Поступление радионуклидов в организм, их распределение и выведение

Пути поступления радионуклидов в организм людей и животных

Пути поступления радионуклидов в организм человека различны. Значительная часть поступает по пищевой цепочке: почва – растения –животные - продукция животноводства – человек. Существуют и другие пищевые цепочки: растительные продукты – человек; вода – рыба - человек и др.

В организм животных радиоактивные вещества поступают по кормовым цепочкам. Например: почва – растения (корм) – животные; вода – животные и др.

Процесс поступления радионуклидов в пищевые продукты количественно характеризуется коэффициентом перехода (КП). КП – отношение концентрации радионуклидов в пищевых продуктах (Бк/кг) к плотности загрязнения сельскохозяйственных угодий (Бк/м²).

Продукты животноводства как важнейшие инградиенты питания относятся к основным источникам радионуклидов для человека. Молоко, мясо, продукты их переработки, яйца служат основными поставщиками в организм человеку с рационом ¹³⁷Cs (на 60-80%), ⁹⁰Sr (на 40-60%).

В тех рационах, где низкая удельная масса продуктов животноводства в питании человека на первый план в качестве источников радионуклидов выходят продукты растительного происхождения.

Радионуклиды вначале попадают в кровь, а затем разносятся по всему телу или преимущественно в критические органы. В некоторых случаях критическими органами становятся желудочно-кишечный тракт, его отдельные участки, а также легкие.

Радионуклиды могут поступать в организм человека и животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожу, или повреждения кожи различного характера. Однако потенциальный вклад каждого из названных путей далеко не одинаков. Причем существенные отличия имеются у человека и животных. У людей наиболее опасный путь поступления радионуклидов в организм через органы дыхания или ингаляционный, хотя с вдыхаемым воздухом поступает приблизительно 1% радионуклидов. Этому способствует большая дыхательная поверхность альвеол, площадь которых 100 м² (в 50 раз больше, чем поверхность кожи). Кроме того, усвоение и отложение в организме нуклидов, попадающих через органы дыхания, как правило, выше, чем при желудочно-кишечном поступлении. Радионуклиды, попавшие в легкие, быстро и хорошо всасываются и почти полностью остаются в организме, а при желудочно-кишечном поступлении в организме остается около 10%.

У крупного рогатого скота, находящегося на пастбище в период радиоактивных выпадений, поступление радионуклидов может составлять: через желудочно-кишечный тракт 1000, органы дыхания 1, кожу 0,001. Корова в течение суток на пастбище поедает траву с площади 100-300 м². При этом вместе с травой (частично с дерниной) потребляется большое количество радионуклидов. За пастбищный период коровы с травой поедают 600 кг земли, овцы – 75 кг.

Потребление воды не вносит существенного вклада в общее поступление радионуклидов в пищеварительную систему. У человека с питьевой водой поступает в среднем около 5% радионуклидов, у животных не более 2%.

При одной и той же плотности загрязнения территории радионуклидами размеры их поступления в организм сельскохозяйственных животных зависят от видов производимых кормов и рационов животных. При плотности загрязнения территории 37 кБк/м² загрязнение кормов ⁹⁰Sr на порядок выше, чем ¹³⁷Cs. Отличается и накопление радионуклидов в рационе на 1 кормовую единицу. Так, если принять загрязнение зерна овса за 1, то содержание ⁹⁰Sr в пшенице и картофеле составит соответственно 0,6 и 0,8,

в люцерне – 27,5 и клевере – 41,2. Такая же картина отмечается по накоплению ¹³⁷Cs в кормах. При составлении рационов следует учитывать, что корма наряду с радионуклидами искусственного происхождения имеют фоновые концентрации их, в частности по ⁴⁰К.

Повышенная опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловлена несколькими причинами. Одна из них связана с избирательным накоплением их в отдельных, так называемых критических органах и способностью отдавать энергию небольшому объему ткани. Например, 25 - 30% и более радиоактивного йода депонируется в щитовидной железе. Другая причина – значительная продолжительность облучения до момента выведения радионуклида из органа или уменьшение активности вследствие радиоактивного распада нуклида. Период полувыведения ¹³⁷Cs составляет 60 суток, ⁹⁰Sr - 50 лет. Третья причина – рост опасности воздействия высокоионизирующих альфа- и бета-излучений, которые при внешнем облучении за счет небольшой проникающей способности наименее опасны.

Наиболее важными критериями опасности радионуклидов являются величина их всасывания, кратность накопления в том или ином органе, скорость выведения из организма.