Оценка ущерба от радиологических и экологических факторов канцерогенного риска: современные международные технологии

Автор: Иванов В.К., Чекин С.Ю., Адамов Е.О., Меняйло А.Н., Карпенко С.В., Пряхин Е.А., Кащеева П.В., Соломатин В.М.

Журнал: Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра) @radiation-and-risk

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 2 т.34, 2025 года.

Бесплатный доступ

Приоритетной задачей, сформулированной в Основах государственной политики РФ в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности, является снижение риска отдалённых последствий техногенного радиационного облучения для здоровья человека. При достигнутом в настоящее время уровне радиационной безопасности в России радиационные риски для здоровья населения и персонала становятся меньше, чем риски для здоровья от существующих нерадиационных факторов риска, связанных с техногенными загрязнениями окружающей среды. В настоящее время для радиационных факторов воздействия базовыми метриками риска являются радиологический ущерб (РАУ) и радиационно-обусловленное уменьшение продолжительности жизни (или здоровой жизни) YLL (от англ. Years of Life Lost), используемые Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ). Для оценки ущерба здоровью человека от воздействия различных нерадиационных факторов риска Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует использовать обусловленный показатель бремени болезней DALY (от англ. Disability Adjusted Life Years), выражающий избыточные потери лет активной жизни человека, обусловленные действующими факторами. При совместной оценке или сравнении ущерба здоровью человека от радиационных и нерадиационных факторов канцерогенного риска, для этих двух факторов должны рассчитываться обе метрики ущерба - РАУ и DALY. В данной статье такие методы расчёта разработаны с учётом современных международных рекомендаций. В качестве практического примера расчётов показано, что канцерогенные радиационные риски населения от годовых выбросов реакторной установки БРЕСТ-ОД-300 не превышают величину пренебрежимо малого радиационного риска 10-6, а канцерогенный риск населения от существующих нерадиационных загрязнений окружающей среды в 8 раз больше (до 8´10-6). В последние три года МКРЗ поднимает вопрос о необходимости конвергенции метрик РАУ и DALY для решения задач радиационной защиты человека. Данное исследование показывает, что существующие методы расчёта РАУ и DALY устойчивы по отношению к исходным эпидемиологическим данным и хорошо переносятся с референтных международных популяций, используемых МКРЗ и ВОЗ, на российские когорты и популяции. Дальнейшие исследования необходимы для более полной локализации методов расчёта РАУ и DALY в российских условиях или для применения их к популяциям других стран.

Еще

Канцерогенный риск, радиационные факторы риска, нерадиационные факторы риска, радиологический ущерб, нерадиологический ущерб, обусловленные потери лет жизни, тяжесть болезни, скорректированные на инвалидность потери лет жизни (daly), радиобиология, здравоохранение

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/170209563

IDR: 170209563   |   УДК: 504.054+614.876   |   DOI: 10.21870/0131-3878-2025-34-2-5-20

Текст научной статьи Оценка ущерба от радиологических и экологических факторов канцерогенного риска: современные международные технологии

В Указе Президента Российской Федерации от 13 октября 2018 г. № 585 «Об утверждении Основ государственной политики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу» подчёркивается, что «защи-

Иванов В.К. – науч. рук. НРЭР, гл. радиоэколог ПН «Прорыв», Председатель РНКРЗ, чл.-корр. РАН, д.т.н., проф.; Чекин С.Ю.* – зав. лаб.; Меняйло А.Н. – вед. науч. сотр., к.б.н.; Карпенко С.В. – инженер; Пряхин Е.А. – науч. сотр.; Кащеева П.В. – ст. науч. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Адамов Е.О. – науч. рук. ПН «Прорыв», д.т.н., проф.; Соломатин В.М. – нач. отд. гл. радиоэколога, к.б.н. АО «Прорыв».

та в соответствии с принципом приемлемого риска …, снижение риска отдалённых последствий техногенного радиационного облучения для здоровья человека» отнесены к приоритетным задачам.

