В частности, цезий-137 используют в нефтедобыче для радиоактивного каротажа.
По поручению акима области Мангистауской области Алика Айдарбаева создан областной оперативный штаб по организации поисковых работ. Возглавил штаб заместитель акима области Ануар Чужегулов, в состав также входят руководители областных ДВД, департаментов по ЧС, по защите прав потребителей, КНБ, экологии, специалисты ТОО «МАЭК-Казатомпром».

Экология СПРАВОЧНИК

Радионуклиды — это те изотопы элементов, которые испускают радиоактивное излучение, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Такое излучение называют ионизирующим. У некоторых веществ все изотопы являются радиоактивными. Таковыми, в частности, являются технеций, прометий, а также все элементы таблицы Д. И. Менделеева, начиная с полония и кончая трансурановыми.

Другой опасный радионуклид — стронций-90, который образуется в ядерных реакторах и в результате ядерных испытаний. Он поступает в организм через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожные покровы, накапливается в скелете и мягких тканях. Стронций вызывает патологические явления в крови, ведет к внутренним кровоизлияниям, деструкции костного мозга. В отдаленные сроки после поражения (в последующих поколениях) возможны опухоли, лейкозы.

Все эти выбросы радионуклидов при меняющихся в этот период метеорологических условиях и вызвали в целом неравномерное радиоактивное загрязнение огромных территорий.

Значительные количества радионуклидов попадают в воду при переработке и хранении радиоактивных отходов, основную массу которых составляют растворы. Часть из них сбрасывается с речными стоками. Подобные сбросы нередко являются причиной значительного повышения фонового уровня радиоактивности.

ГРУППА РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ радионуклида -характеристика радионуклида как потенциального источника внутреннего облучения.

Одной из важнейших характеристик радионуклидов является период полураспада — время, необходимое для распада 50 % присутствующих радиоактивных атомов. Так называемые короткоживущие изотопы, имеющие очень короткий период полураспада, в биологическом отношении менее опасны, так как не способны аккумулироваться в биосфере. Напротив, радионуклиды, имеющие большой период полураспада, могут накапливаться в тканях живых организмов или в виде радиоактивных осадков и аэрозолей загрязнять природную среду. Характеристики некоторых радионуклидов приведены в табл. 37.

Наиболее серьезное загрязнение природной среды радионуклидами в настоящее время связано с работой заводов по обогащению и переработке сырья для атомной энергетики и отработанного ядерного топлива.

В процессах дезактивации питьевых вод адсорбция радионуклидов в форме ионов на кристаллических осадках — весьма распространенное явление. Степень дезактивации в основном зависит от концентрации посторонних и собственных с твердой фазой ионов в растворе. Однако присутствие в водах органических компонентов существенно влияет на величину адсорбции радионуклидов.

ДОПУСТИМЫЙ УРОВЕНЬ — суммарный норматив поступления радионуклидов в организм человека за календарный год из воздуха, питьевой воды, рациона и т. д.

Следует обратить внимание на то, что в табаке содержатся радионуклиды. По данным американских ученых, доза облучения, получаемая за год курильщиками в объеме 1,5 пачки сигарет ежедневно, в 300 раз выше, чем для некурящих. Это объясняется тем, что табак в процессе произрастания является фитоконцентратором радиоактивности. При курении радионуклиды попадают в легкие. Самым опасным радионуклидом является полоний-210, имеющий период полураспада в 138,4 дня.

ДОПУСТИМОЕ СОДЕРЖАНИЕ (ДС) — допустимый уровень содержания радионуклидов в организме человека, равный усредненному за год содержанию радионуклидов в организме, при котором МЭД/год = ПДД (ПД).

Здесь k¡ — константа скорости (постоянная перехода) выщелачивания радионуклида; k.¿ — константа скорости образования фиксированной формы.

Другим источником радиоактивного загрязнения биосферы являются радионуклиды, образовавшиеся в процессе работы атомных реакторов. По своему составу они близки к изотопам, образующимся при ядерных взрывах. При нормальной работе АЭС в окружающую среду поступают марганец-54, кобальт-58, кобальт-60, иод-131, цезий-134, цезий-137, стронций-89, стронций-90 и тритий. Основной путь их утечки из реактора — диффузия осколков деления через стенки тепловыделяющих элементов и проникновение через микротрещины в стенках и дефекты в соединениях. Наиболее заметно появление радионуклидов в окружающей среде при изменении нагрузки реактора, изменении давления в системе охлаждения и особенно при замене отработанных тепловыделяющих элементов на новые.

