Загрязнение атмосферы радиоактивными веществами

Дополнительные обследования

Для того чтобы действительно полно оценить последствия радиоактивного загрязнения атмосферы для человека и окружающей его среды, описанную выше систему инспекции следует дополнить исследованиями, позволяющими определить вторичное загрязнение внешней среды и самого человека. Мы лишь в общих чертах упомянем о методах, применяемых для этих двух видов исследований, так как подробное изложение их увело бы нас слишком далеко от проблемы атмосферных загрязнений.

Исследование внешней среды. Уже говорилось о том, что загрязнение атмосферы в результате естественного оседания радиоактивных веществ приводит к загрязнению почвы, воды, флоры и фауны, и следовательно, к загрязнению пищевых продуктов. Невозможно систематически измерять уровень такого загрязнения; эти исследования могут лишь носить характер выборочного контроля, т. е. анализа проб, взятых в соответствующих условиях времени и места. Например, пробы почвы, растительные и животные образцы собираются поблизости от атомных предприятий, в области, защищенной от преобладающих ветров. Применительно к пище пробы берут из тех продуктов, с которыми в организм попадают наибольшие количества загрязнителей ('например, в Европейских странах носителем наибольшего количества Sr⁹⁰ является молоко). В том случае, если в этих пробах содержатся очень малые количества радиоактивных изотопов, количественное измерение их представляет большие трудности, особенно если они распределены в очень большой массе неактивного Материала. В этих условиях важнейшее значение приобретает фактор самопоглощения радиации, который при загрязнении атмосферы не играет никакой роли. Поэтому эти пробы необходимо предварительно обработать, чтобы свести к минимуму количество неактивного материала. Такая обработка заключается в высушивании пробы и превращении ее в неорганические соли. Методика измерения гамма-радиации менее сложна. В случае загрязнения бета-излучателями необходимо разделить пробу на очень тонкие слои и пользоваться высокочувствительными счетчиками. Для исследования альфа-излучателей рекомендуется использовать такие счетчики, в которые пробу можно было бы поместить в газообразном виде. Предложены специальные высокочувствительные приборы, позволяющие прямо измерять гамма-радиацию в интактных биологических средах. При всем этом остается одно препятствие - отсчет фоновой активности, поскольку активность пробы может оказаться часто ниже фона естественной радиации.

Для качественного анализа применяются уже описанные физико-химические и радиохимические методы.

Исследование загрязнения организма человека. Для более точной оценки прямых и косвенных последствий радиоактивного загрязнения атмосферы необходимо исследовать загрязнение организма человека. Систематические исследования должны быть организованы среди рабочих, постоянно подвергающихся опасности заражения через дыхательные пути, т. е. среди рабочих урановых рудников, рабочих, запятых металлургической обработкой урана и плутония и т. д. Для рабочих других опасных в этом отношении профессии достаточны периодические обследования, а для остального населения такие обследования редко бывают необходимыми, за исключением случаев аварий, в результате которых уровень загрязнения резко возрастает. В настоящее время иногда проводятся исследования на материалах вскрытия для того, чтобы получить представление об уровне заражения населения в целом.

В случае профессионального воздействия загрязнение кожи, возникающее к результате попадания радиоактивных веществ в воздух, легко измерить с помощью сцинтилляцнонпых счетчиков, чувствительных к альфа-, бета- и гамма-радиации. Зато при изучении внутреннего загрязнения возникают большие трудности. На небольшом числе предприятий в различных частях света применяются крайне чувствительные, защищенные от внешних воздействий сцинтилляционные счетчики, с помощью которых удается произвести количественный и качественный анализ внутреннего загрязнения гамма-излучателями. Однако такие методы в настоящее время недоступны для широкого применения.

