Биологические и эпидемиологические эффекты облучения в малых дозах

Вид материала

Содержание

Опасен ли радон жилых помещений?
Becker K. Is residential radon dangerous?
2. Имеются ли какие-либо благоприятные эффекты радона?
3. Саксония — малоизвестное исследование
4. Радон в жилых помещениях
Уровень радона в домах
Ожидаемые случаи

Подобный материал:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 42

ОПАСЕН ЛИ РАДОН ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ?

Prof. Dr. Klaus Becker

Профессор д-р Клаус Бекер — бывший директор Комитета ядерной стандартизации Германии, секретарь Комитета «Ядерная энергия» Международной организации по стандартизации. В настоящее время — вице-президент организации «Радиация, наука и здравоохранение». На протяжении почти двадцатилетних исследований, преимущественно в Германии и США, им опубликовано около 300 научных работ и несколько книг в области радиационной дозиметрии и нормирования радиационной безопасности. Являлся членов многочисленных национальных и международных организаций и советником в более чем двадцати странах.

K. Becker recently retired as director of the DIN German Nuclear Standards Committee, and secretary of ISO Technical Committee «Nuclear Energy». He is now vice-president of Radiation, Science, and Health. During almost twenty years of research, primarily in Julich Germany and Oak Ridge USA, he published about 300 scientific papers and several books on radiation dosimetry and radiation protection standardization. He served as member of numerous national and international bodies, and advisor to more than twenty countries.

Becker K. Is residential radon dangerous? In: “The Effects of Low and Very Low Doses of Ionizing Radiation on Human Health”, ed. by WONUC. 2000. Elsevier Science B.V. P. 161–173.

Prof. Dr. Klaus Becker

Klaus Becker, Boothstr. 27, D-12207 Berlin/Germany

РЕЗЮМЕ

Вопрос о том, представляет ли радон на поверхности земли опасность для здоровья, важен не только из-за высоких экономических и социальных затрат, связанных с сокращением уровней радона в домах, при перемещении населения из областей добычи урана (например, из Саксонии в Восточной Германии) и т.д., но, что более важно, также и потому, что парадокс в случае радонового воздействия становится испытанием законности ЛБК, концепции коллективной дозы, текущей оценки ОБЭ и других центральных проблем законодательства и регулирования (нормирования) для области относительно малых лучевых доз.

С одной стороны, официальные и полуофициальные учреждения типа МКРЗ, NRPB в Великобритании и Комиссии по ядерному урегулированию в США (Сообщение BEIR VI) утверждают, что бóльшая часть дополнительных раковых образований легких у населения обусловлена увеличенным уровнем радона.

С другой стороны, многочисленные новые эпидемиологические обследования, опыты на животных и на клетках, а также теоретические модели, находят биопозитивные эффекты, включая сокращение не только рака легких, но также лейкозов и других типов рака в областях с увеличенными уровнями радона в жилых помещениях.

Статья представляет критический обзор недавних данных со следующими результатами:

Линейная экстраполяция от очень высоких уровней воздействия для шахтеров до низких уровней в домах невыполнима из-за многих сопутствующих факторов (минеральная пыль, курение и т.д.) в шахтах.
Многие эпидемиологические исследования, демонстрирующие увеличение риска рака легких, имеют существенные ошибки, главным образом в ретроспективном определении полученных доз и сопутствующего курения.
Имеется существенное доказательство наличия U-образных зависимостей «Доза — эффект» с биопозитивным минимумом приблизительно между 200 и 1000 Бк м^–3.
Во всех, хотя и редких случаях, отношение между выгодой и стоимостью (cost benefit ratio) не оправдывает программы перемещения из жилых районов с высоким уровнем радона.
Эти результаты имеют очевидные последствия для других областей оценки риска радиации в низких дозах и для соответствующих контрольных органов, регулирующих воздействия.

1. ВВЕДЕНИЕ

Потенциальные риски рака легких из-за ингаляции дочерних продуктов [распада] радона (обычно называемых просто «радон») были в недавние годы предметом международной тревоги не только из-за непосредственного воздействия радона на благополучное проживание людей, на безопасность работы при высоких уровнях радона, на стоимость добычи урана и на стоимость программ по переселению из жилых районов и домов и т.д. Более важным кажется то, что радон становится испытанием законности гипотезы ЛБК и концепции коллективной дозы, рекомендуемого в настоящее время фактора ОБЭ, а также других важных регулирующих концепций в радиационной дозиметрии и радиационной защите, включая вопрос о том, какая поглощенная энергия на единицу массы является мерилом (yardstick) радиационных эффектов.

