Радіоекологічна безпека населення, що зазнає тривалої дії радіаційного фактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

УДК 616-001.28; 623.454.86

РАДІОЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА НАСЕЛЕННЯ, ЩО ЗАЗНАЄ ТРИВАЛОЇ ДІЇ РАДІАЦІЙНОГО ФАКТОРА

03.00.16 - екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

ДРОЗД ІВАН ПЕТРОВИЧ

Київ - 2004



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському інституті досліджень навколишнього середовища і ресурсів при Раді національної безпеки і оборони України

Науковий консультант: доктор біологічних наук Завідувач відділу науково-технологічної безпеки Українського інституту досліджень навколишнього середовища і ресурсів при Раді національної безпеки і оборони України, Заслужений діяч науки і техніки України

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАНУ Ємельянов Ігор Георгійович, завідувач відділу популяційної екології та біогеографії Інституту зоології ім.. І.І.Шмальгаузена НАН України

доктор біологічних наук, професор Руденко Світлана Степанівна професор кафедри загальної та експериментальної екології Чернівецького національного університету ім. Ю. Федьковича Міністерства освіти і науки України

Провідна установа: Дніпропетровський національний університет Міністерства освіти і науки України, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться “27” вересня 2004 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03127, м. Київ, проспект Академіка Глушкова 2, корпус 12, біологічний факультет, ауд. 433.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, Київ-33, вул.. Володимирська, 58

Автореферат розісланий “ 20 ” 2004 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.б.н. Андрійчук Т.Р.



АНОТАЦІЯ

Дрозд І.П. Радіоекологічна безпека населення, що зазнає тривалої дії радіаційного фактора.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія.- Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Київ, 2004.

Дисертація присвячена вивченню дозозалежних антропоекологічних ефектів серед населення, що зазнало радіаційного впливу внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС і постійно мешкає на радіаційно забруднених територіях (РЗТ). Для проведення досліджень обрано регіони, що відрізняються рівнями радіаційного забруднення при ідентичності усіх інших діючих факторів і умов проживання. У якості контрольного слугував регіон, вільний від радіонуклідного забруднення. Для населення, що мешкає на РЗТ, реконструйовано усереднені індивідуальні і колективні дози опромінення. Запропоновано і реалізовано принципово новий підхід для оцінки негативного впливу радіаційної аварії на Чорнобильській АЕС на здоров'я населення, який відображено у методиці, що дозволяє виокремлювати із захворюваності радіаційно зумовлену складову для будь-яких класів хвороб і нозологічних форм. За її допомогою визначено радіоекологічні ризики, нормовані на одиницю дози опромінення, для різних вікових категорій мешканців РЗТ. Установлено, що основним фактором, відповідальним за зростання рівня радіоекологічної небезпеки серед потерпілого населення є опромінення щитоподібної залози ізотопами йоду у аварійний період. Проаналізовано методи управління радіоекологічними ризиками у потерпілих від аварії регіонах. Запропоновано концептуальний підхід до проведення серед потерпілих контингентів населення профілактичних та реабілітаційних заходів. В результаті оптимізаційного аналізу виявлено, що контрзаходи, спрямовані на протирадіаційний захист населення і пом'якшення наслідків аварії на ЧАЕС, які проводилися на РЗТ дотепер, є неефективними, оскільки витрати держави при цьому є максимальними, а компенсації населенню за можливу втрату здоров'я недостатні для ефективної профілактики захворювань і реабілітації потерпілих. Визначено перелік та послідовність застосування у потерпілих від аварії регіонах оптимальних контрзаходів, спрямованих на протирадіаційний захист населення, для аварійного та післяаварійного періодів.

Ключові слова: антропоекологія, аварія на ЧАЕС, радіоекологічні ризики, захворюваність, управління ризиками.



АННОТАЦИЯ

Дрозд И.П. Радиоэкологическая безопасность населения, испытывающего длительное воздействие радиационного фактора.- Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора биологических наук по специальности 03.00.16 - экология.- Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко. Киев, 2004.

Диссертация посвящена изучению дозозависимых антропоэкологических эффектов среди населения, испытавшего радиационное воздействие вследствие аварии на Чернобыльской АЭС и постоянно проживающего на радиационно загрязненных территориях. Для проведения исследований выбраны 2 териториальных образования (врачебных участка), отличающиеся уровнями радиационного воздействия при идентичности всех других действующих факторов и условий проживания. В качестве контрольного принят чистый в радиационном отношении район. Население разбивали на 2 группы: “дети” и “взрослые и подростки”. Проводили эпидемиологические исследования за 20-летний период: 10 лет до- и 10 после аварии. Изучали динамику первичной заболеваемости для различных классов болезней и нозологических форм, как основного показателя, характеризующего уровень радиоэкологической безопасности. Для населения исследуемых регионов реконструированы и проанализированы усредненные индивидуальные и коллективные дозы тотального хронического облучения, а также облучения щитовидной железы изотопами йода в аварийный период, для чего была разработана и применена специальная методика. Предложен и реализован принципиально новый подход к выяснению причин возникновения неблагоприятных изменений в состоянии здоровья населения, подвергающегося облучению, а также к определению количественных показателей этих изменений, соотнесенных к дозе облучения. С этой целью разработана новая методика, не имеющая аналогов и позволяющая вычленять радиационно обусловленную составляющую для любых классов болезней и нозологических форм, определять количество, динамику и периоды реализации радиационно обусловленных заболеваний. С ее помощью определены радиоэкологические риски, нормированные на единицу дозы, при различных вариантах облучения для исследуемых возрастных категорий лиц, проживающих на радиационно загрязненных территориях (РЗТ). Доказано, что главным фактором, ответственным за возрастание уровня радиоэкологической опасности среди пострадавшего населения было облучение щитовидной железы изотопами йода в аварийный период. Также доказано, что продолжающееся до сих пор низкоинтенсивное хроническое облучение долгоживущими радионуклидами чернобыльского выброса (цезий, стронций) не являются значимым фактором радиоэкологической опасности для населения. Проанализированы методы управления радиоэкологическими рисками в пострадавших вследствие аварии регионах. В результате оптимизационного анализа выявлено, что контрмеры, направленные на радиационную защиту населения и смягчение последствий аварии на ЧАЭС, проводившиеся на РЗТ до настоящего времени, являются неэффективными, поскольку затраты государства при этом являются максимальными, а компенсации населению за возможную потерю здоровья недостаточны для эффективной профилактики заболеваний и реабилитаци пострадавших. Определены перечень и последовательность применения в пострадавших регионах оптимальных контрмер, касающихся радиационной защиты населения, для аварийного и послеаварийного периодов. В аварийный период наиболее эффективными контрмерами являются вывоз детей, подростков и молодежи в возрасте до 19 лет включительно на период действия радиоактивного йода в безопасный регион, а также йодная профилактика среди всех категорий и возрастных групп населения. В поздний послеаварийный период оптимальной контрмерой можно считать выплату адресных компенсаций за потерю здоровья, достаточных для осуществления эффективной профилактики и реабилитации, всем, получившим в детском или юношеском возрасте дозу облучения щитовидной железы, превышающую 0,1 Гр (0,3 Гр для взрослых) и у которых обнаружено заболевание, занесенное в перечень радиационно обусловленных. ізотоп антропоекологічний радіаційний опромінення