Приходится поэтому полагаться на косвенные методы. В конце рабочего дня обычно берут пробы из отделяемого носовой полости для установления (а не для измерения) радиоактивного загрязнения носовых ходов. Главное значение этой процедуры заключается в том, что она может вовремя сигнализировать о необходимости более глубокого исследования. Для измерения количества радона в выдыхаемом воздухе могут быть использованы те же методы, что и для измерения радона в атмосфере. При этом перед исследованием испытуемый должен дышать воздухом, не содержащим радона. Наиболее распространенными методами для оценки загрязнения организма человека являются, однако, методы, основанные па измерении уровней радиоактивности экскретов. Как правило, по ходу обычного клинического обследования производится анализ мочи на содержание токсичных наиболее распространенных радиоактивных элементов (урана, радия, плутония, стронция, цезия и т. д.). Методы такого анализа достаточно чувствительны для определения количеств, соответствующих предельно допустимым уровням. Первая стадия этого анализа заключается в выделении химическим методом радиоактивного изотопа или изотопов, содержащихся в пробе. Поэтому полезно иметь сведения о природе радиоактивного загрязнения атмосферы, в которой работает испытуемый. Активность пробы, полученной после химического разделения, определяется вышеописанными счетными методами. Следует отметить два обстоятельства: а) с помощью этой методики можно определить загрязнение только при наличии небольшого числа радиоактивных изотопов; б) полученные результаты, выраженные в микрокюри на литр мочи, не позволяют прямо оценить уровень внутреннего загрязнения, поскольку скорость выведения радиоактивных веществ из организма подвержена значительным колебаниям, зависящим от разных факторов. В случае тяжелых отравлений серьезность положения можно установить лишь с помощью частого повторения таких анализов через определенные промежутки времени.

Что касается широких масс населения, то анализы такого типа на токсичность радиоактивных веществ проводятся лишь в случае крупных аварий, угрожающих большому числу людей, например всем живущим поблизости от атомного реактора. Как уже упоминалось, оценка загрязнения организма человека в результате повсеместного загрязнения атмосферы основывается в настоящее время на исследованиях материалов вскрытия; особое внимание уделяется присутствию Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷.

Профилактика атмосферных загрязнений

Как уже указывалась, человеческие чувства не воспринимают присутствия радиоактивного загрязнения; между моментом облучения и проявлением патологических симптомов облучения может пройти значительный период. В настоящее время не существует эффективных средств для профилактики или лечения последствий внутреннего облучения. Отсюда следует, что для защиты здоровья населения основной упор должен быть сделан на предупредительные меры, обеспечивающие сохранение уровня радиоактивного загрязнения атмосферы в безопасных пределах.

Общие принципы

Методы предупреждения загрязнения атмосферы радиоактивными веществами основываются на ряде общих принципов, наиболее важными из которых являются следующие.

1) По приведенным выше причинам считается необходимым, чтобы уровень загрязнения атмосферы радиоактивными веществами не превышал предельно допустимого. Поэтому принимаемые меры должны быть особенно строгими, не только систематическими, но и предусматривать многочисленные и последовательные гарантии. Более того, при организации их необходимо принимать в расчет не только опасность постоянного загрязнения, возникающего в обычных производственных условиях, но и возможности случайного загрязнения вследствие нарушения технологии производства.

2) Радиоактивность вещества представляет собой явление, которое в настоящее время человек не может изменить. Скорость распада радиоактивных веществ, а также вид и энергия излучения, испускаемого в течение распада, остаются совершенно неизменными при любых видах обработки. Поэтому в противоположность большинству химических загрязнений радиоактивные вещества не могут быть превращены в нетоксические соединения. Скорость их исчезновения зависит исключительно от постоянной распада. В случае радиоактивных изотопов с коротким периодом полураспада (Na24, Р32) скорость спонтанного исчезновения относительно велика, но она практически сводится к пулю в случае элементов с длительным периодом полураспада (U²³⁵, Pu²³⁹, Sr⁹⁰ и т. д.).

