Газ – убийца

Радон: источники, дозы и нерешенные вопросы

М.Н.Тихонов, с.н.с., ФГУП «НИИ промышленной и морской медицины ФМБА России»

Представлена, как показывает практика, недостаточно изученная и слабоосвещаемая в средствах массовой информации России крупномасштабная проблема радоновой опасности, имеющая большое социально-экономическое значение.

Введение

Радон и радиоактивные продукты его распада вносят основной вклад в радиационный фон жилых и производственных помещений. Вдыхание радона в помещениях обусловливает эффективную дозу облучения (ЭД) в среднем около одного мЗв в год, т.е. половину дозы облучения людей от всех природных источников [НКДАР, 1982]. В отдельных домах (сооружениях) содержание радона в воздухе может быть многократно повышено. Некоторые люди, не подозревая об этом, в течение жизни систематически получают за счет радона ЭД в десятки мЗв/год. По данным НКДАР, не менее 10% регистрируемых ежегодно в мире заболеваний раком легких вызваны радоновой радиацией. Этот же радиоактивный газ существенно повышает риск нераковых заболеваний верхних дыхательных путей и сердечнососудистых заболеваний. Именно поэтому проблема радона занимает важное место в мультидисциплинарных радиоэкологических программах США, Японии и стран Западной Европы. Международным агентством по исследованию рака радон отнесен к канцерогенам I класса [IARC, 1988]. В США радон в жилищах сейчас считают основной единичной причиной возникновения рака легких у некурящих.

В зависимости от дозы, создаваемой радоном, облучение населения Западной Европы (среднее значение эффективной дозы) за 70 лет жизни составляет 0,2–1,5 Зв, причем облучение жителей наиболее радоноопасных территорий превышает «нормальный» уровень облучения более чем на 1 Зв. При этом облучение небольших групп людей может превышать среднее в десятки раз [НКДАР, 1988].

По данным НИИ радиационной гигиены, в России сотни тысяч жителей получают за счет радона ежегодно более 1,5 бэр, т.е. более 100 бэр в течение жизни. Коллективная доза облучения населения за счет радона в помещениях составляет около 150 тыс. Зв только за один год.

Коллективная доза для населения России, обусловленная природными ИИИ, составляет 50 млн чел•бэр/год, более чем в 300 раз превышает коллективную дозу, получаемую населением страны вследствие аварии на ЧАЭС. Ожидаемый прирост онкологических заболеваний и генетических эффектов пропорционален величине коллективной дозы.

В России целые регионы в предгорьях Алтая и Забайкалья, Кавказа и Урала, Приморского края, на Северо­Западе и в других местах можно отнести к радоноопасным зонам (рис. 1), в которых за счет радона формируется от 50% коллективной дозы облучения населения для благополучных территорий и до 92% для регионов с повышенной радиационной опасностью.

Проблема радиационного контроля радона сложна и недостаточно понимается не только населением, но и врачами. Сегодня природный радиоактивный газ – радон не привлекает повышенного внимания средств массовой информации (СМИ) и общества. Обсуждению этих животрепещущих вопросов и посвящена данная статья.


Рис. 1. Схема районирования территории России по степени радоноопасности. 1 – щиты; 2 – древние платформы; 3 – молодые платформы; 4 – срединные массивы; 5–9 складчатые области: 5 – добайкальские, 6 – байкальские, 7 – палеозойские, 8 – мезозойские, 9 – кайнозойские; 10 – вулканогенные пояса; 11 – радоноопасные площади: а – потенциально опасные, б – опасные; 12 – номер площади

Радиоэкологическая история радона

Радоновая опасность обнаружилась задолго до открытия этого газа. На рубеже XV–XVI вв. среди шахтеров, добывавших серебро в глубоких (до 400 м) шахтах в районе г.Шнееберга в Саксонии (Германия), была замечена повышенная смертность от легочных заболеваний. Знаменитый врач и алхимик Парацельс (Филипп фон Гогенгейм, 1493–1541) предполагал, что симптомы «шнееберговской чахотки» связаны с вдыханием рудной пыли. Позднее Haerting и Hesse (1879) идентифицировали заболевание как рак легких, от которого умирали 75% шнеебергских шахтеров. Шахтеры умирали от рака легких в 40–55 лет через 10–20 лет после начала работы.

Начиная с первых измерений радона в воздухе шахт Шнееберга и Яхимова, обнаружены его высокие концентрации (Elster и Geitel, 1901). Удельная активность радона в большинстве шахт Шнееберга составляла 70–120 Бк/м3, но в одной из них она оказалась равной 500 Бк/м3. Именно в этой «шахте смерти» большинство рабочих заболевало раком легкого. Заболеваемость раком легких шахтеров была в десятки раз выше, чем в аналогичной группе из населения. Это позволило выдвинуть гипотезу о причинной связи между высоким содержанием радона в воздухе и раком легких.

Она была далеко не очевидной. Из яхимовской серебряной руды Мария и Пьер Кюри в 1898 г. впервые выделили два новых химических элемента – полоний и радий. Преобладала эйфория по поводу полезных свойств и возможностей медицинского применения радона. В 1899 г. Э.Резерфорд в Канаде открыл «эманацию тория», а Ф.Э.Дорн в Германии – «эманацию радия», позднее названные соответственно тороном и радоном. Это было и открытие явления изотопии химических элементов. Началось профилактическое и терапевтическое использование радона. Данные об избыточном числе случаев рака легких среди шахтеров в связи с ингаляцией радона обнаруживали очень большую вариабельность для разных шахт. Это не поддавалось объяснению и позволяло ставить «радоновую гипотезу» под сомнение. Некоторые авторы защищали гипотезу Парацельса о причинной роли рудной пыли [Lorenz, 1944].

