Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности

Курсовая работа по дисциплине

«Ноксология»

на тему «Идентификация опасностей при добыче и переработке урановой руды»

Выполнил студент группы ТБб-12-1 И. В. Кузнецова

Нормоконтроль ________ С.С. Тимофеева

Курсовая работа защищена с оценкой____________________________

Иркутск 2013 г.



Задание на курсовую работу

По курсу «Ноксология» 1 курс 2 семестр

Студенту группы ТБб-12-1 Кузнецова И. В.

Тема работы: Идентификация опасностей при добыче и переработке урановой руды

Исходные данные: материалы учебного пособия по ноксологии, практикума по ноксологии

Рекомендуемая литература

1. Тимофеева С.С. Ноксология: учеб. Пособие. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012.-178 с.

2. Тимофеева С.С., Е.А. Ноксология. Практикум - Иркутск - Изд-во ИрГТУ-2013 -175 с.

Графическая часть на _____ листах.

Дата выдачи задания «_15___»_03______2013г.

Дата представления работы руководителю «16» __05______2013г.

Руководитель курсовой работы С.С. Тимофеева



Оглавление

Введение

Глава 1.

1.1 Основные способы добычи урана

1.2 Месторождения урана в Иркутской области

Глава 2.

2.1 Вредные производственные условия на уранодобывающих рудниках

2.2 Вопросы, порождаемые применением обедненного урана

2.3 Опасности при добыче урана и влияние на здоровье человека

2.4 Химическая и радиологическая токсичность

2.5Стандарты и нормативы в отношении урана

2.6 Требуемые исследования

Глава 3.

3.1 Паспорта опасностей при добыче урановой руды

3.2 Предложения, позволяющие снизить уровень опасностей

Заключение

Список использованных источников



Введение

уран руда опасность

Урамн -- химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе, атомная масса 238,029; обозначается символом U (лат. Uranium), относится к семейству актиноидов.

Количество урана в земной коре примерно в 1000 раз превосходит количество золота, в 30 раз -- серебра, при этом, данный показатель приблизительно равен аналогичному показателю у свинца и цинка. Немалая часть урана рассеяна в почвах, горных породах и морской воде. Только относительно небольшая часть концентрируется в месторождениях, где содержание данного элемента в сотни раз превышает его среднее содержание в земной коре. Разведанные мировые запасы урана в месторождениях составляют 5,4 млн тонн.

Применение урана обусловлено высоким удельным весом, способностью задерживать ионизирующее излучение, особыми механическими свойствами. Основное применение урана - производство ядерного топлива для АЭС. До 1980-ых, естественный уран широко применяли дантисты, включая его в состав керамики, что позволяло добиться естественного цвета и вызвать оригинальную флуоресценцию зубных протезов и коронок. Некоторые соли урана используются в качестве катализаторов при химических реакциях, таких, как окисление ароматических углеводородов, обезвоживание растительных масел, и др. В народном хозяйстве обедненный уран используется при изготовлении самолетных противовесов и противорадиационных экранов медицинской радиотерапевтической аппаратуры. Добавление небольших количеств урана к стали увеличивает её твёрдость, не сообщая ей хрупкости и повышая её кислотоустойчивость.[1]

С развитием промышленности развивалось и использование урана в различных отраслях. А с ними в свою очередь и опасности при добыче и переработке.

Опасности изучает наука ноксология.

Ноксология - изучает происхождение и совокупное действие опасностей, описывает опасные зоны и показатели их влияния на материальный мир, оценивает ущерб, наносимый опасностями человеку и природе.

Дисциплина «Ноксология» отражает и систематизирует научно-практические достижения в области человеко - и природозащитной деятельности, основывается на теоретических разработках отечественных и зарубежных ученых.

Ноксология относится к естественно-научному циклу и обеспечивает понимание и логическую взаимосвязь в системе «человек- техносфера- природа» на уровне негативного взаимодействия элементов системы.

Возникновение в XX- н. XXI вв. науки «Ноксология» неслучайно. Человечество на всех этапах своего существования постоянно искало и применяло защиту от опасностей, сохраняя здоровье, жизнь.

Человек от рождения имеет неотъемлемые права на жизнь, свободу и стремление к счастью. Свои права на жизнь, на отдых, охрану здоровья, на благоприятную окружающую среду, труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, он реализует в процессе жизнедеятельности.

Жизнедеятельность - повседневная деятельность и отдых, способ существования человека.

Жизнь и деятельность человека происходят в окружающей человека среде - иначе, среде обитания, под которой понимается совокупность факторов (физических, химических, биологических, информационных, социальных), способных оказывать прямое или косвенное , немедленное или отдаленное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье и потомство.

Человек и среда обитания непрерывно находятся во взаимодействии, образуя постоянно действующую систему «человек-среда обитания». В процессе эволюционного развития мира составляющие этой системы непрерывно менялись. На начальном этапе своего развития человек взаимодействовал с естественной окружающей средой, включающей биосферу, недра земли, галактики и безграничный Космос. При этом следует заметить, что естественная окружающая среда самодостаточна и может существовать и развиваться без участия человека, а все другие виды среды обитания, созданные человеком, самостоятельно развиваться не могут и после их возникновения обречены на старение и разрушение.

Закон сохранения жизни, сформулированный Ю.Н. Куржаковским гласит: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии, информации». Наличие таких потоков характерно и обязательно для существования материи.

Толерантность - способность организма переносить неблагоприятные воздействия среды. Американский зоолог В. Шелфорд в н. XX в. сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости организма к заданному фактору».

