Введение к работе
Актуальность исследования. В отдалённом периоде после крупномасштабной радиационной аварии на Чернобыльской АЭС, одной из актуальных проблем, определяющей адекватность решений по обеспечению радиационной безопасности человека является корректная оценка доз облучения населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях (Ильин Л.А., 1994, 2006; Гуськова А.К., 2012).
Оценка доз облучения необходима для решения 2 задач: фундаментальной - установления зависимости "доза-эффект" и оценки радиационного риска, и прикладной - принятия решения о вмешательстве в практическую деятельность человека, т.е. о введении противорадиационных мер по снижению доз облучения населения и выявления наиболее облучаемых групп населения с целью оказания им адресной медицинской помощи (Международный Чернобыльский проект, 1992; НКДАР ООН, 2000; Ильин Л.А., Алексахин P.M., 2001; Ильин Л.А., 2006; Гуськова А.К., 2006).
Для решения первой задачи необходима оценка индивидуальных накопленных с момента аварии эффективных доз облучения лиц. Для решения второй задачи необходима оценка средних годовых эффективных доз облучения населения радиоактивно загрязнённых территорий. В соответствии с Законами Республики Беларусь "О социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на Чернобыльской АЭС" и "О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС" проводится отнесение населенных пунктов (НП) к зонам радиоактивного загрязнения 1 раз в 5 лет на основании данных о средней годовой эффективной дозе (СГЭД) облучения и средней плотности загрязнения территории населенного пункта радионуклидами цезия-137, стронция-90 и плутония-238, 239, 240 (Балонов М.И., Гордеев К.И., Лихтарёв И. А., Миненко В.Ф, Скрябин A.M., 1991).
Корректная оценка как текущей, так и накопленной дозы может быть выполнена на основании исследования закономерностей формирования доз облучения населения. Авария на Чернобыльской АЭС обеспечила уникальную возможность для изучения закономерностей формирования доз облучения населения, выявления основных факторов, оказывающих влияние на формирование дозы облучения (Ильин Л.А., 2001; Конопля Е.Ф., 2006; Бархударов P.M., 2009).
Степень разработанности темы исследования. Существующие методы оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения населения, основанные на определении коэффициентов перехода по звеньям трофической цепи: почва —> растение —> организм животных —> человек (Н. Muller, G. Prohl, 1993; Лихтарёв И.A., Jacob Р., 1995), также как и методы, в основе которых экспериментально полученные данные, характеризующие радиационную обстановку (Балонов М.И., Лихтарёв И.А., Скрябин A.M., Миненко В.Ф., 1991, 1992, 1994, 1998, 2000), имеют ряд существенных недостатков. При отборе
проб молока и картофеля для оценки дозы внутреннего облучения не учитывают возможность проведения защитных мероприятий. Полученные эмпирически параметры основных дозообразующих факторов имеют большой разброс, поскольку усредняют широкий спектр условий, встречающихся в реальной жизни; модельные оценки в несколько раз превышают фактические значения доз внутреннего облучения, рассчитанные по результатам определения содержания радионуклидов цезия в организме человека на спектрометрах излучения человека (СИЧ), в отдельных случаях они занижены. Эти недостатки моделей увеличивают уровень консерватизма оценки дозы внутреннего облучения. В связи с этим актуальным является разработка нового, более совершенного метода оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения, базирующегося на данных СИЧ-измерений, и, помимо прямых, косвенных факторах формирования дозы внутреннего облучения.
Существующие методы оценки индивидуализированных накопленных с момента аварии доз облучения, основанные на радиоэкологическом моделировании (Миненко В.Ф., 1993, 1996; Балонов М.И., 1996; Брук Г.Я., 2005, 2007), сверхконсервативны: в лучшем случае они дают среднегрупповые (средневозрастные) дозы облучения. Эти методы никак не соответствует поставленной задачи индивидуализации доз и не могут быть применимы для реконструкции индивидуальных накопленных доз.
Всё выше изложенное определяет актуальность разработки более совершенного метода оценки средних годовых доз облучения и адекватного методического подхода оценки индивидуализированных накопленных с момента аварии доз облучения в отдалённом периоде после аварии на ЧАЭС.
Это определило выбор цели и задач настоящего исследования.
Цель исследования: выявить закономерности формирования доз внутреннего облучения у населения, подвергшегося радиационному воздействию в результате крупномасштабной радиационной аварии на Чернобыльской АЭС, и на их основе обосновать и апробировать методы оценки доз облучения у населения в отдалённом периоде после радиационной аварии с учётом прямых и косвенных факторов, влияющих на формирование доз облучения.