Ключевые слова: антропоэкология, авария на ЧАЭС, радиоэкологические риски, заболеваемость, управление рисками.



SUMMARY

I.P.Drozd. Radioecological Safety of Population under Continuous Influence of Radiation Factor. Manuscript.

Dissertation for receiving of biological science doctor's degree, speciality 03.00.16 - ecology, National Taras Shevchenko University of Kyiv, Kyiv, 2004

Dissertation is devoted to investigations of dose-dependent anthropoecological effects among inhabitants that suffered the radiation effects of Chornobyl disaster and are living on the radioactive contaminated territory (RCT). The regions selected for research are distinguished by the territory radioactive contamination levels at the identity of all another active factors and living conditions. The region free of radionuclide contamination was served as control. An average individual and collective irradiate doses were reconstructed for living on RCT population. The new on principle approach to evaluation of Chornobyl negative effect on the human's health was proposed and realized. It is reflected in methods that enable to separate from morbidity the radioactive-determined component for any types of disease and nosological forms. By means of this methods the radio-ecological risks that was rationed for irradiate dose unit was identified for various age categories of RCT population. It was defined that the main cause of radio-gene diseases is sharp irradiation of thyroid gland by iodine isotopes in disaster and early after-disaster periods. The radio-ecological risks control methods in suffered a disaster regions was analyzed. The conceptual approach to carrying out prophylactic and rehabilitation measures among the suffered groups of population was proposed. Optimization analysis has shown that contra-measures directed to population anti-radiation protection and mitigation of Chornobyl disaster consequences and conducted on RCT till present day are not effective because of maximum costs but damages to population for possible loss of health are insufficient for effective prophylactics of diseases and rehabilitation of victims. The list and sequence an optimal contra-measures application for disaster and early after-disaster periods within suffered regions.

Key words: anthropoecology, Chornobyl accident, radioecological risks, morbidity, risks control.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Антропоекологія або екологія людини (ecology of man), це комплексний міждисциплінарний науковий напрямок, що досліджує закономірності взаємодії популяції людини з навколишнім середовищем, проблеми розвитку народонаселення у процесі цієї взаємодії, проблеми цілеспрямованого управління збереженням та розвитком здоров'я населення, вдосконалення виду Homo sapiens [Казначеев, 1997]. Ця взаємодія завжди і безперервно пов'язана з певним ризиком. Екологічний ризик, це імовірність наслідків будь-яких (специфічних чи випадкових, поступових чи катастрофічних) природно-антропогенних змін природних об'єктів і факторів [Реймерс, 1990]. З екологічним ризиком пов'язані екологічна безпека та небезпека. Ці дві альтернативних категорії мають відношення до населення, як реципієнта впливу навколишнього середовища при його відповідно сприятливому чи несприятливому статусі. На сьогодні немає єдиного визначення поняття “екологічна безпека”. На наш погляд екологічну безпеку можна визначити, як стан захищеності життєво важливих інтересів особистості, суспільства, людства, навколишнього середовища від загроз, що виникають внаслідок природних і антропогенних впливів на навколишнє середовище. Її рівень характеризується комплексом станів, явищ і дій, що забезпечують екологічний баланс на Землі та у її окремих регіонах на рівні, до якого фізично, економічно, технологічно і політично готове без серйозних ускладнень пристосуватися людство.

Для населення, що мешкає на забруднених радіонуклідами внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС (ЧАЕС) територіях, екологічну небезпеку (реальну та потенційну) являє, у першу чергу, радіаційний фактор. З огляду на масове радіаційне ураження населення декількох областей України і радіоактивне забруднення великих густонаселених територій стан і рівень радіоекологічної безпеки для потерпілого населення до цього часу залишається надзвичайно актуальною проблемою.

Рівень радіоекологічної небезпеки для зазначеного контингенту характеризується таким інтегральним показником, як стан здоров'я, найбільш показовим критерієм якого є захворюваність. Дослідження цього показника є дуже важливим як для виявлення факторів, відповідальних за зростання рівня радіоекологічної небезпеки, так і для реалізації практичних контрзаходів, спрямованих на його зниження, тобто на профілактику несприятливих наслідків і створення умов для реабілітації потерпілих, а також на наукове обґрунтування нормативно-правових актів щодо протирадіаційного захисту населення, що зазнало надфонового радіаційного впливу.