3) Поэтому, за исключением тех случаев, когда загрязнение состоит из радиоактивных изотопов с очень коротким периодом полураспада, необходимо сконцентрировать внимание на самих носителях радиоактивности. Отсюда следует, что обсуждаемые ниже меры предупреждения должны быть такими же, как и меры предупреждения обычных атмосферных загрязнений, присутствующих в газообразном или корпускулярном виде.

4)Меры предупреждения применяются как к профессиональному воздействию, так и к воздействию, которому подвергается население в целом. Для наибольшей эффективности их нужно прежде всего организовывать на коллективной основе, т. е. необходимо внедрять защитные меры на самих источниках загрязнений - атомных предприятиях. Однако в некоторых случаях коллективные меры применять невозможно либо в силу их технической невыполнимости, либо в результате несчастных случаев. Поэтому они должны быть дополнены индивидуальными мерами защиты. Нет необходимости подчеркивать, что такие меры крайне неудобны и часто не дают требуемых гарантий. Тем более поэтому необходимо совершенствовать действительно эффективные меры коллективной защиты.

Общие способы профилактики

Для большей эффективности меры контролирования радиоактивного загрязнения необходимо строить по строгому плану. Они должны включать в себя: ограничение выброса радиоактивных загрязнений; по возможности большее сужение сферы распространения и удаление их, чтобы уровень загрязнения не превышал предельно допустимого.

Ограничение выброса радиоактивных загрязнений. Это не только наиболее эффективный метод предупреждения радиоактивного загрязнения атмосферы, но часто и наиболее экономичный. Меры предосторожности следует предпринимать еще в самом начале при планировании атомных предприятий, до начала их строительства. Часто имеется возможность выбирать между различным технологическими способами производства, причем некоторые из них обладают особенным преимуществом с точки зрения уменьшения загрязнения воздуха. На урановых рудниках, например, загрязнение может быть сведено к минимуму путем применения влажного бурения, дренажирования и возможно более быстрого удаления руды для предупреждения улетучивания радона. В случае ядерного реактора опасность загрязнения можно уменьшить, используя замкнутую систему охлаждения, содержащую газообразные охлаждающие средства, максимально очищенные от внешних активных продуктов. На предприятиях химической и металлургической промышленности обработка газо- и порошкообразных радиоактивных веществ должна быть сведена к минимуму, работы с металлом нужно проводить под слоем нефти или воды. Наконец для экспериментальных взрывов ядерного оружия необходимо выбирать такие метеорологические условия, которые обеспечивали бы минимальное рассеивание загрязнений.

Сужение сферы рассеивания. Меры, способствующие ограничению рассеивания радиоактивных веществ, подразделяются на два вида: задержание загрязненного воздуха и задержание самих загрязняющих веществ. В первом случае цель заключается в том, чтобы отделить загрязненный воздух от атмосферы, в которой работают люди, или от внешней среды. Это отделение может быть несовершенным, просто уменьшающим до минимума обмен между загрязненной и незагрязненной атмосферой, например с помощью вытяжного шкафа. Часто, однако, требуется полностью изолировать загрязненный воздух от внешней среды. Этого можно достичь с помощью герметически закрытых боксов и замкнутых цикличных систем. Обычно применяемые методы избирательного выделения; из воздуха радиоактивных загрязнений отличаются лишь видом фильтров, которые задерживают радиоактивные частицы определенных размеров. Эти фильтры должны быть устойчивыми к коррозии или химическому воздействию радиоактивных веществ. Время от времени необходимо заменять фильтры и очищать их, чтобы избежать опасности создания па них высокой концентрации радиоактивного материала. По этим причинам фильтры часто группируют вместе или располагают параллельно.