В количественном виде последствия радиационного облучения для здоровья человека выражают различные метрики радиационного риска, рекомендованные Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) [1, 2], Научным комитетом ООН по атомной радиации (НКДАР ООН) [3], Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) [4], японским Фондом исследования радиационных эффектов [5] и Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) [6].

При достигнутом в настоящее время уровне радиационной безопасности в России радиационные риски для здоровья населения и персонала существенно меньше, чем риски для здоровья от основных нерадиационных факторов риска, связанных с техногенными загрязнениями окружающей среды.

Наиболее тяжёлые отдалённые последствия для здоровья человека связаны с канцерогенными рисками, которые могут быть обусловлены не только техногенным радиационным облучением, но и техногенными загрязнениями окружающей среды вредными химическими веществами. Ущерб здоровью человека от воздействия канцерогенных факторов может реализовываться в течение всей жизни человека после воздействия, поэтому основными метриками канцерогенного риска являются пожизненные метрики.

В настоящее время для радиационных факторов воздействия базовыми метриками риска являются пожизненный атрибутивный риск (заболеваемости или смертности) LAR (от англ. Lifetime Attributable Risk) [1] и радиационно-обусловленное уменьшение продолжительности жизни (или здоровой жизни) YLL (от англ. Years of Life Lost) [3]. Величина LAR характеризует ожидаемое пожизненное число радиационно-обусловленных случаев злокачественных новообразований (ЗНО), а величина YLL – радиационно-обусловленное число потерянных лет жизни (или здоровых лет жизни) за счёт избыточных случаев ЗНО в облучённой когорте. На основе этих базовых метрик определяется радиационный (радиологический) ущерб (РАУ) здоровью человека, который суммирует пожизненные атрибутивные риски (LAR) заболеваемости и смертности с весами, выражающими снижение качества жизни из-за серьёзного заболевания, такого как ЗНО, а также учитывает потери времени жизни из-за этого заболевания [1]. Впервые понятие радиационного ущерба было введено МКРЗ в Публикации 22 более 50 лет назад (рис. 1) [7]. Здесь речь идёт не только об оценке риска ЗНО, но и о качестве предстоящей жизни с этим заболеванием. Понятно, что совместное рассмотрение указанных факторов при ограничениях по величине РАУ приведёт к несколько иным ограничениям по дозам облучения, чем ограничения просто по величине LAR смертности или заболеваемости.

В самом общем виде концепция радиационного ущерба была сформулирована в Публикации 22 МКРЗ: «Ущерб населению определяется как математическое понятие ожидаемого ущерба от облучения с учётом не только вероятности развития любого негативного последствия, но также тяжести этих последствий . Так, если Pi - вероятность развития негативного эффекта i, тяжесть которого выражается как весовой коэффициент д,, тогда ущерб G в группе из Рчеловек можно выразить как G=PSpigt».

Рис. 1. Понятие радиологического ущерба по рекомендациям МКРЗ (Публикация 22) [7].

Для оценки ущерба здоровью человека от воздействия различных факторов риска, не только радиационных, ВОЗ рекомендует использовать показатель бремени болезней DALY (от англ. Disability Adjusted Life Years) [8]. Первоначально этот показатель был разработан в течение 1993-1996 гг. по заказу Всемирного банка (рис. 2) [9] и выражает избыточные потери лет активной жизни человека за счёт преждевременной смертности и нетрудоспособности (инвалидности), обусловленные действующим фактором. Так же, как и в случае определения РАУ [1], показатель DALY [8, 9] учитывает обусловленную воздействием вредного фактора избыточную смертность и заболеваемость.

itUS

HCD

•*Wh*m

The DKabilitv Adjusted Life Year (DALY) Definition, Measurement and Potential Ute

Год жизни с поправкой на инвалидность является единственным количественным показателем бремени заболевания, которое отражает общее количество потерянных лет здоровой жизни по всем причинам, будь то из-за преждевременной смертности или от инвалидности в течение определённого периода времени.

