Негативні фактори та їх вплив на людину

Радикал ОН• може виникати у воді без участі іонізуючого випромінювання в процесі хімічної реакції (наприклад, окислювання перекисом водню двовалентного заліза в тривалентне). Вільний радикал хімічно дуже активний.

За наявності у воді розчиненого кисню найімовірнішими будуть такі реакції:

іонізуюче випромінювання (hv)  Н2О + О2  ОН• + НО2

або -Н• + О2  НО2.

Таким чином, розщеплення води, у якій є розчинений кисень, йде з утворенням молекул НО2. У рідинах організму зазвичай є розчинений кисень, тому утворення молекул НО2 є першим ступенем перетворення енергії іонізуючого випромінювання на енергію хімічних реакцій.

Молекули НО2, з’єднуючись, перетворюються в перекис водню й кисень НО2 + НО2  Н2О2 + О2.

За наявності у воді розчиненого з’єднання НО2, – гідропероксиду – через свої властивості він буде віднімати електрон від іншого з’єднання, перетворюючи його на іон НО-2, а останній у всіх розчинах, за винятком лугових, переходить у перекис водню: НО-2+Н+Н2О2.

Таким чином, за опромінення води, у якій розчинений кисень, повинен утворюватися перекис водню. Це справді відбувається під час опромінення такої води рентгенівськими та гамма-променями. Перекис водню, що утворився, можна кількісно визначити хімічними методами.

Перекис водню утворюється й у чистій воді, у якій не розчинений кисень, але у вимірних кількостях тільки за опромінення її альфа-частинками або протонами, тобто випромінюванням з великою щільністю іонізації. У цьому разі радикали ОН• утворюються в безпосередній близькості один від одного, тому найімовірнішою стає реакція з’єднання цих радикалів: ОН• + ОН•  Н2О2.

Отже, розкладання води альфа-частинками й протонами зумовлює утворення перекису водню й молекулярного водню. Це ж саме можливе і в організмі, що опромінюється, але довести це важко, бо в його клітинах є дуже активний фермент каталаза, що розкладає Н2О2 відразу ж після її утворення на воду й кисень.

Різні живі організми навдивовижу не однаково реагують на іонізуюче випромінювання. Наприклад, розвиток одного з видів грибка може бути загальмований лише за 0, 01 Р, водночас мухи, опромінені дозою 80 000 Р, літають, харчуються й поводяться нормально. Інфузорію вбиває доза значно вище 300 000 Р. Але й це не межа. Одноклітинна водорість хлорела – цей ймовірний майбутній постачальник кисню, а можливо, й їжі для космонавтів, хоча й може «занедужати», але не гине від доз у мільйони рентгенів.

Нещодавно вчені лабораторії в Лос-Аламосі (США) помітили, що вода, яка оточує занурений у неї ядерний реактор, помутніла. Під мікроскопом у краплі води вчені виявили величезну кількість бактерій виду Pseudomanos. І це в умовах, коли доза у воді за вісім годин досягла 10 млн Р. Бактерії розмножилися, харчуючись іонообмінною смолою водяних фільтрів. Серед живих організмів бактерія Pseudomanos є найбільш стійкою до опромінення. Залишається загадкою, як за таких величезних доз бактерії можуть жити й розмножуватися. У клітинах навіть за значно менших доз мали б згорнутися білок і розірватися молекули ДНК.

Вражає те, у яких широких межах і як швидко може змінюватися радіочутливість клітин. Так, опромінення корінця рослини на відстані 1 см від його верхівки дозою у 200 000 Р викликає незначну тимчасову затримку росту, а раніше ці клітини цілодобово розташовувалися на самій верхівці кореня й доза лише в 30 Р була достатньою для значної затримки їх росту. За добу стійкість клітин до опромінення збільшилася в тисячі разів.

Різний ступінь чутливості характерний і окремим породам тварин одного виду й деяким штамам бактерій. Виділено, наприклад, штами кишкової палички, відносно резистентні й, навпаки, мало стійкі до опромінення.

У табл. 2. 4 наведені дані про дози рентгенівських променів, що вбивають половину опромінених тварин. Спостереження проводилися впродовж 30 днів.

Таблиця. ДОЗИ, ЩО ВИКЛИКАЮТЬ ЗАГИБЕЛЬ ПОЛОВИНИ ОПРОМІНЕНИХ ОРГАНІЗМІВ. СПОСТЕРЕЖЕННЯ ПРОВОДИЛИСЯ ВПРОДОВЖ 30 днів

Вид тварини Доза, Р Вид тварини Доза, Р

Морська свинка 300-350 Кролик 900

Свиня 275-300 Птаха 1000

Собака 325-400 Амеба 100 000

Миша 350-500 Дріжджі 30 000

Пацюк 450-550 Інфузорія 300 000

Мавпа 500-550

 

Таку дозу називають 50% -ою смертельною (летальною) дозою (LD50). Уже те, що за певної дози половина тварин гине, а решта залишаються живими, свідчить про різну чутливість до опромінення навіть тварин одного виду, однієї породи, інакше кажучи, все це свідчить про індивідуальні коливання радіочутливості.

На підставі вивчення нещасних випадків під час аварій ядерних реакторів та оцінювання вражаючі дії атомних бомб у Хіросімі та Нагасакі для людини LD50 дорівнює приблизно 400-600 Р.

Ссавці зазвичай більш чутливі до опромінення, ніж птахи, риби, амфібії, а тим більше молюски й одноклітинні. Пацюк, наприклад, у п’ять разів чутливіший до опромінення, ніж голуб.

Серед рослин розходження в радіочутливості окремих видів також дуже великі. Це доволі точно перевірено під час опромінення рослин на так званих гамма-полях. Рослини на них розсаджують колом на різних радіусах. У центрі кола знаходиться гамма-випромінювач, найчастіше  . Зі збільшенням відстані від джерела доза випромінювання зменшується обернено пропорційно