Условия жизнедеятельности формируются под воздействием большой группы факторов: естественно- природных, социально- экономических, организационных и технических.

Для факторов, оказывающих непосредственное влияние на здоровье и работоспособность человека, существует зона значений, которая является оптимальной для его жизнедеятельности. Выход за пределы этой зоны приводит к возникновению потенциальных опасностей, создающих при определенных условиях угрозу здоровью и жизни человека. Суть опасности состоит в том, что, возможно, такое воздействие на человека, которое может привести к травме, заболеваниям, ухудшению самочувствия и пр.

Опасность - негативное свойство живой и неживой материи, способное причинить ущерб самой материи, людям, природной среде, материальным ценностям.

Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Различают опасности естественного, техногенного и антропогенного происхождения.

Опасность- центральное понятие ноксологии.

В задачи ноксологии входит также изучение принципов минимизации опасностей в источниках и основ защиты от них в пределах опасных зон.

Целью настоящей курсовой работы является детальное изучение основных понятий ноксологии и выполнение аналитического исследования опасностей, свойственных для выполнения общих строительных работ.

Для достижения поставленной цели необходимо:

1. изучить основные понятия ноксологии и принятые классификации опасностей;

2. изучить основные процессы добычи и переработки урановой руды;

3. выполнить идентификацию опасностей, характерных для исследуемых работ; составить паспорта опасностей для работ, связанных с добычей урановой руды. ^[1]



Глава 1.

1.1 Основные способы добычи урана

Со времени своего открытия в 1789 г. и до начала XX века уран использовался в качестве красителя и покрытия для керамики и стекла. В период между началом XX века и 30-ми гг. он рассматривался в качестве

отхода при производстве радия (который использовался при производстве различных инструментов и люминесцентного покрытия для часов, а также в медицинских целях). Крупномасшабная добычи урана началась только после открытия деления ядер в 1938 г. Хотя он встречается в природе в небольших количествах, уран добывается в шахтах, где его концентрация составляет от 0,1 до 0,5 процентов руды. В редких случаях она превышает 10 процентов.

Существует четыре основных метода добычи:

- Открытый (карьерный). Иногда включает способ кучного выщелачивания;

- Подземный (шахтный). Иногда включает способы подземного и кучного выщелачивания;

- Метод скаженного подземного выщелачивания.

В этом случае водный раствор реагентов под большим давлением закачивается под землю с целью растворить содержащийся в руде уран. На поверхность земли выкачивается раствор различных солей урана, извлечь их которого металл химическим способом в фабричных условиях уже не представляет труда.

- Способ растворения отходов. Данный метод предусматривает добычу урана как сопутствующего продукта, содержащегося в крайне бедных рудах, которые образуются в результате добычи золота или фосфатов. Этот процесс предусматривает многократное прокачивание растворителя (серной кислоты или карбоната аммония) через руду с целью извлечения урана до тех пор, пока его концентрация в растворе не станет достаточно высокой.

Шахты

Долгое время шахтный метод добычи урановой руды был основным. Урановые шахты принципиально не отличаются от других типов шахт, разве что более сильной вентиляцией и повышенной степенью охраны труда. На руднике урановую руду извлекают из горного массива буро-взрывным способом.

Карьеры

Довольно часто (особенно в прошлом) уран добывали открытым способом в карьерах. Примером может служить рудник Актау (Казахстан). Карьер размером 17 на 3 км обеспечивает его производительность 650 тонн урана в год. Такие карьеры наносят существенный урон окружающей среде - их рекультивация практически невозможна.

Подземное выщелачивание

В современной промышленности в силу отсутствия богатых урановых

руд (исключения составляют канадские месторождения несогласия, где концентрация урана доходит до 30%и австралийских с содержанием урана до 3%) используется способ подземного выщелачивания руд. Это - один из самых рентабельных и экологически чистых способов добычи не требует ни карьеров, ни шахт.

Предварительная подготовка идёт непосредственно под землёй. Способ применим в тяжелых климатических условиях и вечной мерзлоты. Технология абсолютно закрытая, герметичная. Недра практически не разрушаются и даже полностью восстанавливаются в течение нескольких лет.

Подземное скважинное выщелачивание - способ разработки рудных месторождений без поднятия руды на поверхность путем избирательного перевода ионов природного урана в продуктивный раствор непосредственно в недрах. Данный метод осуществляется бурением скважин через урановорудные тела, подачей раствора в урановорудные тела, подъемом урансодержащих растворов на поверхность и извлечением из них урана на сорбционных ионообменных установках, добавлением кислоты в маточные растворы и закачкой их снова в недра.

Вся площадь месторождения «прокалывается» скважинами (колоннами). В одну скважину закачивается серная кислота (1-2% раствор), иногда с добавлением солей трёхвалентного железа (для окисления урана U(IV) до U(VI)), хотя руды часто содержат железо и пиролюзит, которые облегчают окисление). Идёт процесс выщелачивания урана. Через другую скважину продуктивный раствор с помощью насоса извлекается наверх. Далее он непосредственно поступает на сорбционное, гидрометаллургическое извлечение и одновременное концентрирование урана.

Метод подземного скважинного выщелачивания является наиболее привлекательным способом добычи урана с точки зрения упрощенности технологических операций. При данном методе не происходит изменения геологического состояния недр, так как не производится выемка горнорудной массы.