В 1951 г. Бэйл [Bale] показал, что дозы на легкие определяются содержанием в воздухе радиоактивных дочерних продуктов распада (ДПР) радона. ДПР всегда присутствуют в воздухе вместе с радоном – газом, но в зависимости от вентиляции в различных количественных соотношениях с ним. Это позволило объяснить вариабельность канцерогенных эффектов радона.

Интересно отметить, что еще в 1907 г. Резерфорд, выступая на одной из первых конференций по радиоактивности, сказал: «Мы все должны осознать, что постоянно вдыхаем эманации радия и тория, их продукты и ионизированный воздух. Надо полагать, что наличие радиоактивной материи и ионизированного воздуха может играть некоторую роль в физиологических процессах» [1]. Таким образом, Э.Резерфорда следует считать основоположником не только ядерной физики, но и радиационной экологии.

Для оценки интенсивности воздействия ДПР предложены специальные единицы измерения эквивалентной равновесной объемной активности радона (ЭРОА) [Holaday, 1957]. Радиационный риск зависит от экспозиции человека, определяемой как произведение ЭРОА на время воздействия. На практике для описания интегральной объемной активности ДПР радона в воздухе часто используется понятие «скрытая энергия». Скрытая энергия – это суммарная энергия альфа­излучения, которая выделяется при распаде всех короткоживущих ДПР (для Rn вплоть до RaC) в единице объема воздуха.

Эпидемиологические исследования показали, что заболеваемость раком легких (риск) линейно растет с увеличением экспозиции ДПР радона. Линия регрессии проходит через начало координат, что свидетельствует в пользу беспороговости канцерогенного действия радона.

В 1956 г. были опубликованы результаты измерений радона в 225 домах Швеции. Хотя в некоторых из них зарегистрировали весьма высокую радиоактивность, эти данные большого внимания не привлекли. Спустя 20 лет проводились обследования жилых зданий в США, и тогда выяснилось, что активность радона в некоторых из них достигает 100 тыс. Бк/м3. Доза облучения жителя такого дома сравнима с дозой, которую шахтеры серебряных рудников получали в средние века. Риски в шахтах оказались высокими, в среднем в четыре раза выше фонового уровня рака легких; выше, чем для группы лиц, переживших атомные бомбардировки. На этом основании в 80-х годах радон в жилищах признан источником ущерба для здоровья населения. С 1970-х годов проблема радона заняла центральное место в национальных радиоэкологических программах США и стран Западной Европы.

Свойства радона

Радон Rn (исторически: эманация Em, нитон Nt) –элемент № 86 нулевой группы периодической системы Менделеева, газ без цвета и запаха из одноатомных молекул, радиоактивен; химически почти нейтрален (благородный газ), в 7,5 раза тяжелее воздуха. Известны три природных ?активных изотопа радона, принадлежащих к радиоактивным семействам урана, тория и актиния – радон, торон и актинон (222Rn, 220Rn и 219Rn) с периодами полураспада соответственно около 3,8 сут, 55 с и 3,9 с. Из них лишь первые два имеют гигиеническое значение и представляют основной интерес с точки зрения радиационной безопасности (РБ).

Из 1 г радия образуется 1 мм3 радона 222Rn в сутки. По данным НКДАР при ООН, радон вместе со всеми ДПР ответственен примерно за 3/4 годовой индивидуальной ЭД облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации.

Радон-219 (актинон) может оказывать воздействие лишь в специфических случаях, связанных с загрязнением помещения продуктами переработки уранового сырья, содержащими селективно экстрагиро­ванные радионуклиды актиноуранового ряда 227Ас и 231Ra. Физические свойства радона отражены в табл. 1.

Основные свойства радиоактивного распада радона и торона, существенные для радиационной защиты, приведены на рис. 2.


Рис. 2. Изотопы радона и их дочерние продукты в цепочках распада

Радон-222 встречается в природе в 20 раз чаще, чем радон­220, а содержание в природе актинона и вовсе ничтожное, так как соотношение урана­238 и урана­235 в месторождениях равно 0,00725. Поэтому, говоря о радоне, подразумевают, прежде всего, радон­222.

Ядра радона-222 при радиоактивном распаде излучают альфа-частицы, превращаясь в ядра полония218, при альфа-распаде которых получается свинец-214. При бета-распаде этого радионуклида образуется висмут-214, который, в свою очередь, превращается в полоний­214, испуская бета-частицу. При альфа-распаде последнего возникает относительно долгоживущий свинец-210 (с периодом полураспада 22,3 года) и далее – стабильный изотоп свинца-206 в качестве конечного продукта [2].

Радоновая радиация

Радон образуется при распаде естественных радионуклидов (ЕРН), содержащихся в земных породах, и рассеивается в атмосфере. Источники радиационной опасности для населения представлены в табл. 2.

При распаде радия в почве, подпочвенных водах и океане ежегодно образуется соответственно 2•109, 5•108 и 3•107 Ки радона. «Нормальными» в радиационном отношении принято считать породы, в которых содержание урана и тория не превышает 2,5 г/т (2,5 кларка). К зонам повышенного риска относятся регионы, где на поверхность земли выходят гранит, гнейс, фосфорит и т.п., содержание урана и тория в которых до 100 кларков и более. На территории бывшего СССР это, прежде всего, Эльконский горст на Алданском щите, район Украинского кристаллического массива, Кокчетавский и Буреинский массивы, Улутау, Каратау, некоторые районы Таджикистана (рис. 1, табл. 3).

