Спектрометр альфа излучения на основе газоразрядного детектора (стр. 3 из 7)
Рис. 5. Радон в зданиях
Однако основная опасность, как это ни удивительно, исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков (кофе, чай). При кипячении же воды или приготовлении горячих блюд радон в значительной степени улетучивается и поэтому поступает в организм в основном с некипяченой водой. Но даже и в этом случае радон очень быстро выводится из организма.
Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате. При обследовании домов оказалось, что в среднем концентрация радона в ванной комнате примерно в три раза выше, чем на кухне, и приблизительно в 40 раз выше, чем в жилых комнатах (рис. 6). А исследования, проведенные в Канаде, показали, что все семь минут, в течение которых был включен теплый душ, концентрация радона и его дочерних продуктов в ванной комнате быстро возрастала, и прошло более полутора часов с момента отключения душа, прежде чем содержание радона вновь упало до исходного уровня .
Рис. 6. Средние значения радиоактивности воздуха в различных помещениях
Радон проникает также в природный газ под землей. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона улетучивается, но концентрация радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты, отопительные и другие нагревательные устройства, в которых сжигается газ, не снабжены вытяжкой. При наличии же вытяжки, которая сообщается с наружным воздухом, пользование газом практически не влияет на концентрацию радона в помещении.
Много радона, улетучившегося из природного газа в процессе
предварительной переработки, попадает в сжиженный газ – побочный продукт этой обработки. Но в целом за счет природного газа в дома поступает значительно больше радиоактивного материала (в 10-100 раз), чем от более радиоактивного сжиженного газа, поскольку потребление природного газа гораздо выше.
К значительному повышению концентрации радона внутри помещений могут привести меры, направленные на экономию энергии. При герметизации помещений и отсутствии проветривания скорость вентилирования помещения уменьшается. Это позволяет сохранить тепло, но приводит к увеличению содержания радона в воздухе. [Results of radon-measurements in buildings and recommended action in the
Federal Republic of Germany // High Levels of Natural Radiation. – Vienna: IAEA, 1993.
P. 353– 363. ]
Особенно это касается тех домов, где они герметизируются особенно тщательно. Долгие годы считалось, что не существует проблем, связанных с чрезмерным содержанием радона внутри домов, несмотря на присутствие глинозема в составе строительных материалов. Проведенные обследования, показали, что для беспокойств такого рода нет достаточных оснований при существовавших в то время скоростях вентилирования помещений. Однако, с проведением кампаний за экономию энергии, скорости вентилирования помещений в домах постоянно уменьшались, и как следствие этого концентрация радона внутри домов увеличилась более чем в три раза. По оценкам, на каждый гигаватт-год электроэнергии, сэкономленной благодаря герметизации помещений, можно получить дополнительную дозу облучения в 5600 чел-Зв.
Рис. 7. Увеличение концентрации радона за счет экономии электроэнергии на вентиляцию помещений
Эта проблема объясняется тщательной герметизацией помещений, относительно высоким выходом радона из земли при малоэтажности зданий и использованием глинозема в качестве добавки к строительным материалам. Согласно данным НКДАР ООН концентрация радона вместе с его дочерними продуктами внутри домов в 90% случаев составляет менее 50 Бк/м3, т.е. примерно в 25 раз выше среднего уровня в наружном воздухе, и всего лишь в нескольких процентах домов удельная радиоактивность воздуха внутри помещений превышает 100 Бк/м3.
1.3.Воздействие излучения радона на человека
С 1989 г. ведется мониторинг радона на Украине. Очень высокий уровень активности этого газа (1000 Бк/м3 и выше) в зданиях зарегистрирован в районах Украинского кристаллического массива. Эффективная доза облучения населения Украины ЕРН составляет 5,2 мЗв (0,52 мбэр) в год, из которых 4,2 мЗв приходится на радон и продукты его распада. Это в 300 раз больше той дозы, которую население Украины получает вследствие аварии на ЧАЭС.
Сам радон – химически инертен, но ионизированные продукты его распада
(радионуклиды полония, висмута, свинца) сорбируются пылью и влагой, образуя альфа-радиоактивные аэрозольные частицы. Наиболее опасны аэрозоли субмикронных размеров, которые могут проникать в верхние дыхательные пути и оседать в них, создавая локальные источники альфа облучения клеток. В определенной степени такие аэрозоли эквивалентны «горячим частицам» радиоактивной топливной пыли чернобыльских осадков.