Все это привело к множеству публикаций и конференций по указанному предмету, также как к появлению массы неопубликованных исследований [14]. Конференций, охватывающие более широкий спектр вопросов, значительно большее количество, чем публикаций по радону. Среди представленных на прошлой ежегодной германо-швейцарской встрече „Fachverband fur Strahlenschutz” [Объединение по радиационной защите] сообщений не менее пятидесяти касалось радона [5], и журналы полны статей, описывающих измерения концентрации радона во всех типах замкнутых пространств, включая египетские пирамиды, больницы в Шотландии, здания на Ямайке, угольные шахты в Пакистане и пещеры в Испании.

Большинство таких статей было представлено физиками, измеряющими и/или пытающимися уменьшить уровень воздействия радона. По существу ни один из них, вероятно, не сомневается относительно той официальной парадигмы, что ингаляция дочерних продуктов радона приводит, вплоть до его бесконечно малых концентраций, к опасности возникновения рака легких. Эта точка зрения недавно была подтверждена той оценкой, согласно которой 5% всех раковых образований легких в Англии обусловлено радоном в жилых помещениях (с 40%-м увеличением риска при 400 Бк м^–3) (NRPB Radiol. Protect. Bull. 203 & 204). В американском сообщении BEIR VI report указано, что от 15.700 до 23.600 ежегодных раковых образований легких в США обусловлены радоном в жилых помещениях [6]. Цель представленной статьи — критический обзор оснований для подобных предположений.

2. ИМЕЮТСЯ ЛИ КАКИЕ-ЛИБО БЛАГОПРИЯТНЫЕ ЭФФЕКТЫ РАДОНА?

В сентябре 1998 г. прошел международный симпозиум «Радон и здоровье» в Бад-Хафгастайне (Австрия) [7, 8]. Его посетило около сотни ученых, главным образом врачей, из восьми европейских стран, а также из Японии и США. Научная репутация участников и качество выступлений 17-ти приглашенных докладчиков из Австрии, Германии, Японии, Испании и США были не меньшего уровня, чем на других конференциях, но представленные результаты весьма отличались.

Перед началом этой конференции участники имели шанс посетить известный „Heilstollen” (подземное место радонового лечения) возле Бад-Хафгастайн. Многие тысячи случаев ревматических и артритных заболеваний типа болезни Бехтерева («жесткий позвоночник» — поражение суставно-связочного аппарата позвоночника) врачуют там ежегодно путем процедур, заключающихся в десяти сеансах (по одному часу каждый) пребывания в атмосфере с приблизительно 165.000 Бк м^–3 радона (стоимость лечения около 500 евро, что приблизительно равняется $500 США). Как упомянул в своей вступительной речи один из организаторов конференции P. Deetjen (Инсбрукский университет), радон может быть одним из самых древних лекарств человечества: 6000-ти-летние votive offerings of stone axes^³⁰, очень ценимых в то время, были найдены около содержащих радон источников (springs). Различные древние цивилизации использовали выгодные эффекты месторождений радона, причем намного раньше, чем кто-либо знал что-либо о радоне и радиации. Согласно самым последним данным, в настоящее время приблизительно 75.000 пациентов лечатся ежегодно на восьми немецких, двух австрийских и одном чешском радоновом курорте [9, 10].

Ныне плохо помнят о радиевой /радоновой причуде двадцатых и тридцатых годов, когда почти каждый больной и почти каждая болезнь «лечились» облучением радием. Недавно были опубликованы несколько примеров [11]. Можно легко найти и множество других. Так, имелись содержащие радий крекеры, а добавление бромида радия к шоколаду было запатентовано в Германии в 1936 г. [12]. Такие преходящие медицинские процедуры и эффекты плацебо применялись одно время в парамедицине, что иллюстрируется 200-летней гомеопатией, или еще более древними процедурами традиционной азиатской медицины. Современная радоновая бальнеология, однако, не принадлежит к этой категории, что продемонстрировано в нескольких случайных, продублированных вслепую (randomized double-blind) работах, результаты которых нельзя объяснить просто психосоматическими эффектами и эффектами плацебо [7, 8].