Із аналізу наукових публікацій cтосовно наслідків антропоекологічного впливу чорнобильської катастрофи випливає, що для мешканців радіаційно забруднених територій (РЗТ) вони є дуже суттєвими. Спостерігається стрімке зростання захворюваності ендокринної, імунної, кровотворної, серцево-судинної і нервової систем проміж різних груп потерпілих [Національна доповідь України, 1996, 1998, 2001, Бурлакова, 1996, Киндзельский и др., 1998, Пономаренко та ін., 1998, Бузунов, 1999, Бирюков и др., 2000, Ivanov at al., 2000]. При цьому у виникненні захворювань спостерігається етапність. У перші післяаварійні роки достовірного зростання захворюваності серед потерпілих виявлено не було [МАГАТЕ, 1992], хоча окремі автори повідомляли про загальне погіршення стану здоров'я потерпілих дітей [Кошель и др., 1991, Романенко, 1992, Verenich, 1992]. У наступні роки з'явилися публікації, у яких повідомлялося про зростання захворювань щитоподібної залози (ЩЗ) у дітей, в тому числі і раку [Авраменко та ін., 1993, Baverstock, 1993], Перші повідомлення про достовірне зростання загальносоматичної захворюваності серед усіх категорій потерпілих з'явилися після 1993 року [Коваленко и др., 1993, Чебан, 1994, Подпалов, 1994]. Такі наслідки викликають у фахівців низку запитань, оскільки часто суперечать класичним уявленням радіобіології. Основним протиріччям є невідповідність ефектів, що спостерігаються, отриманим дозам опромінення. Тому, природно, у першу чергу виникає питання: чи пов'язане зростання загальносоматичної захворюваності, що спостерігається на РЗТ, з дією радіаційного фактора? Очевидно, відповідь на це запитання має ключове значення для розуміння процесів, що спостерігаються в потерпілих від аварії районах України, Бєларусі і Росії. При цьому слід пам'ятати, що населення зазначених регіонів зазнає, крім радіаційного, впливу низки інших несприятливих факторів, які найчастіше мають соціально-економічне підґрунтя і кожний з яких може істотно впливати на якість життя і стан здоров'я.

Щоб знайти відповідь на поставлене запитання, необхідно з'ясувати наступне:

яка частка додаткових захворювань, що виявлені серед потерпілого населення, спричинена дією радіаційного фактора;

чи коректно реконструйовано дози опромінення населення;

чи впливає локалізація опромінення на величину ризику виникнення негативних ефектів;

які чисельні значення мають ризики виникнення того чи іншого радіаційно індукованого захворювання, нормовані на одиницю поглиненої дози.

З цією метою доцільно провести антропоекологічні дослідження у контексті визначення ступеня негативного впливу радіаційно забрудненого навколишнього середовища на населення. Надзвичайно важливою й актуальною задачею при цьому слід вважати розробку і застосування методу, який би дозволив виокремити із несприятливих для людини змін, що спостерігаються на РЗТ, радіаційно зумовлену складову, без чого досягти кінцевої мети досліджень неможливо. Іншою, не менш актуальною проблемою є ефективне управління радіоекологічними ризиками, сутність якого полягає в обґрунтуванні і впровадженні в практику оптимальних і ефективних захисних контрзаходів, спрямованих на зниження рівня радіоекологічної небезпеки серед потерпілого населення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до планів наукових досліджень, що проводилися в МНТЦ "Укриття" НАН України і складали фрагмент теми "Розробка технологій і технічних заходів для безпечного поводження з радіоактивними матеріалами при перетворенні об'єкту "Укриття" на екологічно безпечну систему" (1993-1995 рр., № державної реєстрації 0195U003874) та в Інституті експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України за темою "Визначити ризики віддалених наслідків впливу сукупності радіонуклідів чорнобильського походження на ссавців", яка була складовою частиною Національної програми України з мінімізації наслідків чорнобильської катастрофи (1998-2000 рр., № державної реєстрації O198U007925).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було дослідити дозозалежні антропоекологічні ефекти серед населення, що мешкає на радіаційно забруднених територіях, визначити їх генез та оптимальні методи управління радіоекологічними ризиками.

У задачі дослідження входило:

Обґрунтувати вибір сукупності об'єктів дослідження.

Виконати реконструкцію референтних доз у мешканців населених пунктів досліджуваних регіонів за щільністю забруднення ґрунтів ізотопами ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr+⁹⁰Y.

Розробити і застосувати в досліджуваних регіонах метод ретроспективного відновлення вік-залежних середніх індивідуальних і колективних доз опромінення щитоподібної залози серед основних груп населення.

Прийнявши рівень захворюваності за основний показник радіоекологічної небезпеки в досліджуваних регіонах та використовуючи дані щорічної статистичної звітності медичних установ, проаналізувати його динаміку за усіма класами хвороб і нозологічними формами серед дорослого та дитячого населення за період 1977 - 1996 рр. і створити відповідний банк даних.

Розробити методику, яка би дозволила виокремлювати радіаційну складову із суми негативних ефектів, викликаних дією різних шкідливих факторів, що спостерігаються серед потерпілого від аварії на ЧАЕС населення, та визначити особливості й умови її застосування.

За допомогою розробленої методики виконати якісний і кількісний аналіз показників радіоекологічної небезпеки серед різних вікових груп населення, що мешкає на радіаційно забруднених територіях.

Визначити основний фактор (фактори), відповідальний за зростання рівня радіоекологічної небезпеки серед населення, що зазнало радіаційного впливу внаслідок аварії на ЧАЕС.

Оцінити радіоекологічні ризики, нормовані на одиницю дози опромінення, для населення, що зазнало радіаційного впливу внаслідок аварії на ЧАЕС.

Визначити оптимальні методи управління радіоекологічними ризиками та пріоритети їх застосування серед потерпілого населення.

Об'єкт дослідження - стан радіоекологічної безпеки населення, що мешкає на забруднених радіонуклідами територіях.

Предмет дослідження - антропоекологічні ефекти, викликані дією іонізуючої радіації та супутніх негативних факторів; радіоекологічні ризики; методи управління ризиками.

