Источники загрязнения внешней среды радиоактивными веществами.

До середины XX в. природные источники ионизирующих излучений были единственными в облучении человека, создавая естественный радиационный фон (ЕРФ). В среднем доза облучения от всех естественных источников ионизирующего излучения составляет в год около 200 мР, хотя это значение может колебаться в разных регионах земного шара от 50 до 1000 мР/год и более (табл. 1).

 

Таблица 1. Природные источники ионизирующего излучения.

Источники	Средняя годовая доза	Вклад в дозу, %
мбэр	мЗв
Космос (излучение на уровне моря)		0,30	15,1
Земля (грунт, вода, строительные материалы)	50...130	0,5...1,3	68,8
Радиоактивные элементы, содержащиеся в тканях тела человека ( К, С и др.)		0,30	15,1
Другие источники		0,02	1,0
Средняя суммарная годовая доза	200,0	2,0	-

 

Основным дозообразующим компонентом ЕРФ является земное излучение от естественных радионуклидов, существующих на протяжении всей истории Земли. От этих источников человек подвергается воздействию как внешнего (в результате излучения радионуклидов, находящихся в окружающей среде), так и внутреннего облучения (за счет радионуклидов, попадающих внутрь организма с воздухом, водой и продуктами питания). Большинство исследователей считают, что наибольшее значение имеют источники внутреннего облучения, которые обуславливают, по данным разных авторов, примерно от 50 до 68% естественного радиационного фона.

Основное значение во внутреннем облучении имеют поступающие с воздухом, водой и продуктами питания радионуклиды семейств урана-238 и тория-232, их многочисленные дочерние продукты, а также изотоп калия - калий-40. Средняя величина эффективной эквивалентной дозы внутреннего облучения при неизменном фоне составляет 0,72 мЗв/год, из которых основная часть приходится на долю семейства урана (56%), калия-40 (25%) и семейства тория (16%). Основным источником природных радиоактивных элементов, поступающих в организм человека, являются пищевые продукты (таблица 2).

Таблица 2. Удельная радиоактивность Бк/кг отдельных пищевых продуктов и воды по калию- 40 и радию -226

Продукты	Удельная радиоактивность Бк/кг
По калию -40	По радию -226
Пшеница	148,0	0,074-0,096
Картофель	129,5	0,022-0,044
Горох	273,8	0,090-0,870
Говядина	85,1	0,029-0,074
Рыба	77,7	0,015-0,027
Молоко	44,4	0,001- 0,009
Свинина	33,3	-
Масло сливочное	3,7	0,037-0,0011
Вода речная	0,037-0,592	0,009-0,080

 

Удельная активность изотопов свинца Рb и полония Ро в растительной пище составляет от 0,02 до 0,37 Бк/кг.

Особенно высокая активность Рb и Ро обнаружена в чае (до 30,5 Бк/кг). В продуктах животного происхождения (молоке) удельная активность Рb колеблется в пределах от 0,013 до 0,18 Бк/кг, а Ро - от 0,13 до 3,3 Бк/кг.

Таким образом, суммарная радиоактивность растений в 10 раз выше, чем тканей животных.

Следует отметить, что поверхностные водоисточники могут содержать повышенное количество радионуклидов. Так, в водах курортов Цхалтубо активность радия Ra составляет до 3,7 Бк/л, а в водах курортов Белокурихи, Железноводска активность радона Rn достигает до 48 Бк/л.

В настоящее время естественный радиоактивный фон (ЕРФ) в результате деятельности человека качественно и количественно изменился. Повышение ЕРФ под влиянием новых видов технологической деятельности человека получило название «техногенного усиленного фона». Примерами такой деятельности являются широкое применение минеральных удобрений, содержащих примеси урана (например, фосфатных); увеличение добычи урановых руд; массовое увеличение числа авиационных перевозок, при которых космическое облучение растет (табл. 3).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в результате сочетания перечисленных факторов произошло повышение дозы облучения, которая способствует увеличению естественного фона.