Значительно сложнее проводить предварительное концентрирование радионуклидов при низком содержании в природных объектах. Для этих целей обычно применяют методы соосаждения и сорбции. В случае плутония и трансплутониевых элементов применение сорбционных методов обеспечивает только их частичное извлечение. Удовлетворительная степень удерживания плутония достигается лишь при сочетании сорбции с мембранным концентрированием .

Тяжесть последствий загрязнения окружающей среды и живых организмов радионуклидами зависит не столько от их концентрации, сколько от влияния ионизирующего излучения (радиации), сопровождающего распад радиоактивных элементов. В качестве дозиметрической величины, характеризующей поглощенную энергию излучения, служит 1 рад — поглощенная доза (О), при которой 1 кг вещества поглощает 10 2 Дж энергии. В СИ единица поглощенной дозы — 1 фей (1 Гр = 100 рад).

Эффективным способом борьбы с радиоактивным загрязнением является закрепление радионуклидов органическим веществом с образованием нерастворимых комплексов (хелатов). В большинстве почв повышение pH, количества обменного калия и кальция способствует сорбции радионуклидов (например, стронция). Глинистые минералы хорошо фиксируют такие радионуклиды, как стронций, цезий.

Специфические и фупповые реакции образования осадков для выделения и разделения радионуклидов широко используются в практике, хотя по селективности и коэффициенту очистки они уступают экстракции и хроматофафии. Это связано с тем, что их применение не требует сложной аппаратуры и доступно аналитикам средней квалификации, а сам анализ может быть выполнен в большинстве радиохимических лабораторий На рис 7 9 представлена схема выделения радионуклидов из водных проб природных водоемов, позволяющая определить в них содержание “V Ч()8г, т, П7С8, Н4Се. 22бЯа, 2ПТЪ.

Это условие неприменимо к цельным горным породам. Удельная активность естественных радионуклидов не является основанием для ограничения разработки в целях изготовления из них строительных материалов и отдельных строительных конструкций.

Согласно общепринятой в настоящее время концепции обращения с радиоактивными отходами, радионуклиды должны быть заключены в устойчивые матрицы для последующего контролируемого хранения в специально организованных могильниках в течение не менее десяти периодов полураспада. Для у- и . Данные табл. 2.20 показывают, что допустимые содержания отдельных радионуклидов (например, 210Ро, 239Ри) в воде и атмосферном воздухе составляют 10 н -10 » мг/л. Очевидно, что определение таких концентраций загрязняющих веществ невозможно без их предварительного концентрирования. Очень важно также оценить погрешность измерений, иначе неоправданно возрастает сложность методик анализа. Сказанное выше относится и к контролю общего радиоактивного загрязнения окружающей среды, который является подсистемой Единой государственной системы экологического мониторинга.

Целью контроля радиоактивности строительных материалов является определение средних значений концентраций естественных радионуклидов; оценка уровня облучения людей, выявление материалов с повышенным содержанием естественных радионуклидов, по отношению к которым необходима регламентация.

Процесс изоморфной сокристаллизации в зависимости от условий может приводить к гомогенному или гетерогенному распределению радионуклида в твердой фазе. В случае гомогенного распределения устанавливается термодинамическое равновесие между кристаллом в целом и раствором. Закон распределения микрокомпонента между твердой и жидкой фазами называется законом Хлопина. Константа £> называется коэффициентом кристаллизации.

Порядок обращения с отходами регламентирован в ОСП-72/87. Они определяют порядок сбора, удаления, обезвреживания и хранения твердых и жидких РАО, а также очистки от радионуклидов вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу. Принятые на основе разработок 40-50-х годов, эти правила не являются оптимальными и экологически безопасными с позиций нашего времени. Однако они позволили в кратчайшие сроки решить задачи обеспечения ядерного паритета и развития ядерной энергетики.

Вторичная обменная адсорбция происходит во внешней обкладке двойного электрического слоя, возникающего на границе кри-сталл-раствор. На адсорбцию микроколичества радионуклида в данном случае оказывают конкурентное влияние все ионы, присутствующие в растворе и имеющие знак заряда, противоположный заряду поверхности. Величина вторичной обменной адсорбции ионов зависит от заряда и величины поверхности кристаллического тела, от величины работы адсорбции, валентности ионов, ионной силы раствора, концентрации потенциапобразующих ионов в растворе.

