Анализ и оценка результатов долговременного дозиметрического обследования с использованием СИЧ жителей загрязненных территорий Брянской и Калужской областей

Систематические измерения содержания 137Cs и 134Cs в организме жителей Брянской и Калужской областей с использованием неэнергоселективных мониторов и спектрометров излучения человека проводили, начиная с мая 1986 г. Массовые обследования проводили в районах с наибольшим загрязнением: Новозыбковский, Злынковский, Красногорский, Гордеевский (Брянская область) и Жиздринский, Ульяновский, Хвастовичский (Калужская область) специалистами местных санэпидстанций и органов здравоохранения при участии ведущих НИИ страны и специалистов МРНЦ РАМН, а также (в 1991 г.) в рамках российско-германской измерительной программы [1-3].

Целью работ являлось получение первичных данных для оценки индивидуальных и средних эффективных доз внутреннего облучения всего тела для дозиметрической поддержки принятия решений о медико-профилактических, социальных и реабилитационных мерах, направленных на уменьшение последствий аварии на Чернобыльской АЭС [2], а также для верификации расчетных доз облучения всего тела, основанных на радиоэкологической модели и данных

индивидуальных дозиметрических расследований. В настоящей статье представлены основные результаты оценок эффективных доз внутреннего облучения всего тела, основанные на ограниченной выборке наиболее достоверных данных.

Методы и материалы исследования

В Брянской области первоначально использовали полевой спектрометр Robotron RFT-20046 (Германия) с детекторами NaI(Tl) 40 x 40 мм и 63 x 63 мм. С 1990 г. применяли транспортабельный спектрометр с теневой защитой ИБФ МЗ СССР. В 1988-1991 гг. измерения проводились в меньшем объеме по сравнению с 1986-1987 гг. В начале 1990-х и в последующие годы в Брянской области применяли установленные в некоторых больницах спектрометры всего тела типа «кресло со свинцовой защитой» (детектор NaI(Tl) 63 x 63 мм со свинцовой защитой).

В Калужской области на начальном этапе работы в 1986 г. в качестве основного измерительного средства использовали радиометр СРП-68-01 [3]. В 1987-1990 гг. использовали энергоселективный прибор ГТРМ-01-Ц (оба типа приборов оснащены сцинтилляционными NaI(Tl) детекторами) [3]. В последующие годы, как и в Брянской области, стали использовать установки типа «кресло со свинцовой защитой» с детектором NaI(Tl ) 63 x 63 мм.

С начала 1990-х годов в обеих областях работала передвижная спектрометрическая лаборатория МРНЦ РАМН с четырьмя спектрометрами типа «кресло с защитой» с NaI(Tl) детекторами 76,2 x 76,2 мм со свинцовыми коллиматорами с широкой конусной апертурой (система «Джемини-Мастер-1500» с многоканальным анализатором фирмы CANBERRA, Франция [3]). В 1991 г. массовые измерения проводили в рамках российско-германской программы с использованием как передвижных спектрометров с NaI(Tl) детекторами, так и не энергоселективных передвижных мониторов (пластиковые детекторы) [3].

В период применения приборов Robotron RFT-20046, СРП-68-01, ГТРМ-01-Ц в Брянской и Калужской областях измерения проводили в каменных или бетонных помещениях с целью уменьшения внешнего у -излучения. Для достижения наибольшей чувствительности измерений [3] детектор размещался со стороны спины пациента или же на коленях сидящего человека вплотную к области живота. Пациент сгибался над детектором.

Особое внимание уделяли калибровке полевых измерений. Первоначально использовали калибровку с помощью антропоморфных фантомов, верифицированных на добровольцах с массой тела от 48 до 86 кг, одноразово принявших перорально метрологически аттестованную «чернобыльскую смесь» 137Cs и 134Сs (6 добровольцев в Брянской области и один – в Калужской области) [3]. Для части обследованных проводили параллельные измерения на стационарном спектрометре МРНЦ РАМН типа «мультидетекторная постель» с защитой в виде стальной комнаты, изготовленной из металла «доатомной эпохи».

Все использованные на этом этапе методики (включая калибровку с добровольцами) были одобрены специальной комиссией МЗ СССР [3]. Лаборатория медико-экологической дозиметрии и радиационной безопасности МРНЦ РАМН, ответственная за проведение калибровки, прошла сертификацию всех измерительных методик и была аккредитована как измерительная лаборатория при Госстандарте России [3].