Таблица 3. Искусственные источники излучения

Источники	Годовая доза Мбэр мЗв	Доля от природного фона, % (до 20 мбэр)
Медицинские приборы (флюорография 370 мбэр, рентгенография зуба 3 мбэра, рентгеноскопия легких 2...8 мбэр)	100...150	1,0...1,5	50...75
Полеты в самолете (расстояние 2000 км, высота 12 км) - 5 раз в год	2,0…2,5	0,02…0,05	1,0…2,5
Телевизор (просмотр программ по 4 ч в день)	1,0	0,01	0,5
АЭС (при стабильной работе)	0,1	0,001	0,05
ТЭЦ (на угле) на расстоянии 20 км	0,6..6,0	0,006…0,06	0,3..3,0
Глобальные осадки от испытаний ядерного оружия в окружающей среде	2,5	0,02	1,0
Другие источники (добыча нефти, руды, строительных и дорожных материалов) ИТОГО	150...200	-	-

 

Среднегодовая эквивалентная доза облучения всего тела человека естественными источниками ионизирующих излучений примерно была равна 1 мЗв (100 мбэр). Однако с учетом техногенно усиленного фона, по данным ООН, значение эффективной эквивалентной дозы облучения увеличилось в 2 раза - до 2 мЗв (200 мбэр) в год (1982 г.).

Следует отметить, что в наиболее развитых странах уровень фоновой радиации достигает 3...4 мЗв в год. Кроме того, за 15 лет (с 1971 по 1986 г.) в 14 странах мира на предприятиях атомной промышленности произошло 152 аварии разной степени сложности, с разными последствиями для населения и окружающей среды. Крупные аварии произошли в Великобритании, США и бывщего СССР, где самой крупной по масштабам загрязнения окружающей среды явилась авария, которая произошла в 1986 г. на Чернобыльской АЭС. Выбросы в атмосферу при аварии на ЧАЭС имели специфический состав - в первые недели после взрыва основным был радиоактивный йод, затем - радиоизотопы цезия-137, цезия-134, стронция-90.

Для случаев возникновения радиационных аварий были разработаны временно допустимые уровни (ВДУ) и допустимые уровни (ДУ) поступления радионуклидов внутрь организма с учетом интегральных поглощенных доз за ряд последующих лет (табл. 4,5).

Таблица 4. ВДУ активности йода-131 в пищевых продуктах и питьевой воде.

Продукт. Питьевая вода	ВДУ активности йода-131 Бк/кг	Масса среднемаксимального потребления продукта в сутки
Молоко		1л
Творог		100г
Сметана		200г
Сыр		50г
Масло сливочное		50г
Рыба		100г
Зелень столовая		100г
Вода питьевая		1л

Таблица 5. ВДУ суммарной активности цезия-134, цезия-137, стронция-90 в продуктах питания и питьевой воде.

Продукты, питьевая вода	Активность Cs и Cs, Бк/л, (Бк/кг)	Активность Sr, Бк/л, (Бк/кг)
Хлеб и хлебопродукты, крупы, мука и сахар
Молоко и кисломолочные продукты, сметана, творог, сыр
Молоко сгущенное и концентрированное
Молоко сухое
Мясо говяжье, свиное, баранье, птицы, рыба, яйца (меланж)		-
Картофель, корнеплоды, овощи, столовая зелень, фрукты, ягоды
Сухофрукты		-
Детское питание всех видов
Грибы свежие, дикорастущие ягоды, чай		-
Грибы сушеные		-
Лекарственные растения		-
Вода питьевая	18,5	3,7

 

Величину ВДУ активности радиоактивных веществ в продуктах питания в этих условиях рассчитывают, исходя из того, чтобы интегральные дозы облучения тела человека не превысили 0,1 Зв/год, а дозы облучения щитовидной железы - 0,3 Зв/год.

Следует отметить, что допустимый уровень (ДУ) активности радиоактивного цезия в молочных продуктах, принятый в странах Европы, колеблется в пределах от 370 Бк/кг (ФРГ) до 4000 Бк/кг (Великобритания, Франция, Испания). В Японии величина принятого ДУ активности радиоактивного цезия в молочных продуктах наименьшая - 37 Бк/кг.

· Комиссия Codex Alimentarius ФАО/ВОЗ приняла, что допустимые уровни радиоактивных веществ в загрязненных пищевых продуктах, реализуемых на международном рынке и предназначенных для всеобщего потребления, составляют: для цезия и йода - 1000 Бк/кг, для стронция - 100 Бк/кг, для плутония и америция — 1 Бк/кг.

· Для молока и продуктов детского питания допустимые уровни активности составляют: для цезия - 1000 Бк/ кг, для стронция и йода - 100 Бк/кг, для плутония и америция - 1 Бк/ кг. По мнению ВОЗ, предлагаемые уровни основаны на критериях, обеспечивающих охрану здоровья и безопасность населения.

· Следует, однако, подчеркнуть, что, поскольку у человека в процессе эволюции не выработались специальные защитные механизмы от ионизирующих излучений, с целью предотвращения неблагоприятных последствий для населения, по рекомендации Международной комиссии по радиационной защите ожидаемая эффективная эквивалентная доза не должна превышать 5 мЗв за любой год радиоактивного воздействия.