Средняя экспозиционная доза уровня естественной радиации для территории бывшего СССР составляет, мЗв/год; космическое излучение — 0,32; гамма-излучение естественных радионуклидов — 0,48; внутреннее облучение за счет долгоживущих естественных радионуклидов — 0,37, дочерние продукты распада радона и тория — 1,20. Таким образом, средняя эффективная экспозиционная доза в год за счет естественного и техногенного радиационного фона — 2,37 Зв.

Приведенная оценка приблизительна, поскольку в таких отраслях промышленности, как черная и цветная металлургия, производство фосфатов, керамики и огнеупоров, естественные радионуклиды являются сопутствующими примесями, содержания которых обычно близки к фоновым. Однако в некоторых видах сырья (фосфаты, рутиловый, циркониевый и вольфрамовый концентраты) суммарная активность может превышать 70 кБк/кг, т. е. по критериям Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) они могут быть отнесены к «радиоактивным веществам».

В течение более чем 40 лет ядерных испытаний, в биосферу было выброшено 12, 5 тонн продуктов деления ядерного горючего. В результате взрывов на 2, 6% увеличилось содержание в атмосфере радионуклида углерода — 14, в 100 раз — радиоактивного изотопа трития, на 2% повысилось фоновое радиоактивное излучение на поверхности Земли.

Кроме озона и других фотооксидантов, сильных кислот и их предшественников (802, N0 ) к наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся соединения тяжелых металлов, радионуклиды и многие органические вещества (в первую очередь — полиядерные и полихлорированные). Наибольшие количества этих токсикантов выбрасываются на территориях индустриально урбанизированных агломераций. Если учесть, что численность населения таких агломераций непрерывно увеличивается, то можно предвидеть дальнейшее прогрессирующее ухудшение здоровья и ныне существующей человеческой популяции, и новых поколений людей.

В атмосферу 238и и члены его подсемейства, включая 230Т11 и радий 226На, естественным образом попадают в составе пыли. Поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом и отчасти с пищей, эти радионуклиды обуславливают суммарную эффективную эквивалентную дозу облучения около 0,27 мЗв/год. Для сравнения, эквивалентная доза, вызванная облучением космическими лучами и космогенными радионуклидами, оценивается в 0,32, а изотопом 0К — 0,30 мЗв/год. В табл. 8.2 приведены оценки доз радиации, составляющие естественный радиационный фон.

Предварительная подготовка проб воды (речной, озерной, морской, дождевой, снеговой и др.) обычно сводится к отделению взвеси отстаиванием или фильтрованием и последующему концентрированию радионуклидов упариванием подкисленного раствора до минимального объема или сухого остатка. Взвесь обрабатывают и анализируют отдельно или присоединяют после соответствующей обработки к основной пробе. При определении 1311 выпаривание производят после добавления к воде раствора карбоната калия или щелочи.

Казалось, что история со скважиной 1004 больше не должна повториться, поскольку попытки проникнуть в ближнюю окрестность полости ПЯВ больше не предпринимались. Но вопреки этим ожиданиям в 1978 г. радионуклиды были зафиксированы в добываемой продукции еще пяти скважин, удаленных от полостей ПЯВ на расстояние от 65 до 1 125 м. Т.е. создавалось впечатление о расширении выявленного ареала радиоактивного загрязнения недр. А вскоре этот процесс приобрел почти лавинный характер; в 1979 — 1984 гг. число вновь появившихся грязных скважин составляло уже соответственно: 30; 29; 34; 20, 4 и 3, что сопровождалось и «расширением» площади радиоактивного загрязнения, фронт которого «продвигался» со скоростью от 0,5 до 1,74 м/сут. Но было ли продвижение этого фронта реальным или только кажущимся — остается пока неизвестным. Не исключено, что к моменту обследования скважин в 1976 г., рассматриваемый ареал радиоактивного загрязнения уже существовал и был сформирован гораздо раньше, т.е. вскоре после ПЯВ. Поэтому суждения о динамике формирования этого ареала по числу обследованных скважин являются весьма спорными.

Поскольку радиоактивные вещества могут находиться в различ: ных физических состояниях, то наряду с основным понятием активности используются производные от нее величины. Отношение активности радионуклида в источнике к массе т, объему V или к площади поверхности 5 источника называется удельной Ат = А/т, Бк/кг, объемной Av = А/У, Бк/м3, и поверхностной = A/S, Бк/м2, активностью радионуклида соответственно.