Спектрометры излучения человека в Калужской и Брянской областях в начале 1990-х годов прошли калибровку с помощью сертифицированного возрастозависимого тканеэквивалентного антропоморфного фантома, имитирующего внутреннее облучение стандартными распределенными по объему фантома источниками 137Cs. Калибровку стационарных и передвижных спектрометров (лаборатория «Джемини-Мастер-1500», Франция) проводили и на местах измерений для учета влияния местного радиационного фона.

В статье приведены результаты анализа только тех измерений, которые признаны достоверными в плане документирования и в отношении калибровочных процедур.

В таблице 1 приведены данные о числе измерений в наиболее загрязненных районах Брянской области в 1986-1994 гг. Из них 34906 признаны на настоящий момент достоверными. Они были выполнены в населенных пунктах области с плотностью загрязнения почвы по 137Cs равной или более 62 кБк/м2 (на 1986 г.). Максимальная плотность составляла около 4300 кБк/м2 – в деревне Заборье Красногорского района [1]. В среднем в этих районах Брянской области обследованиями было охвачено 139 населенных пунктов (включая районные центры) с общей численностью населения около 99 тысяч человек.

Таблица 1

Число достоверных измерений в наиболее загрязненных районах Брянской области в разные годы после аварии на Чернобыльской АЭС

Районы	Число измерений
	1986 г. 1	1987 г. 1	1988 г. 1	1989 г. 1	1990 г. 1	1991 г. 1	1993 г. 1	1994 г.
Гордеевский	476	431	122	86	94	9177	3620	1525
Новозыбковский/	7444	5325	906	713	635	418	321	287
Злынковский *) Красногорский	1944	176	78	87	56	386	278	321
Всего	9864	5932	1106	886	785	9981	4219	2133

*) Эти районы на момент аварии были административно объединены.

В Калужской области всего в 1986-1994 гг. в трех наиболее загрязненных районах было проведено 64131 признанных на настоящий момент достоверными индивидуальных измерений в различных населенных пунктах области с плотностью загрязнения почвы по 137Cs равной или более 37 кБк/м2 в расчете на 1986 г. Максимальная плотность загрязнения почвы по 137Cs составляла 453 кБк/м2 [1]. В среднем ежегодно обследовали 122 населенных пункта (включая районные центры) в трех районах Калужской области с общей численностью населения около 44 тысяч человек.

В последующие годы по мере уменьшения активности радионуклидов за счет естественного физического распада программа мониторинга была ограничена выборочными измерениями в наиболее загрязненных районах: Новозыбковский, Злынковский, Красногорский, Гордеевский (Брянская область); Жиздринский, Ульяновский, Хвастовичский (Калужская область).

В отдельные периоды массовых измерений проводили индивидуальные опросы обследуемых [4-10] о суточном потреблении молока и его источнике (корова в личном хозяйстве, рынок, торговая сеть), дате прекращения или ограничения потребления молока местного производства, дате начала пастбищного выпаса коров, датах и длительности нахождения на загрязненных территориях, а также датах отъездов обследуемых лиц с загрязненных территорий.

Все результаты вносили в компьютерную базу данных. Эту информацию использовали для расчета индивидуальных эффективных доз внутреннего облучения всего тела и для анализа закономерностей дозоформирования в зависимости от профессиональных и поведенческих характеристик обследуемых, количества и состава потребляемых ими продуктов питания.

Индивидуальные годовые и средние дозы внутреннего облучения всего тела рассчитывали с помощью модели, учитывающей результаты измерений активности 137Cs и 134Cs, массу тела и возраст пациента, дату измерения, характеристики пребывания на загрязненной территории, особенности потребления продуктов питания, динамику изменения активности в почве, продуктах питания и организме человека [4, 11-16].

Результаты и обсуждение

Ежегодно результаты индивидуального дозиметрического обследования передавали в персонифицированном виде в областные отделы здравоохранения для занесения на областные уровни медико-дозиметрического регистра населения [3, 11]. В 1994-1995 гг. информация была предоставлена в обобщенном (не персонифицированном) виде специалистам ВОЗ в рамках международной программы «Айфека» (IPHECA) [3]. В 2002 г. полученные материалы были обобщены для определения стратегии и тактики дальнейших действий по преодолению долговременных последствий аварии на Чернобыльской АЭС [4]. Для информирования административных органов результаты анализа ситуации в Калужской области были опубликованы на областном, всероссийском и международном уровнях [2, 5, 7, 9, 15], а также представлены в виде отчетов для Министерства здравоохранения СССР и Министерства здравоохранения РФ.