Отдельные геохимические характеристики горных пород Выборгского массива гранитоидов Ленинградской области приведены в табл. 4. В радиационном отношении г. Гатчина и Выборг, часть районов Санкт-Петербурга отнесены по данным проведенных работ к опасным и умеренно-опасным территориям по воздействию ЕРН. С учетом тектонической напряженности радиационная ситуация (рис. 3, 4) на площадях, примыкающих к Выборгской губе, а также к обрамлению массива (участки Светогорский, Каменогорский, Советский и Приморский), оценивается на уровне обстановки на участке Порво-Ловиса, признанным одним из наиболее опасных в радиационном отношении не только в Скандинавских странах, но и на Земле. Объемная активность (ОА) радона в зданиях различного типа и назначения в Мурманской области и в Республике Карелия представлена в табл. 5.


Рис. 3. Схема прогнозной радоноопасности Северо­Западного региона


Рис. 4. Радоноопасность Санкт-Петербурга и Ленинградской области

Эманация радона существенно выше там, где порода дезинтегрирована (антропогенные разломы, зоны выветривания, гравий и т.д.). Из всей суммы экологических факторов наиболее заметное влияние на смертность и онкозаболевания оказывают факторы, связанные с пространственным размещением жителей в пределах развития зон тектонических нарушений и других неоднородностей в геологическом строении территорий, связанных с их обводненностью.

Повышенное выделение радона из почвы наблюдается и в сейсмически опасных зонах. Так, за девять дней до землетрясения в префектуре Коба (Япония), случившегося 17 января 1995 г., его концентрация в грунтовых водах в 10 раз превысила то значение, которое наблюдалось за четыре месяца до катастрофы [3].

Предприятия добывающих отраслей могут существенно влиять на радиационную обстановку в районе их размещения из-за выбросов и сбросов, содержащих значительные количества ЕРН. Более высокие дозы нагрузки населения характерны для территорий с повышенной природной радиоактивностью и районов размещения предприятий, добывающих и перерабатывающих минеральное сырье, а также отраслей промышленности (в том числе угольной), тепловой энергетики и металлургии. Содержание радона и его продуктов распада в воздухе жилых и общественных зданий этих районов в десятки и сотни раз выше действующих гигиенических нормативов.

В районах России с обычным уровнем естественного радиационного фона содержание 222Rn в воздухе жилых помещений составляет в среднем 40 Бк/м3 – зимой и 20 Бк/м3 – летом, что объясняется изменением режима вентиляции. Среднегодовая величина – 30 Бк/м3 близка к среднемировому значению – 40 Бк/м3. Диапазон концентраций 222Rn в помещениях достаточно велик – от 4 до 100 Бк/м3, что объясняется влиянием совокупности факторов: типа подстилающих пород, материала конструкций зданий, выделения 222Rn из водопроводной воды, бытового газа и др. Концентрации 222Rn и роль отдельных факторов, регулирующих эту величину, меняются в зависимости от типа зданий: в одноэтажном доме концентрация 222Rn, как правило, выше, чем в квартирах многоэтажного дома, за счет поступления и накопления 222Rn в воздухе помещений из почвы. Концентрации продуктов распада 222Rn в воздухе помещений примерно на 20% ниже концентрации материнского радионуклида.

Наибольшую долю в облучение населения вносят радон и его ДПР в воздухе помещений. Концентрация радона в воздухе помещений зависит от содержания ЕРН в почве и подстилающих породах, строительных материалах, их эманирующей способности и ряда других факторов.

Поскольку основной источник радона в зданиях – грунт, то концентрацию этого радиоактивного газа принято измерять в цокольных и первых этажах. Результаты таких измерений представлены в табл. 6.

Концентрации и потоки радона крайне неравномерны и зависят как от геолого­геофизических характеристик природной среды (содержания урана и тория в грунте и структуры последнего, подстилающих пород и грунтовых вод, климатических условий), так и от конструкции зданий, строительных материалов и качества работы вентиляционных систем (рис. 5). Учет этих факторов позволяет существенно снизить облучение людей в жилых и производственных помещениях.


Рис. 5. Типичные пути поступления радона в дом: 1 – грунт под зданием и вокруг; 2 – насыпной грунт; 3 – горные породы; 4 – вода из водопровода; 5 – строительные материалы; 6 – выход радона

Внутрь зданий радон проникает главным образом из почвы (через щели в фундаменте), из строительных материалов, газо- и нефтепродуктов. Например, нефть, добываемая на некоторых месторождениях Аляски, Луизианы и Флориды, содержит в 10–30 раз больше радия и соответственно радона, чем допускают принятые в США нормативы радиоактивных загрязнений местности АЭС вблизи атомных электростанций.

Из строительных материалов наименьшей удельной активностью обладает древесина (ниже 1 Бк/кг). Активность бетона в зависимости от исходных компонентов (песка и цемента), как правило, в 30–50 раз больше, чем у древесины. Велика активность гранитов, туфа, пемзы (200–400 Бк/кг). Еще в 70е годы в Швеции, США, Канаде, Японии для производства бетона случалось использовать глиноземы, кальций­силикатный шлак и фосфогипс с радиоактивностью до 2000 Бк/кг. Высокую удельную активность имеют алюмосиликатный кирпич, доменный шлак, зольная пыль [5].

Сейчас при оценке радиационного качества строительных материалов используется разделение их на классы с учетом эффективной удельной активности радионуклидов (табл. 9).