Задачи исследования:
-
Изучить основные закономерности формирования доз внутреннего облучения у жителей сельских населённых пунктов в отдалённом периоде после чернобыльской аварии;
-
Выявить социально-демографические и социально-поведенческие особенности структуры сельского социума, оказывающие влияние на формирование дозы внутреннего облучения в отдалённом периоде крупной радиационной аварии, методом многофакторного анализа;
-
Выявить и статистически подтвердить устойчивость во времени относительных индивидуальных и семейных доз внутреннего облучения;
-
Обосновать методологический подход оценки индивидуализированных накопленных доз внутреннего облучения на основании установленных закономерностей формирования доз облучения;
-
Разработать и внедрить в практику обеспечения радиационной безопасности населения метод оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения жителей населённых пунктов, расположенных в зонах радиоактивного загрязнения, базирующийся на экстраполяции данных СИЧ-измерений, с учётом прямых и косвенных факторов формирования дозы;
-
Оценить экономическую эффективность использования разработанного метода оценки СГЭД при создании Каталога доз облучения жителей населённых пунктов Беларуси для целей зонирования;
-
Обосновать подход к разработке гигиенического норматива - допустимого уровня содержания цезия-137 в продукции, производимой на загрязнённой территории, для обеспечения безопасности жизнедеятельности основных пользователей продукции - жителей этих территорий;
-
Оценить уровни и структуру эффективной дозы облучения населения от основных источников ионизирующего излучения, включая природные, медицинские рентгенодиагностические исследования и чернобыльское загрязнение.
Научная новизна. Выявлены и включены в моделирование факторы, влияющие на формирование дозы внутреннего облучения отдельных лиц и семей: число членов семьи и количество детей, средние возраст, образование и профессиональная ориентация семьи; образование, профессия и пол главы семьи, которые в большей степени влияют на формирование дозы облучения.
Впервые установлен факт устойчивости во времени относительных доз внутреннего облучения у лиц и членов семьи сельского НП. Это позволило обосновать методологический подход реконструкции накопленных с момента аварии доз внутреннего облучения лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате катастрофы на ЧАЭС.
Впервые разработан метод оценки СГЭД внутреннего облучения, в основу которого положены результаты СИЧ-измерений, являющиеся интегральным показателем поступившего в организм человека с пищевыми продуктами Cs. Метод основан на классификации сельских НП Республики Беларусь по региональным особенностям почв, обуславливающим поступление Cs в продукты питания местного производства. Впервые учтены косвенные факторы формирования дозы: численность жителей и наличие леса в ареале НП. Для каждого региона получены регрессионные зависимости дозы внутреннего облучения, рассчитанной по результатам СИЧ-измерений, от плотности загрязнения территории.
Впервые разработан метод оценки ошибки суммарной СГЭД облучения, которая определяется ошибкой средней дозы внешнего облучения, т.е. параметрами её распределения, верхняя граница которой составляет 50%.
Предложен подход к установлению допустимого уровня содержания радионуклидов в продукции, производимой на загрязнённой территории, для ос-
новных потребителей этой продукции - жителей этих территорий. В его основу положен принцип квотирования дозы, заключающийся в том, что, дополнительная доза облучения за счёт потребления продукции составит не более чем 50% от СГЭД облучения жителей населённого пункта,
Оценены уровни и структура эффективных доз облучения населения трёх наиболее загрязнённых областей от основных источников ионизирующего излучения: природных, медицинской рентгенодиагностики и чернобыльского загрязнения.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость заключается в развитии методологии оценок доз облучения населения. Результаты выполненных исследований расширяют представление о закономерностях формирования доз облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязнённых территориях, о структуре дозы облучения населения от основных источников ионизирующего излучения.
Теоретически обоснованный принцип квотирования дозы для потребителей продукции, производимой на загрязнённой территории (жителей этих территорий), может быть использован при разработке гигиенических нормативов допустимых уровней содержания радионуклидов в производимой на загрязнённой территории продукции.
Практическую значимость имеет установленная устойчивость во времени относительной дозы внутреннего облучения лиц и семей сельского НП, на основании которой были рассчитаны индивидуализированные накопленные с момента аварии дозы внутреннего облучения у включённых в Государственный регистр лиц, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на ЧАЭС.
На основе разработанного метода оценки СГЭД создан "Каталог СГЭД облучения жителей НП Республики Беларусь", который наряду с плотностью загрязнения использован при подготовке постановления Совета Министров РБ № 132 "Об утверждении перечня населённых пунктов и объектов, находящихся в зонах радиоактивного загрязнения", принятого 01.02.2010. Экономическая эффективность использования метода оценки СГЭД составила 280 000 долларов США на текущие 5 лет в ценах 2009 года.