Рис. 2. Понятие показателя бремени болезней (DALY) [9].

В 2021 г. МКРЗ одобрила обновлённую методологию расчёта РАУ, и в 2022 г. была издана соответствующая Публикация 152 МКРЗ [10]. Показатель DALY в настоящее время используется ВОЗ для оценки ущерба здоровью человека от нерадиационных факторов риска [11]. Следует отметить, что эти две метрики имеют разную размерность (РАУ – безразмерная величина, DALY – потерянные годы жизни), и используются для разных целей: РАУ – для демонстрации соблюдения норм безопасности, DALY – в процессе оптимизации защиты [12].

Техногенные загрязнения окружающей среды в районе размещения объектов использования ядерной энергии и других радиационно-опасных объектов представлены как радиационными, так и нерадиационными (химическими) загрязнителями. При сравнении ущерба здоровью человека от радиационных и нерадиационных факторов канцерогенного риска, для этих двух факторов должны рассчитываться обе метрики ущерба: РАУ и DALY. Целью данной статьи является описание таких методов расчёта с учётом современных международных рекомендаций.

Материалы и методы

На сегодняшний день оценки пожизненных радиационных рисков проводят на основе математических моделей заболеваемости ЗНО вследствие облучения. Такие модели были предложены различными организациями, но российские Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) [12] основаны на моделях, разработанных МКРЗ. Они основаны в основном на наблюдениях за когортой выживших после атомной бомбардировки в 1945 г. городов Хиросима и Нага- саки (когорта LSS – Life Span Study). Особенностью этих моделей является принятие концепции линейной беспороговой модели, т.е. модели оценки зависимости «доза-эффект», предполагающей, что в диапазоне малых доз риск развития рака, вызванный облучением, прямо пропорционален дозе этого облучения. В Публикации 103 МКРЗ [1] эти модели даны отдельно по локализациям ЗНО и описывают избыточную (по сравнению с фоновой) заболеваемость ЗНО в заданном возрасте в зависимости от дозы облучения, пола и возраста при облучении. МКРЗ даёт два вида моделей – аддитивную и мультипликативную. В первом случае расчёт по модели даёт абсолютный прирост показателя заболеваемости ЗНО за счёт воздействия вредного фактора, а во втором – отношение этого прироста к фоновому показателю. Поэтому для получения избыточного показателя результат расчёта по мультипликативной модели следует умножить на фоновый показатель заболеваемости ЗНО. Избыточный показатель заболеваемости ЗНО в заданном возрасте, связанный с воздействием вредного фактора, в терминологии МКРЗ называется избыточным абсолютным риском EAR (от англ. Excess Absolute Risk). Все пожизненные метрики риска получаются так или иначе из EAR. На русском языке модели МКРЗ уже были в полной мере описаны ранее [13]. В указанной работе за 2018 г. [13] рассматриваются модели, предложенные МКРЗ в Публикации 103 [1], а в качестве пожизненного риска представлена метрика пожизненного атрибутивного риска LAR. Однако, в 2022 г. МКРЗ выпустила новую Публикацию 152 [10], в которой модели из Публикации 103 были актуализированы по новым эпидемиологическим данным. Список различий небольшой:

  • •    уменьшился латентный период для солидных ЗНО с 10 до 5 лет;

  • •    увеличился латентный период для лейкозов с 2 до 5 лет;

  • •    изменена модель заболеваемости ЗНО молочной железы, но только для достигнутого возраста – до 50 лет: EAR увеличился в 2,3 раза;

  • •    изменена модель заболеваемости лейкозами. Ранее эта модель была только аддитивной, теперь используется среднее значение между аддитивной и мультипликативной моделями. При этом сама по себе мультипликативная модель не задаётся, а определяется как отношение аддитивной модели к фоновым показателям заболеваемости лейкозами для когорты LSS и приводится модель для расчёта таких показателей.