Усиление контроля за радиоактивным загрязнением биосферы требует постоянного повышения чувствительности и разрешающей способности методов радиоизотопного анализа, а также надежной идентификации радионуклидов Именно ненадежность идентификации определяемых нуклидов, особенно когда речь идет о следовых концентрациях или о матрицах, содержащих смесь нескольких изотопов одного элемента, является наиболее уязвимым местом радиоизотопного анализа. Данное обстоятельство привело к слиянию радиохимии и радиоспектрометрии в единый комплексный метод. При этом радиохимическая часть выполняет функцию концентрирования определяемых компонентов и удаления мешающих излучателей, что снижает требования к спектрометрической аппаратуре и делает ее пригодной для серийных массовых анализов. В свою очередь, совершенствование спектрометрических методов позволяет обеспечить более высокую надежность идентификации радионуклидов и понизить требования к операциям разделения и очистки препаратов, поскольку любая дополнительная стадия анализа, в том числе и концентрирование, несет в себе опасность некотролируемых потерь определяемых элементов. Кроме того, применение концентрирования связано с повышением радиационной опасности.

К опасным факторам антропогенного характера, способствующим серьезному ухудшению качества атмосферы, следует отнести ее загрязнение радиоактивной пылью. Так, при ядерных взрывах или авариях на АЭС большая часть радионуклидов образуется в результате деления урана-235, урана-238 и плутония-239. Установлено, что через несколько десятков секунд после взрыва образуются примерно 100 различных радионуклидов, 29 из которых вносят наибольший вклад в радиоактивное загрязнение атмосферы через час, 20 — через двое суток, а 3 — через 100 лет. Особую потенциальную опасность для человека и животных представляет стронций-90 не только как долгоживущий элемент, но и как аналог кальция, способный заменять его в костях. Во время ядерных взрывов радионуклиды находятся в газообразном состоянии и по мере понижения температуры конденсируются в аэрозольное облако. Наиболее крупные частицы (диаметром более 40 мкм) выпадают из атмосферы и оседают на земной поверхности. Мелкие же частицы (диаметром от 1 до 20 мкм) попадают не только в верхние слои тропосферы, но и в стратосферу, обусловливая так называемое глобальное загрязнение, сопровождающееся выпадением радионуклидов в пределах обоих полушарий.

На рис. 10.9 показана схема ядерного топливного цикла, а на рис. 10.10 — общая схема образования и обезвреживания радиоактивных отходов (РАО). Радиоактивные отходы бывают твердыми, жидкими и газообразными. По содержанию в них радионуклидов и уровню тепловыделения их подразделяют на низкоактивные (НАО), среднеактивные (CAO) и высокоактивные (BAO).

Эффективная (эквивалентная) годовая доза — сумма эффективных (эквивалентных) доз внешнего облучения, полученных за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

В круговорот веществ в экосистеме часто добавляются вещества, попадающие сюда извне. Они концентрируются в трофических цепях и накапливаются в них, т. е. происходит их биологическое накопление. Это явление наглядно видно на примере концентрирования радионуклидов и пестицидов в трофических цепях.

Зарубежные концепции временного хранения отходов аналогичны российским. В большинстве случаев временными хранилищами служат слабозаглубленные траншеи и железобетонные бункера в глине, в других аллювиальных отложениях. В них помещают сравнительно большие битумные, бетонные или стеклообразные блоки средней активности. Если основными радионуклидами являются Sr-90, Cs-137, Со-60, то их миграция в блоках за период обезвреживания отходов невелика. Вокруг бункера иногда создают дополнительные барьеры в виде облицовки, засыпки сорбентом, слоем глины толщиной 2-3 м. Известны также хранилища курганного типа (Чемерис).

Мониторинг загрязнения почв, растительной продукции, вод и снега тяжелыми металлами, пестицидами и нитратами в агропромышленном комплексе осуществляется на 300 постоянно действующих реперных участках. Кроме того, на 350 стационарных контрольных участках проводятся наблюдения за радиационной обстановкой, в которые входит раннее определение коэффициентов перехода радионуклидов из почвы в растения.

Иначе говоря, если энергия при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды десятикратно теряется, то накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, примерно в такой же пропорции увеличивается, что впервые было обнаружено в 50-х годах на одном из заводов комиссией по атомной энергии в штате Вашингтон. Явление биотического накопления нагляднее всего демонстрируют устойчивые радионуклиды и пестициды. В водных биоценозах накопление многих токсичных веществ, в том числе хлорорга-нических пестицидов, коррелируется с массой жиров (липидов), т. е. явно имеет энергетическую подоснову.