ОА радона в помещениях и соответственно доза, обусловленная радоном и его ДПР, изменяется в очень широких пределах для различных регионов и зданий. По оценкам МКРЗ, суммарная индивидуальная доза облучения варьирует от 0,5 до 100 от модального значения дозы, причем она может превышать не только предел дозы для ограниченной части населения от искусственных ИИИ (0,5 бэр/год), но и предел дозы для профессионалов (5 бэр/год).

В плохо вентилируемых помещениях радон и продукты его распада могут накапливаться в десятикратных количествах по сравнению с наружным воздухом [4].

Концентрации до нескольких тысяч Бк/м3, соответствующие эффективным дозам до 100 мЗв, т.е. до 10 бэр в год и более, обнаружены в тысячах зданий даже в таких небольших странах, как Финляндия и Швеция [МКРЗ, 1994]. В Великобритании выявлено 20 тыс. домов, где ЭД за счет радона выше 20 мЗв (2 бэра) в год.

Наиболее тщательные исследования выполнены в США. К 1988 г. обследованы 600 тыс. жилых зданий в 29 штатах, а к 1991 г. – еще 1,2 млн зданий. Среднее значение активности радона в американских домах составляет 55 Бк/м3. В 1986 г. Федеральное агентство по охране окружающей среды США рекомендовало считать 150 Бк/м3 предельно допустимой величиной удельной активности радона в воздухе жилых зданий.

В воздухе 5% американских домов содержится более 150 Бк/м3 радона, а в 0,1% домов его активность превышает 800 Бк/м3. В 3% из 130 обследованных школьных зданий уровень радона был выше 700 Бк/м3. Публикации данных о радоновой радиации в СМИ настолько взволновали американскую общественность, что уже в октябре 1988 г. президент Р.Рейган подписал антирадоновый законодательный акт («Indoor Radon Abatement Act of 1988»).

В Германии средний уровень активности радона в воздухе жилых домов равен 40 Бк/м3, но в 1% обследованных зданий он выше 250 Бк/м3, а в 0,1% – выше 600 Бк/м3.

Обеспокоено радоновой проблемой и население скандинавских стран – там, где на поверхность Земли выходят материковые породы, обогащенные ураном и торием. В домах Швеции средняя активность радона – 50 Бк/м3, однако в 10% зданий она превышает 100 Бк/м3, а в 1% – 400 Бк/м3.

Началом планомерного изучения радоновой радиации следует считать 70е годы, когда на территории Хельсинки были обнаружены скважины с очень высокой концентрацией радона в воде. По мере выполнения широкомасштабных обследований жилых домов в 1981 г. были обнаружены помещения с концентрациями радона, превышающими 10 тыс. Бк/м3.

Ориентируясь на малоэтажные строения и статистически представительные результаты обследования, на основе 2150 измерений установлено среднегеометрическое значение ОА радона в помещениях, равное 64 Бк/м3. При этом превышения ОА радона 600 Бк/м3 и более составили 1,9% случаев. В обследованных малоэтажных домах проживает 2,9 млн человек. Впоследствии по мере развития работ среднее значение ОА радона в помещениях повышалась несколько раз (табл. 5).

Общее количество выявленных квартир в Финляндии с концентрацией радона 200 и более Бк/м3 составляет более 200 тыс., при уровне 400 и более – около 70 тыс. и 800 и более Бк/м3 – около 20 тыс. Средняя годовая доза от воздействия радона на жителя составляет около 2 мЗв. В стране с учетом специфических геолого­почвенных условий приняты такие нормативы: не более 200 Бк/м3 радона в новых домах и до 800 Бк/м3 – в старых.

Одну из важных проблем как в Финляндии, так и в Северо­Западном регионе РФ представляют хозяйственно-питьевые воды по качеству радиационных показателей. По данным STUK, около 80% жителей страны используют воду со средней концентрацией в ней радона 26 Бк/л, а максимальная концентрация достигает 300 Бк/л. Аналогичные, а в ряде случаев и более высокие концентрации радона в ключевой воде, употребляются жителями Северного Приладожья.

В США в 1992 г. принят норматив, согласно которому удельная активность радона в водопроводной воде не должна быть выше 0,1 Бк/л. Расчеты показывают, что при таком условии вклад этого источника в полную концентрацию радона в здании не превышает 10 Бк/м3. На самом деле не менее 10% людей в США и других странах мира пьют воду с активностью радона более 100 Бк/л. Поэтому эксперты Международной комиссии по защите от радиоактивного излучения (МКРЗ) считают, что из воды в здания поступает до 20% радона [6].

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.

В настоящее время в странах Европейского союза экспертами по радиационной защите рекомендованы следующие нормативные значения активности радона: 200 Бк/м3 – для новых жилых зданий и 400 Бк/м3 – для старых

Российские нормы отличаются от международных по определению нормируемых величин: МКРЗ рекомендует (для доступности измерения) регламентировать непосредственно объемную активность (ОА) радонагаза в воздухе, тогда как НРБ99 – эквивалентную равновесную объемную активность (ЭРОА). Это усложняет контроль и накладывает гораздо более жесткие требования на приборную базу и методики измерений.

ЭРОА (Бк/м3) равна концентрации радона – газа в такой равновесной его смеси с продуктами распада, которая имеет то же значение скрытой энергии альфа­излучения, что и рассматриваемая неравновесная смесь. Скрытая энергия альфа­излучения в единице объема воздуха характеризует совокупную (до распада) энергию альфа­частиц тех дочерних продуктов, которые задерживаются в органах дыхания. Таким образом, величина ЭРОА позволяет характеризовать воздействие радона в любой смеси с его ДПР. Поступление ДПР радона рассчитывается как произведение ЭРОА на объем вдыхаемого воздуха.