Для локализации ЗНО «кости» МКРЗ не приводит модель вычисления EAR. Вместо этого, для РАУ задаётся номинальное значение, равное 7х10-4 на 1 Гр. В данной работе расчёт радиационного риска ЗНО кости для населения России [14] проводился на основе моделей, предложенных в отчёте НКДАР ООН [3], а именно: использовано усреднение между мультипликативной и аддитивной моделями радиационно-обусловленной заболеваемости ЗНО кости. Формула (1) описывает мультипликативную модель, а формула (2) – аддитивную модель.

EAR(a,d) = Гоаб.(5,а) • d2 • 6,90379 • 107 • а-4 ' 472 ,                             (1)

EAR(d) = d2 ■ 9,32940 • 10-6 .                                                (2)

Здесь Л о - показатель фоновой заболеваемости ЗНО кости; s - пол; а - достигнутый возраст; d – доза облучения, Гр.

Для вычисления пожизненных мер радиационного риска используется так называемая функция здорового дожития и/или функция дожития. Функция дожития 5(s,e, а) характеризует вероятность для человека пола s и возраста e дожить до возраста a. Формула для вычисления S представлена ниже.

S(s, e, a) = exp [- Е к-е ^ общ' смерт'^, к)] ,                                        (3)

общ. смерт., где Яо       (s,k) - показатель общей фоновой смертности в год от всех причин для лиц пола s и в возрасте k, a> е. При этом, в возрасте е и ранее функция дожития по определению принимается равной единице, то есть S(s,e,a) = 1 при a < e.

Функция здорового дожития S'(s,c,e,a) характеризует вероятность для человека пола s и возраста e дожить до возраста a и не заболеть при этом ЗНО локализации c .

S’(s,c,e,a) = exp [—Е^^ общ' смерт' (s, к) + A Ba6' (s,k,c) - А «мерт' (s, к, с)] .             (4)

Так же, как и S(s,e,a) , a> e , функция S'(s,c,e,a) = 1 при a < e . Здесь Л о - показатель фоновой заболеваемости или смертности (верхний индекс) для ЗНО заданной локализации c , пола s и возраста k .

Пожизненный атрибутивный риск (LAR) характеризует количество избыточных над фоновым числом раковых заболеваний или смертей, которые могут произойти в течение всей последующей жизни после облучения группы лиц, у которых одинаковы модифицирующие риск факторы (пол, возраст при облучении и др.).

LAR вычисляется путём суммирования годовых рисков (EAR) с весом вероятности здорового дожития (или просто дожития при расчёте рисков смерти) по всем возможным возрастам дожития, начиная от текущего возраста, в котором исследуемое лицо или группа лиц считаются живыми. Формула для вычисления LAR заболеваемости ЗНО (от однократного облучения) представлена ниже.

LAR(s, с, e, d) = E i=<e [S ' (s, с, e, a) EAR(s, c, e, a, d)] ,                             (5)

где s пол; с локализация; e – текущий возраст человека, в котором он жив и одновременно возраст при облучении; d – эквивалентная доза облучения, полученная органом или тканью c ; a – возраст, на который вычисляется годовой риск; S’ – функция здорового дожития.

Метрика пожизненного риска РАУ является модификацией LAR. Ниже представлена формула из Публикации 152 МКРЗ [10], дающая определение РАУ.

РАУ =R-(k + q-(1-k))-l ,                                    (6)

где R – номинальный риск заболеваемости ЗНО заданной локализации. Эта величина определяется через усреднение LAR по полу и возрасту; q – весовой множитель (от 0 до 1), отражающий снижение качества жизни из-за серьёзного заболевания; l – средняя относительная потеря здоровых лет жизни из-за ЗНО; k – доля летальности от ЗНО.

В свою очередь, коэффициент q определяется следующим образом:

Q = Q min + k(1 — Q min )                                                     (7)

Здесь q min – минимальный весовой множитель для не смертельных ЗНО. МКРЗ [1, 10] установила, что для всех локализаций опухолей, кроме рака щитовидной железы и кожи, данный коэффициент принимается равным 0,1. Для щитовидной железы этот коэффициент равен 0,2.

