Поверхность альвеол в 50 раз больше поверхности кожи, поэтому ингаляционное поступление РВ в организм может вносить значительный вклад в общее поступление их в организм, особенно в первые дни после радиоактивного загрязнения местности газообразными и аэрозольными коротко живущими продуктами ядерного распада в виде пыли, тумана, дыма. Проникая
в легкие, растворимые радионуклиды быстро всасываются в кровь и разносятся по органам, тканям; труднорастворимые РВ оседают в альвеолах, проникают в межальвеолярное пространство и лимфоузлы, которые становятся критическими органами для этих радионуклидов.
4.1.3. Поступление радионуклидов через кожу,
слизистые оболочки и раны
Этот путь поступления радиоактивных веществ может иметь место при осаждении аэрозольных и твердых радиоактивных частиц на поверхности кожи, всасываемость через поверхность кожи может усиливаться при воздействии химических факторов (отравляющие вещества), других физических факторов – высокой температуры и инфракрасных лучей (ожоги кожных покровов), биологических факторов (бактериальные токсины и воздействие самих микроорганизмов). Через кожу и слизистые оболочки обычно всасываются газообразные радионуклиды йода, трития, водорастворимые соединения плутония, газообразные радон и торон. Критическим органом при этом пути поступления радионуклидов являются кожа и слизистые оболочки.
4.2. Типы распределения радионуклидов в организме
сельскохозяйственных животных.
Группы радиотоксичности РВ
В реальной ситуации возможны различные варианты поступления радионуклидов в организм животных, они могут поступать одно- и многократно. Поведение радионуклидов в организме животных определяется следующими факторами:
1) биогенной значимостью для организмов стабильных изотопов поступающих радионуклидов, тропностью их к определенным тканям и органам: например, кальций выполняет специфическую роль, всегда входит в состав костной и других тканей, проявляет тропность к костной ткани, йод имеет большую тропность к щитовидной железе;
2) физико-химическими свойствами радионуклидов – положением элементов в периодической системе элементов Д.И.Менделеева, валентной формой радиоизотопа и растворимостью химического соединения, способностью образовывать коллоидные соединения в крови и тканях и другими факторами.
Основываясь на вышеперечисленных обстоятельствах, по типу распределения радионуклиды подразделяются на четыре основные группы.
Таблица 17
Типы распределения радиоактивных элементов в организме
| Тип распределения | Элементы |
| Равномерный (диффузный) | Элементы 1 группы период. системы – Н, Li, Na, К, Rb, Cs, Ru, Cl, Br и др. |
| Скелетный (остеотропный) | Щелочно-земельные элементы: Ве, Са, Sr, Ra, Zr, Ir, F и др. |
| Печеночный | La, Ce, Pm, Pu, Th, Mn и др. |
| Почечный | Bi, Sr, As, U, Se и др. |
| Тиреотропный | I, Br, As |
Орган, в котором происходит избирательное накопление радионуклидов и вследствие чего он подвергается наибольшему облучению и повреждению, называется критическим.
Попавшие в организм радиоактивные изотопы так же, как
и стабильные изотопы элементов, в результате обмена выводятся из организма с калом, мочой, молоком, яйцом и другими
путями. Период времени, в течение которого из организма выводится половина поступивших радионуклидов, называется биологическим периодом полувыведения (Тбиол.).
Убыль радиоактивных изотопов элемента из организма ускоряется за счет радиоактивного распада. Период времени,
в течение которого распадается половина исходного количества радионуклидов (согласно закону распада радионуклидов), называется физическим периодом полураспада и обозначается Тфиз. Таким образом, снижение количества радионуклидов в организме происходит за счет биологических и физических процессов.
Время, в течение которого активность радионуклидов в организме уменьшается вдвое, называется эффективным периодом полувыведения, обозначается Тэфф. Эффективный период выведения рассчитывается по следующей формуле:
Тэфф. = Тфиз ´ Тбиол./Тфиз. + Тбиол. .
Эффективный период для различных радиоактивных изотопов отличается широким разнообразием: от нескольких часов (для 24Na, 64Cu-) и дней (для 131I, 32Р, 35S) до десятков лет (для 226Ra, 90Sr). Чем больше эффективный период у изотопа, тем выше степень радиотоксичности.
4.3. Классификация радионуклидов по степени
их токсичности
Радиотоксичность – свойство радиоактивных изотопов вызывать бо´льшие или ме´ньшие патологические изменения при попадании их в организм. Она зависит от следующих их свойств:
1. Вида радиоактивного превращения. При альфа-распаде поглощенная доза при одной и той же активности в органе или ткани будет в 20 раз больше по сравнению с поглощенной дозой при бета-распаде, следовательно, лучевое поражение в первом случае будет более выраженным.
2. Имеет значение величина энергии излучения радионуклидов – при большей энергии степень радиопоражаемости выше.
3. В том случае, если изотоп при радиоактивном распаде дает начало новому радиоактивному веществу или целому семейству, повышение суммарной мощности поглощенной дозы повышает радиотоксичность элемента.
4. Имеет значение путь поступления радиоактивных веществ в организм, наиболее опасен пищеварительный путь
поступления их.
5. Важно то, одно- или многократно поступает радиоактивное вещество в организм. При однократном поступлении концентрация их вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается. При многократном поступлении концентрация радионуклидов остается высокой длительное время и соответственно возрастает радиопоражаемость организмов.
