Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экологические аспекты использования ядерной энергии»

Все доклады секции


ОЦЕНКА И УПРАВЛЕНИЕ РИСКОМ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ УПОТРЕБЛЕНИИ ВОДЫ И ПИЩИ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СТАБИЛЬНОГО И РАДИОАКТИВНОГО СТРОНЦИЯ

Амченкина И.В.

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики

Литературные данные свидетельствуют о том, что стронций является биологически важным элементом, играющим заметную роль в процессах костеобразования при недостаточном количестве кальция в окружающей среде.

Известно так же, что проблема, связанная с повышенным содержанием стабильного стронция, является актуальной для населенных пунктов центральной России, использующих для хозяйственно-бытовых нужд воду из подземных источников водоснабжения с концентрацией этого элемента до 20мг/л.

Радиоактивный стронций (90Sr) из-за своей способности накапливаться в костной ткани считается одним из наиболее важных в санитарном отношении компонентов радиоактивных глобальных выпадений. Биологическое действие 90Sr связано с характером его распределения в организме и зависит от дозы -облучения, создаваемого им и его дочерним радиоизотопом 90Y. При длительном поступлении 90Sr в организм, даже в относительно небольших количествах, в результате непрерывного облучения костной ткани могут развиваться лейкемия и злокачественные опухоли костей.

Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырехлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани. Так же стабильный стронций при его высоком поступлении в организм вызывает «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» у человека и животных (по названию реки Уров в Восточном Забайкалье) — поражение и деформацию суставов, задержку роста и другие нарушения [1].

Цель работы — оценка риска здоровью и определение возможных путей управления им для лиц, потребляющих воду и пищу, содержащую стронций.

Задачи:

• проанализировать литературу по исследуемой теме;

• определить область действия концентраций стабильного стронция на живые организмы;

• найти способ снижения эффекта воздействия и провести опытные исследования;

• оценить величину риска по индексу опасности.

Работа состояла из нескольких этапов. Для начала принято предположение о том, что стабильный и радиоактивный стронций в химическом отношении ведут себя одинаково. Это позволяет существенно упростить и обезопасить работу, т.к. можно исследовать только влияние на стабильный стронций, а потом переносить его на радиоактивный и проверять, используя литературные данные. В отличие от стабильного стронция, имеется большое количество литературы по влиянию радиоактивного стронция на организм человека, растения и животных.

Методика: Для оценки воздействия выбрана наиболее простая и доступная методика, называемая аллиум-тестом, в которой в качестве тест-системы используется апикальная меристема лука (Allium cepa). Данный метод рекомендован Всемирной организацией здравоохранения как краткосрочный тест для выявления мутагенных и канцерогенных веществ.

Опыт состоял в следующем: луковицы сорта Штуттгартен проращивались в растворах хлористого стронция в концентрациях, кратных величине ПДК (0, 1, 5, 10) для стронция в питьевой воде (7мг/л; 0,08ммоль/л). В качестве контроля использовали растворы хлористого кальция в эквимолярных концентрациях и дистиллированную воду. Цитогенетическое действие стронция и кальция оценивалось по величине митотического индекса в клетках корневой меристемы, а так же по частоте и спектру аберраций хромосом.

Результаты представлены в виде диаграммы.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Доля аберраций в корневой меристеме лука при воздействии Ca и Sr.

Спектр определяемых аберраций включает в себя все имеющиеся типы хромосомных нарушений с преобладанием одиночных мостов. Это позволяет сделать вывод о том, что стабильный стронций вызывает увеличение цитогенетических нарушений у растений при концентрациях >= 0,0799ммоль/л, что соответствует 1 ПДК для питьевой воды.

В литературе имеются сведения о том, что фтор способен снижать уровень накопления стронция в организме человека [2]. С использованием описанной выше методики проведено исследование совместного действия стронция и фтора на растения. Были использованы растворы хлоридов кальция и стронция с концентрацией 0,799ммоль/л (10 ПДК) и раствор фторида натрия с концентрацией 0,0632ммоль/л (1 ПДК).

В итоге были получены следующие данные:

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Доля аберраций в корневой меристеме лука при комбинированном воздействии Ca, Sr и F.

Из данных рис. 2 очевидно, что при совместном присутствии в растворе (Ca и F) и (Sr и F) доля хромосомных аберраций в клетках корневой меристемы заметно снижается. Следовательно присутствие фтора практически полностью снимает действие стронция. Это позволяет предположить, что стронций и фтор при взаимодействии образуют слаборастворимое соединение, которое не оказывает вредного воздействия на растения.

Если такой эффект проявился со стабильным стронцием, следует ожидать такого же эффекта и для радиоактивного стронция, что и было показано в литературе (4).

Расчет риска для стабильного и радиоактивного стронция проводился по методике Американского Агентства по Охране Окружающей Среды (EPA US). В итоге, для г. Обнинска получено, что при употреблении воды и пищи с содержанием стронция в пределах ПДК у 8220 человек обнаружатся неканцерогенные эффекты. Для радиоактивного стронция при активности до 1,5 Бк/л (вода в системе централизованного водоснабжения) возникновение канцерогенных эффектов не наблюдается.

Литература

1. Таубе П.Р., Руденко Е.И. От водорода до... нобелия?/ М., Высшая школа, 1961.

2. Книжников В.А. Влияние фтора, поступающего с питьевой водой, на уровень накопления стронция в организме человека // Гигиена и санитария. Медицина. 1967. № 7. – с. 39-45.