Требования действующих норм радиационной безопасности НРБ99 по ограничению облучения людей от радона и торона приведены в табл. 10. Если активность радона и торона превышает «норму», то следует принимать контрмеры, начиная с простых и дешевых (заделка щелей в фундаменте здания, дополнительные лакокрасочные и полимерные покрытия для пола и стен и т.п.) вплоть до сложных и сравнительно дорогих инженерных методов (вентиляция фундамента и подпола, откачка радона из-под здания, улавливание радиоактивных продуктов распада радона специальными приборами).

Действие радона на организм

Сам радон – химически инертен, но ионизированные продукты его распада (радионуклиды полония, висмута, свинца) сорбируются пылью и влагой, образуя альфа­радиоактивные аэрозольные частицы. Наиболее опасны аэрозоли субмикронных размеров, которые могут проникать в верхние дыхательные пути и оседать в них, создавая локальные источники альфа­облучения клеток. В определенной степени такие аэрозоли эквивалентны «горячим частицам» радиоактивной топливной пыли чернобыльских осадков.

Альфаизлучение 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.

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, сердечнососудистую 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 [8]. 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, сердечнососудистую систему и т.д.) не успевают сказаться.

Аналогичным образом обстоит дело и в медицинской химии малых доз [11, 12]. 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.

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 [14]. 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 [8].

Ущерб от экспозиции радоном определяется риском рака легких (табл. 11).

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•105. Доза 2,2 мЗв/год увеличивает риск на 1,1•104 чел/год или в 8•103 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 сердечнососудистых заболеваний (табл. 12).

Один из самых высоких уровней заболеваемости раком легкого в мире наблюдается в Финляндии. В стране с населением около 5 млн человек радон ежегодно вызывает 200–600 случаев смерти от рака легкого. По оценкам немецких ученых, 7% случаев фатального рака легкого в западной части Германии обусловлено радоновой радиацией (1600 мужчин и 400 женщин ежегодно) [6, 10].

Реакция организма не зависит от того, происходит ли облучение от техногенных или естественных источников, так как действие ионизирующего излучения не может зависеть от происхождения источника. Поэтому контроль радона в воздухе помещений может иметь не только самостоятельное значение, но и входить в число реабилитационных мероприятий для территорий и контингентов, подвергающихся техногенному воздействию.

Нерешенные проблемы

Осознание первостепенного радиологического значения радона привело к разработке и реализации практически во всех развитых странах широкомасштабных программ по оценке уровней облучения населения, разработке и осуществлению мер по его снижению (Швеция – с 1985 г., США – с 1989 г. и др.).

В начале 90-х годов в СССР и России существенно возрос объем НИОКР по проблемам, связанным с облучением населения, обусловленного излучением ЕРН. НИОКР обеспечивались головными институтами ряда ведомств (НИИРГ, ВНИИПТ, СНИИП, НПО «Радиевый институт», ВНИИФТРИ, ВНИИМ, НПО «Рудгеофизика», НИИ ПММ и др.).

В 1994 г. постановлением Правительства РФ № 809 от 06.07.94 г. была принята Федеральная целевая программа «Снижение уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников» (ФЦП «Радон», 1994–1996 гг.). Целью программы является предотвращение техногенного загрязнения окружающей среды ЕРН и минимизация их вредного воздействия на здоровье населения на территории РФ. Этим же постановлением органам исполнительной власти субъектов РФ рекомендовано (по согласованию с государственными заказчиками ФЦП «Радон») разработать и утвердить региональные программы. Значимость проблемы облучения населения природными ИИИ отражена в «Законе о радиационной безопасности населения», новых Нормах радиационной безопасности (НРБ99) и ряде других нормативных документов, хотя здесь имеется множество нерешенных проблем.

В 1995 г. Минприроды выделило 100 млн руб. на организационные расходы по этой программе. Для сравнения: только в 1989 г. Федеральное агентство по охране окружающей среды США выделило на аналогичную программу 13 млн долл.

В рамках программы «Радон» совершенно не предусмотрено финансирование фундаментальных исследований, в том числе изучения механизмов биологического действия радона и его ДПР.

Финансирование работ производится, в основном, из местных бюджетов и частными лицами. Обобщающие исследования оплачиваются из централизованных фондов. Стоимость радонозащитных мероприятий для малоэтажных строений обходится от 600 до 6000 долларов без затрат на обследование и разработку защиты непосредственно.

В основном территория страны имеет площадную изученность. Для территории России выполнено мелкомасштабное районирование в масштабе 1:10000000 на основе геологических данных и сведений о распределении ЕРН. Районирование произведено на основе анализа пространственного распределения качественных признаков радоноопасности (рис. 1, табл. 3). Радонометрическая изученность РФ до настоящего времени находится на недопустимо низком уровне. На большей части территории РФ контроль содержания радона не осуществляется, карт радоноопасности практически нет, необходимый объем полного обследования жилищ далек до завершения. Наибольший объем исследований и радонозащитных мероприятий выполнен в областных центрах. В регионах проводились в основном выборочные исследования.

Вполне закономерен вопрос о причинах недопустимых задержек в выполнении обследований хотя бы населенных пунктов с явными превышениями уровней радиационных показателей. Как ни парадоксально, но они заключаются в непонимании проблем радоновой опасности и торможении работ со стороны административных подразделений, ответственных за состояние окружающей (производственной) среды.

Существующая проработка радонозащиты страдает отсутствием достоверных методов прогноза радоноопасности территорий и помещений. Так, имеющиеся фактические материалы по Северо­Западу страны и Скандинавским странам отличаются от прогнозной радоноопасности территории РФ (рис. 3, 4). Следует уточнить принципы прогнозного мелкомасштабного районирования территории РФ с учетом поисково-гигиенических критериев. Необходима иная модель радоновыделения.