Одним из важных результатов, полученных при индивидуальном мониторинге доз внутреннего облучения населения загрязненных территорий Калужской и Брянской областей, явился вывод о большом их разбросе. При этом выявляется длинный несимметричный «хвост» статистического распределения в области доз, превышающих средние и медианные значения (см. рис. 1 а-г). Это указывает на наличие групп населения с дозами облучения, которые значительно превышают средние величины, что требует целенаправленного изучения факторов, влияющих на формирование повышенных доз облучения. Такой анализ может быть проведен, если параллельно со спектрометрическими измерениями использовать и данные индивидуального опроса [14].

Аналогичная картина наблюдается и в распределении эффективной накопленной дозы внутреннего облучения за длительный период после аварии. Например, см. данные для жителей д. Заборье Красногорского района Брянской области (рис. 2). В этом населенном пункте плотность загрязнения почвы 137Cs составляет около 4300 кБк/м2 в расчете на 1986 год [1]. Чис- ло обследованных жителей – 42. Средняя доза равна 97 мЗв, медиана – 63 мЗв. Расчет дозы внутреннего облучения проводился по результатам спектрометрических измерений и данным индивидуального опроса [5, 6].

Рис . 1. Пример статистического распределения величин индивидуальных годовых доз внутреннего облучения.

Ось ординат – число лиц в различных интервалах величин индивидуальных доз D j (ось абсцисс).

а) Обследованные дети и подростки (в возрасте до 16 лет включительно) Хвастовичского района Калужской области (данные 1986 года). Количество обследованных – 2807, средняя доза – 0,33 мЗв, медиана – 0,17 мЗв; б) Обследованные лица всех возрастов Гордеевского района Брянской области (данные 1986 года). Количество обследованных – 476, средняя доза – 4,4 мЗв, медиана – 2,8 мЗв; в) Обследованные лица всех возрастов в Новозыбковском и Злынковском районах Брянской области (данные 1986 года). Количество обследованных – 7444, средняя доза – 3,8 мЗв, медиана – 1,7 мЗв; г) Обследованные лица всех возрастов в Красногорском районе Брянской области (данные 1986 года). Количество обследованных – 1944, средняя доза – 4,2 мЗв, медиана – 2,2 мЗв.

Статистическое распределение значений дозы близко к логнормальному и, как показали дальнейшие исследования [12-16], характерно также и для распределения индивидуальных доз внутреннего и внешнего облучения щитовидной железы, красного костного мозга и молочной железы в ситуациях крупномасштабного радиоактивного загрязнения в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Рис . 2. Статистическое распределение величин эффективных накопленных доз внутреннего облучения всего тела за период с 1986 по 2000 гг. у жителей д. Заборье, Красногорского района Брянской области.

Число обследованных лиц – 42, средняя доза – 97 мЗв, медиана – 63 мЗв; ось ординат – число лиц в различных интервалах величин индивидуальных доз D j (ось абсцисс).

Таким образом, при относительно низких средних или медианных дозах у населения даже в пределах одного населенного пункта, имеются группы лиц со значительно более высокой индивидуальной дозой. Именно они образуют группы повышенного радиационного риска и именно на них необходимо прежде всего обращать внимание при проведении лечебнопрофилактических, защитных и реабилитационных мероприятий. Этот результат следует учитывать не только при анализе последствий аварии на Чернобыльской АЭС, но и при подготовке планов мероприятий по предотвращению последствий возможных крупномасштабных радиационных инцидентов в будущем.

Выявление групп лиц с повышенными дозами облучения является важным по трем причинам: на эти группы должно быть обращено внимание при оценке состояния здоровья и роли радиационного фактора; эти группы должны быть объектом адресных защитных мероприятий по снижению облучения; кроме того, выявление закономерностей формирования повышенных доз облучения у этих групп населения позволит выработать критерии первоочередного реагирования в случаях возможных в будущем радиационных аварий.