Методи дослідження - статистичний аналіз показників антропогенного впливу несприятливих факторів довкілля на популяційному рівні; розрахунки та аналіз поглинених доз радіації від зовнішніх та внутрішніх випромінювачів; розрахунки та аналіз радіоекологічних ризиків для мешканців радіаційно забруднених територій; оптимізаційний аналіз захисних контрзаходів; статистична обробка результатів досліджень.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше кількісно визначені рівні радіоекологічної небезпеки для різних груп населення, що мешкає на РЗТ. Вперше визначено критичний орган, опромінення якого призвело до виникнення негативних ефектів. Вперше розроблено методику, що дозволяє виокремлювати радіаційну складову із негативних ефектів, які спостерігаються серед населення радіаційно забруднених регіонів та викликані сумісною дією різних шкідливих факторів. Вперше кількісно визначено радіоекологічні ризики для населення, що зазнало радіаційного впливу внаслідок аварії на ЧАЕС. Вперше виконано аналіз діючих на радіаційно забруднених територіях і можливих захисних контрзаходів. Визначено найбільш ефективні з них і оптимальні з точки зору протирадіаційного захисту населення та найбільш прийнятні для держави за величиною витрат.

Практичне значення отриманих результатів. Виявлено фактор, відповідальний за високий рівень радіоекологічної небезпеки серед населення, яке мешкає на РЗТ (опромінення щитоподібної залози ізотопами йоду в аварійний період), що може слугувати основою для корекції системи захисних контрзаходів, які застосовуються в радіаційно забруднених регіонах. Розроблені пропозиції щодо оптимального застосування контрзаходів можуть бути використані для їх впровадження в практику захисту потерпілого населення, а також враховуватися у випадках інших масштабних ядерних та радіаційних інцидентів з надходженням радіоактивних речовин у навколишнє середовище. Розроблена методика виокремлення радіаційної складової із негативних ефектів, що виявлені серед потерпілого населення, може бути застосована для визначення рівня радіоекологічної небезпеки серед населення, яке мешкає у будь-яких регіонах, забруднених радіонуклідами, а також у випадках потенційно можливих інцидентів, що можуть призвести до радіоактивного забруднення навколишніх населених місць.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно здійснено інформаційний пошук, аналіз і узагальнення літературних даних; виконано добір первинних матеріалів для радіоекологічних досліджень; створено банк даних за 20-річний період щодо щорічної захворюваності населення в досліджуваних регіонах; здійснено інтерпретацію результатів досліджень; сформульовано їх наукову і практичну новизну та висновки дисертації.

Усі наукові положення, які винесено на захист, отримані автором у процесі багаторічної роботи відповідальним виконавцем та науковим керівником науково-дослідних робіт. Наукові результати, отримані дисертантом, знайшли відображення у 32 роботах, опублікованих у монографіях, наукових журналах і збірниках наукових праць. У зазначених роботах, переважна більшість яких опублікована у співавторстві, автору належать: розробка моделей і методик розрахунків та ретроспективного відновлення індивідуальних і колективних доз опромінення для різних категорій потерпілих від аварії на Чорнобильській АЕС; експериментальні дослідження з питань дозиметрії та вивчення кінетики радіонуклідів в організмі; науково-дозиметричний супровід радіобіологічних та радіоекологічних досліджень, що виконувалися іншими авторами; концепція методу та розробка методики яка дозволяє виокремлювати радіаційну складову із захворюваності за кожною нозологічною формою; спосіб визначення фактора, відповідального за зростання рівня захворюваності серед потерпілого населення; розрахунки конкретних значень ризиків для різних вікових груп потерпілих за кожною радіогенною нозологічною формою та їх аналіз; концептуальні засади управління ризиками на радіаційно забруднених територіях; визначення переліку та пріоритетів застосування захисних контрзаходів на потерпілих територіях.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладено та обговорено на наступних міжнародних і вітчизняних форумах: Міжнародних конференціях “Итоги 10 лет работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС: Чернобыль-96” (Зелений Мис, 26-29 квітня 1996 р.), “One decade after Chernobyl” (Відень, Австрія, 8-12 квітня 1996 р.), “Radiation and Health” (Бір Шева, Ізраїль, 3-7 листопада 1996 р.), "Віддалені медичні наслідки чорнобильської катастрофи" (Київ, 1-6 червня 1998 р.), “Актуальные и прогнозируемые нарушения психического здоровья после ядерной катастрофы в Чернобыле” (Київ, 24-28 травня 1998 р.), "Rіsk Analysіs: Facіng the New Mіllenіum" (Роттердам, Нідерланди, 10-13 жовтня 1999 р.), "ESREL 2000" (Едінбург, Великобританія, 15-17 травня 2000 р.), "П'ятнадцять років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання" (Київ, 18-20 квітня 2001 р.), "Health effects of the Chernobyl accіdent: results of 15-year follow-up studіes" (Київ, 4-8 червня 2001 р.), "Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды” (Сиктивкар, 20-24 березня 2001 р.), "Антропогенно змінене середовище України: ризики для здоров'я населення й екологічних систем" (Київ, 25-29 березня 2003 р.); ІІІ з'їзді з радіаційних досліджень (Москва, 14-17 жовтня 1997 р.); ІV з'їзді з радіаційних досліджень (радіобіологія, радіоекологія, радіаційна безпека) (Москва, 20-24 листопада 2001 р.), ІІІ Українському з'їзді з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія) (Київ, 21-25 травня 2003).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 62 наукових праці, із них: 2 у колективних монографіях, 13 у наукових журналах, 17 у збірниках наукових праць; опубліковані 2 методичні рекомендації, 2 нормативних документи державного рівня та 26 тез доповідей.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 297 сторінках друкованого тексту, складається зі вступу, трьох розділів аналітичного огляду літератури, опису матеріалів та методів досліджень, трьох розділів власних досліджень з обговоренням, узагальнення та висновків. Робота містить 1 додаток. Текст ілюстровано 29 таблицями та 37 рисунками. Список використаної літератури містить 407 джерел.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Статистичні дослідження показників, що характеризують рівень екологічної небезпеки, виконано на базі трьох територіальних структур: двох лікарських дільниць, які відрізняються між собою рівнями радіаційного забруднення грунтів, спричиненого аварією на ЧАЕС, та цілого району, вільного від радіаційного забруднення (контроль). Аргументами для такого вибору слугувало наступне:

Лікарська дільниця № 1 обслуговує 16 населених пунктів. Чисельність дорослого населення на 1 січня 1986 року становила 13960 осіб, дитячого - 2811 осіб. Практично усі населені пункти, що віднесені до цієї лікарської дільниці, забруднені рівномірно і за даними дозиметричної паспортизації [Лихтарев и др., 1995] мають щільність забруднення грунтів ¹³⁷Cs 255 кБк/м².