Общая поверхность земли, занимаемая полигоном подземного выщелачивания и перерабатывающим цехом для получения 500 метрических тонн U/год U3 O8, в 3-4 раза меньше площади, занимаемой типичным гидрометаллургическим заводом на эту же производительность. В процессе скважинного выщелачивания в подвижное состояние в недрах переходит и выводится на поверхность менее 5% радиоактивных элементов по сравнению со 100% при традиционных способах добычи урана. Серная кислота при контакте с породой превращается в гипс, поэтому при данной технологии не остаётся в земле элементов, которых там нет. И если и бывают какие-то размывы, то они быстро устраняются, т.к. при утечках технология не работает. Здесь отпадает необходимость строительства хвостохранилищ для хранения отходов с высоким уровнем радиации.

Есть маленькие пескоотстойники, которые после завершения добычи легко рекультивировать.

Отметим, что часто природная гидрогеохимическая среда на урановых месторождениях обладает способностью к самовосстановлению от техногенного воздействия. За счет постепенного восстановления естественных окислительно-восстановительных условий происходит хоть и медленный, но необратимый процесс рекультивации подземных вод рудовмещающих водоносных горизонтов. Возможна интенсификация этого процесса, ускоряющий рекультивацию в десятки раз.

Добыча урана из морской воды

Уран из морской воды по приемлемым ценам является окончательной гарантией доступности урана для любой страны с доступом к океану. Из-за большого количества урана в морской воде (4 миллиардов тонн, что в 800 раз больше, чем в ресурсах на суше, извлекаемых по цене в 130$/кг или меньше) технология извлечения урана из морской воды активно разрабатывается. Основной проблемой является очень низкая концентрация урана - 3 части на миллиард. Поэтому стоимость извлечения будет высокой, пока не будет повышена эффективность всех процессов, включая организацию больших потоков воды без затрат энергии на её прокачку. В 1987 г. В Японии работала установка, в которой использовался адсорбент из порошка гидратированной окиси в кипящем слое. Было извлечено 15,5 кг урана. Другой, более эффективный адсорбент, состоит из очень мелкого порошка амидоксима, внедренного в тонкие волокна поддерживающего материала, типа полиэтилена с диоксидом кремния. Адсорбент изготавливается в форме сети или матов (т.е. представляет собой адсорбционно-активный фильтр). Поскольку в такой структуре много пустот, морская вода может проходить через него с небольшой потерей напора. На базе таких фильтров можно построить заякоренные адсорбционные системы, использующие быстрые природные морские течения. Быстрое течение повышает скорость адсорбции. В последнем испытании блоки, содержащие волокнистые амидоксимовые адсорбенты, помещенные в море на различных глубинах, позволили извлечь 1 кг урана на тонну адсорбента за 20 суток, и 2 кг на тонну за 60 суток

1.2 Месторождения урана в Иркутской области

В Иркутской области оцененных месторождений урана нет, но она является весьма перспективной на выявления скрытого богатого оруденения урана в рифейских зонах структурно-стратиграфических несогласий. Прогнозные ресурсы по Иркутской области составляют 300 тыс. тонн и локализованы в 5 потенциально урановорудных районах (ПУРР). Наиболее привлекательным является Бирюсинский ПУРР, расположенный в экономически освоенном районе (20-40 км до железной дороги). Выявленные в его пределах рудопроявления приурочены к рифейским зонам структурно-стратиграфических несогласий (ССН) и по отдельным пересечениям содержания урана в рудах достигают 6%, а прогнозные ресурсы оцениваются Акитканский ПУРР протягивается на 300 км в северном направлении от северной оконечности оз. Байкал, вблизи трассы БАМ. Рудопроявления находятся в зонах ССН, перспективных на выявление богатого контрастного оруденения, и оцениваются достаточно высоко - 75 тыс. тонн. Остальные районы (Присаянский, Тонодский и Чарский) находятся на значительном удалении от основной промышленной инфраструктуры, в силу чего их экономическая привлекательность несколько ниже. Выявленные в их пределах рудопроявления относятся к золото-урановой формации с содержанием урана в рудах 0.1-0,3%.^[3]



Глава 2.

2.1 Вредные производственные условия на уранодобывающих рудниках

Уран -- это естественно встречающийся в природе элемент, находящий применение, среди прочего, в ядерной энергетике. Природный уран состоит в основном из смеси трех изотопов: 238U, 235U и 234U. Обедненный уран (ОУ) -- это побочный продукт процесса обогащения урана (т.е. повышения содержания в нем расщепляющегося изотопа 235U) в ядерной энергетике; из него практически полностью удален радиоактивный изотоп 234U и на две трети -- 235U. Таким образом, ОУ состоит почти полностью из 238U, а его радиоактивность составляет около 60% от радиоактивности природного урана. В ОУ может присутствовать также микроколичество других радиоактивных изотопов, привнесенных в ходе обработки.

Химически, физически и токсически ОУ ведет себя так же, как и природный уран в металлическом состоянии. Мелкие частицы обоих металлов легко возгораются, образуя окислы. . Применение обедненного урана в мирных целях ОУ используется, в частности, при изготовлении самолетных противовесов и противорадиационных экранов медицинской радиотерапевтической аппаратуры, при транспортировке радиоактивных изотопов. Из-за своей высокой плотности и тугоплавкости, а также доступности ОУ используется в тяжелой танковой броне, противотанковых боеприпасах, ракетах и снарядах. Оружие, в котором присутствует ОУ, считается обычным оружием и свободно применяется вооруженными силами. ^[3]