Такие исследования, например, выполнялись в течение последних лет в Мюнхенском университете. Из самых современных можно упомянуть работы в Bad Brambach (Германия), где обследовались пациенты с хроническим полиартритом, главным образом женщины в возрасте 31–65 лет. Обследование проведено во время и после радоновой терапии (воздействие в дозе около 15 мГр); в качестве контроля использовалась группа пациентов, лечение которых не было связано с радоном. Наилучшие результаты в группе радона получены через несколько месяцев после лечения. Сходные закономерности обнаружены и для спондилеза [8]. Другие исследования были посвящены механизму отмеченных биопозитивных эффектов, включая передачу радона через легкие и кожу к различным органам, а также изменениям в биохимических функциях (например, освобождению (выбросу) радикалов вследствие радонового лечения).

3. САКСОНИЯ — МАЛОИЗВЕСТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Кажется очевидным, что имеются несколько аспектов вопроса о радоне. Интересный случай для изучения — область возле Schneeberg в Эрцберге (рудные горы) в южной Саксонии (прежняя Восточная Германия). В 1537 г. врач Теофраст, известный также как Парацельс, описал высокую частоту болезней легких у шахтеров серебряных рудников. Сейчас мы знаем, что в этих шахтах имелись также уран и радий.

Старинная болезнь легких была идентифицирована как рак легких 120 лет назад, и в 1913 г. ее впервые связали с чрезвычайно высокими уровнями радона в этих шахтах [13]. Даже в домах в этой области регистрируется до 115.000 Бк м^–3 радона, а в 12% всех домов уровень превышает 15.000 Бк м^–3. Однако рак легких был настолько редок, что, до начала массового потребления сигарет (первая фабрика в Германии открылась в Дрездене в 1892 г.), рак легких оставался чрезвычайно редкой болезнью. Всего около 40 случаев были описаны во всей медицинской литературе за 30 лет между 1870 и 1900 гг. (W. Schuttmann, персональное сообщение).

Начиная с 1945 г. прежний Советский Союз, с присущим ему полным игнорированием человеческих жизней и окружающей среды, создавал в южной Саксонии вероятно исторически самый большой сингулярный источник сырья для ядерного оружия, добывая приблизительно 220.000 тонн урана вплоть до момента исчезновения ГДР десять лет назад {10}. В невероятно тяжелых рабочих условиях, приблизительно от 250.000 до 300.000 людей облучались в течение «диких лет» — между 1996 и 1955 гг.^³¹, при чрезвычайно высоком уровне радона: воздействие радона иногда превышало 500 WLM {11}, соответствуя 2 миллионам Бк м^–3, или приблизительно 5 Зивертам в год, согласно оценкам МКРЗ.

Еще более важным кажется то, что шахтеры (многие из них — принудительная рабочая сила), в течение первых лет после Второй мировой войны должны были пережить вредных воздействия множества факторов риска для здоровья, включая ядовитую руду, продукты чистки при сухом бурении, дизельные пары, азотистые газы от неадекватной вентиляции, и, помимо прочего, специфическое заядлое курение (характерное по крайней мере для 80% шахтеров). Все это породило, в сложной синергической комбинации, вероятно, более чем десять тысяч дополнительных раковых новообразований легких в течение последующих десятилетий. Сходная ситуация имела место в некоторых других странах, типа прежней Чехословакии.

Указанные данные для шахтеров позже использовались с целью линейной экстраполяции до уровней облучения в жилых помещениях. Умножение низких концентраций на большие числа населения привело к пугающим оценкам, которые могут быть обнаружены в рекомендациях МКРЗ, в сообщении BEIR VI [6] и в другой официальной или полуофициальной национальной и международной документации — NRPB, Национальной комиссии по радиационной защите (NCRP) и др.

Вторая глава этой истории начинается с немецкого воссоединения в 1989 г., когда местный уран оказался крайне неконкурентоспособным на мировых рынках, и горная промышленность почти немедленно заглохла. В течение этого периода (что было высоко оценено не только местным населением, но также и множеством коммерческих предприятий появившейся «радоновой промышленности») правительство потратило приблизительно 2000 миллионов евро на оценку и программу переселения (remediation) вследствие радиационной (по существу, обусловленной радоном) «опасности» в этой области [14]. Кроме того, пугающие сообщения в СМИ относительно радоновой проблемы около Schneeberg, пестрящие заголовками типа «Долина смерти», серьезно повредили внешним инвестициям в уже и так экономически подавленную область. В конце концов, в значительной части всех домов, некоторые из которых были заселены в течение столетий, концентрация радона далеко превысила рекомендуемые соответствующими органами уровни экспозиции.