Лікарська дільниця № 2 обслуговує 37 населених пунктів з загальною чисельністю дорослого населення на 1 січня 1986 року 17949 осіб, дитячого - 4802 особи. Щільність забруднення грунтів радіоактивним цезієм становить 146 кБк/м² .

У чистому в радіаційному відношенні контрольному районі з чисельністю дорослого населення 45355 осіб та дитячого - 8788 осіб, щільність забруднення грунтів цезієм не перевищує 3,7 кБк/м², що приблизно відповідає рівням доаварійних значень, зумовлених глобальними атмосферними випадіннями внаслідок ядерних випробувань у 50 - 60-ті роки минулого століття [Коваль и др., 1994].

Показники, що відображають рівень негативного радіоекологічного впливу, вивчали проміж двох контингентів населення: “діти” (до 14 років включно) та “підлітки і дорослі” (15 років та старші). Населення вибраних територіальних утворень є ідентичним за ментальністю та етнічним складом. Для переважної більшості мешканців досліджуваних населених пунктів міського типу традиційним є вживання продуктів харчування із власних присадибних ділянок та ведення способу життя, характерного для сільського населення. Умови життя на усіх трьох обстежуваних територіальних утвореннях близькі за усіма показниками, у тому числі і за дією хронічного стресу, викликаного як чорнобильською аварією, так і соціально-економічними причинами. Забезпеченість лікарських дільниць медичним персоналом є приблизно однаковою і за досліджуваний період не зазнала суттєвих кількісних та якісних змін.

Вивчали рівні щорічної загальносоматичної захворюваності впродовж 20 років: 10 років до- та 10 після аварії на ЧАЕС. Епідеміологічний моніторинг та розрахунки радіоекологічних ризиків здійснювали за уніфікованою методикою [Бузунов и др., 1993].

Дози опромінення мешканців РЗТ розраховували за уніфікованою методикою [Ліхтарев та ін., 1998] і порівнювали їх з розрахованими за уточненим внаслідок анкетування фактичним раціоном харчування. При цьому розрахунки виконували за камерними моделями, основу яких викладено у роботі [Дрозд та ін., 2003]. Суть першої методики полягає у тому, що доза визначається як добуток щільності випадінь того чи іншого радіонукліду на референтну нормовану дозу від цього радіонукліду, значення якої наводиться у спеціальних таблицях. Суть другої методики полягає у наступному:

Процес формування поглиненої дози D_і() в і-му органі при його опроміненні ізотопом, що надходить до організму, визначається на базі сучасних уявлень про модель кінетики радіонукліду, яка описується системою диференційних рівнянь першого порядку, складених на основі балансу активностей даного радіонукліду в системі взаємопов`язаних камер, що розглядаються у цьому процесі як представники реальних органів .

Розрахунок активностей радіонукліду q_i(t) за рахунок його надходження до організму із швидкістю (t), починаючи з моменту t_п (за умови, що при t t_п (t)=0), пов`язаний з розв`язанням системи рівнянь де _п - вектор, компоненти якого дорівнюють початковому вмісту радіонукліду в органах.

Cуму поглинених доз в органах від певного виду іонізуючого випромінювання для n-камерної моделі описує n-вимірний вектор

= kN F,

де ()_і D_і - поглинена доза в і-му органі за час (t-t₀) від початку спостереження t₀ за накопиченням дози, Гр; (())_i q_i()/m_i -активність радіонукліду в і-му органі в момент часу (t₀, ..., t), віднесена до маси і-го органу, Бк/кг; F - матриця розміром nn з елементами F_ij = F(ji), (і,j=1,...,n), де F(ji) - середня фракція поглиненої енергії в камері-мішені і від випромінювання, що створюється в камері-джерелі j; - середня енергія випромінювання даного виду, МеВ/розпад; N - вихід даного виду випромінювання на 1 розпад; k =1,610^-13 Дж/МеВ.

Знаходження (t) і пов'язане з визначенням власних значень матриці системи . Ця задача вирішується методами лінійної алгебри.

Виокремлення радіоекологічної складової із суми несприятливих ефектів, що спостерігаються серед населення постраждалих регіонів, викликаних дією різних шкідливих факторів, та ретроспективне відновлення вік-залежних середніх індивідуальних і колективних доз опромінення щитоподібної залози здійснювали за власними методиками, суть яких викладено нижче.

Математичну обробку первинних даних та статистичну обробку результатів виконували стандартними методами [Яноши, 1968, Кремер, 2001] за допомогою персонального комп'ютера з використанням пакетів прикладних програм Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Maple 7.

Розробка методики ретроспективного відновлення вік-залежних середніх індивідуальних і колективних доз опромінення ЩЗ для різних вікових груп населення, що мешкає на РЗТ. Відправною точкою для ретроспективного відновлення доз слугували результати прямих вимірювань вмісту радіоактивних ізотопів у ЩЗ, які проводилися проміж дитячого контингенту підрозділами радіологічних служб Міністерства охорони здоров'я України у травні 1986 року. За цими даними, які є доступними для використання, було виконано оцінку індивідуальних поглинених доз у ЩЗ. Однак їх пряме застосування для дозиметричного супроводу антропоекологічних досліджень у потерпілих регіонах є практично неможливим за декількох причин: а) вимірювання проводилися лише серед дитячого контингенту; б) для частини населених пунктів у звітних документах наведено лише дози опромінення ЩЗ, що дорівнюють або перевищують 300 мГр; в) дози розраховували за вік-залежною дозиметричною моделлю, де використовуються дискретні значення розрахункових параметрів (маса ЩЗ, параметри метаболізму тощо) для кожної із 4-х референтних вікових груп дітей [ICRP Publ. 67, 1993]. Це призвело до значних похибок у розрахунках індивідуальних доз, оскільки в межах кожної з зазначених вікових груп суттєво змінювалися як параметри кінетики радіонукліду, так і маса ЩЗ.