Практический интерес представляет обоснованная квота дополнительной дозы облучения потребителей продукции, производимой на загрязнённой территории, которая составляет не более 50% средней годовой эффективной дозы внешнего и внутреннего облучения, и тем самым позволит обеспечить безопасность жизнедеятельности жителей загрязнённых территорий.
Важное практическое значение имеет разработанная методология оценки дозы облучения населения от основных источников ионизирующего излучения (ИЛИ): природных, медицинских рентгенодиагностических исследований и чернобыльского загрязнения.
Полученные результаты исследования являются основанием для обеспечения органами управления дифференцированного подхода к планированию мер радиационной безопасности, базирующегося на учете не только уровня за-
грязнения территории, но и факторов нерадиационной природы в случае крупного радиационного инцидента.
Практической значимостью характеризуются рекомендации по профессиональной подготовке врачей медицинских ВУЗов и органам управления, ответственных за организацию радиационной безопасности населения, подвергшегося радиационному воздействию в результате крупной радиационной аварии.
Методология и методы исследования. В работе использованы общепринятые в дозиметрических исследованиях методы: инструментальные: опре-деление содержания Cs в организме человека на спектрометрах излучения человека (СИЧ), индивидуальный дозиметрический контроль методом термолюминесцентной дозиметрии (ТЛД), а также анкетирование; адекватные методы прикладной статистики: дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализ, много факторный кластерный анализ.
Положения, выносимые на защиту:
-
В формировании дозы внутреннего облучения в сельских населённых пунктах помимо прямых факторов формирования дозы существенную роль играют социально-демографические и социально-обусловленные характеристики структуры сельского микросоциума: количество членов семьи, количество детей в семье, возраст, образование, профессиональная ориентация семьи. При этом образование, профессия, тендерные характеристики главы семьи в большей степени влияют на формирование дозы облучения. Они определяют уровень потребления пищевых продуктов леса, обусловленный их доступностью.
-
Вариабельность индивидуальных доз внутреннего облучения в конкретном населённом пункте обусловлена распределением устойчивых во времени социально-поведенческих стереотипов, что проявляется в постоянстве относительных индивидуальных и семейных доз. Устойчивость во времени относительных индивидуальных и семейных доз внутреннего облучения в сельском социуме является методологической основой реконструкции индивидуализированных доз внутреннего облучения лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате катастрофы на ЧАЭС.
-
Метод оценки средней годовой эффективной дозы внутреннего облучения основан на классификации населённых пунктов по региональным миграционным особенностям почв и косвенных факторах формирования дозы: численность жителей и площадь леса вокруг населённого пункта, и регрессионной зависимости средней в критической группе дозы внутреннего облучения, рассчитанной по результатам СИЧ-измерений, от плотности загрязнения территории населённого пункта в каждом классе.
-
Для обеспечения безопасности жизнедеятельности основных пользователей продукции, производимой на загрязнённой радионуклидами территории: жителей этой территории, при установлении допустимых уровней содержания радионуклидов следует исходить из условия приемлемости дополнительной дозы, добавка которой к средней дозе облучения жителей соответствующего НП не вызовет превышение верхней границы её ошибки, т.е. 50%.
5. Эффективная доза облучения населения трёх наиболее загрязнённых областей от основных источников ионизирующего излучения: природных, медицинской рентгенодиагностики и чернобыльского загрязнения, в среднем 3,5 -4,0 мЗв/год. Основной вклад в дозу облучения населения вносят природные источники ионизирующего излучения и медицинские рентгенодиагностические исследования. Вклад чернобыльского компонента составляет в среднем 1-5%. В наиболее загрязнённых чернобыльскими радионуклидами районах Гомельской области вклад чернобыльского компонента достигает 30%.
Степень достоверности и апробация результатов исследования. Степень достоверности полученных результатов проведенных исследований определяется достаточным объемом репрезентативных выборок жителей и населённых пунктов, достаточным количеством проведенных СИЧ-измерений и результатов анкетирования с использованием общепринятых в дозиметрических исследованиях современных инструментальных методов исследования и подтверждена адекватными методами прикладной статистики. Методы статистического анализа полученных результатов адекватны поставленным задачам. Это обеспечивает обоснованность, надёжность результатов, достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, объективность рекомендаций, а также статистическую открытость полученных результатов.
