Радиоактивный фон и проблемы его снижения. Возможные пути загрязнения пищевой продукции

Путем анализа радиоактивного фона оцениваются возможные пути нагрузки на человека, загрязнения пищевых продуктов радио­активными веществами, определяются меры профилактики.

Считают, что радиационный фон Земли складывается из трех компонентов:

• космическое излучение;

• естественные радионуклиды, содержащиеся в почве, воде, воздухе, других объектах окружающей среды;

• искусственные радионуклиды, образовавшиеся в результате человеческой деятельности (например, при ядерных испыта­ниях); радиоактивные отходы, отдельные радиоактивные ве­щества, используемые в медицине, технике, сельском хо­зяйстве.

Космическое излучение. Характеризуется потоком различных частиц, приходящих к нам из космического пространства. Подраз­деляют на первичное и вторичное.

Первичное излучение включает первичное галактическое излу­чение, первичное солнечное излучение и излучение заряженных частиц, захваченных магнитным полем Земли (радиационный пояс Земли). Первичное галактическое излучение состоит на 90% из протонов высоких энергий и на 10 % — из ионов гелия (4Не). «Воз­раст», т. е. время прихода этого излучения из Галактики, — 2,5-33 млн. лет. Первичное солнечное излучение происходит в виде вспышек на Солнце, сопровождаемых высвобождением большого количества энергии в области видимого, ультрафиолетового и рентгеновского спектров излучения. Наиболее сильные вспышки сопровождаются выбросом большого количества заряженных час­тиц, главным образом протонов и альфа-частиц. Первичное солнечное излучение обладает относительно низкой энергией, поэтому не при водит к существенному увеличению дозы внешнего излучения на поверхности Земли.

Радиационный пояс Земли состоит из протонов и электронов с небольшим содержанием альфа-частиц, которые захватываются маг­нитным полем Земли и движутся по спиралям вокруг его силовых линий.

В целом первичное космическое излучение почти полностью исчезает на высоте 20 км от поверхности Земли, его высокоэнерге­тические частицы взаимодействуют с ядрами атомов веществ в со­ставе воздуха, образуя нейтроны, протоны и мезоны.

Население Земли практически подвергается воздействию вто­ричного космического излучения в результате образования космогенных радионуклидов, возникающих при взаимодействии частиц вторичного космического излучения с ядрами различных атомов, присутствующих в атмосфере. При рассмотрении вторичного кос­мического излучения особый интерес представляют протоны высо­ких энергий, нейтроны и ионы, которые взаимодействуют с ядрами атомов воздуха, образуя новые вторичные частицы. Развитие этого процесса, называемого каскадом, приводит к образованию ливней из числа вторичных частиц.

Мощность дозы космического излучения определяется двумя ве­личинами: интенсивностью ионизации в воздухе и плотностью пото­ка нейтронов, что является предметом специального рассмотрения.

Естественные радионуклиды. К ним относятся указанные вы­ше космогенные радионуклиды, главным образом водород 3Н, бе­риллий тВе, углерод 14С, натрий MNa, 24Na, и радионуклиды, при­сутствующие в объектах окружающей среды с момента образова­ния Земли (включая их дочерние продукты распада). Основным источником облучения человека и загрязнения пищевых продуктов являются калий 40К, уран 238U, торий 232Th — радионуклиды земного происхождения.

В настоящее время накоплен большой материал о содержании естественных радионуклидов в объектах окружающей среды, включая организм человека, продовольственное сырье и пищевые продукты. Естественный радиационный фон постоянно изменяется вследствие непрекращающейся деятельности человека, разработ­ки и внедрения технологий переработки природных продуктов, со­держащих радионуклиды.

Искусственные радионуклиды. Испытание ядерного оружия — один из самых опасных источников радиоактивного загрязнения окружающей среды. Образующиеся в процессе деления ядер радионуклиды проникают в организм человека при вдыхании зара­женного воздуха, употреблении в пищу загрязненных продуктов, в результате человек подвергается внутреннему облучению, а при воздействии на кожу радиоактивных веществ, находящихся в воз­духе и на поверхности Земли, — внешнему облучению.

Научный комитет ООН по действию атомной радиации опре­деляет 21 наиболее распространенный радионуклид, 8 из которых составляют основную дозу внутреннего облучения населения: уг-перод-14 (14С); цезий-137 (137Cs); стронций-90 (90Sr); рутений-106 (106Ru); церий-144 (144Се); водород-3, или тритий (3Н); йод-131 (13Ч); цирконий (95Zr). Доза внешнего облучения формируется в основ­ном за счет радионуклидов 95Zr и его дочернего радионуклида нио­бия ^Nb, а также рутения '°eRu и iraRu, бария 140Ва, цезия 137Cs.

Наряду с испытаниями ядерного оружия, источниками загряз­нения окружающей среды могут быть:

• добыча и переработка урановых и торцевых руд;

• обогащение урана изотопом 235U, т. е. получение уранового топлива;

• работа ядерных реакторов;

• переработка ядерного топлива с целью извлечения радио­нуклидов для нужд народного хозяйства;

• хранение и захоронение радиоактивных отходов.