В табл. 1 приведены значения коэффициентов k и l по данным Публикации 152 МКРЗ [10].

Таблица 1

Значения коэффициентов летальности ( k ) и относительной потери времени жизни из-за ЗНО по данным Публикации 152 МКРЗ [10]

Локализация ЗНО

Доля летальности ( k )

Относительная потеря времени жизни из-за ЗНО ( l )

Все ЗНО

1

Пищевод

0,93

0,87

Желудок

0,83

0,88

Толстый кишечник

0,48

0,97

Печень

0,95

0,88

Лёгкие

0,89

0,8

Молочная железа

0,29

1,29

Яичник

0,57

1,12

Мочевой пузырь

0,29

0,71

Щитовидная железа

0,07

1,29

Другие солидные

0,49

1,03

Лейкемия

0,67

1,63

Кости

0,45

1

Согласно методологии оценки показателя DALY [8, 9], каждый человек при рождении характеризуется определённым числом потенциальных лет жизни, которые могут быть прожиты в состоянии некоторого оптимального здоровья. Люди могут потерять эти здоровые годы жизни в результате жизни с болезнью или из-за преждевременной смерти (до достижения ожидаемой продолжительности жизни). Метрикой DALY оцениваются эти потери здоровых лет жизни. Например, величина DALY=10 лет соответствует десяти потерянным годам здоровой жизни, обусловленных заболеваемостью, смертностью или тем и другим.

Таким образом, на популяционном уровне на болезни с более высоким воздействием на общественное здоровье будет приходиться больше лет жизни в метрике DALY, чем на болезни с меньшим воздействием. В частности, такими болезнями с сильным воздействием на общественное здоровье в настоящее время являются ЗНО.

Показатель DALY является суммой числа лет жизни с инвалидностью (нетрудоспособностью) YLD (от англ. Years Lived with Disability), которые представляют нефатальное бремя болезней, и числа лет, потерянных из-за преждевременной смерти YLL (от англ. Years of Life Lost), представляющих фатальное бремя болезней.

YLD = dt DW ,                                                       (8)

где dt – интервал времени до ремиссии заболевания или до смерти; DW – доля сокращения полноценного здоровья из-за неблагоприятного состояния здоровья (взвешивающий коэффициент инвалидности).

Коэффициент DW играет важную роль в расчёте DALY, т.к. преобразует потерянные годы здоровой жизни за счёт заболеваемости таким образом, что позволяет сравнивать заболеваемость и смертность. Он изменяется от нуля до единицы – наихудшего возможного состояния здоровья. Средний взвешивающий коэффициент инвалидности (нетрудоспособности) DW для различных локализаций ЗНО (по всем стадиям развития ЗНО) по данным ВОЗ [8] приведён в табл. 2.

Таблица 2

Средний взвешивающий коэффициент инвалидности (нетрудоспособности) DW для различных локализаций ЗНО по данным ВОЗ [8]

Локализация ЗНО

Средний взвешивающий коэффициент инвалидности (нетрудоспособности) DW

Все ЗНО

0,20

Пищевод

0,20

Желудок

0,20

Толстая кишка

0,20

Печень

0,20

Лёгкое

0,15

Молочная железа

0,09

Яичник

0,09

Мочевой пузырь

0,09

Лейкемия

0,09

Щитовидная железа

0,09

Другие солидные

0,09

Потеря лет жизни в случае преждевременной смерти YLL на одного человека в возрасте a определяется следующей формулой [8]:

YLL(a) = £ exp( - £ A(x) dx)dt ,                                     (9)

где A(x) - показатель смертности в возрасте x ; U - максимальная ожидаемая продолжительность жизни.