Альфа-излучение ДПР радона, осевших в бронхах, воздействует на эпителиальные клетки. Средняя годовая эквивалентная доза на бронхиальный эпителий за счет радона 15 мЗв, средняя эффективная доза ≈ 1,1 мЗв, в т.ч. за счет экспозиции в помещениях ~1,0 мЗв; годовая ЭД за счет торона ≈ 0,16 мЗв [НКДАР, 1988]. Вклад других компонентов излучения незначителен. Радиационное повреждение молекул ДНК (генетического аппарата клетки) может вызвать нарушение функций генов, осуществляющих контроль размножения и дифференцировки – опухолевую трансформацию с последующим клоновым ростом опухоли.
Максимальные дозы от ДПР радона приходятся на эпителий сегментарных бронхов, что соответствует преимущественной локализации развивающихся раков. Среди разновидностей рака легкого, вызываемых радоновым облучением, чаще других диагностируются аденокарцинома, чешуевидная карцинома, саркома лимфатических узлов. Уязвимы клетки базального эпителия бронхов. [Крисюк
Э.М. Радиационный фон помещений. М.: Энерго-атомиздат, 1989. 257 с.]
Имеются данные о том, что радоновое облучение увеличивает риск рака желудка, мочевого пузыря, прямой кишки, кожи, а также данные о негативном влиянии этого облучения на костный мозг, сердечно сосудистую систему, печень, щитовидную железу, гонады. Не исключается возможность отдаленных генетических последствий радонового облучения. Однако все эффекты радона, по крайней мере, на порядок менее вероятны, чем рак легкого. Наиболее обычны мелкоклеточные и сквамозные карциномы. Имеются данные о синергизме канцерогенного действия радона и вдыхаемых химических канцерогенов (курения).
Следует заметить, что существует точка зрения, что малые дозы радиации, в том числе радона, стимулируют защитные реакции клетки и организма и могут быть даже полезны – так называемый гормезисный (благоприятный) эффект. В медицинской литературе (особенно научно-популярной) давно обсуждаются целебные свойства радоновых ванн.
Радоновые ванны применяются для лечения артритов, артрозов, гипертонии, возрастных нарушений функций мозга и ряда других заболеваний. Длительность курса лечения, подбираемая эмпирически, как правило, невелика, и поэтому отрицательные эффекты радонового облучения (на легкие, сердечно сосудистую систему и т.д.) не успевают сказаться.
Аналогичным образом обстоит дело и в медицинской химии малых доз [2, 3]. Еще Парацельс практиковал яды, например, мышьяк и ртуть, для лечения многих болезней. Ядовитые в больших дозах, эти вещества способны в малых дозах влиять на организм положительно.
Таблица 2. Оценка риска, обусловленного радоном (АООС,1986)
Поскольку радоновая радиация создает в той или иной степени «сверхнормативные» концентрации свободных радикалов в клетках и тканях, то в малых дозах радон действует как мягкий стрессовый фактор, повышающий надежность систем репарации ДНК и антиокислительной защиты клеток.
Разумеется, для проверки этой гипотезы нужны соответствующие эксперименты. Выводы онкологов не вполне однозначны.
МКРЗ и НКДАР, обобщив все имеющиеся сведения, пришли к заключению, что оптимистическая позиция о положительном влиянии малых доз радоновой радиации недостаточно обоснована. Поддерживающие ее наблюдения недостаточно воспроизводимы, а положительные клинические эффекты могут быть объяснены сопутствующими (например, бальнеологическими) факторами и не исключают канцерогенных последствий. Поэтому действующие нормативные документы основаны на беспороговой гипотезе. Облучение других органов и тканей, кроме легких, незначительно.
Ущерб от экспозиции радоном определяется риском рака легких (табл. 2).
Наиболее тяжким следствием облучения радоном является увеличение заболеваемости раком легких со смертельным исходом. Доза 1 мЗв увеличивает риск онкологического заболевания со смертельным исходом на 5•10-5. Доза 2,2 мЗв/год увеличивает риск на 1,1•10-4 чел/год или в 8•10-3 за 70 лет жизни. В настоящее время принято считать, что на радон и продукты его распада приходится 80% дозы облучения, получаемой населением планеты за год от всех природных источников радиации (около 50 млн. чел./бэр в год). Этот радиоактивный газ несет ответственность за 10% регистрируемых ежегодно в мире заболеваний раком легкого. Так, в США, по существующим нормативам, предельно допустимые выбросы загрязняющих атмосферу веществ промышленными предприятиями не должны увеличивать смертность населения более чем на 0,001%. Между тем расчеты показывают, что при средней активности радона в американских домах 55 Бк/м3 и суммарной экспозиции 0,2 МРУ, радоновое облучение вызывает 20 тыс. дополнительных случаев смерти от рака легкого ежегодно, превышая допустимый нормативами рост смертности в 300 раз. Существенно повышается по той же причине риск нераковых заболеваний дыхательных путей, например, эмфиземы легкого и сердечно сосудистых заболеваний (табл. 3).