2.2 Вопросы, порождаемые применением обедненного урана

Из выстреленного боеприпаса обедненный уран высвобождается в виде мелких частиц или пыли, которые могут попадать в организм при вдыхании или проглатывании либо оставаться в окружающей среде.
Есть вероятность того, что применение оружия с ОУ сказывается на здоровье людей, проживающих в районах конфликтов в Персидском заливе и на Балканах. Некоторые считают, что «синдром войны в Персидском заливе» связан с облучением обедненным ураном, однако причинная зависимость пока не установлена. . ОУ попадал в окружающую среду в результате авиакатастроф (например: Амстердам, Нидерланды, 1992 г.; Станстед, Соединенное Королевство, январь 2000 г.), вызывая озабоченность правительств и неправительственных организаций. ^[4]

2.3 Опасности при добыче урана и влияние на здоровье человека

Уран, в том числе обедненный уран (ОУ), как правило, представляет наибольшую опасность для здоровья человека в случае его попадания в организм при заглатывании, вдыхании или через трещины на коже (длительный контакт может также привести к получению большой дозы внешнего облучения). В организме уран представляет угрозу, будучи одновременно токсическим тяжелым металлом и радиоактивным веществом. К тому же существует ряд признаков, которые указывают на возможный синергизм этих двух типов воздействия на организм.

Действующие в США федеральные положения о безопасности питьевой воды ограничивают содержание урана в ней до 30 микрограмм на один литр (мкг/л), главным образом основываясь на его химической токсичности. Для природного урана эта норма составляет 20 пикокюри радиоактивности урана на один литр воды (пКи/л). Что касается обедненного урана, то его концентрация в питьевой воде не может превышать примерно 12 пКи/л урановой активности. Вдыхание урана лимитировано федеральными положениями главным образом из-за риска раковых заболеваний, а потребление питьевой воды ограничено в основном из-за почечной токсичности.

Содержание урана в воде регламентировано из-за его химической токсичности - уран является известным нефротоксическим веществом, то есть токсичным для почек. Почки контролируют состав крови в организме и очищают его от ненужных веществ. Остаются серьезные сомнения в определении уровня чувствительности почек человека к обедненному урану. Исследования на животных показали, что существуют токсичные пороги, которые более чем на порядок отличаются у более чувствительных кроликов и менее чувствительных крыс.

Наука, изучающая урановое воздействие на организм человека, быстро развивается во многом из-за проблем со здоровьем, вызванных войной в Персидском Заливе 1991 года, а также бомбардировками НАТО в бывшей Югославии в 1999-м, и постепенного их признания, которые стали известны как синдром войны в Персидском Заливе. Далее мы будем рассматривать формирующуюся картину фактов по этому исследованию.

Риски, связанные с ионизирующим излучением

Ионизирующее излучение - это известный канцероген. Его воздействие увеличивает риск возникновения различных видов раковых заболеваний. На сегодняшний день оптимальное осознание последствий малых доз радиации, которое легло в основу регулятивной деятельности в США и Европе, сводится к тому, что любое увеличение радиоактивного облучения способствует повышению роста риска раковых заболеваний. Это называется линейной беспороговой концепцией.

В целом, расчетный риск на единицу воздействия со временем вырос, поскольку появляются новые сведения о взаимодействии радиации и живой ткани. В результате были сокращены максимально допустимые дозы. К примеру, в 1954 году Комиссия по атомной энергии установила предельную дозу излучения на уровне 15 бэр в год³. Это было серьезным снижением в сравнении с нормой 0,1 рентгена в день, принятой в 1942 году в ходе Манхэттенского проекта. В 1959 году допустимая доза для людей была снижена до 0,5 бэра в год, а затем в 1990 году вновь снижена до 0,1 бэра в год.

Нераковые воздействия, описанные далее (за исключением почечной токсичности), продемонстрированы с помощью лабораторных исследований, которые зачастую проводятся при повышенных уровнях радиации. Для людей эти уровни окончательно не установлены в количественном пересчете на факторы риска. К тому же, некоторые описанные здесь эксперименты были проведены с применением урана при непосредственном введении его в организм животных или с обедненным ураном, который был введен в металлической форме под кожу, что абсолютно отличается от возможных воздействий окружающей среды в результате утилизации оксида обедненного урана. К тому же еще не было установлено, есть ли пороги у некоторых нераковых воздействий, в отличие от общепринятой беспороговой концепции риска раковых заболеваний от ионизирующего излучения.

Дополнительным элементом радиологической защиты, который появился со временем, является осознание относительных рисков у женщин и мужчин. Сегодня общий риск развития смертельных раковых заболеваний у женщин при воздействии малыми дозами облучения и низкой ЛПЭ (линейной передаче энергии) почти на 50% выше, чем у мужчин. Почти 45% дополнительного риска у женщин на единицу облучения является следствием особой чувствительности женской груди к облучению⁵. Если рассматривать процентное отношение раковых заболеваний, то, независимо от уровня смертности, это сравнение становится несколько выше. Получается, что для женщин риск заболеть какой-либо формой рака от радиоактивного облучения более чем на 58% выше, чем для мужчин.

Последнее исследование по обедненному урану

За последние годы сильно возросло осознание рисков раковых заболеваний, возникающих в результате радиоактивного облучения обедненным ураном, и вреда, наносимого почкам в силу присущих ему свойств тяжелых металлов. Кроме того, появляется много новых фактов, которые вызывают серьезные опасения последствий постоянного облучения ОУ для других функций организма. Исследования животных и людей показали, что уран может содержаться в переменных количествах в скелете, печени, почках, анализах и мозге. К тому же опыты на крысах, которым имплантировали таблетки с ОУ, показали содержание урана в сердце, ткани легких, яичниках и лимфоузлах наряду с другими тканями.