Разведение. С помощью описанных двух методов не всегда удается сделать уровень загрязнения радиоактивными веществами ниже предельно допустимого. Если загрязнение атмосферы очень велико, то необходимо применять методы очистки" воздуха от радиоактивных веществ. Полагаться на спонтанный распад их можно лишь в случае загрязнения коротко живущими изотопами. Во всех других случаях удовлетворительные результаты могут быть получены лишь с помощью разведения веществ, являющихся носителями радиоактивности, до той концентрации, которая была бы ниже предельно допустимого уровня. Таким образом, метод разведения заключается просто в распределении загрязнений в достаточно большом объеме воздуха.

Для помещений, в которых производятся работы с радиоактивными веществами, эта проблема решается главным образом путем создания соответствующей вентиляции, которая обеспечивает постоянное обновление воздуха внутри помещения; загрязненный воздух поступает наружу и разбавляется. Это равносильно простому увеличению обмена между загрязненным и незагрязненным воздухом. До сих пор не найдена возможность получения каких-либо заметных результатов с помощью применения физических, химических или электростатических методов для очищения воздуха от радиоактивных загрязнений.

Что касается защиты населения в целом, го здесь проблема разведения радиоактивных загрязнений решается с помощью традиционного использования высоких труб. Удовлетворительное разведение, позволяющее снизить концентрацию загрязнения до максимально допустимых пределов, определяется двумя группами факторов с одной стороны, расположением и высотой трубы, а также скоростью движения отходящих газов, а с другой стороны, местными метеорологическими условиями и распределением населения.

Дополнительные защитные меры

Описанные выше меры направлены на сохранение уровня радиоактивного загрязнения ниже максимально допустимого. В подавляющем большинстве случаев этого можно добиться только при нормальном функционировании атомных предприятий. Однако поскольку некоторые виды работ сопровождаются очень большим загрязнением (урановые разработки, металлургические процессы), а также учитывая возможность серьезных аварий, необходимо предусмотреть и дополнительные меры защиты, препятствующие загрязнению внешней среды и попаданию радиоактивных веществ в организм человека.

Загрязнение внешней среды. Этот вопрос сводится в сущности к такому размещению атомных установок и центров работы с радиоактивными веществами, чтобы последствия тяжелого загрязнения атмосферы не были слишком серьезными. При выборе соответствующего места в первую очередь нужно учитывать следующее.

1) Тип установки, например ядерный реактор, установка химической обработки, центр по извлечению плутония и т. д. Это определяет характер возможной аварии. При выборе места строительства нужно учитывать также количество зданий па данной территории и безопасность подсобных предприятий. Так, некоторые реакторы, используемые для научно-исследовательских целей, практически не представляют опасности, хотя эта опасность может быть весьма значительной, когда речь идет об определенных видах промышленных реакторов.

2) Распространение радиоактивных загрязнений от источника определяется в основном метеорологическими факторами, особенно местными условиями погоды: преобладающие ветры, характер осадков, изменения температуры, влажность и т. д.

3) Характер района, который может подвергнуться загрязнению, в том числе состав населения, расположение промышленных и жилых районов, сельскохозяйственных участков и т. д. Выбор подходящего места зависит от тщательного учета всех этих соображений. Аналогичные соображения частично могут определять выбор места для проведения испытательного взрыва ядерного оружия.

Загрязнение организма человека. Несмотря на вышеуказанные меры защиты, загрязнение атмосферы все-таки может потребовать применения индивидуальных мер защиты для каждого лица, подвергающегося радиационному воздействию. Применяемые в таких случаях меры подразделяются па два резко отличающихся друг от друга вида, в зависимости от того, предназначены ли они для предупреждения загрязнения, или для лечения человека.