В общем виде DALY определяется следующим выражением:

DALY = YLL + YLD = YLL + DW •YD ,                                (10)

где YLL – потеря продолжительности жизни из-за преждевременной смертности, на одного человека, в годах; YD – число лет инвалидности (нетрудоспособности), на одного человека, в годах; DW – взвешивающий коэффициент инвалидности (нетрудоспособности), отражающий тяжесть заболевания; YLD= DW YD - скорректированное на тяжесть заболевания DW число лет инвалидности (нетрудоспособности), на одного человека, в годах.

Для канцерогенных эффектов действия нерадиационных вредных факторов на человека принимается линейная беспороговая модель риска, как правило, в аддитивной форме. Российское руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду [15], и американская Интегрированная система информации о рисках (IRIS) [16] содержат необходимые коэффициенты линейных моделей для расчёта атрибутивных рисков по широкому перечню вредных веществ при их поступлении в организм человека с воздухом и водой. В основе концепции по оценке атрибутивных рисков от хронического воздействия вредных факторов, используемой в этих справочных документах, лежит сценарий постоянной мощности дозы MD (дозы в единицу времени) от экспозиции вредного фактора в течении жизни человека. Соответственно, и коэффициенты угла наклона SF (slope factor) линейной зависимости риска от экспозиции даны в виде коэффициентов на единичную мощность дозы действующего фактора, т.е. имеют размерность 1/(мг/кг·сут). Здесь следует отметить, что модели радиационных рисков МКРЗ [1] представлены коэффициентами риска на единицу дозы, а единицей измерения времени является год. Это следует учитывать при использовании коэффициента угла наклона SF [15, 16] в метриках риска МКРЗ [1] с целью сравнения канцерогенных рисков радиационной и нерадиационной природы.

Результаты

На рис. 3 представлено значение РАУ для лейкозов (усреднённое по полу), рассчитанное по моделям МКРЗ из Публикации 103 [1] и Публикации 152 [10]. Также представлено значение номинального ущерба из Публикации 103 [1]. Видно, что в среднем до 70 лет новая модель из Публикации 152 [10] показывает в 1,7 раза ниже риск, чем модель из Публикации 103 [1], а значение номинального ущерба из Публикации 103 [1] больше соответствует риску, посчитанному по моделям из этой публикации.

1,40E-05

Возраст при облучении, лет

Модели из пуб. 103

Модели из пуб. 152

По номинальному риску из пуб. 103

Рис. 3. Средний по полу радиологический ущерб (РАУ) для лейкозов, рассчитанный на основе математических моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10], а также номинальный ущерб из Публикации 103. Эквивалентная доза облучения 1 мЗв.

Для ЗНО молочной железы несмотря на то, что новая модель годового избыточного риска до возраста 50 лет даёт значения риска в 2,3 раза выше, чем предыдущая модель, после интегрирования EAR, при расчёте пожизненной метрики РАУ, различие становится не таким существенным (рис. 4). Различие до 50 лет при облучении составляет всего 9%. После 50 лет различие в значениях РАУ обусловлено только различием в длительности латентного периода. Напомним, что в моделях Публикации 103 МКРЗ [1] он составляет для солидных опухолей 10 лет, а в новых моделях Публикации 152 МКРЗ [10] – 5 лет.

Для оценки влияния изменений в Публикации 152 МКРЗ [10] на оценку РАУ в целом были проведены расчёты этой метрики риска при внутреннем облучении от 137Cs для его поступления в организм человека с пищей с ожидаемой эффективной дозой 1 мЗв (рис. 5). Для этого радионуклида характерно практически равномерное распределение эквивалентных доз по органам и тканям. Из рис. 5 видно, что отличия в РАУ, полученном на основе моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10], незначительны.

На рис. 6 приведён средний по полу показатель DALY от перорального поступления в организм человека изотопов 137Cs, рассчитанный на основе математических моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10]. Отличия в значениях DALY, полученных на основе моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10], также незначительны.

7,0E-05

Возраст при облучении, лет

Модели из пуб. 103

Модели из пуб. 152

По номинальному риску из Пуб. 103

Рис. 4. Радиологический ущерб (РАУ) для ЗНО молочной железы у женщин, рассчитанный на основе математических моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10], а также номинальный ущерб из Публикации 103 [1]. Эквивалентная доза облучения 1 мЗв.