Одной из важных характеристик облучения населения является доза, накопленная за длительный период нахождения на загрязненной территории. Динамика накопления дозы внутреннего облучения, а также ее величина определяются экологическими и социальноэкономическими факторами, такими как радиоактивное загрязнение местности, дата и длительность радиоактивных выпадений, тип радиоактивных выпадений (с дождями или в сухом виде), тип населенного пункта, тип почвы, климатические условия, урожайность и темпы роста травяной растительности и сельскохозяйственных злаков/плодов, принятие общих и индивидуальных защитных мер (внесение в почву специальных препаратов, ограничивающих поступление радиоактивных веществ в травяную растительность и сельскохозяйственные злаки/плоды, прекращение или ограничение потребления загрязненных продуктов питания), фактическое выполнение этих мер населением и административными органами, рацион питания и источники этих продуктов, индивидуальные уровни потребления населением загрязненных продуктов питания, даты отъезда и приезда на загрязненную территорию, длительность таких отъездов и т.д. Все эти параметры учитываются радиоэкологическими моделями, используемыми при расчетах доз внутреннего облучения [5-9].

Рис. 3 иллюстрирует изменение со временем средней годовой дозы внутреннего облучения всего тела после аварии (по данным спектрометрических измерений в Гордеевском районе Брянской области).

На рис. 4 представлена динамика накопления эффективной дозы внутреннего облучения в Гордеевском районе Брянской области в зависимости от времени после аварии.

Рис . 3. Величины средних годовых эффективных доз внутреннего облучения всего тела в зависимости от времени после аварии.

D – годовая эффективная доза внутреннего облучения всего тела, мЗв (Гордеевский район Брянской области, все возрастные группы). По оси ординат – годы после аварии.

1 2 3 4 5 6 7 8

Годы после аварии

Рис . 4. Величина эффективной накопленной дозы внутреннего облучения всего тела в зависимости от времени после аварии (по данным измерений СИЧ в Гордеевском районе Брянской области, все возрастные группы).

D – величина эффективной накопленной дозы, мЗв. По оси абсцисс – годы после аварии.

Как видно на рис. 3, 4, к восьмому году после аварии накопление дозы внутреннего облучения существенно замедляется. Такая же тенденция установлена и для остальных обследованных загрязненных районов Брянской и Калужской областей. Можно заключить, что накопление большей части дозы внутреннего облучения завершается за 8-10 лет, причем первый год после аварии (1986-1987 гг.) является определяющим для общей накопленной дозы. Доза внутреннего облучения за первый год может составлять от 40-50 до 75-80 % от накопленной дозы за прошедшие после аварии 8-10 лет в зависимости от указанных выше экологических и социально-экономических факторов.

Средняя накопленная за период с 1986 по 1994 гг. эффективная доза внутреннего облучения для жителей Жиздринского, Ульяновского и Хвастовичского районов Калужской области составила 1,50, 1,53 и 1,84 мЗв соответственно. Для жителей Гордеевского, Новозыбковско-го/Злынковского и Красногорского районов Брянской области такая доза равна 9,90, 7,40 и 9,60 мЗв соответственно.

При усреднении учитывались индивидуальные измерения содержания 137Cs и 134Cs организме обследуемых в различных возрастных группах, а также реальная возрастная структура и численность населения районов.

Заключение

Средние накопленные эффективные дозы внутреннего облучения всего тела за период с 1986 по 1994 гг. в исследованных районах относительно невелики и составляют, соответственно, 9,90, 7,40 и 9,60 мЗв для жителей Гордеевского, Новозыбковского/Злынковского, Красногорского районов Брянской области и 1,50, 1,53 и 1,84 мЗв для жителей Жиздринского, Ульяновского и Хвастовичского районов Калужской области.

При относительно низких средних или медианных дозах у населения даже в пределах одного населенного пункта, имеются группы лиц со значительно более высокой индивидуальной дозой. Именно они образуют группы повышенного радиационного риска и именно на них необходимо прежде всего обращать внимание при проведении лечебно-профилактических, защитных и реабилитационных мероприятий. Этот вывод следует учитывать не только при анализе последствий аварии на Чернобыльской АЭС, но и при подготовке планов мероприятий по предотвращению последствий возможных крупномасштабных радиационных инцидентов в будущем.