В последнее время становится актуальной проблема радона (Rn), который образуется при естественном радиоактивном распа­де радия. Радиоактивность радона в наружном воздухе обычно со­ставляет 1-20 Бк/м3, достигая в горных районах 60 и более, в воз­духе жилых помещений — порядка 50, в отдельных случаях до нескольких тысяч беккерелей на 1 мэ.

Определенную радиоактивность вследствие содержания радо­на имеют строительные материалы, мкЗв/год: дерево — 0, извест­няк, песчаник — 0-100; кирпич, бетон — 100-200; естественный камень, производственный гипс — 200-400; шлаковый камень, гра­нит — 400-2000. Высокое содержание радона может быть в под­земных питьевых водах.

Результаты эпидемиологических исследований свидетельству­ют, что вдыхание жилищного воздуха, содержащего радон, приво­дит к возрастанию заболеваемости раком легкого на 4-12 %. Этот процент соответствует общему увеличению числа случаев рака на 1000-3000 в год в Германии и на 20000 случаев в США.

Профилактические мероприятия — это осуществление контро­ля за содержанием радона в воздухе, строительных материалах, питьевой воде и других объектах окружающей среды. Доступным и эффективным средством удаления радона из воды является ее аэрация.

 

Таблица 1. Природные источники ионизирующего излучения
Источники	Средняя годовая доза	Вклад
	бэр	Зв	в дозу, %
Космос (излучение на уровне моря)		0,3	15,1
Земля
(грунт, вода, строительные материалы)	50-130	0,5-1,3	68,8
Радиоактивные элементы, содержащие-
ся в тканях человека (°°К, 1ЛС и др.)		0,3	15,1
Другие источники		0,02	1,0
Итого		2,0	—

В табл. 1 и 2 представлены данные о воздействии на человека природных и искусственных источников ионизирующего излучения.

Еще один источник загрязнения пищевой продукции естествен­ными и искусственными радионуклидами — воды АЭС, других предприятий ядерного топливного цикла, которые могут поступать в открытую гидрографическую сеть, использоваться для рыборазведения, водопоя скота, орошения и т. д.

Показано, что у населения, проживающего на территориях, прилегающих к указанным предприятиям, возможно повышение поступления радионуклидов с рационом. Основной вклад в сум­марное поступление осуществляется за счет овощной продукции (капусты и картофеля). Для воды водоемов-охладителей определе­ны контрольные концентрации радионуклидов, содержание кото­рых необходимо регламентировать в целях обеспечения радиаци­онной безопасности жидких сбросов и предотвращения загрязне­ния продуктов питания.

Авария на Чернобыльской АЭС показывает интенсивную био­генную миграцию радионуклидов цезия и стронция, которая обус­ловливает высокие уровни поступления их в организм человека. При этом важно отметить, что в продуктах животноводства радионуклидов содержится на 2-4 по­рядка меньше, чем в продукции растениеводства, т. е. если популяционную дозу при потреблении молока принять за 1, то коллек­тивная доза при потреблении овощей и корнеплодов составит около 1000. Это определяет поиск профилактических путей снижения облучения за счет целевой оптимизации структуры сельскохозяйст­венного производства.

Рассматривая меры профилактики радиоактивного загрязне­ния окружающей среды, в том числе пищевых продуктов, необхо­димо отметить следующие направления работы:

• охрана атмосферного слоя Земли как природного экрана, предохраняющего от губительного воздействия космических радиоактивных частиц;

Таблица 2. Искусственные источники ионизирующего излучения (оценка средних годовых доз)

 

	Средний	годовая доза	Доля от
Источники				природн.
	бэр		Зв	фона (до
				200 мбэр].%
Медицинские приборы
(флюорография — 370 мбэр,
рентгенография зуба — 3 бэра,	100-150		1,0-1,5	50-75
рентгеноскопия легких — 2-8 бэр)
Полеты в самолете (расстояние
2000 км, высота 12 км) 5 раз в год	2,5-5,0		0,02-0,05	1,0-2,5
Телевизор
(просмотр программ по 4 часа в день)	1,0		0,01	0,5
АЭС	0,1		0,001	0,05
ТЭЦ на угле (на расстоянии 20 км)	0,6-6,0		0,006-0,060	0,3-3,0
Глобальные осадки
от испытания ядерного оружия	2,5		0,02	1,0
Другие источники	4,0		—	—

• соблюдение глобальной техники безопасности при добыче, использовании и хранении радиоактивных элементов, приме­няемых человеком в процессе его жизнедеятельности.

За всю свою жизнь человек получает дозу облучения от при­родных источников на уровне 250-400 мбэр, что является обычным при нормальном состоянии среды обитания. Облучение в 10 рад не вызывает каких-либо изменений в органах и тканях человека. Не­значительные изменения в составе крови наблюдаются при одно­кратных дозах 25-75 рад, лучевая болезнь — при облучении более 100 рад.

Попадая в организм человека, радиоактивные элементы рас­пределяются в органах, тканях и в неодинаковой степени выводят­ся из организма.

Важный фактор предотвращения накопления радионуклидов в организме людей, работающих или проживающих на территориях, загрязненных аварийными выбросами,

Таблица 3. Временные допустимые уровни содержания радионуклидов