Возраст при облучении, лет

Модели из пуб. 103

Модели из пуб. 152

По номинальному риску из пуб. 103

Рис. 5. Средний по полу радиологический ущерб (РАУ) от перорального поступления в организм человека изотопов 137Cs, рассчитанный на основе математических моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10], а также номинальный ущерб из Публикации 103 [1]. Эквивалентная доза облучения 1 мЗв.

На рис. 7 и 8 приведены примеры оценок нерадиологического ущерба (НРАУ) и нерадиационного показателя DALY, обусловленные годовым поступлением в организм человека формальдегида с концентрацией в воздухе 293 мкг/м3. При такой концентрации формальдегида во вдыхаемом воздухе оценка НРАУ близка к оценке РАУ при поступлении в организм человека с пищей изотопов 137Cs с ожидаемой эффективной дозой 1 мЗв (рис. 5): в среднем различие составляет 24% в возрастах до 20 лет, 33% – с 21 до 50 лет и 36% – с 51 до 70 лет. Различие в показателях DALY несколько больше: потерянные годы жизни в метрике DALY от формальдегида примерно в 1,5 раза больше, чем от 1 мЗв 137Cs.

Рис. 6. Средний по полу показатель DALY от перорального поступления в организм человека изотопов 137Cs, рассчитанный на основе математических моделей из Публикации 103 МКРЗ [1] и Публикации 152 МКРЗ [10].

1,80E-04

Рис. 7. Средний по полу нерадиационный ущерб (НРАУ) от годового поступления с воздухом в организм человека формальдегида с концентрацией 293 мкг/м3.

Для прогноза ущерба здоровью населения при комбинированном воздействии основных радиационных и нерадиационных загрязнителей окружающей среды разработан программный модуль «Риск-Эко».

На рис. 9 и 10 приведены радиологические и нерадиологические канцерогенные пожизненные риски в метрике ущерба для мужского (рис. 9) и женского (рис. 10) взрослого населения г. Северска, обусловленные атмосферными выбросами радиоактивных веществ при нормальной эксплуатации реакторной установки (РУ) БРЕСТ-ОД-300 (радиологические риски) и существую- щей загрязнённостью атмосферного воздуха г. Северска взвешенными веществами, свинцом и формальдегидом (нерадиологические риски), при годовом воздействии этих факторов. Как следует из приведённых расчётов, канцерогенные радиационные риски населения от выбросов РУ БРЕСТ-ОД-300 не превышают величину пренебрежимо малого радиационного риска 10-6, а канцерогенный риск от существующих нерадиационных загрязнений окружающей среды в 8 раз больше (до 8x10-6). Суммарный канцерогенный риск при этом не превышает ограничение 10-5, введённое НРБ-99/2009 [12] отдельно для радиационного потенциального облучения населения.

Рис. 8. Средний по полу показатель DALY от годового поступления с воздухом в организм человека формальдегида с концентрацией 293 мкг/м3.

9,0E-06

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

2,0E-06

1,0E-06

0,0E+00

РАУ - радиологический ущерб

НРАУ - нерадиологический ущерб

Рис. 9. Радиологические и нерадиологические канцерогенные пожизненные риски в метрике ущерба для взрослого мужского населения г. Северска.

9,0E-06

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

2,0E-06

1,0E-06

0,0E+00

15             25             35             45

55             65

Возраст, лет

РАУ - радиологический ущерб

НРАУ - нерадиологический ущерб

Рис. 10. Радиологические и нерадиологические канцерогенные пожизненные риски в метрике ущерба для взрослого женского населения г. Северска.

Обсуждение

В рамках обсуждения будущих путей развития системы радиологической защиты на семинаре МКРЗ в 2021 г. [17] уже обсуждалась сложность интерпретации РАУ в качестве интегрированного показателя стохастических эффектов в связи с вкладом, который может быть внесён введением концепции лет жизни, скорректированных на инвалидность (DALY).