6. Имеет значение тип распределения радиоактивных элементов в организме. При избирательном накоплении РВ в тех или иных органах и системах последние являются критическими и наиболее радиопоражаемыми.
7. Время пребывания радионуклидов в организме определяет время облучения тканей. Чем больше эффективный период полувыведения радионуклидов, тем выше степень его радиотоксичности, так как суммарная доза при прочих равных условиях возрастает с увеличением Тэфф.
В зависимости от среднегодовой допустимой концентрации радионуклидов в воде все РВ подразделяются на 5 групп.
Таблица 18
Классификация радионуклидов по степени радиационной опасности
| Груп-па | Степень радиотоксичности | Активность | Радионуклиды | |
| Бк/л | Ки/л | |||
| А | Особо высокая | 3,7-370 | 10-10-10-8 | 210Pb, 226Ra, 232U, 238Pu, 230Th |
| Б | Высокая | 37-3700 | 10-9-10-7 | 106Ru, 131I, 144Ce, 210Bi, 234Th, 235U, 214Pu, 90Sr |
| В | Средняя | 370-37´103 | 10-8-10-7 | 22Na, 32P, 35S, 36Cl, 45Ca, 59Fe, 60Co, 89Sr, 90Y, 92Mo, 125Sb, 137Cs, 140Ba, 96Au |
| Г | Малая | 370-37´103 | 10-8-10-7 | 7Be, 14C, 18F, 57Cr, 55Fe, 64Cu, 129Te, 195Pt, 197Hg, 200Tl |
| Д | - | 14,8 ´10 4 | 4 ´ 10-6 | Тритий (3H)и его химические соединения |
4.4. Радиотоксикологическая характеристика 131I
Известны 24 радиоактивных изотопа йода с массовыми числами в интервале 117-126 и 128-139, все они искусственные, являются продуктами ядерных реакций. В молодых продуктах ядерного деления (ПЯД) содержатся коротко живущие изотопы 131I, 132I, 133I, 135I; через 1 неделю уже обнаруживаются только изотопы 131I и 133I, через 2 недели – 131I. Период физического полураспада 131I составляет 8,05 дня. Этот изотоп является бета- и гамма-излучателем, по степени радиотоксичности относится к высоко токсичным РВ (группа Б). Реальные источники загрязнения окружающей среды следующие:
1) испытания ядерного оружия в атмосфере, в воде и под землей;
2) радиоактивные отходы промышленных предприятий,
лаборатории, научно-исследовательских учреждений;
3) использование атомной энергетики в мирных целях и др.
Например, при делении 235U в ядерных реакторах накапливается до 2,5 ´ 104 Ки данного радиоизотопа на каждые 1 Мвт тепловой мощности.
Йод как химический элемент активно реагирует со многими веществами, образуя йодаты, перйодаты и йодиды. Пути поступления этого элемента в организм животных следующие: через органы пищеварения с кормом и водой, возможен ингаляционный путь поступления; поступление через кожу, слизистые оболочки, раны и др.
По биологическим свойствам данный элемент является активным биогенным веществом, обладает большой способностью к миграции по звеньям биологической цепи и включается в компоненты биосферы по цепочке: почва – вода, флора – фауна и принимает участие в биологическом цикле обмена веществ.
В растениях йод прочно фиксируется крахмалом и практически не удаляется с их поверхности при промывании водой. По размерам корневого поступления 131I превосходит 90Sr в 14 раз при произрастании на гумусной почве и в 2 раза – на песчаной.
При попадании в организм он полностью всасывается в кровь и до 60 % откладывается в щитовидной железе (критический орган). Концентрация йода в других органах по отношению к концентрации в крови распределяется следующим образом: кровь – 1; почки, печень, яичники – 2-3; молоко – 5-15; щитовидная железа – 10000.
Из организма как стабильные, так и радиоактивные элементы йода выводятся в результате обмена веществ с мочой, калом, молоком, а у птиц – с яйцами. У лактирующих коров из 1 л молока выделяется около 1 % поступившего в организм за 1 день количества радиойода; в желток куриных яиц при длительном поступлении переходит до 16 %, в белок – до 1 % от суточного количества.
При выпасе на территории, однократно загрязненной 131I, пик выведения с молоком приходится на 3 сутки, затем наступает спад, через 3 недели выведение сокращается в 4 раза. Следует отметить, что выведение данного элемента с молоком снижает депонирование его щитовидной железой и снижает радиопоражаемость; величина депонирования и выведения с молоком также зависит от уровня содержания в рационе стабильного йода. Введение в рацион йодистого калия на 50 % снижает депонирование щитовидной железой, на 70 % – депонирование в яйцах. Таким же действием обладает хлористый калий – снижение депонирования в щитовидной железе на 90 %.
Токсическое действие радиоактивного йода проявляется, прежде всего, в поражении щитовидной железы вплоть до разрушения (при воздействии в больших дозах). При этом быстро появляются признаки гипофункции щитовидной железы – потеря аппетита, угнетение, запоры, шелушение кожи и высыхание волоса и шерсти. Развиваются изменения в нервной и эндокринной системах, в кроветворной системе – снижение количества нейтрофилов, лимфоцитов, развитие анемии.
Изменения гормональной регуляции вызывают снижение воспроизводительных качеств, глубокие нарушения функции яичников и семенников. Структурные и функциональные изменения в других органах обуславливаются именно нарушением эндокринной регуляции со стороны щитовидной и половых
желез, надпочечников и гипофиза.