Развитие гигиены и санитарии, применение сильных дезинфицирующих средств, а затем и специализированных адов — биоцидов и пестицидов — постепенно привело к качественному изменению загрязнения окружающей человека среды. В ней стало меньше биогенной органики, патогенных организмов и их переносчиков или по крайней мере снизилась частота контактов с ними, но увеличилось количество синтетических поллютантов, вредных неорганических веществ, ксенобиотиков, радионуклидов и других техногенных агентов. Одна грязь заменилась другой, вряд ли менее опасной в эпидемиологическом отношении. Во всяком случае превалирование биогенного загрязнения в прошлом было более естественным по природе антигенов и способствовало обогащению иммунитета человека. В противоположность этому по отношению к большому числу современных загрязнителей организм человека не располагает эффективной иммунной защитой, а механизмы детоксикации и выведения ядов часто уже не справляются с задачей самоочищения. К тому же некоторые синтетические ксенобиотики являются сильными мутагенами и могут вызывать опасные модификации патогенных микробов, вирусов и других агентов, как это, в частности, показано для прионов — белков-возбудителей губчатой энцефалопатии («коровье бешенство», синдром Крейцфельда — Якоба у людей).

Радионуклиды — это атомы или молекулы, обладающие способностью к радиоактивному излучению. Попадая в организм человека, эти частицы разрушают ткани организма, вызывают мутации, провоцируют образование злокачественных опухолей.

Очень чувствительными к воздействию излучения являются:

— щитовидная железа, половые органы, кожа, легкие;

— лимфатические ткани, нервные ткани, мышечные ткани, костный мозг, слизистые оболочки, кровь, хрящевая ткань.

В организм человека радионуклиды попадают следующими путями:

1) через пищеварительную систему (с едой и водой);

2) через дыхательную систему (с вдыхаемым воздухом и пылью);

3) радионуклиды могут образовываться внутри организма под воздействием ионизирующего излучения.

По характеру распределения в организме человека радиационные вещества делятся на такие группы:

1) радионуклиды, накапливающиеся в костях: стронций-90, барий, радий;

2) радионуклиды, накапливающиеся в печени: цезий-137, нитрат плутония;

3) радионуклиды, равномерно распределяющиеся по всему организму: полоний, тритий;

4) радионуклиды, накапливающиеся в щитовидной железе: йод-131.

Для предупреждения попадания в организм радионуклидов необходимы следующие меры:

1) радиологический контроль продуктов питания и воды (осуществляется торговой организацией, индивидуально с помощью дозиметра или — в зонах радиоактивного заражения — специалистами МЧС);

2) ношение противогаза или ватно-марлевой повязки в зоне радиоактивного заражения (или при угрозе такового);

3) избегать воздействия на организм ионизирующих излучений;

4) при ухудшении радиологической обстановки ввести в рацион следующие продукты:

— радиопротекторы (вещества, защищающие организм от проникновения и накопления радионуклидов) — продукты, богатые кальцием: молоко, творог, сырые яйца;

— радиоблокаторы (вещества, ослабляющие или нейтрализующие действие радионуклидов) — витамины Е, В, Р, А, С;

— радиодекорпоранты (вещества, выводящие из организма накопившиеся радионуклиды) — зеленый чай, виноградный сок.

Таким образом, в современной экологической обстановке радионуклиды представляют серьезную опасность для сохранения здоровья и генофонда человека.

Раскройте взаимосвязь строения и функций основных групп мышц человека.

Сокращение мышц обеспечивает движение тела и удержание его в вертикальном положении. Вместе со скелетом мышцы придают телу форму. С деятельностью мышц связана функция отдельных органов: дыхания, пищеварения, кровообращения; мышцы гортани и языка участвуют в воспроизведении членораздельной речи.

В организме человека различают три вида мышечной ткани: скелетная, сердечная и стенок внутренних органов. В зависимости от строения мышцы, подразделяются на гладкие (непроизвольные) и поперечнополосатые (произвольные).

Сокращение поперечнополосатой ткани подчинено сознанию. В теле человека насчитывается около 600 скелетных мышц, что составляет 2/5 общей массы тела.