Приведенная история продолжилась с появлением в Германии нового федерального регулирующего органа (German Federal Construction Regulation), в документах которого верхний предел около 250–400 Бк м^–3 будет юридически требоваться для новых зданий. Мэры этой области, взволнованные перспективой дальнейших экономических неудобств, обратились к германскому министру Окружающей среды, но тот сказал, что «радон — самый большой радиационный риск для населения». Однако в октябре 1998 г. премьер-министр Саксонии, в присутствии председателя НКДАР, произвел повторное открытие известного старого радонового курорта Schlema около Schneeberg для медицинского лечения радоном.

В Schlema, до его закрытия в конце Второй мировой войны, был очень популярен лозунг: «Воды Шлёмы творят чудеса!»^³²

4. РАДОН В ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

В годы после немецкого объединения был проведен детальный анализ регистрации раков в Восточной Германии. Анализ не показал никаких признаков увеличения рака легких у женщин в добывающем регионе (табл. 1). Фактически, показатели для района с наиболее высоким уровнем радона (район Gera) были одними из самых низких для всей страны. По крайней мере 90% женщин в этой области являлись некурящими в дефицитные по табаку послевоенные годы (даже в 1990-х гг. 88% женщин в этих областях не курили), а среднее значение уровня радона в этих домах превышало средний Восточногерманский показатель с факторами между 3 и 10. Исходя из этого, можно было ожидать существенного увеличения частоты раковых образований в легких.

Таблица 1. Наблюдаемые случаи рака легких у женщин, проживающих в регионах с высокими уровнями радона в Саксонии по сравнению с ожидаемыми значениями (рассчитанными на основе средних величин для Восточной Германии)

Регионы	Наблюдаемые случаи	Ожидаемые случаи
Aue (включая Schneeberg)	37	45
Annaberg-Buchholz	11	31
Schwarzenberg	10	20
Klingenthal	9	15
Всего:	67	111

Результаты [13, 15] по сравнению величин, которые можно было ожидать, исходя из среднего значения для страны, с фактическими величинами раковых образований легких у женщин между 1983 и 1987 гг., показывают картину, противоположную той, которую можно вывести на основе ЛБК. Эти результаты подтверждены наблюдением, что частота рака легких в южных частях прежней ГДР, в которых локализовалась вся горная промышленность по добыче урана и его обработке, была более низка, чем среднее значение для ГДР.

В других исследованиях (см. табл. 2) зарегистрированный рак легких (по существу, у некурящих) женщин изучался в общинах Саксонии между 1961 и 1988 гг. На основе всесторонних измерений Германского Федерального Института радиационной защиты, общины классифицировались по четырем категориям воздействия, между менее чем 100 и более чем 500 Бк м^–3. Оказалось, что наблюдаемая частота рака легких была обратно пропорциональна уровням радона.

В настоящее время продолжаются, поддерживаемые ЕЭС (Europe Union), широкомасштабные исследования как указанной когорты, так и когорты контроля, и более детальные результаты (демонстрирующие величину минимума на кривой «Доза — эффект» по крайней мере при 500 Бк м^–3) скоро будут доступны. Предварительные заключения следующие [25]: несмотря на воздействие -излучения в дозах 1–7 мЗв в год, а также радоновую экспозицию в дозах 10–100 мЗв в год (или даже больше), не имеется ни одного случая лейкозов у детей между 1981 и 1990 гг. в этой области (рис. 1), а риск рака легких среди женщин для некурящих составляет только одну треть от ожидаемого среднего числа для всей страны. Все это отмечается до тех пор, пока уровни радона остаются ниже приблизительно 1000 Бк м^–3.

Таблица 2. Наблюдаемые и ожидаемые случаи рака легких у женщин (некурящих), проживающих в регионах с высокими и низкими уровнями радона в Свободных Штатах (Free State) Саксонии (все возрастные категории; 1961–1989 гг.)

Уровень радона в домах (Бк м^–3)	Наблюдаемые случаи	Ожидаемые случаи (исходя из средней популяционной модели	Ожидаемые случаи (согласно МКРЗ)
< 100	1251	1202	1477
100–< 250	374	400	492
250–< 500	152	157	255
> 500	378	443	975
Всего:	2155	2202	3199

Несмотря на все противоречия, касающиеся достоинств различных типов эпидемиологических обследований (см., например “Forum” в Health Phys. J. 75 (1), 4–33, 1998), накапливаются доказательства, поддерживающие приведенные результаты. Например, имеются работы, в которых сравниваются штаты с высоким и низким уровнем радона в США. В них продемонстрирована значительная отрицательная корреляция между уровнем радона и раком легких [29]. Данные по Венгрии выявляют U-образную зависимость «Доза — эффект» [22]. Остаются, конечно, некоторые вопросы относительно основных пределов для эпидемиологии при изучении малых рисков: Как было заявлено экспертами, этот инструмент ненадежен для относительно малых факторов риска со значениями ниже 2–3.

