Действие радиации на человека и окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЕДЕНИЕ

Среди вопросов, представляющих научный интерес, немногие приковывают к себе столь постоянное внимание общественности и вызывают так много споров, как вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду. Научный комитет ООН по действию атомной радиации собирает всю доступную информацию об источниках радиации и ее воздействии на человека и окружающую среду и анализирует ее. Он изучает широкий спектр естественных и созданных искусственно источников радиации.

1. РАДИОАКТИВНОСТЬ И ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Все химические элементы состоят из атомов. Большинство атомов стабильно, что означает, что они неизменны. Но некоторые из самых тяжелых атомов распадаются и превращаются в другие. Такой распад называется “радиоактивностью”.

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, но число нейтронов в них может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разным разновидностям одного и того же химического элемента, называемым изотопами данного элемента. Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу нуклидов.

Каждый радиоактивный элемент при распаде высвобождает энергию, которая и передается дальше в виде излучения. Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом.

2. ИСТОЧНИКИ И ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Образующиеся при делении радионуклиды проникают в организм человека двумя путями:

внешнее облучение - через воздействие на кожу радиоактивных веществ, находящихся в воздухе и на поверхности земли;

внутренне облучение - через вдыхание загрязненного воздуха, употребление в пищу загрязненных продуктов.

Радиационный фон Земли складывается из естественных и искусственных радионуклидов.

2.1 Естественная радиация

На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, естественная радиоактивность присутствует в пище и воздухе. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут.

Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя (карибу), в котором присутствуют в довольно высокой концентрации нуклиды свинца-210 и полония-210. Эти изотопы попадают в организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 в этом случае могут в 35 раз превышать средний уровень. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру.

Вышеупомянутые нуклиды в большой степени концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения

Использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень - это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации.

Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.

2.2 Искусственная радиация

Искусственные радионуклиды образуются в результате человеческой деятельности.

Испытание ядерного оружия - один из самых опасных источников радиоактивного загрязнения окружающей среды

При испытании ядерного оружия в атмосфере радиоактивные вещества попадают в верхние слои атмосферы, из которых они медленно переносятся в нижние слои атмосферы и затем на землю.

Подобно плутонию-239, около 3 т. которого выпало на землю в виде осадков в результате испытаний ядерного оружия, при ядерном взрыве образуется большое количество других различных радионуклидов. Наибольший интерес представляют радионуклиды, создающие большую дозу облучения, такие, как углерод-14, стронций-90 и цезий-137.

Все промышленные отбросы должны быть нормированы, при значительных выбросах необходим постоянный контроль как самих выбросов, так и окружающей среды. Эти программы постоянного контроля осуществляются оператором ведомственной дозиметрической службы и правительственными ведомствами, которые дают разрешение на выброс.

Ядерная энергетика. Именно она ответственна за большую часть искусственно полученных радионуклидов, которые выбрасываются в окружающую среду. Различные виды радионуклидов выбрасываются в жидкой форме или в виде твердых частиц, а также в газообразной форме на каждой стадии топливного цикла, причем природа выброса зависит от специфических операций в каждом процессе.

Заводы по производству топлива и обогащению выделяют главным образом изотопы урана и тория.

Таблица 1. Годовые дозы от радионуклидов, выбрасываемых в окружающую среду

Сжигание угля. Облучение происходит как при вдыхании в воздух, так и при переносе этих радионуклидов по пищевым цепочкам. Максимальная индивидуальная доза очень мала (меньше, чем 1 микрозиверт в час).

На приготовление пищи, и отопление домов расходуется не очень много угля, но зато много зольной пыли летит в воздух в пересчете на единицу топлива. Таким образом, из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли, возможно, не меньше, чем из труб электростанций.

Добыча фосфатов ведется во многих местах Земного шара, они используются главным образом для производства удобрений, которых в 1977 г. во всем мире было получено около 30 млн. тонн. Большинство разрабатываемых фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий там в довольно высокой концентрации. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны, и содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры. Радиационное загрязнение в этом случае бывает обыкновенно незначительным, но повышается, если удобрения вносят в землю в жидком виде или если содержащие фосфаты вещества скармливают скоту. Такие вещества широко используются в качестве кормовых добавок, что может привести к значительному увеличению содержания радиоактивности в молоке.