Вслед за радиационным воздействием ЕРН стоят диагностические медицинские процедуры и неопределенность оценки радиационного риска в наземных условиях. Следует учитывать влияние других факторов риска – уровень урбанизации, образ жизни и быт, а также особенности в курении и характере питания разных групп населения страны. По данным МКРЗ (Публикация 65), курение резко увеличивает радиационный риск последствий воздействия радона и его ДПР на человека.

Особо важное значение приобретает организация радиационно­гигиенического мониторинга в карьерах и на стройках, а также при вводе в эксплуатацию зданий и сооружений различного назначения. Как показывает практика и проведенный выборочный опрос на предприятиях стройиндустрии, несмотря на законодательные и нормативные акты по обеспечению защиты работников от природных радионуклидов (табл. 13), положение остается неблагополучным. Главные причины этого – некомпетентность руководителей, отсутствие специалистов, методических и нормативных материалов, необходимой измерительной техники и средств. Без специальных радиационно­гигиенических исследований и мер защиты невозможно обеспечить полную радиационную безопасность (РБ) производства и применения строительных материалов, создания комфортных условий в помещениях.

На уровне предприятий и в регионах назрела жизненно важная необходимость в создании специальных программ (научно-технических и социальных, краткосрочных и долгосрочных), на основе которых будут осуществлены следующие системы:

• входного, пооперационного и выходного радиационного контроля;

• эффективных мер по снижению уровня ионизирующих излучений на всех технологических этапах и переделах;

• надежной защиты людей от радонотороновой опасности путем активного проветривания, обогащения минералов и материалов, применения коллективных (защитные экраны, покрытия) и индивидуальных средств защиты.

Для получения радиационно­чистых и радиационно-стойких материалов следует улучшить существующие технологии по добыче и переработке минералов и широко применять принципиально новые технологии. Управление радиационным качеством строительной продукции (на основе объективной информации об измеренных параметрах ЕРН с помощью спектрометрии, радонометрии и дозиметрии) обеспечит научно обоснованную закладку отдельных компонентов в строительные конструкции.

С введением в действие санитарных правил «Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения» (СП 2.6.1.129203) проблема обеспечения РБ в отрасли приобрела нормативно-правовой статус. В СП 2.6.1.129203 впервые в явном виде установлены численные значения всех основных критериев обеспечения РБ при обращении с производственными отходами с повышенным содержанием ЕРН, требования по обеспечению РБ населения, а также критерии ограничения поступления ЕРН в объекты окружающей природной среды.

К большому сожалению, в отечественной литературе и СМИ, несмотря на общепризнанность доминирующей роли радона и его ДПР в формировании коллективной дозы населения, очень мало внимания уделяется выявлению закономерностей поведения радона и ДПР, изучению их дозиметрических параметров, новым современным методам (методикам) измерений и аппаратуре, оценкам радиационных рисков и собственно защите от ЕРН.

Проблема радиационного контроля радона сложна и недостаточно понимается не только населением, но и врачами. Отсутствие элементарных знаний о радоноопасности у населения и (что еще хуже) большей части медиков рождает, с одной стороны, необоснованные радиофобии по поводу несуществующих опасностей, а с другой – игнорирование реально существующих угроз здоровью. Ошибки при установлении причинно-следственных связей между выявленным заболеванием и действием ЕРН (нахождение связи там, где ее реально нет, а также неидентификация природного радиационного фактора как причины заболевания) наносят большой ущерб личности конкретного больного и обществу в целом.

Радиотоксикология природных нуклидов должна быть хорошо известна врачам всех специальностей, поскольку в круг токсических процессов, формирующихся при остром, подостром и хроническом контактах с радиоактивными веществами могут быть вовлечены практически все органы и системы, а развивающиеся эффекты отличаются удивительным разнообразием. Происходит, на наш взгляд, недооценка влияния радона на организм (помимо дыхательного тракта) в целом и кроветворную систему непосредственно. Требуется углубленный анализ заболеваемости и смертности населения от радоновой радиации. Слабо изучаются отдаленные последствия радиационного воздействия ЕРН.

До сего времени еще не проведено сравнительной оценки силы сенсибилизирующего действия различных строительных материалов. Назрела необходимость систематизировать, классифицировать природные материалы по способности их вызывать аллергию, канцерогенез и нарушения иммунитета организма.

В реальных условиях производства приходится иметь дело не с отдельными строительными материалами и ЕРН, а с различными их комбинациями с водой. Наряду с радоном, в воде часто обнаруживается более полный набор ЕРН, включая уран и радий. В публикациях профессора Антти Луукко из Лапперантского технического университета (Финляндия) приводится оценка среднегодовой дозы от потребления воды, которая составляет 3,5 мЗв, что соизмеримо с влиянием ДПР в воздухе помещений. Этот весьма важный вывод обязывает более комплексно и дифференцированно подходить к обследованию территорий и системной оценке радиационных рисков [24].

Возможны суммирующие и независимые эффекты биологического действия показателей радиационного и общехимического загрязнений, зон тектонических нарушений особенно на жителей ураноносных районов. Эти вопросы являются предметом дальнейших исследований, важных для гигиенического регламентирования производственной среды (табл. 3, 9, 13). Таким образом, возникает необходимость в проведении радиационно­экологического и гигиенического мониторинга (контроль + меры безопасности + прогноз) среды обитания и системном поиске эффективных и экономически приемлемых способов радонозащиты.

