Биологично значими радионуклиди стронций
Стронций (Sr) е елемент от 2-ра група на Периодичната система. По физикохимични свойства той е аналог на калция и негов спътник в геохимичните процеси. Тялото на възрастен човек съдържа около 0,3 g стронций. Почти всичко е в скелета. Други органи представляват само 3,3 mg. Дневният прием с храна и вода е около 1,9 мг. Екскретира се от тялото с изпражнения (1,5 mg) и урина (0,34 mg). Физиологичното значение на стронция остава неясно.
Най-голям практически интерес представляват 89 Sr (T1/2 = 50,5 дни) и 90 Sr (T1/2 = 29,1 години), които се характеризират с висок добив в реакциите на делене на уран и плутоний.
Основните източници на замърсяване на околната среда с радиоактивен стронций са тестовете на ядрени оръжия и авариите в предприятията от ядрения горивен цикъл. Атмосферата е основният резервоар на 89 Sr и 90 Sr, откъдето радионуклидите навлизат в сушата и хидросферата. Седиментацията се определя от гравитацията, адсорбцията върху неутрален прах, който постоянно присъства в атмосферата, и отстраняването чрез атмосферни валежи (дъжд, сняг). Времето на престой на радиоактивните аерозоли в атмосферата е 30-40 дни, в стратосферата - няколко години. Поради различните периоди на полуразпад, съотношението на 89 Sr : 90 Sr в отлаганията постоянно се променя. В началния период след експлозията падането е доминирано от 89 Sr, а след това от 90 Sr. В началния период 89 Sr е един от компонентите на замърсяването на околната среда в зоните на почти изпадане на радионуклиди.
Източникът на замърсяване на външната среда, както вече беше отбелязано, беше и остава атомната енергетика. При нормални условия на експлоатация на АЕЦизхвърлянията на радионуклиди са незначителни. При аварии, особено големи, изхвърлянията на радионуклиди, включително радиоизотопи на стронций, могат да бъдат значителни. Примери са известните аварии в промишления реактор в Windscale (1957 г.) и атомната електроцентрала в Чернобил (1986 г.).
Падналият на повърхността на Земята радиоактивен стронций се включва под въздействието на природни фактори в процесите на миграция. След атмосферата най-важното му депо става почвата. Радионуклидите мигрират в хоризонтална и вертикална посока. Тяхната миграция се влияе значително от техните физикохимични свойства, климатични условия, релеф, почвен тип, хидрологичен режим, характер на растителността, агрохимични особености на селското стопанство и др. В глобалните отлагания 90 Sr е практически водоразтворим и се намира в почвата в подвижна форма, което е от основно значение в процесите на неговата миграция.
Почва -> растенията са началната връзка в повечето хранителни вериги на екологичния цикъл на пренос на радиостронций от външната среда към хората. Радионуклидите могат да попаднат в растенията в резултат на пряко замърсяване на надземните им части при валежи, образуване на прах и абсорбиране от почвата през кореновата система. Радиоактивните частици от растенията се отмиват от дъжда, издухват се от вятъра и др. Времето им на задържане зависи от размера и вида на растенията. За умерената зона това е 1-5 седмици, средно 2 седмици. Радиостронцият, отложен върху растенията, се абсорбира в резултат на активни биологични процеси. Интензивността на абсорбция зависи от разтворимостта на частиците и вида на растението и може да достигне няколко процента.
Усвояването на радиостронция от почвата се определя от неговата биологична наличност, преди всичко от разтворимостта, агрохимичните свойства на почвата и видовете растения. Животнирадиоактивният стронций се доставя главно с храната и в по-малка степен с водата (около 2%). Прехвърлянето на нуклид зависи от неговата бионаличност, видовете и възрастовите характеристики на животните и тяхното физиологично състояние. Стронцийът циркулира в кръвта в некомплексна форма и е лабилно свързан с протеините.
Стронцийът се екскретира от тялото главно през червата. Биологичният ефект на радиоактивния стронций е разнообразен и е свързан с разпределението на попадналия в организма нуклид и генерираните дози. При получаване на равни количества от 89 Sr и 90 Sr, стойностите на абсорбираните дози и времето на тяхното образуване са различни, което е свързано с голям полуживот на 90 Sr.
Техногенното радиоактивно замърсяване на околната среда се превърна в източник на хронично външно и вътрешно облъчване на населението. Облъчването, като правило, има комбиниран характер - комбинация от външни и вътрешни сложни смеси от радионуклиди. Радиоизотопите на стронция също допринасят за облъчването. В СССР са извършени 32 наземни експлозии (от които 30 на полигона в Семипалатинск), от които 4 експлозии извън полигона в близката зона образуват локални радиоактивни следи.
В по-голямата част от населените места дозите на облъчване са били на нивото на дозите от глобалните радиоактивни отпадъци, които според UNSCEAR са средно 4,5 mSv. Приносът на вътрешното облъчване, дължащо се на орален и инхалаторен прием на радионуклиди и външно облъчване, възлиза съответно на 72,5 и 24%. 137 Cs и 90 Sr играят основна роля в дългосрочното формиране на дозите.
1. В районите на радиоактивно замърсяване са необходими следните мерки за защита на населението:
• Намаляване съдържанието на радионуклиди в растителните и животинските храни с помощта на агромелиоративни и ветеринарномедицински мерки. При животнитези, които са получили стронциеви сорбенти (бариев сулфат, бентонит и модифицирани препарати на тяхна основа), по време на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, използвайки тези мерки, е възможно да се постигне 3-5-кратно намаляване на отлагането на радионуклиди в костната тъкан;
• технологична обработка на замърсени суровини;
• кулинарна обработка на хранителни продукти, замяна на замърсени храни с чисти.
2. При работа с радиоактивен стронций е необходимо да се спазват санитарните правила и стандартите за радиоактивна безопасност с използването на специални защитни мерки в съответствие с класа на работа.
3. Спешна помощ при замърсяване на кожата: обработка с 5% разтвор на пентацин, 5% разтвор на Na2-EDTA, разтвор на лимонена или солна киселина, препарат за защита, прахове за пране, сапун.
4. При орален прием на радиостронций се предписват адсобар или бариев сулфат (25 g на 200 ml вода), натриев алгинат (15 g на 200 ml вода), полисурмин (4 g на 200 ml вода). Обилна стомашна промивка, еметици, диуретици, клизми. Когато радиостронцият навлезе в дихателните органи, обилно изплакване на назофаринкса и устната кухина, отхрачващи средства и същите лекарства като при перорален прием на нуклида.
5. При условия на хроничен прием на радиостронций, за да се намали абсорбцията му, се предписва алгисорб - модифициран калциев алгинат: възрастни и деца над 14 години - 5 g 3 пъти на ден, деца от 6 до 14 години - 3 g 3 пъти на ден, деца от 1 година до 6 години - 1,5 g 4 пъти на ден.
6. Всички защитни мерки да се провеждат при постоянен дозиметричен контрол на външната среда, оценка на външното замърсяване и постъпването на радионуклиди в организма.
7. При предотвратяването на последствията от експозицията трябва да се обърне голямо внимание на повишаване на устойчивосттатялото на жертвите (рационално хранене, здравословен начин на живот, спорт и др.).