Медицинские приборы. Радионуклиды поступают в организм человека при флюорографии, рентгенографии зуба, рентгеноскопии легких, радио-изотопных обследованиях, лучевой терапии.

Другие источники радиации - полеты в самолете, телевизор, компьютер, гранитные сооружения.

3. ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

3.1 Дозы радиационного облучения

Разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма.

Альфа-излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих из протонов и нейтронов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками.

Бета-излучение обладает большей проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой. Дозу излучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри него (в результате попадания с пищей, водой или воздухом).

Малые дозы могут “запустить” не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма.

Острое поражение организма происходит при больших дозах облучения. Радиация оказывает подобное действие, лишь начиная с некоторой минимальной, или “пороговой”, дозы облучения.

Большое количество сведений было получено при анализе результатов применения лучевой терапии для лечения рака. Многолетний опыт позволил медикам получить обширную информацию о реакции тканей человека на облучение. Эта реакция для разных органов и тканей оказалась неодинаковой, причем различия очень велики. Величина же дозы, определяющая тяжесть поражения организма, зависит от того, получает ли ее организм сразу или в несколько приемов. большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому лучше переносит серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием.

Разумеется, если одна доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько серьезное поражение центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней.

При дозах облучения от 10 до 50 Гр при облучении всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего, все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте.

При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта или организм с ними справится, и тем не менее смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга - главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3-5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных.

Таким образом, в этом диапазоне доз облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором - позже.

Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать уже при дозах облучения 0,5-1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть. то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток.

Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грэев могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники смогут вновь продуцировать полноценную сперму.

Наиболее уязвимой для радиации частью глаза является хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте, а затем и к полной слепоте. Чем больше доза, тем больше потеря зрения. Помутневшие участки могут образоваться при дозах облучения 2 Гр и менее. Более тяжелая форма поражения выдерживать гораздо большие дозы.

Крайне чувствителен к действию радиации и мозг плода, особенно если мать подвергается облучению между восьмой и пятнадцатой неделями беременности. В этот период у плода формируется кора головного мозга, и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, рентгеновскими лучами) родится умственно отсталый ребенок.

Большинство тканей взрослого человека относительно мало чувствительны к действию радиации. Почки выдерживают суммарную дозу около 23 Гр, полученную в течение пяти недель, без особого для себя вреда, печень - по меньшей мере 40 Гр за месяц, мочевой пузырь - по меньшей мере 55 Гр за четыре недели, а зрелая хрящевая ткань - до 70 Гр. Легкие - чрезвычайно сложный орган - гораздо более уязвимы, а в кровеносных сосудах незначительные, но, возможно, существенные изменения могут происходить уже при относительно небольших дозах.

Конечно, облучение в терапевтических дозах, как и всякое другое облучение, может вызвать заболевание раком в будущем или привести к неблагоприятным генетическим последствиям. Облучение в терапевтических дозах, однако, применяют обыкновенно для лечения рака, когда человек смертельно болен, а поскольку пациенты в среднем довольно пожилые люди, вероятность того, что они будут иметь детей, также относительно мала. Однако далеко не так просто оценить, насколько велик этот риск при гораздо меньших дозах облучения, которые люди получают в своей повседневной жизни и на работе, и на этот счет существуют самые разные мнения среди общественности.

Рак - наиболее серьезное из всех последствий облучения человека при малых дозах. по крайней мере непосредственно для тех людей. которые подверглись облучению. В самом деле. обширные обследования, охватившие около 100 000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году. показали, что пока рак является единственной причиной повышенной смертности в этой группе населения.

Согласно имеющимся данным. первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения, стоят лейкозы. Они вызывают гибель людей в среднем через десять лет с момента облучения - гораздо раньше, чем другие виды раковых заболеваний.