Учет дозовых нагрузок от ЕРН необходим при планировании и проведении дезактивационных работ, радиационном контроле окружающей среды, при экологической экспертизе радиоактивности строительных материалов и земельных участков, а также для информационного наполнения системы государственного и ведомственного учета радоноопасных территорий и населенных пунктов, для создания медикогенетического мониторинга населения России. Такой всесторонний учет позволит определить в условиях отсутствия должного финансирования приоритеты реабилитационных мероприятий, направленных на снижение дозовых нагрузок на население. Снижение их будет более эффективным и менее дорогостоящим при наличии справочно­методического руководства по выбору оптимальных методов (методик) оперативного контроля, анализа, оценки и прогнозирования радоноопасности территорий и населенных пунктов, а также при проведении работ по снижению ОА радона и его ДПР в жилых и общественных зданиях.

Перспективы исследований

Существует несколько десятков международных программ по радоновой проблеме, которые финансируются Министерством энергетики и Федеральным агентством по охране окружающей среды США совместно с Комиссией по радиационной защите стран Европейского союза. До недавнего времени в этих программах доминировали прикладные задачи. Основное внимание уделялось техническим аспектам мониторинга радона и его ДПР в жилых и производственных зданиях, методам снижения уровня радоновой радиации, микродозиметрии радонового излучения, сбору и статистическому анализу эпидемиологических данных о частоте онкологических заболеваний [14].

В последние годы в США и странах Европейского союза заметно возрос интерес к фундаментальным аспектам радоновой проблемы – от изучения факторов, определяющих пути миграции радона в почвах, до расшифровки молекулярно­биологических и физико-химических механизмов канцерогенных и мутагенных эффектов этого радиоактивного газа.

Следует также отметить увеличение в исследовательских программах США и стран Европейского союза доли проектов, посвященных биомедицинским вопросам. Например, среди 47 проектов, поддержанных Министерством энергетики США, 11 имеют отношение к геофизике и геохимии (проблемы источников и транспорта радона в почвах), 5 – к миграции радона в зданиях, 3 – физикохимическим процессам в атмосфере с участием радона и продуктов его распада, а остальные 28 – чисто биомедицинские [13]. Из них 13 проектов – это экспериментальные исследования на лабораторных животных и культурах клеток, 4 – расчеты риска заболевания раком легкого в зависимости от условий экспозиции к радону. Наконец, 11 проектов, финансировавшихся Министерством энергетики США, направлены на изучение физико-химических механизмов радонового канцерогенеза, в том числе механизмов действия альфа­излучения радона на структуру ДНК и хроматина, трансформации фибробластов в клеточных культурах и роли онкогенов в этих процессах.

По оценкам американских специалистов, контрмеры, предпринимаемые против радоновой опасности, должны принести американской экономике прибыль от 500 до 700 тыс. долл. на каждую спасенную жизнь. В подобных расчетах принимается во внимание, что, во-первых, каждое онкологическое заболевание уносит приблизительно 16 лет жизни, в течение которых человек мог бы активно работать, и, во-вторых, – дешевле предотвращать болезни, чем лечить заболевших.

Заключение

Радоновая проблема настоятельно требует своего решения. Для ограничения облучения населения РФ предлагается: организовать обязательное радиационно­гигиеническое обследование всех участков земельных отводов под различные виды деятельности; провести детальное обследование детских учреждений, жилых и общественных зданий во всех населенных пунктах и, в первую очередь, расположенных в пределах выделенных зон радоноопасности; исследовать радиационные показатели основных источников питьевого водоснабжения; разработать и провести радонозащитные мероприятия.

Решение широкомасштабной проблемы «Радон» диктует необходимость согласованных совместных действий специалистов по РБ и выработки взаимоприемлемых подходов к обеспечению радонозащиты населения России. В условиях экологического кризиса, технико­экономических трудностей и повышения экологических требований на первом этапе создания систем радиационного контроля и принятия эффективных мер по защите людей наиболее целесообразным и оптимальным представляется идти по пути широкого сотрудничества и кооперирования, применения накопленного положительного зарубежного и отечественного опыта, использования имеющейся научно-технической базы и опыта региональных специализированных и сертифицированных лабораторий радиационного контроля и экологии институтов, АЭС, предприятий атомной промышленности.

Эффективный результат может быть получен только за счет применения системно-комплексного подхода к планированию и безусловной реализации долгосрочных программ по ЯРБ. Основными компонентами плана действий являются: жесткий контроль за содержанием ЕРН в среде обитания; медико-биологический мониторинг состояния здоровья лиц, профессионально контактирующих с ЕРН; совершенствование средств и методов радиационно­гигиенического мониторинга, профилактики и лечения пагубных последствий воздействия радоновой радиации; просвещение и распространение знаний по радоноопасности среди населения и медицинских работников.

С целью установления приоритетов реабилитационных мероприятий в РФ с 1998 г. введен радиационно­гигиенический паспорт региона как показатель радиационного благополучия. Первым шагом на пути решения этой проблемы является создание системы оперативного контроля, анализа, оценки и прогнозирования радиационной обстановки в регионах России.

Одним из важнейших условий успешного выполнения ФЦП «Радон» в долгосрочной перспективе является обоснованное распределение соответствующих ресурсов для обеспечения мер по защите от ЕРН в соответствии с результатами радиационно­гигиенического мониторинга и прогнозной радоноопасности территорий. В связи с этим возрастает роль распространения корректной информации о состоянии дел в данной области через средства массовой информации.