За редким исключением индивидуальная профилактика загрязнения применяется лишь в случаях профессиональных воздействий. Предупредительные меры должны быть направлены на ограничение загрязнения кожи и попадания радиоактивных веществ внутрь организма через дыхательные пути. Первоочередным требованием является соблюдение правил личной гигиены, касающихся опрятности, частого мытья рук и тела, запрещения курения, еды и питья в загрязненных помещениях. Опасность загрязнения кожи может быть уменьшена с помощью соответствующей рабочей одежды (комбинезонов, обуви, капюшонов, перчаток и т. д.). Загрязнение через дыхательные пути можно предупредить, снабжая каждого работника соответствующей маской, капюшоном пли защитным костюмом, избирательно или полностью препятствующим прониканию радиоактивных загрязнений. Неудобство ношения такой защитной одежды во время работы является веским аргументом в пользу того, чтобы применять ее лишь в тех случаях, когда абсолютно невозможно достичь удовлетворительных результатов мерами коллективной защиты. Это может быть в случаях, когда рудники или атомные предприятия очень загрязнены в результате серьезных аварий.

Обработка участка кожи, загрязненного радиоактивными веществами, относительно проста. В отличие от этого выведение радиоактивных веществ, попавших внутрь организма, крайне трудно, поскольку в большинстве случаев невозможно в значительной мере изменить метаболизм этих веществ. В тех случаях, когда попавшие внутрь изотопы являются коротко ищущим и количество их не слишком значительно, опасность невелика. Но поглощение тканями радиоактивных изотопов, обладающих длительными периодами полураспада и полувыведения, может иметь очень тяжелые последствия. Отсутствие каких-либо эффективных средств лечения отравлений радиоактивными веществами является одним из наиболее убедительных аргументов в пользу организации действительно эффективных мероприятий для предупреждения радиоактивного загрязнения атмосферы.

Заключение

Растущее применение радиоактивных веществ и ядерной энергии должно неизбежно привести к колоссальному увеличению радиоактивного загрязнения атмосферы, если безотлагательно не будут приняты меры предупреждения. Меры, которые необходимы для охраны здоровья как рабочих специальных предприятий, так и населения в целом, должны представлять собой часть общей программы предупреждения атмосферных загрязнений.

Особенно важной является эффективная система контроля, основные принципы которой кратко изложены выше. Международная комиссия по защите от радиоактивных излучений периодически выпускает рекомендации, касающиеся предельно допустимых доз облучения и предельно допустимых концентрации радиоактивных веществ в воздухе, питьевой воде и т. д. Аналогичные рекомендации составляются национальными органами, ответственными за проведение защитных мероприятий. Система контроля должна обеспечивать возможность быстрых действий, где бы и когда бы ни возникла опасность превышения предельно допустимых уровней. Предлагаемые рекомендации могут закрепляться законодательством; однако в настоящее время необходимо соблюдать крайнюю осторожность, поскольку точно еще не определена величина опасности, которую создает для здоровья данная доза радиационного воздействия.

Как можно скорее необходимо достичь международного соглашения о методах инспекции и контроля, тем более что источники радиоактивного загрязнения, расположенные в одной стране, могут загрязнять окружающие территории. Всемирная Организация Здравоохранения может способствовать достижению такого соглашения, помогая правительствам распространением наиболее свежей информации об истинной опасности радиоактивного загрязнения атмосферы и о соответствующих методах инспекции, контроля и защиты от радиационных воздействий.

Существует настоятельная необходимость в проведении важнейших токсикологических и патологических исследований радиоактивных веществ, для того чтобы можно было точно определить радиационную опасность и возможно раньше диагностировать лучевые поражения и эффективно лечить их. Необходимо также разрабатывать более чувствительные и доступные методики радиохимического анализа, особенно для определения и идентификации малых количеств радиоактивных загрязнений.

Если со всей энергией не приняться за разрешение этих проблем, то дальнейшее использование ядерной энергии в мирных целях будет поставлено под угрозу. Опасность радиоактивного загрязнения атмосферы и необходимость строжайших мер контроля уже привлекли к себе общественное мнение. Органы здравоохранения должны воспользоваться этой возможностью для того, чтобы, учитывая потенциальные выгоды использования ядерной энергии, обеспечить полную безопасность для здоровья рабочих, запятых на предприятиях атомной промышленности и населения в целом.

H. P. JAMMET, доктор медицины