Как упомянуто выше, некоторые исследования также выявили признаки возможного синергетического эффекта урана, проявляющегося в его свойствах тяжелого металла и радиоактивного компонента. Исследование рисков влияния тяжелого металла кадмия показало потенциальный синергетический эффект при соединении воздействий с гамма-излучением. Работа с этими видами комбинированных воздействий выявила, что прямое повреждение ДНК от радиационного облучения, скорее всего, вызвало торможение процесса восстановления ДНК в результате присутствия тяжелых металлов. Так сказать, двойной Дамоклов меч.

Научная работа, проведенная в Исследовательском институте радиобиологии Вооруженных сил США (Armed Forces Radiobiology Research Institute, AFRRI), расположенном в городе Бесезда, штат Мериленд, выявила, что обедненный уран может вызывать окислительное повреждение ДНК. Это указывает на первые признаки того, что радиологические и химические воздействия урана потенциально способны не только инициировать опухоль, но и содействовать ее развитию. Далее мы обсудим некоторые из этих потенциальных аспектов воздействия обедненного урана на здоровье, которые выявляются в ходе многих исследований.

Мутагенные и канцерогенные эффекты

С конца 1990-х годов в результате исследований, проводимых in vitro и in vivo появляются все новые факты, которые указывают на то, что обедненный уран может быть генотоксичным, мутагенным и канцерогенным. На сегодняшний день значительная часть этих исследований проводится в AFRRI под руководством доктора Александры Миллер.

Впервые доктор Миллер со своими коллегами продемонстрировала, что усвоенный обедненный уран может привести к "серьезному усилению мочевой мутагенности" - это можно считать обычным биомаркером воздействия генотоксичного вещества⁶. Они также впервые показали, что облучение ОУ способно трансформировать живые клетки в клетки, которые могут порождать раковые опухоли у мышей с подавленной иммунной системой. Они обнаружили, что облучения одинаковыми химическими дозами урана с различной изотопной структурой вызвали "увеличение случаев неопластической трансформации в зависимости от конкретного вида активности", что в дальнейшем означало, "что излучение способно сыграть свою роль в биологических воздействиях, вызванных ОУ в лабораторных условиях".

Другие эксперименты, проведенные доктором Миллер и группой ученых, также показали, что ОУ способен стимулировать "окислительное повреждение ДНК при отсутствии серьезного радиоактивного распада". В свете другого эксперимента этой группы исследователей, который указывает на радиологический потенциал ОУ, способствующий возникновению генотоксичных эффектов in vitro, ученые отметили, что "так возникает соблазн предположить, что ОУ способен выделять опухолевый компонент, как "инициирующий", так и "развивающий"". Эта возможная двойственная роль может возникать, к примеру, в результате излучения альфа-частиц, сначала вызывая раковую мутацию (инициирование опухоли), затем накопление окислительного повреждения из-за свойств тяжелых металлов и/или радиоактивного излучения урана, которые способствуют распространению рака (опухолевое развитие) или наоборот.

Какова настоящая роль радиологических и химических веществ при генетических повреждениях под воздействием обедненного урана - это серьезный вопрос. Особенно, учитывая, что в настоящее время содержание ОУ в питьевой воде регламентировано из-за его химической опасности, которая рассматривается как первостепенная проблема. При этом подразумевается, что его радиационная опасность является для окружающей среды проблемой второго плана.

Воздействие на репродуктивные функции

Отчеты об опытах на животных, оценивающие влияние уранового облучения на их репродуктивные функции, были составлены еще в 1940-х годах. Однако оказалось, что в США эти первые исследования не получили дальнейшего методичного развития другими американскими учеными И только много десятилетий спустя появились последователи. Даже сегодня существуют серьезные пробелы в восприятии проблем уранового воздействия на репродуктивную способность людей и животных.

При проведении экспериментов в 1940-е годы было обнаружено, что продолжительное или даже однократное кормление крыс ураном могло пагубно отразиться на репродуктивных способностях животных. Его воздействие при длительном кормлении было значительно выше, нежели при одноразовом потреблении урана. Авторы отметили неожиданное продолжение этого воздействия на репродуктивный цикл крыс даже через девять месяцев после однократного уранового облучения⁸.

Остается неясной причина, по которой эти первые изыскания не получили продолжения или более широкого освещения. Однако недавно проведенное исследование по урану развило эти ранние открытия, и в результате проделанной работы появились две самостоятельные области изучения потенциального воздействия урана на репродуктивную функцию. Первая область относится к рискам, связанным с облучением мужчин, а вторая касается облучения женщин.

Повышенное содержание урана было обнаружено в анализах и сперме участников войны в Персидском заливе. Хотя эпидемиологические данные пока не показали взаимосвязь облучения и репродуктивных функций ветеранов войны, Королевское научное общество Великобритании отметило, что концентрация ОУ в анализах является потенциальной проблемой при возможном существовании синергетических эффектов, вызванных способностью урана поражать ДНК через химический окислительный стресс и ионизирующее альфа-излучение. К тому же, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечала наблюдение "неустановленных дегенеративных изменений в анализах" крыс после длительного приема растворимых урановых соединений.