Литература. 1. Rutherford E. Some Cosmical Aspects of Radioactivity // J.R.Astron. Soc., Canada. 1907. P. 145–165. 2. Джелепов Б.С. Схемы распада радиоактивных ядер. – М.–Л.: Издво АН СССР, 1963. 3. Igarashi G., Saeki S., Takahata N. et al. GroundWater Radon Anomaly before the Kobe Earthquake in Japan // Science. 1995. V. 269. № 5220. P. 60–61. 4. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 5. Кольтовер В.К. Радиологическая проблема радона // Радиационная биология. Радиоэкология. 1994. Т. 34. № 2. С. 257–264. 6. Protection against Radon222 at Home and at WorkAnnals of the ICRP, № 65. – Oxford: Pergamon, 1994. 7. Schmier H., Koenig K., SchmittHannig A., Schwibach J. Results of radonmeasurements in buildings and recommended action in the Federal Republic of Germany // High Levels of Natural Radiation. – Vienna: IAEA, 1993. P. 353–363. 8. Health Risks of Radon and Other Internally Deposited AplhaEmitters – BEIR IV. – Washington: Acad. Press, 1988. 9. Peto J. Darby S. Lung Cancer – Radon Risk Reassessed // Nature. 1994. V. 368. P. 97–98. 10. Steindorf K., Lubin J., Wichmann H.E., Becher H. Lung Cancer Deaths Attributable to Indoor Radon Exposure in West Germany. // Intern. J. Epidemiol. 1995. V. 24. № 3. P. 485–492. 11. Эммануэль Н.М. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов. – М.: Наука, 1977. 12. Гродзинский Д.М., Войтенко В.П., Кутлахмедов Ю.А., Кольтовер В.К. Надежность и старение биологических систем. – Киев: Наукова думка, 1987. 13. Radon: Radon Research Program, FY 1992. – Washington: US Dept. Energy – Oak Ridge Inst., 1993. 14. Кольтовер В.К. Радоновая радиация: источники, дозы, биологические эффекты // Вестник РАН, том 66, № 2, 1996. – с. 114–119. 15. МКРЗ, 1990. Рекомендации Международной комиссии по радиационной защите. Публикация 60 МКРЗ, часть 1. Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 года. Публикация 61 МКРЗ. –М.: Энергоатомиздат, 1994. – 191 с. 16. МКРЗ, 1990. Рекомендации Международной комиссии по радиационной защите. Публикация 60 МКРЗ, часть 2. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 207 с. 17. МКРЗ, 1994. Защита от радона – 222 в жилых зданиях и на рабочих местах. Публикация 65 МКРЗ. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 78 с. 18. НКДАР, 1982. Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты. Доклад НКДАР за 1982 г. ООН. – НьюЙорк, 1982. т. 1. – 881 с. 19. НКДАР, 1978. Источники и действие ионизирующей радиации. Доклад НКДАР за 1977 г. ООН. – НьюЙорк, 1978. 20. НКДАР, 1988. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации. Доклад НКДАР за 1988 г. – М.: Мир, 1992. 21. Нормы радиационной безопасности (НРБ99). – Минздрав России, 1999. – 116 с. 22. Якоби В. (Jacobi W.) История проблемы радона в шахтах и домах. В кн.: Защита от радона222 в жилых зданиях и на рабочих местах. Публикация 65 МКРЗ. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – с. 66–76. 23. Mjones L. Thoron in dwellings in Sweden and Japan // SSI news, 1997, v 5, #2, p. 12–13. 24. Материалы российско­финского семинара 25–26 апреля в СанктПетербурге. Сообщения профессора Антти Луукко, Хану Арвела и Анне Воутилайнен (Лапперантский технический университет).

Журнал «Атомная стратегия» № 23, июль 2006 г.

назад

Материалы из архива

3.2007 Взгляд генпроектировщика на объект «Укрытие» Чернобыльской АЭС 20 лет спустя...

И.К.Моисеев, В.Д.Сафутин, М.И.Завадский, ФГУП «ВНИПИЭТ» Чернобыльская АЭС расположена в 150 км от г. Киева. Общая мощность четырех энергоблоков составляла 4 млн. кВт. Последний четвертый энергоблок, созданный по проекту института «Гидропроект» (г.Москва), был введен в эксплуатацию 30 декабря 1983 г. 26 апреля 1986 года в 1 час 23 мин. 49 сек. на четвертом энергоблоке, в процессе остановки его на профилактический ремонт и проведении эксперимента на восьмом турбогенераторе, произошла крупнейшая техногенная катастрофа на атомном объекте.

8.2008 В шаге от эшафота

Б.Г.Гордон, директор НТЦ ЯРБ, профессор МИФИ, заслуженный деятель науки РФ «Чтобы никогда не бояться смерти, всегда думай о ней»СенекаВспоминаю диссидентскую шутку студенческих времен: «Жизнь человеку дается только один раз. И прожить ее надо там …». Хотя сам я ни разу не делал попыток последовать этому совету, но с тех пор неоднократно побывал «там» и видел, что везде свои недостатки, недовольства, опасности. «Свое счастье, свои мыши, своя судьба». Именно в этом стоическом смысле я воспринимаю гегелевскую максиму: «Все действительное – разумно», ибо все иные варианты, может быть, не менее разумные, не реализовались, а действительность – вот она.

3.2009 Зарплата, жилье и «что-нибудь для души»

Яна Янушкевич, «Вестник ГХК»Государственная корпорация «Росатом» особое внимание уделяет профессиональному становлению молодежи. Среди ключевых показателей эффективности, установленных руководством отрасли, есть один, касающийся молодых специалистов. В течение 2009 года, как гласят требования, необходимо добиться того, чтобы средний показатель количества молодых специалистов в возрасте до 35 лет по предприятиям «Росатома» достигал 26,5%. На ГХК доля работников данной категории уже достигает этой цифры.