Самыми распространенными видами рака, вызванными действием радиации, оказались рак молочной железы и рак щитовидной железы. По оценкам НКДАР, примерно у десяти человек из тысячи облученных отмечается рак щитовидной железы, а у десяти женщин из тысячи - рак молочной железы (в расчете на каждый грэй индивидуальной поглощенной дозы).

Однако обе разновидности рака в принципе излечимы, а смертность от рака щитовидной железы особенно низка.

Рак легких, напротив, - беспощадный убийца. Он тоже принадлежит к распространенным разновидностям раковых заболеваний среди облученных групп населения.

Генетические последствия облучения Изучение их связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих. как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам.

Около 10% всех живых новорожденных имеют те или иные генетические дефекты. Генетические нарушения можно отнести к двум основным типам: хромосомные аберрации, включающие изменения числа или структуры хромосом, и мутации в самих генах.

Генные мутации подразделяются далее на доминантные (которые проявляются сразу в первом поколении) и рецессивные (которые могут проявиться лишь в том случае, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген; такие мутации могут не проявиться на протяжении многих поколений или не обнаружиться вообще).

Оба типа аномалий могут привести к наследственным заболеваниям в последующих поколениях, а могут и не проявиться вообще.

4. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

4.1 Профилактические мероприятия

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 космического воздействия радиоактивных частиц;

контроль за содержанием радиоактивных элементов в воздухе, строительных материалах , воде и других объектах окружающей среды;

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

исключение из употребления пищи и воды с высоким содержанием радиоактивных элементов;

запрещение использования строительных материалов, имеющих повышенное содержание радионуклидов, при возведении жилья.

Для пищевых продуктов и питевой воды определяются допустимые уровни содержания радионуклидов. Не рекомендуется производство детского питания из продуктов, получаемых на загрязненных территориях.

4.2 Основные принципы радиозащитного питания

Важный фактор предотвращения накопления радионуклидов в организме людей, работающих или проживающих на территориях, загрязненных аварийными выбросами, - это употребление определенных пищевых продуктов и их отдельных компонентов.

Установлено, что обогащение рациона рыбной массой, кальцием, костной мукой, фтором, ламинарией способствует уменьшению риска возникновения онкологических заболеваний.

Больший интерес в рассматриваемом вопросе представляют неусвояемые углеводы, которые применяют для обогащения пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения.

Немаловажное значение в профилактике радиоактивного воздействия имеет бета-каротин и пищевые продукты с высоким содержанием этого провитамина.

Согласно рекомендациям доктора Гейла “О мерах предосторожности в условиях повышенной радиации для жителей Белоруссии и Украины”(1989г)

Необходимо:

- хорошее питание;

- ежедневный стул;

- отвары льна, крапивы, слабительных трав;

- обильное питье, чаще потеть;

- витамины P, C, B, сок свеклы, моркови, красное вино (3 ст. ложки ежедневно);

- редька тертая (утром натереть - вечером съесть и наоборот);

- грецкие орехи, 4-5 шт. ежедневно;

- хрен, чеснок;

- крупа гречневая, овсяная;

- хлебный квас;

- аскорбиновая кислота с глюкозой (2 раза в день);

- активированный уголь (1-2 шт. перед едой);

- витамин A (не более 2 недель);

- из молочных продуктов лучше творог, сливки, сметана, масло;

- овощи и фрукты очищать до 0,5 см, капусту снимать не менее 3-х листов;

- мясо - лучше есть свинину и птицу, готовить: 1-й отвар слить, залить водой и варить до готовности (мясные бульоны исключить).

- не рекомендуется есть отварные яйца, т. к. в скорлупе содержится стронций, который переходит в белок при варке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

защита радиация человек радиоактивное излучение

Из приведенных в работе материалов видно, что организм человека постоянно подвергается радиоактивному воздействию как от естественных источников радиации, так и от искусственных, обусловленных человеческой деятельностью.

В непревышающих определенный уровень дозах это не представляет опасности, но с их увеличением могут возникнуть серьезные заболевания организма и необратимые генетические изменения.

Противостоять этому можно, соблюдая определенные профилактические и защитные меры, следя за рационом питания.

Размещено на Allbest.ru