Хотя и весьма ограниченное количество, но все же чуть больше исследований было проведено по воздействиям уранового облучения на репродуктивные функции женщин. Они показали, что уран пересекает границу плаценты и концентрируется в ткани плода. Опыты на животных выявили, что облучение ураном - как глотание, так и инъекция - может привести к "сниженному уровню рождаемости, токсичности эмбриона/плода, в том числе тератогенности, а также сниженному росту потомства". Эти данные были получены при экспериментах на крысах и мышах и служат доказательством того, что, по крайней мере, при исследованных дозах поглощения урана, урановое облучение может неблагоприятно сказаться на репродуктивных способностях самок. Единственный описанный в отчете эксперимент с применением обедненного урана не обнаружил статистически значимых воздействий на "прибавку в весе будущей матери, потреблении воды или пищи, период беременности или количество плодов, доношенных до срока". Однако было обнаружено, что более высокое количество имплантированных таблеток с ОУ приводит к увеличению содержания урана в плаценте и во всем плоде грызунов.

Что касается воздействий урана на репродуктивность, то здесь пока остается много неизвестных факторов, и был предложен ряд потенциальных радиологических и нерадиологических процессов, которые помогут объяснить те воздействия, о которых идет речь. Эти процессы включают гормональное или ферментное разрушение, а также поведенческие изменения. К тому же, мы уже упомянули выводы МКРЗ относительно повышенной общей чувствительности к облучению развивающегося эмбриона/плода, а также маленьких детей, что также потенциально может сыграть свою роль в воздействии ОУ на репродуктивность.

Нейротоксические эффекты

Ограниченные подтверждения взаимосвязи урана и неврологических повреждений относятся минимум к середине 1980-х годов. Несмотря на ряд проблем, помешавших этим первым исследованиям сформировать твердые выводы о неврологических рисках обедненного урана, они все-таки послужили стимулом для проведения дальнейшей работы. Исследования, которые начались в 1990-х годах, обозначили ряд новых проблем, связанных с потенциальными токсическими эффектами ОУ для мозговой деятельности. Одна из серьезнейших обеспокоенностей, связанных с последней исследовательской работой, заключается в том, что первоначальная химическая форма урана в теле, тяжелый токсичный металл ураниловый катион (UO₂²⁺), является химическим аналогом катиона свинца (Pb²⁺). О нем известно многое, включая трагическую историю с нейротоксинами, и он представляет собой отдельную проблему для детского здоровья.

В 1999 году д-р Пеллмар и группа ученых из AFRRI продемонстрировали, что обедненный уран, имплантированный в мышей, сосредоточился в различных областях мозга, причем его более высокое содержание отмечается при более высоких дозах облучения. По этим результатам они пришли к заключению, что урановое "накопление в мозге, лимфоузлах и яичках свидетельствует о возможном возникновении непредвиденных физиологических последствий воздействий урана данным способом"⁹.

В дополнительном исследовании Пеллмар и группа ученых пошли дальше и смогли показать, что "облучение фрагментами ОУ привело к нейрофизиологическим изменениям у морского конька". Морской конек был выбран для изучения благодаря мозговой области, связанной с памятью и обучением. По обзорам данных экспериментов AFRRI был сделан вывод, что их результаты являются серьезным подтверждением возможного нейротоксического воздействия обедненного урана.

Другие исследователи доказали, что после проглатывания уран концентрируется в мозге мышей и крыс. Некоторые эксперименты на мышах показали воздействие на мозг с потенциальным нейротоксикологическим влиянием при таких дозах уранового облучения, после которых не было обнаружено видимых повреждений почек. Последнее исследование обнаружило заметные поведенческие изменения у крыс после двухнедельного облучения ОУ через питьевую воду¹⁰.

Специализированный компьютерный анализ, разработанный для оценки "коэффициента полезной деятельности", был использован для обнаружения потенциальных неврологических эффектов у участников войны в Персидском заливе, которые подверглись облучению через боеприпасы с обедненным ураном. Эти анализы были проведены в Балтиморском медицинском центре Управления по делам ветеранов армии (Baltimore VA Medical Center). Они показали статистически значимую взаимосвязь между содержанием урана в их моче и более низкими показателями в компьютерных нейрокогнитивных тестах. Однако при использовании традиционных нейрокогнитивных тестов в этой же группе не было обнаружено никаких измеримых последствий. В данном случае важно отметить, что солдаты подверглись облучению в зрелом возрасте и что эти анализы не дают информацию о воздействии на более чувствительных к урановому облучению стадиях раннего детства, когда происходит быстрый рост и развитие мозга или когда гематоэнцефалический барьер еще не полностью сформирован.

Воздействия на кости

Как и с мозговой деятельностью, зародышевый и другие периоды быстрого роста (т.е. в раннем детстве и во время половой зрелости) - это время повышенной чувствительности скелета. Эксперименты на крысах показали, что сильное кратковременное и продолжительное поглощение урана может привести к повреждению костей. Королевское научное общество Великобритании заявило, что в свете того, что уран пересекает плацентарную преграду, "необходимо также принимать во внимание воздействие ОУ, которому подверглась мать, на костный рост плода". ВОЗ и Национальный научно-исследовательский совет (National Research Council) также предложили провести исследования, чтобы определить какое воздействие, если таковое присутствует, оказывает на костный мозг интегрированный в кость уран и, следовательно, на образование новых клеток крови. Новое исследование воздействия ежедневных доз гексагидрата уранилдинитрата на собак, начиная с раннего возраста, показало, что уран концентрируется в костном мозге в таком же количестве, как и в кости, несмотря на то, что были применены однократные проникающие дозы.

Уран - это радиоактивный свинец?