Было отмечено, что вклад радиоактивности в общее бремя болезней редко рассматривается в контексте общего загрязнения окружающей среды, несмотря на то, что последнее представляет большой общественный интерес. Этот момент был проиллюстрирован с помощью показателя DALY, разработанного для оценки глобального бремени болезней и сравнения влияния химического риска с последствиями многих других факторов риска. Были представлены результаты, учитывающие различные ситуации воздействия ионизирующего излучения, такие как зоны эвакуации в Фукусиме или окрестности будущих мест захоронения радиоактивных отходов. Был сделан вывод о том, что МКРЗ должна приложить усилия для того, чтобы помочь людям понять радиологические риски в общем контексте других рисков [18].

В процессе расчёта РАУ оценивается из номинальных коэффициентов риска после поправки на тяжесть ЗНО. Эта корректировка основана на трёх параметрах, не связанных с излучением: доля летальности; фактор качества жизни и относительные годы потерянной жизни без ЗНО. МКРЗ признаёт, что методология расчёта радиационного вреда нуждается в очередном пересмотре, и необходимо обновить эти параметры, не связанные с радиацией, чтобы отразить эволюцию научных знаний и экспертных оценок тяжести ЗНО. Были описаны возможные пути обновления этой информации, а также обсуждена целесообразность использования DALY в качестве меры радиационно-индуцированного вреда. В предстоящие годы МКРЗ должна провести работу в этой области [19].

Выводы

Современные международные технологии по оценке ущерба от радиологических и экологических факторов канцерогенного риска развиваются в двух направлениях: по линии МКРЗ это оценки радиологического ущерба, обусловленного радиационными факторами, по линии ВОЗ – оценки потерянных лет жизни, обусловленные нерадиационными экологическими факторами, в виде показателя DALY. Эти метрики имеют разную размерность, обе учитывают ущерб как от смертельных, так и не смертельных случаев ЗНО, но по историческим причинам применяются в разных областях (для оценки ущерба от радиационных и нерадиационных факторов).

В последние три года МКРЗ поднимает вопрос о необходимости конвергенции РАУ и DALY для решения задач радиационной защиты человека.

Следует подчеркнуть, что согласно действующим российским НРБ-99/2009 [12] и рекомендациям МКРЗ [1, 10], для обеспечения радиационной безопасности необходимо руководствоваться следующими основными принципами: обоснования, нормирования и оптимизации. При практической реализации этих принципов используются различные метрики радиационного риска:

  • -    для обоснования используется обобщённый риск смерти потенциального облучения ([12], п. 2.3);

  • -    для нормирования – радиационный ущерб ([12], п. 2.3);

  • -    для оптимизации – потерянные годы жизни ([12], п. 2.2).

Таким образом, в НРБ-99/2009 [12] заложены идеологические основы конвергенции РАУ и DALY для решения задач радиационной защиты человека. Необходимостью на современном этапе является разработка актуализированных методик расчёта этих показателей. С другой стороны, как показывает данное исследование, при решении задач защиты от нерадиационных канцерогенных факторов, в этой области экологии могут быть применены оценки нерадиационного ущерба здоровью (НРАУ), аналогичные метрике МКРЗ РАУ.

При совместной оценке или сравнении ущерба здоровью человека от радиационных и нерадиационных факторов канцерогенного риска для этих двух факторов должны рассчитываться обе метрики ущерба – РАУ и DALY. Данное исследование показывает, что существующие методы расчёта РАУ и DALY устойчивы по отношению к исходным эпидемиологическим данным и хорошо переносятся с референтных международных популяций, используемых МКРЗ и ВОЗ, на российские когорты и популяции. Дальнейшие исследования необходимы для более полной локализации методов расчёта РАУ и DALY в российских условиях или для применения их к популяциям других стран.

Публикация подготовлена по результатам выполнения работ в Госкорпорации «Росатом» в рамках ПН «Прорыв».