Основные результаты работы доложены и обсуждены на 31 конференции: VI и VII Международных конференциях "Экология человека в постчернобыльский период"(Минск, 1999, 2004); IV Съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2001); Международных симпозиумах "Актуальные проблемы дозиметрии" (Минск, 1999, 2001, 2005, 2007); Международной конференции молодых учёных "Лес, наука, молодёжь" (Гомель, 1999); Международной конференции "Радиоактивность при ядерных взрывах" (Москва, 2000); Конференции, посвященной 10-летию ГГМИ (Гомель, 2000); Международной конференции 15 лет Чернобыля (Гомель, 2001); Международной конференции РАТОН "Высокие технологии в медицине": "Трансфер технологии в свободных экономических зонах. Тенденции. Теория и практика" (Гомель, 2002); Международной научно-практической конференции "Преодоление последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС: состояние и перспективы" (Гомель, 2004); Международной конференции "Чернобыль 20 лет спустя. Стратегия восстановления и устойчивого развития пострадавших регионов" (Минск-Гомель, 2006); Международной научно-практической конференции "Чернобыльские чтения" (Гомель, 2007, 2008, 2009, 2010, 2012); Международной научной конференции, приуроченной к 80-летию Национальной академии наук Беларуси "Радиация и экосистемы" (Гомель, 2008); Международной научно-практической конференции "Гигиенические аспекты обеспечения радиационной безопасности населения на территориях с повышенным уровнем радиа-ции"(Санкт-Петербург, 2008); Международной научно-практической конференции "Me дико-биологические последствия Чернобыльской катастрофы" (Гомель, 2009); Международной научной конференции "Сахаровские чтения: экологические проблемы XXI века", (Минск, 2010, 2011, 2012); Третьем евро-
пейском конгрессе Международной ассоциации по радиационной защите (Third European IRPA Congress) (Хельсинки, 2010); Международной научной конференции "Радиация и Чернобыль: наука и практика" (Гомель, 2011); Международной научно-практической конференции "Обобщение 25-летнего опыта ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Совершенствование аварийного реагирования" (Санкт-Петербург, 2011); Международной конференции "Чернобыль: опыт международного сотрудничества при ликвидации последствий аварии" (Обнинск, 2011); Республиканской научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицины" и 21-й итоговой сессии Гомельского государственного медицинского университета (Гомель, 2012); Международной научно-практической конференции "Актуальные вопросы радиационной гигие-ны"(Санкт-Петербург, 2012).
Результаты внедрены в практическую деятельность ГУ "РНГЩ РМ и ЭЧ", в учебный процесс в виде лекционного материала в УО "Гомельский государственный медицинский университет" на кафедре общей гигиены, радиационной медицины и экологии и на кафедре медицинской и биологической физики; УО "Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины" на кафедре физиологии человека и животных, УО "Белорусский государственный медицинский университет» на кафедре радиационной медицины и экологии, ГУО "Белорусская медицинская академия последипломного образовании" на кафедре гигиены и медицинской экологии.
Личный вклад автора. Диссертация представляет собой самостоятельно выполненное исследование, подготовленное на основе изучения широкого круга научных источников и глубокого анализа материала. Автор являлся научным руководителем 9 НИР, в рамках которых проводились исследования, непосредственно принимал участие в проведении инструментальных исследований, включающих измерения содержания радионуклидов цезия в организме человека (СИЧ-измерения); анкетировании лиц, обследованных на СИЧ, идентификации семей в населённых пунктах по похозяйственным книгам сельсоветов; создал электронные базы данных, включающие радиоэкологические, инструментальные, дозиметрические, социологические данные.
Постановка задачи, выбор методических подходов к исследованию, организация и проведение экспериментальной части работы, статистическая обработка и анализ эмпирических данных, интерпретация полученных результатов, все теоретические разработки выполнены лично автором; основные положения, выводы и практические рекомендации сформулированы лично автором.
Результаты, представленные в диссертации, получены автором в лаборатории радиационной гигиены и оценки доз Гомельского филиала НИКИ радиационной медицины и эндокринологии, в лаборатории радиационной защиты ГУ "РНПЦ РМ и ЭЧ", а также в ЦНИЛ УО "Гомельский государственный медицинский университет" совместно с сотрудниками лабораторий, которым автор выражает искреннюю признательность за содействие в выполнении работы.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 102 научных работы: 9 статей в рецензируемых научных журналах и изданиях РФ для опубликования основных научных результатов диссертаций и 18 статей в научных изданиях РБ для опубликования результатов диссертационных исследований, 9 научно-методических изданий, 7 информационных ресурсов и компьютерных программ, 59 статей, докладов и тезисов докладов в сборниках научных трудов и материалах конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, включая аналитический обзор литературы, материалы и методы исследования, и 4х глав собственных исследований и обсуждения полученных результатов; заключения с основными научными результатами диссертации и рекомендациями по практическому использованию результатов, библиографического списка, 7 приложений. Текст диссертации изложен на 367 страницах компьютерного текста, содержит 72 таблицы, 30 рисунков, 33 формулы. Библиографический список состоит из 203 работ.
Похожие диссертации на Оценка доз облучения населения в отдалённом периоде после чернобыльской аварии