Для розробки методики відновлення доз було вибрано 2 населених пункти, розташованих на РЗТ, що відрізняються рівнями радіаційного впливу, у яких тиреорадіометричними обстеженнями у травні 1986 р. було охоплено більшу частину дитячого населення (населені пункти №1 та №2).

Основна ідея методики зводиться до наступного:

На підставі наявних матеріалів прямих тиреорадіометричних вимірів будували гістограми, які відображають середні дози опромінення ЩЗ для кожної з 4-х вікових груп дитячого населення.

Вважали, що середня доза опромінення ЩЗ у дорослих складає 0,1 від дози у дітей 1-річного віку, оскільки маса ЩЗ у дітей зазначеної вікової групи приблизно у 10 разів менша, ніж у дорослих, період напіввиведення ¹³¹І із органу переважно визначається періодом його напіврозпаду і приблизно дорівнює 8 добам, а надходження ізотопу до організму (переважно з молоком) є приблизно однаковим (близько 1 л) [Публ. 23 МКРЗ, 1977].

Використовуючи середні значення доз опромінення для кожної з вікових груп серед дитячого контингенту та враховуючи допущення, зроблене в п. 2, будували криві вікових залежностей середніх доз опромінення ЩЗ та здійснювали їх математичну інтерпретацію.

Для осіб різного віку з кроком у 1 рік, розраховували середні індивідуальні дози опромінення ЩЗ.

Визначали середню чисельність дітей одного віку. При цьому вважали, що середня чисельність підлітків та молоді (до 19 років включно) одного віку дорівнює середній чисельності дітей-однолітків.

n_ch = N_ch/15,

де N_ch - загальна чисельність дітей, віком від 0 до 14 років включно.

6. Визначали колективну дозу опромінення ЩЗ:

а) для дітей, підлітків та молоді до 19 років включно сумарна колективна доза опромінення ЩЗ складає: де = n_ch - колективна доза опромінення ЩЗ дітей, підлітків та молоді одного віку; - середня індивідуальна доза опромінення ЩЗ осіб одного віку;

б) для дорослих

= [N_ad - (n_ch 5)] d_ad

де - сумарна колективна доза опромінення ЩЗ дорослих (20 років і старші); N_ad - чисельність дорослих та підлітків; n_ch - середня чисельність підлітків та молоді до 19 років включно одного віку; d_ad - середня доза опромінення ЩЗ дорослих.

Розроблена методика дозволила на підставі наявних результатів тиреорадіометричних вимірів, що проводилися проміж дитячого контингенту, відновити індивідуальні та колективні дози опромінення щитоподібної залози для усіх вікових груп населення.

Порівняння доз опромінення населення, розрахованих за різними методиками. Референтні дози внутрішнього опромінення населення без урахування йодового компоненту, розраховані за уніфікованою методикою та за камерними моделями з урахуванням фактичного раціону харчування населення досліджуваних територіальних утворень, яке зазнає тривалої радіаційної дії. Результати порівняння даних показали, що значення доз внутрішнього опромінення, накопичених за 10 років, які минули після аварії, розрахованих за уточненим раціоном (із застосуванням камерних моделей) та за уніфікованою методикою, задовільно узгоджуються між собою, тобто особливості місцевого раціону досить добре враховані при розробці уніфікованої методики.

Розробка методики, яка дозволяє виокремлювати радіаційну складову із суми негативних ефектів, що спостерігаються серед населення потерпілих регіонів. При розробці методики використовували результати епідеміологічного моніторингу, що проводився в потерпілих регіонах впродовж тривалого часу до і після аварії. Оптимальними при цьому вважали відрізки часу, що відповідають основному циклу сонячної активності, який становить 11±1 років. Такий підхід мінімізує похибку для захворювань, пов'язаних із судинною і деякими іншими видами патологій. Вважали, що для успішного вирішення задачі необхідно дотримуватися певної послідовності та виконання наступних умов:

Вибрати однорідну групу населення, яка компактно проживає на території, де щільність забруднення грунту довгоіснуючими радіонуклідами аварійного викиду суттєво (у декілька разів) перевищує природній доаварійний фон. При цьому радіоактивне забруднення у межах обстежуваного регіону має бути рівномірним. Інша група (контроль) повинна мешкати на території, вільній від додаткового радіонуклідного забруднення аварійного походження, або таке забруднення має бути незначним, тобто перевищувати доаварійні значення, зумовлені глобальними атмосферними випадіннями, не більше, ніж на 50%.

2. При обстеженні декількох регіонів з різними рівнями радіаційного забруднення грунту ізотопний склад та співвідношення між радіонуклідами, що випали внаслідок аварії, на усіх обстежуваних територіях мають бути однаковими.

3. Групи населення мають бути ідентичними за побутом, ментальністю, умовами зовнішніх негативних впливів: стресогенних факторів, чинників хімічної природи тощо, а також за кількісним та якісним рівнем медичного обслуговування.

4. Групи населення доцільно розбити на підгрупи за віковою ознакою, загальноприйнятою у формах статистичної звітності медичних установ, що використовувалися до 1996 року, а саме: діти (до 14 років) та дорослі і підлітки (старші 14 років).

5. Усі групи та підгрупи повинні бути достатньо представницькими, тобто їх мінімальна чисельність має складати декілька тисяч осіб.

6. З метою зменшення похибки, значення щільності забруднення ґрунтів радіонуклідами в населених пунктах, де мешкають обстежувані групи населення, а також їх дози опромінення, слід брати з офіційних джерел (при їх наявності).

Дослідження за даною методикою не рекомендується проводити на рівні областей або районів, оскільки при цьому майже неможливо виконати наведені вище умови. Найпоширенішим порушенням цих умов є значна неоднорідність радіонуклідного забруднення за його щільністю та ізотопним складом. Оптимальними об'єктами для аналізу є окремі лікарські дільниці, до складу яких входять декілька (нерідко десятки) населених пунктів.

Основна ідея методики полягає у наступному:

Будуються криві, що відображають динаміку захворюваності за окремими нозологічними формами для усіх порівнюваних груп населення. Оскільки, як правило, спостерігається значна варіабельність між щорічними показниками захворюваності, отримані криві рекомендується згладити за методом ковзного середнього з метою їх подальшого аналізу за допомогою математичних засобів.

