Круговорот радиоактивных веществ в природе

Круговорот радиоактивных веществ в природе и основные пути попадания их в организм человека показаны на рис. 2. В относительно чистых районах примерно 1% накапливаемых в организме радиоактивных веществ попадает с воздухом (взрослый человек за день фильтрует через лёгкие примерно 25 м³ воздуха). Ещё примерно 5% радионуклидов попадает в организм с питьевой водой. Но основной путь их проникновения в организм — продукты питания.

Рис. 2. Радиоактивность. 1 — круговорот радиоактивных веществ в биосфере

В растения радионуклиды проникают во время атмосферных осадков, при фотосинтезе (углерод- 14 и тритий) и из почвы. На данном этапе это происходит в основном через корневую систему. При этом из почвы поглощаются лишь те изотопы, которые растворяются в воде (лучше всего растворяется стронций-90).

Степень накопления радионуклидов в растениях зависит не только от степени загрязнения почвы, но и от типа почв, от вида растений. Радионуклиды хуже всасываются из чернозёмов, а в наибольшем количестве — из торфоболотистых, песчаных и подзолистых почв. Среди растений есть такие, которые жадно захватывают радиоактивные вещества из большой площади.

Это так называемые растения- концентраторы — лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки; из грибов особенно активно накапливают радионуклиды моховики, маслята, говорушки, в меньшей степени — белые, строчки, опята, подосиновики, подберёзовики, лисички, подзелёнки. Из дикорастущих ягод сильнее аккумулируют радионуклиды клюква, малина, черника, земляника. Так как радиоактивная загрязнённость леса всегда выше, на местности с выпавшими радионуклидами собирать эти ягоды не следует.

Более высокое содержание радионуклидов характерно для щавеля, столовой свёклы, смородины, для ароматических растений (укроп, петрушка, шпинат и др.), лекарственных растений, а также сена естественных и особенно переувлажнённых лугопастбищных угодий.

К счастью, картофель не является концентратором, его «загрязнённость» зависит только от степени радиоактивной загрязнённости почвы. Почти не загрязняются фрукты, даже в зонах жёсткого контроля. Следует также помнить, что радиоактивные вещества интенсивно накапливаются в семечках, косточках и вообще в органах, связанных с размножением, потребляющих больше минеральных соединений.

Но особенно активна миграция радионуклидов по другой пищевой цепочке: растения — животные—мясомолочные продукты—человек. Поедая большое количество растительных кормов, животные тем самым активно собирают радиоактивные вещества, которые задерживаются в их организме на разное время. Из организма они выводятся главным образом вместе с калом и всеми переработанными жидкостями, в том числе и с молоком. Из суточного рациона с молоком может выходить около 1 % йода, стронция и цезия, поэтому молоко может содержать повышенное количество радиоизотопов. Как правило, козье и овечье молоко загрязнено больше, чем коровье. Что касается мяса, то концентрация в нём радиоактивных веществ в несколько раз выше, чем в молоке.

Мясо коров загрязняется больше, в свинине стронция и цезия относительно меньше. Обязательно нужно проверять мясо диких животных и птиц, а на загрязнённых территориях вообще следует отказаться от охоты. Стронций и плутоний накапливаются в костях, откуда они практически не выводятся. Больше радионуклидов накапливают некоторые внутренние органы, в частности печень, почки, выполняющие роль фильтра перерабатываемых веществ. В куриных яйцах почти все радионуклиды находятся в скорлупе.

И ещё один путь миграции радионуклидов: вода—обитатели водоёмов—человек. В озёрах, реках, водохранилищах обитают орган из мы-концентраторы, жадно поглощающие радионуклиды — моллюски, ракообразные, некоторые водоросли и другие придонные животные. Рыбы получают радионуклиды с пищей и через жабры, затем они накапливаются во внутренних органах, особенно активно в печени, а также в икре.

Таким образом, изнутри человек облучается всеми видами излучений от попавших при дыхании, с водой и пищевыми продуктами радионуклидов, а на загрязнённой местности, кроме того, гамма-квантами снаружи от выпавшего радиоактивного цезия.

Для оценки ущерба здоровью человека от воздействия ионизирующего излучения используется дозиметрическая величина — эквивалентная доза, единицей которой является зиверт (Зв). В нашей стране всё ещё используется старая единица эквивалентной дозы — бэр (1 Зв = 100 бэр). Каких-то допустимых уровней или порогов облучения не существует: сильный здоровый человек может перенести довольно высокую лучевую нагрузку, в то время как ослабленный организм, в котором восстановительные процессы идут плохо, порой даже при низких дозах обречён на тяжёлое заболевание или смерть. Однако риск наступления неблагоприятных последствий у облучённых всегда выше, причём он растёт с увеличением дозы. Никакая, даже самая малая, доза радиации не является безвредной.

Воздействие радиации на организм человека (рис. 2). Специфических радиационных болезней от воздействия малых доз радиации не существует, излучения лишь стимулируют некоторые заболевания. Как уже отмечалось, радиация поражает костный мозг, в результате чего от недостатка лейкоцитов ослабляется иммунная защита организма. Это может привести к повышенной восприимчивости к любым инфекциям, астении, малокровию и т.д. В этом отношении особенно опасен накапливающийся в костях стронций.

Рис. 2 — коэффициенты радиационного риска для тканей и органов человека при равномерном облучении всего тела

С течением времени после облучения может развиваться катаракта, теряться зрение вплоть до полной слепоты. Особенно опасно действие радиации на детский организм. Воздействие радионуклидов на плод может привести к рождению неполноценного потомства, причём неблагоприятным периодом являются 8—15-я недели беременности, когда происходит закладка органов будущего человека.

Рис. 3 — относительный риск раковых заболеваний после однократного воздействия дозой 0,01 зиверт при равномерном облучении всего тела

Как свидетельствует анализ обследований людей, переживших атомную бомбардировку, радиация увеличивает риск раковых заболеваний. На первом месте среди них стоят лейкозы, пик которых в зависимости от возраста приходится на 5—25-й год после облучения. Позже возникают рак молочной и щитовидной желёз, лёгких и других органов. «Горячие» частицы, о которых говорилось выше, при попадании в организм прожигают и омертвляют около лежащие ткани. Даже одна такая частица может вывести из строя целый узел биологического механизма.