Существуют явные признаки того, что токсичность урана, по крайней мере, по некоторым последствиям, в том числе по нейротоксическим воздействиям на внутриутробный плод и маленьких детей, можно быстрее распознать, если рассматривать уран как аналог одного из видов радиоактивного свинца, когда вред от альфа-излучения сочетается с воздействием тяжелых металлов. Это сочетание создает ряд проблем для здоровья при относительно малых дозах облучения. Эта аналогия урана со свинцом была проведена в 2003 году Лемерсьером и группой ученых в отчете по проведенному исследованию, которое показало содержание урана в мозге крыс. Хотя такой взгляд на проблему явно ограничивает восприятие нюансов биологических механизмов, подвергшихся воздействию урана, в сравнении со свинцом, способность урана химически индуцировать окислительный стресс, пересекать гематоэнцефалический барьер и изменять электрическую активность в верхних частях головного мозга, а также потенциально прерывать нейротрансмиттеры с помощью химического замещения кальция в межнейронных пробелах - все это в сочетании с высокой степенью локального клеточного повреждения, вызванного альфа-излучением, дает серьезные основания для беспокойства по поводу потенциального воздействия урана на развивающийся мозг ребенка.

В свете аналогии урана со свинцом необходимо заметить, что несмотря на факты воздействия свинца на мозг, которые были известны почти два тысячелетия назад, а также свинцового отравления, присутствие которого в детском организме было впервые клинически установлено еще в 1890-х годах, только в 1979 году освинцованный бензин был, наконец, снят в США с производства после нескольких десятилетий широкой торговли. Как и в случае с общей тенденцией в нормативах защиты от радиации, Центр по контролю над болезнями (CDC) принял решение о четырехкратном снижении норматива, который с конца 1960-х годов считается признаком повышенных доз свинца в крови детей. Сегодня этот уровень составляет одну шестую от норматива 35-летней давности. При этом CDC твердо заявил, что безопасных доз свинцового воздействия не существует, и, соответственно, любое его поглощение будет иметь какое-либо вредное последствие.

К сожалению, несмотря на начавшееся с 1979 года серьезное снижение предельно-допустимых доз урана, сегодня в крови детей они по прежнему варьируются от 100 до 1000 раз выше расчетных предпромышленных уровней. Согласно оценкам CDC за 2000 год превышающие нормы повышенного содержания свинца в крови отмечены почти у полумиллиона детей в США. Помимо этого исследования по воздействию свинца показывают, что на умственные функции детей неблагоприятное влияние оказывает воздействие примерно уже половины дозы, которая установлена CDC/ВОЗ. И это также подтверждает вывод о том, что едва ли существует порог для вредного воздействия свинца на человека.

Последнее исследование показало, что помимо свинцовой нейротоксичности, воздействие свинца на внутриутробное и послеродовое развитие вызывает замедленный рост у животных и людей, а также может способствовать изменению выработки половых гормонов и задержки половой зрелости у крыс. Эпидемиологическое исследование, опубликованное в 2003 году, показало, что даже относительно низкие средние дозы свинца (примерно третья часть нормы, установленной CDC/ВОЗ) вызвали измеримую задержку половой зрелости у афро-американских и мексикано-американских девочек, хотя у белокожих девочек не было выявлено никаких статистически значимых задержек. Это воздействие на половое развитие девочек, по крайней мере, отчасти объяснялось потенциальными "изменениями в эндокринной функции". Остается немало вопросов относительно того, каким образом свинец вызвал эту задержку, а также подвергались ли дети облучению более высокими дозами свинца в прошлом, то есть до начала исследований. Тем не менее, потенциальная возможность урана оказывать аналогичное воздействие на гормонально опосредованные процессы в развитии детского организма может еще больше расширить перечень факторов риска, а также открыть новые серьезные возможности для потенциального синергизма за счет иных химических и радиологических воздействий на здоровье.

Уроки трагического опыта использования свинца в связи с нанесенным вредом детскому здоровью, в том числе отрицание производителями в течение нескольких десятилетий опасности продукции на основе свинца, а также систематическое и поступательное ужесточение нормативов по охране детского здоровья после их утверждения, заслуживают серьезного изучения с учетом тех направлений, по которым в настоящее время проводятся исследования урана. ^[6]