Проводяться лінійні тренди доаварійної (спонтанної) захворюваності, які продовжуються на післяаварійний період.

Будуються криві “надлишкової” захворюваності. Для цього від значень щорічної захворюваності (після зглажування) віднімаються відповідні значення спонтанної захворюваності, що описуються її післяаварійним трендом.

Виокремлюється радіаційний компонент захворюваності. Для цього від щорічних значень “надлишкової” захворюваності у забрудненому районі віднімаються відповідні значення контрольного району.

Отримана крива описуватиме зміну показників радіаційно зумовленого компонента щорічної захворюваності і може бути використана для подальшого аналізу закономірностей її формування та для виконання прогнозних розрахунків, у тому числі ризиків виникнення захворювань.

Для урахування періодичних коливань спонтанної захворюваності, викликаних зміною сонячної активності, зважаючи на те, що її інтенсивність у максимумах, які спостерігалися у 1981 р. та 1991 р. була однаковою, достатньо побудувати лінійний тренд за показниками захворюваності 1976-1986 рр. і перенести його у наступний десятирічний період, помістивши початок у точку, що відповідає значенню захворюваності у 1986 році.

Насамкінець, отриману криву радіаційно індукованої захворюваності слід проаналізувати, застосовуючи пакети математичних прикладних програм, на тип статистичного розподілу (нормальний, логнормальний) за мінімумом суми квадратів нев'язок. Після вибору типу розподілу, який краще описує отриману криву, визначається прогнозована кількість радіаційно індукованих захворювань та термін їх повної реалізації (рис. 5). При цьому за граничний термін реалізації достатньо вважати значення захворюваності 1 особа за рік на 10000 осіб населення.

Радіоекологічні ризики серед населення, що постійно мешкає на радіаційно забруднених територіях. Такому поняттю, як радіоекологічний ризик, приділяється особлива увага, принаймні, за трьома причинами:

Визначення конкретних значень радіаційних ризиків для різних класів хвороб і нозологічних форм дозволить кількісно вирішити задачу “доза-ефект” для радіоіндукованих патологій.

Значення ризиків (нормованих на одиницю колективної дози) виникнення певного (одного і того ж) захворювання для регіонів, які істотно відрізняються за рівнями радіаційного впливу, можуть слугувати критерієм перевірки коректності розробленої методики. Якщо ці значення співпадають і це підтверджується для декількох нозологічних форм, то з великим ступенем вірогідності можна стверджувати, що методика є коректною.

За динамікою реалізації ризику можна визначити фактор, що спричиняє виникнення захворювання.

Для оцінки ризиків серед потерпілого населення необхідно визначити перелік захворювань, спричинених радіаційною дією, та масштаби їх проявів. Для цього використовували дані проведеного епідеміологічного моніторингу, які обробляли, використовуючи розроблену методику. Як з'ясувалося, до радіогенних захворювань належать (класи хвороб та нозологічні форми за Міжнародним класифікатором хвороб 10-го перегляду):

А. Серед підлітків та дорослих

Хвороби ендокринної системи, розладу харчування, порушення обміну речовин:

із них цукровий діабет.

Хвороби системи кровообігу:

із них гіпертонічна хвороба;

ішемічна хвороба серця (ІХС);

із хворих на ІХС:

стенокардія;

гострий інфаркт міокарда.

Хвороби органів травлення:

із них жовчно-кам'яна хвороба (ЖКХ), холецистит, холангіт.

Б. Серед дітей

Усі хвороби.

Хвороби крові, кровотворних органів та окремі порушення з залученням імунного механізму:

із них анемії.

Хвороби ендокринної системи, розладу харчування, порушення обміну речовин:

із них гіперплазія щитоподібної залози усіх ступенів.

Ризики виникнення захворювань розраховували за трьома варіантами:

ризики на 1 людино-зіверт колективної дози тотального хронічного опромінення довгоіснуючими радіонуклідами аварійного викиду;

ризики на 1 людино-грей колективної дози опромінення ЩЗ за умови, що опромінюється усе населення;

ризики на 1 людино-грей колективної дози опромінення ЩЗ за умови, що опромінюються лише діти, підлітки і молодь до 19 років включно (з огляду на те, що вони поступово переходять у категорію "дорослі").

Виходячи з лінійної залежності величини ризику від дози опромінення, повинні виконуватися наступні умови:

Для регіонів з різними дозовими рівнями опромінення значення ризиків для кожного з радіаційно зумовлених захворювань повинні співпадати (у межах похибок).

При повній реалізації у населення захворюваності за певною радіаційно зумовленою нозологічною формою, значення ризику досягає свого максимального значення і стає постійною величиною.

Якщо ризик реалізувався не повністю, його значення з часом повинно зростати.

Для ілюстрації процедури аналізу ризиків зручно розглянути захворюваність на цукровий діабет серед дорослих і підлітків, яка повністю реалізувалася до 1996 року. Рис. 6а, 6б, 6в ілюструють результати розрахунків. Аналізуючи криві, що описують ризики виникнення захворювання, ми бачимо, що тривале опромінення радіонуклідами аварійного викиду (рис. 6а) не є причиною виникнення даної патології, оскільки: а) уже при значенні індивідуальної дози 0,235 Зв імовірність захворіти на цукровий діабет дорівнює 1, що суперечить численним даним профілактичних і клінічних спостережень за особами, які професійно працюють із джерелами іонізуючих випромінювань; б) ризики не співпадають між собою для районів з різними рівнями радіаційного впливу; в) значення ризиків з часом не стабілізується на певному рівні, а зменшується, оскільки дозові навантаження продовжують зростати, а додаткові захворювання повністю реалізувалися, тобто захворюваність повернулася до фонового рівня. Разом з тим, криві, зображені на рис. 6б і 6в, у тій чи іншій мірі відповідають зазначеним вище умовам (1) і (2) (рівність ризиків для районів з різними величинами радіаційного впливу при їх повній стабілізації на певному рівні). Однак для даного захворювання ці умови краще виконуються у випадку, коли причиною його виникнення вважається опромінення у аварійний період ЩЗ дітей і підлітків .