Тем не менее, подобные наблюдения поднимают множество вопросов. Если верить сообщению BEIR VI, рекомендациям МКРЗ и др. организаций, бесспорно неблагоприятные эффекты чрезвычайно высоких концентраций радона в шахтах должны линейно экстраполироваться до нуля, даже если сообщение BEIR VI допускает возможность того, что пороговое значение не может быть исключено. Однако U-образная кривая зависимости между уровнем радона в жилых помещениях и частотой рака легких, с биопозитивным минимумом в диапазоне от 150 до 600 Бк м^–3 (а возможно, и выше), кажется наиболее совместимой с эпидемиологическими данными, включая широко известные очень обширные и детальные исследования Б. Коэна (B. Cohen), представленные на рис. 2.

Очевидно, что широко распространенные компиляции контрольных эпидемиологических обследований (рис. 3) также могут находить различные интерпретации.

Как бывший президент Health Physics Society, K.L. Mossman недавно указал [7], что «заключения BEIR VI полностью совпадают с текущей политикой Агентства по защите окружающей среды США… Однако эпидемиологические свидетельства, поддерживающие эти заключения, или отсутствует, или же не убедительны. Более разумным будет то заключение, что риск рака легких является незначительным для концентрации радона ниже 400 Бк м^–3. Радон не ставит под угрозу здоровье в домашних условиях».

Это — важное заключение с далеко идущими последствиями.

Рис. 1. Несмотря на высокий уровень воздействия радона (5–100 мЗв в год и более) в Schneeberg, риск лейкозов между 1968 и 1987 гг. ниже единицы (для детей от 0 до 14 он составляет ноль).

Рис. 2. Сравнение экологического анализа Б. Коэна (пунктирная линия) с опубликованными результатами контрольных исследований [6]^³³.

Недавно K.L. Bogen в Ливерморской национальной лаборатории (Livermore National Laboratory) предложил механистическую модель, объясняющую указанные результаты (рис. 4). Он заявляет в резюме своего интересного сообщения [16], что «эти результаты совместимы с гипотезой, согласно которой воздействие радона в жилых помещениях имеет нелинейную, U-образную форму зависимости от дозы для риска смерти от рака легких, и что имеющиеся линейные модели экстраполяции приводят к слишком высокой оценке подобных рисков». Такие утверждения не новы.

Рис. 3. Суммирование контрольных исследований по радону [S. Kondo after Lubin and Boice. J. Nucl. Sc. Technol. 36 (1), 1–9, 1999].

Рис. 4. Фактический риск рака легких исходя из данных эпидемиологических обследований в США по сравнению с предсказанным в

Эксперты неоднократно высказывали подозрение, что в ситуации с радоном была создана искусственная статистика заболеваемости путем умножения очень малого риска на очень большие числа народонаселения. Целью являлось получение пугающих величин (см, к примеру, [28]). Так, редактор “Science” (Editor of Science) уже писал в 1991 г. , что «EPA [Агентство защиты окружающей среды в США — U.S. Environmental Protection Agency] продолжает утверждать, что радон — главная причина рака легких, и, при этом, создает программу по радону, которая может повлечь за собой огромные финансовые и эмоциональные затраты при весьма незначительных выгодах для здравоохранения» [17]. Президент Health Physics Society писал в 1993 г.: «К счастью, широкая публика не покупается на усилия активистов EPA, и только в Конгрессе США и в радоновом бизнесе высчитывают „опасности“ для жизни» [18].

Журнал “Radon Research Notes”, спонсируемый Министерством энергетики США (U.S Dept. of Energy), прекратил в 1996 г. публикации со «все же оставшимся без ответа вопросом: существует ли эффект радона при низких уровнях и что является этим эффектом?» Сходные иронические заявления могут быть обнаружены, например, в рекомендациях к публикациям American Physical в прошлом году, где сказано, что не следует курить под душем. Любопытно также замечание во время конгресса Международного агентства по радиационной защите (IRPA) в Портсмуте, Великобритания, что «Бог, очевидно, не был знаком с рекомендациями МКРЗ, когда он создавал радон...»

Blog

Биологические и эпидемиологические эффекты облучения в малых дозах

Содержание