Токсикология тяжёлых радиоактивных элементов свинца и плутония

1.2 Механизм радиотоксичности

Свинец-210 (Радий D) — это встречающийся в природе радионуклид с периодом полураспада 20,4 года. Активность 210Pb обычно определяется путем мониторинга бета-излучения 0,016 МэВ (15%) и 0,061 МэВ (85~a) с помощью жидкостной сцинтилляционной спектроскопии или путем обнаружения гамма-излучения 0,047 МэВ (40/o) с помощью гамма-сцинтилляционной спектроскопии. Гамма-лучи, которые испускаются в 4% распадов 210Pb, обнаруживаются с эффективностью около 30-40%, с общей эффективностью менее 2% для обнаружения 210Pb. Такая низкая эффективность обнаружения требует использования высоких уровней 210Pb (и сопутствующих 210Bi и 210Po), что увеличивает стоимость и потенциальную опасность для здоровья в лаборатории [1, стр. 15].
Эти бета-частицы имеют максимальную длину пути в воздухе около 3,8 м и в воде около 1 см [л] и представляют внешнюю опасность для персонала лаборатории.
1.3 Симптомы интоксикации

Поскольку 210Pb часто используется в токсикологических исследованиях при воздействии на животных, то может быть использовано потенциально очень опасное количество 210Pb [4, с. 2].
Рассмотрим симптомы воздействия ионизирующего излучения на ткани, органы и системы организма животных:
- образование активных неорганических и органических радикалов;
- нарушение структуры биологических мембран, что приводит к высвобождению ряда ферментов;
- в результате повреждения лизосомальных мембран наблюдается повышение активности ДНКазы (дезоксинуклеазы), РНКазы (рибонуклеазы), катепсинов, фосфатазы и ряда других ферментов;
- нарушение обменных процессов, вызывающее морфологические изменения, которые приводят к нарушению дифференцировки клеток, их деления и изменению наследственных свойств.
- увеличение содержания свободных аминокислот в тканях, а также увеличение количества остаточного азота в крови и увеличение содержания тирозина.
Измененные свойства облученной клетки наследуются. Если радиационные мутации развиваются в половых клетках (гаметические мутации), то результаты отражаются в последующих поколениях [3, с. 60].

1.4 Лечение

Лечение направлено в первую очередь на снижение всасывания радиоактивных веществ и ускорение их выведения из организма. Для снижения всасывания радиоизотопов пораженным животным как можно скорее дают адсорбенты: сульфат бария, уголь, костную муку, белую глину. Затем через 20-30 минут им дают солевое слабительное - глауберову соль (крупному рогатому скоту 400-800 г, овцам 40-100 г, лошадям 200-500 г). Эту процедуру повторяют 3 раза через 12, 24 и 48 часов.
Для снижения всасывания 137Cs из пищеварительного тракта животным дают перорально ферроцианид кобальта. Эти меры, принятые в течение 60 минут после приема радиоактивных веществ, снижают всасывание радиоизотопов в пищеварительном тракте примерно в 10 раз. Для защиты щитовидной железы от накопления в ней изотопов йода животным дают йодистый калий в дозах 2,5 г для крупных животных и 0,25 г для мелких животных 1-2 раза в день.
При поступлении радионуклидов в организм ингаляционным путем назначают отхаркивающие средства: хлорид аммония (0,5-3 г) или ипекакуана (8-15 г).
Для ускорения выведения радионуклидов из крови применяют диуретики. Для ускорения выведения поглощенных радиоизотопов применяют вещества, образующие комплексы с радионуклидами: пентацин, ЭДТА (10% раствор), цеолиты и др.
Другие лечебные мероприятия проводят так же, как при острой лучевой болезни, вызванной внешним облучением [4, с. 54]. 

2. Плутоний: радиотоксичность и воздействие на животных

2.1 Физико-химические свойства

Плутоний (Pu) – это радиоактивный элемент с атомным номером 94, является тяжелым актиноидом, одним из трансурановых элементов, которые искусственно созданы и не встречаются в значительных количествах
в природе.
Плутоний опасен в первую очередь из-за его радиоактивности.
Он испускает альфа-частицы, которые, хотя и не проникают через кожу, чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма через ингаляцию, проглатывание или ранения.
При попадании в легкие или другие органы он накапливается, облучая ткани альфа-частицами, что приводит к разрушению клеток, канцерогенезу
и другим серьёзным последствиям [1, с. 55].

2.2 Механизм токсичности

239Pu - трансурановый элемент, обладающий высокой радиотоксичностью. Это смешанный α- и γ-излучатель. Период полураспада 239Pu составляет-24-360 лет.
Среди продуктов, участвующих в формировании зон радиоактивного заражения после ядерных взрывов или аварий ядерных энергетических установок, присутствует часть нераспавшегося горючего или заряда, в частности плутоний. Обычно его количества малозначимы, однако в случаях механического разрушения ядерных боеприпасов заражение плутонием может быть достаточно существенно.
Плутоний легко гидратируется и склонен к комплексообразованию. Образующиеся в результате соединения в большинстве своем очень плохо растворимы [4, стр.13].
Механизм токсичности плутония тесно связан с его радиоактивными свойствами и химическим поведением в организме. Плутоний является крайне опасным элементом для живых существ, поскольку его воздействие вызывает как радиационные, так и химические поражения тканей. Основной угрозой являются изотопы плутония, которые широко используются в ядерной промышленности и в радиоизотопных источниках энергии.
Альфа-частицы представляют серьёзную опасность только в том случае, если их источник находится в теле (то есть плутоний должен быть принят внутрь). При этом α-частицы повреждают только ткани, содержащие плутоний или находящиеся в непосредственном контакте с ним [6, стр. 161].