Аналогічний аналіз проводили за кожною нозологічною формою, для якої раніше було виявлено наявність радіаційно індукованої складової. Результати аналізу для категорії “дорослі і підлітки” (значення ризиків, що краще співпадають між собою для лікарських дільниць з різними рівнями радіаційного впливу, виділені жирним шрифтом). Порівняння значень ризиків для кожного з радіаційно індукованих захворювань на обох обстежуваних лікарських дільницях показало, що вони у межах похибок співпадають між собою, причому виникнення захворювань системи кровообігу корелює з дозами опромінення ЩЗ усього населення, а ендокринної системи та системи травлення - із дозами опромінення ЩЗ дітей і підлітків.

На опроміненні дитячого контингенту варто зупинитися окремо. Ризики виникнення радіоіндукованих захворювань на 1 людино-грей колективної дози опромінення щитоподібної залози серед дітей. Із аналізу їх випливає, що за загальною захворюваністю вони задовільно збігаються для обох обстежуваних лікарських дільниць. Значення ризику, що перевищує 1, свідчить про те, що при опроміненні ЩЗ дітей у дозі 1 Гр у них з'являється висока імовірність виникнення більш ніж одного захворювання (поліморбідність). Однак, ризик виникнення гіперплазії щитоподібної залози (ГЩЗ) на лікарській дільниці № 2 є значно вищим, а анемій - істотно нижчим за відповідні показники на лікарській дільниці № 1 (де рівні радіаційного впливу були вищими). Для з'ясування причини цих розбіжностей, було проаналізовано історії хвороб 196 дітей, у яких за результатами прямих тиреорадіометричних вимірів (у травні 1986 року) доза опромінення ЩЗ перевищувала 1 Гр. Термін спостереження - 1986 - 2000 рр. Виявилося, що ГЩЗ було виявлено у 94% цих дітей, а анемії - у 81%. Ці показники добре узгоджуються з ризиками, розрахованими для дітей лікарської дільниці № 1. Таким чином, є підстави вважати, що на лікарській дільниці № 2 ризики виникнення ГЩЗ завищені, а анемій - занижені. Можна вважати, що причиною розбіжностей щодо ГЩЗ є гіпердіагностика, оскільки серед усіх виявлених випадків ГЩЗ на лікарській дільниці № 2 переважають гіперплазії 1 ступеня, які досить важко діагностувати, особливо при відсутності ультразвукової діагностичної апаратури. Що стосується анемій, то розбіжності зникають, якщо припустити, що вони виникають при досягненні певної порогової дози при опроміненні ЩЗ, а саме: 0,50 ± 0,05 Гр. При цьому ризик на 1 людино-грей колективної дози опромінення ЩЗ дорівнюватиме 0,7 ± 0,1.

Таким чином, виходячи із розрахунків і аналізу ризиків виникнення додаткових до спонтанних загальносоматичних захворювань у регіонах з різними рівнями радіаційного впливу, можна стверджувати наступне:

Розроблена методика виокремлення із захворюваності радіаційно індукованої складової є коректною.

Першопричиною виникнення радіаційно індукованих захворювань є опромінення щитоподібної залози (особливо у дітей і підлітків) ізотопами йоду та їх дочірними продуктами у аварійний період.

Крім цього, отримано чисельні значення імовірності виникнення загальносоматичних захворювань різної нозології на одиницю дози опромінення щитоподібної залози, тобто кількісні показники зв'язку “доза-ефект” для кожного захворювання.

Управління ризиками на радіаційно забруднених територіях. Зменшення екологічного ризику здійснюється у два етапи: оцінка ризику і управління ним. Оцінка ризику, це аналіз причин його виникнення і масштабів прояву у даній конкретній ситуації. Можна виділити основні етапи оцінки ризику: виявлення реальної чи потенційної небезпеки; визначення його рівня та динаміки реалізації за станом захворюваності серед населення. Оцінку радіоекологічних ризиків на РЗТ було здійснено вище. Управління ризиком це розробка і впровадження комплексу заходів, спрямованих на його зменшення, на підставі аналізу несприятливої ситуації, що виникла, чи може потенційно виникнути і їх правове забезпечення. При цьому, на територіях з високими рівнями ризиків, на яких вводиться режим обмежень і заборон, необхідно здійснювати заходи щодо збереження і зміцнення здоров'я населення, застосовувати різні компенсації за ризик тощо. Базою для розробки заходів щодо управління ризиками є результати їх оцінки.

Одним із важливих елементів управління ризиками є втручання. Метою втручання є створення для потенційно чи реально опромінюваних людей (у випадку радіоекологічних ризиків) кращих умов у тому відношенні, що досягаються менші сукупні ризики при прийнятних фінансових та соціальних витратах. Хоча ця задача є зрозумілою і концептуально простою, на практиці не завжди вдається легко визначити, який вид та рівень втручання найкраще відповідає тим чи іншим обставинам. Їх вибір вимагає ретельного врахування великої кількості критеріїв, які часто знаходяться у протиріччі один з одним (наприклад, ризики радіаційного опромінення, ризики як наслідок втручання, прямі та непрямі витрати, пов'язані з втручанням, занепокоєність населення тощо), роль яких може з часом змінюватися і відносна важливість яких залежить від їх соціального значення. На РЗТ втручання забезпечує протирадіаційний захист населення, який за умов радіаційної аварії реалізується шляхом застосування прямих та непрямих контрзаходів. Прямі контрзаходи спрямовані на зменшення чи запобігання індивідуальних та колективних доз опромінення і майже завжди є втручанням у нормальну життєдіяльність людей та у сферу соціально-побутового, господарського чи культурного функціонування певного регіону. Вони проводяться в період інтенсивної дії радіаційного фактору. До непрямих контрзаходів слід віднести ті, які не призводять до попередження індивідуальних та колективних доз опромінення, але зменшують чи компенсують величину збитку для здоров'я, пов'язаного з аварійним опроміненням. Вони можуть проводитися як під час, так і після дії радіаційного фактору.

...