2.4 Химическая и радиологическая токсичность

Уран вызывает повреждение почек у подопытных животных, и некоторые исследования указывают на то, что долговременное облучение может приводить к нарушению почечной функции у людей. Наблюдавшиеся типы нарушений: узелковые образования на поверхности почки, поражение трубчатого эпителия и повышение содержания глюкозы и белка в моче. Распад ОУ происходит главным образом путем испускания альфа-частиц, которые не проникают через внешние слои кожи, но могут влиять на внутренние клетки организма (более подверженные ионизирующему воздействию альфа-излучения), когда ОУ попадает в организм при проглатывании или вдыхании. Поэтому альфа- и бета-облучение при вдыхании нерастворимых частиц ОУ может приводить к повреждению легочных тканей и повышать риск рака легких. Аналогичным образом, предполагается, что поглощение ОУ кровью и его накопление в других органах, в частности в скелете, создает дополнительный риск рака этих органов, зависящий от степени радиационного облучения. Считается, однако, что при низкой степени облучения риск раковых заболеваний весьма низок. В рамках выполненных на сегодняшний день ограниченных эпидемиологических исследований, посвященных изучению внутреннего облучения в результате попадания частиц ОУ при проглатывании, при вдыхании либо через повреждения кожи или раны, а также в рамках обследования людей, которым по роду занятий приходится сталкиваться с природным или обогащенным ураном, каких-либо негативных последствий для здоровья не обнаружено. Может ли обедненный уран вызывать лейкемию у военнослужащих? Заболеваемость лейкемией среди взрослого населения планеты составляет для возрастной группы от 20 до 45 лет около 50 случаев на миллион в год. Точные показатели заболеваемости лейкемией будут в различных странах разными. Хотя теоретически облучение обедненным ураном способно вызвать риск раковых заболеваний, это вряд ли можно отнести к военнослужащим на Балканах -- по следующим причинам: Обычно между фактом ионизирующего облучения и клиническим обнаружением вызванной им лейкемии должно пройти несколько лет (как минимум от двух до пяти). Хотя известно, что ионизирующее облучение вызывает лейкемию, риск пропорционален степени облучения. Как показывает накопленный опыт, около половины случаев заболевания лейкемией среди переживших атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки связано с гамма- и нейтронным облучением в результате этой бомбардировки. В рамках же одного крупного многонационального обследования работников ядерной промышленности было установлено, что на счет внутреннего гамма-облучения можно отнести около 10% случаев смерти от лейкемии. Кроме того, за 15 лет после аварии на чернобыльском ядерном реакторе наблюдался значительный рост заболеваемости раком щитовидной железы у детей, однако роста заболеваемости лейкемией у населения наиболее зараженных местностей пока не обнаружено. Не обнаружено роста заболеваемости лейкемией, вызванной облучением, у лиц, работающих на урановых рудниках или на предприятиях по обработке металлического урана для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Что касается зон военных конфликтов, то подсчитано: вдыхание или проглатывание зараженной обедненным ураном пыли, даже в самых неблагоприятных условиях и вскоре после падения боеприпаса (это влияет на количество пыли, которое может попасть в организм через дыхательные пути), приводит к облучению, примерная степень которого составляет менее 10 миллизивертов (мЗв). Это примерно половина предельной годовой дозы для лиц, работающих в условиях радиации. Считается, что такое облучение приводит лишь к незначительному пропорциональному увеличению риска лейкемии -- порядка 2% по сравнению с естественной заболеваемостью. Хотя научные данные говорят о том, что среди военнослужащих на Балканах вряд ли будет обнаружен повышенный риск лейкемии из-за облучения обедненным ураном, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) не располагает достаточной информацией о ситуации с облучением в Персидском заливе или на Балканах, чтобы выносить твердые заключения. Необходимо развернутое исследование для выяснения того, какова численность облученных военных, сколько затрачено ОУ, сколько его находится на поверхности, сколько погребено в почве, каков его гранулометрический состав и превышает ли количество сообщенных случаев лейкемии у военных нормальную заболеваемость. Важно, чтобы при обследовании военнослужащих, возможно облученных обедненным ураном, собиралась информация обо всех возможных факторах риска (в том числе об облучении из окружающей среды и т.п.), с тем чтобы не упустить какую-либо возможную причину возникновения лейкемии.

Обедненный уран в окружающей среде В засушливых регионах большая часть ОУ остается на поверхности в виде пыли. В более дождливых местностях ОУ легче проникает в почву. Возделывание зараженной почвы и потребление зараженной воды и пищи могут создавать опасность для здоровья, однако она будет, скорее всего, невелика. Основным фактором опасности для здоровья будет, скорее, химическая токсичность, а не облучение. Риск облучения обедненным ураном в результате потребления зараженной пищи и воды при возвращении к нормальной жизни в зоне военного конфликта, видимо, более велик для детей, чем для взрослых, поскольку в силу своего любопытства дети склонны тянуть все с рук в рот, а это может привести к попаданию в организм большого количества ОУ с зараженной почвы.

2.5 Стандарты и нормативы в отношении урана

У ВОЗ имеются нормативы в отношении урана, которые применимы и к ОУ. В настоящее время такими нормативами являются: Руководство по контролю качества питьевой воды: 2 мкг/л-- показатель, который считается безопасным исходя из данных о субклинических почечных изменениях, приводимых в эпидемиологических исследованиях (ВОЗ, 1998 г.); допустимая суточная доза (ДСД) для попадания урана через рот: 0,6 мкг на килограмм веса в сутки (ВОЗ, 1998 г.); предельные нормы ионизирующего облучения: 1 мЗв за год для населения вообще и 20 мЗв в среднем за год на протяжении пяти лет для лиц, работающих в радиационной обстановке (Основные нормы безопасности, 1996 г.). Деятельность Всемирной организации здравоохранения Был выполнен широкий обзор литературы для выяснения того, как вообще сказывается на здоровье облучение ураном и ОУ. Вскоре выйдет в свет монография ВОЗ, в которой резюмируются результаты этого обзора. При выполнении этого научного обзора ВОЗ ставила задачу выявить пробелы в знаниях, требующие дальнейших исследований на предмет более полной оценки той опасности, которую создает для здоровья человека облучение обедненным ураном. ВОЗ организует группу научных экспертов высокого уровня, которая рассмотрит вопрос о том, какие области требуется изучить, и вынесет предложения об углубленных исследованиях. ВОЗ продолжает консультировать Целевую группу Организации Объединенных Наций на Балканах (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП)) и выносить рекомендации относительно возможных последствий войны в Персидском заливе для состояния окружающей среды. Действуя через свое Международное агентство по изучению рака (МАИР), ВОЗ продолжает изучать последствия ионизирующего облучения в низких дозах, чтобы совершенствовать научные основы радиационной защиты. В частности, планируется исследование, призванное выяснить, наблюдается ли более высокая заболеваемость раковыми заболеваниями у военных, воевавших в Персидском заливе или служивших на Балканах, а также у населения этих районов (и при необходимости -- оценить возможную роль ОУ в этом явлении).

...