Скелетная мышца покрыта плотной соединительнотканной оболочкой, плотно соединенной с мышечной тканью и препятствующей ее чрезмерному растяжению. Между пучками волокон в мышце расположены кровеносные сосуды и нервы. На концах мышца переходит в сухожилие, обладающее большой прочностью, но в отличие от мышц не обладающее сокращением.

Особый вид мышечной ткани — сердечная мышца, образованная поперечнополосатыми мышечными волокнами, но сокращается она непроизвольно. Следовательно, функциональные особенности, строение отличают мышцу сердца от других мышц.

Различают мышцы короткие и толстые, находящиеся преимущественно в глубоких слоях около позвоночного столба; длинные и тонкие, расположенные на конечностях; широкие и плоские, сосредоточенные в основном на туловище.

По функциям мышцы делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие, отводящие, вращатели. При сокращении мышц сгибателей одновременно расслабляются разгибатели, что обеспечивает согласованность движений.

Мышцы, сокращение которых вызывает движение конечности от тела, называются отводящими, а приближающие конечность к телу, — приводящими. Мышцы вращатели при своем сокращении вращают ту или иную часть тела (голову, плечо, предплечье).

В организме человека различают мышцы туловища, головы, верхних и нижних конечностей. Мышцы туловища подразделяются на мышцы груди, спины и живота. К мышцам груди относятся наружные и внутренние межреберные мышцы и диафрагма, или грудобрюшная преграда, с помощью которых осуществляется дыхание. Большая и малая грудные мышцы, передняя зубчатая и подключичная мышцы приводят в движение плечевой пояс и руки.

Мышцы живота вызывают сгибание позвоночника вперед, в сторону и поворот его вокруг продольной оси, Образуют брюшной пресс, сокращение которого способствует глубокому выдоху, выведению кала, мочи, а также родовому акту у женщин.

Поверхностные мышцы спины (трапециевидная и широчайшая) обеспечивают укрепление и движение плечевого пояса и рук. Глубокие мышцы спины фиксируют позвоночник, вызывают его разгибание, сгибшие, наклоны в сторону и вращение, разгибание и вращение головы, участвуют в дыхательных движениях. Самая крупная мышца шеи — грудино-ключично-сосцевидная.

Мышцы головы подразделяются на две группы: жевательные и мимические. Собственно жевательная мышца начинается от нижнего края скуловой кости и прикрепляется к нижней челюсти. Сокращаясь, она поднимает нижнюю челюсть, участвуя в пережевывании пищи.

Мимические мышцы прикрепляются одним концом к костям черепа, другим — к коже лица. Благодаря им лицо человека выражает те или иные эмоции: гнев, горе, радость. Кроме того, они участвуют в акте речи, дыхания. На лбу расположены лобные мышцы, вокруг глазницы — круговая мышца (способствует закрыванию век). Вокруг ротового отверстия находится круговая мышца рта.

Мускулатура верхних конечностей подразделяется на мышцы плечевого пояса (дельтовидная, большая и малая грудная), которые обеспечивают его подвижность, и мышцы свободной конечности. Важнейшие мышцы свободной конечности — двуглавая мышца (сгибает предплечье) и трехглавая (на задней поверхности плечевой кости), разгибающая плечо и предплечье. На передней поверхности предплечья находятся мышцы — сгибатели предплечья, кисти и пальцев, на задней — мышцы — разгибатели предплечья, кисти и пальцев.

Мышцы нижних конечностей подразделяются на мышцы тазового пояса и свободной конечности. К мышцам таза относятся подвздошно-поясничная мышца и три ягодичные, самая крупная, разгибающая бедро, — большая ягодичная. На задней поверхности бедра выделяются полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая мышцы, при сокращении которых происходит сгибание голени в коленном суставе и разгибание бедра.

На передней поверхности бедра лежит четырехглавая мышца, при сокращении которой разгибается голень. На передней поверхности голени находятся мышцы — разгибатели стопы и пальцев, на задней — их сгибатели. Важнейшие из них — икроножная и камбалообразная. Обе мышцы заканчиваются ахилловым сухожилием, которое прикрепляется к пяточному бугру. Икроножная мышца поднимает пятку при ходьбе и принимает участие в поддержании тела в вертикальном положении.

Мышцы верхней конечности осуществляют разнообразные и многочисленные движения руки. Так как нижние конечности человека выдерживают всю тяжесть тела и целиком принимают на себя функцию его передвижения, то их мышцы значительно массивнее, и, следовательно, сильнее, чем мышцы рук, но вместе с тем обладают более ограниченным размахом движений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *