Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





DemografieEcologie mediuGeologieHidrologieMeteorologie


IGIENA RADIATIILOR

Ecologie mediu

+ Font mai mare | - Font mai mic








DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
Renasterea ecosistemului lacului din satul Crasna
APELE DE SUPRAFATA
EREDITATE. MEDIU. EDUCATIE
Parcul National Retezat - REGULAMENTUL PARCULUI NATIONAL RETEZAT
1
Poluarea apelor continentale
Plan de actiune pentru mediu Bucuresti
RESURSELE DE APA ALE GLOBULUI - POLUAREA APELOR, OCEANELOR
ECOLOGIZAREA LOCALITATILOR SI MANAGEMENTUL DESEURILOR SOLIDE URBANE
PRODUSE SECUNDARE, APE UZATE, POLUAREA MEDIULUI

IGIENA RADIATIILOR

Radiatiile, constituienti permanenti ai mediului ambiental natural sau antropic, reprezinta o categorie importanta de factori de conditionare a starii de sanatate a comunitatilor umane.




Prin interactiunea cu organismul uman, radiatiile pot determina efecte sanogene sau patogene, dar de aceasta potentialitate dispun numai radiatiile absorbite. Intensitatea efectelor biologice determinate la nivelul diferitelor structuri ale organismului uman este dependenta, in primul rand, de energia radiatiilor.

Din punct de vedere fizic, radiatiile se caracterizeaza prin trei parametri:

energie

frecventa

lungime de unda (invers proportionala cu frecventa).

Intensitatea actiunii biologice specifice asupra structurilor vulnerabile este dependenta de frecventa radiatiilor si implicit de energia acestora (cu cat frecventa este mai mare, cu atat cuanta de energie purtata este mai ridicata).

Astfel, pe baza relatiei lungime de unda - energie, respectiv efectul biologic dominant, radiatiile pot fi clasificate in urmatoarele categorii: unde hertziene, radiatii infrarosii, radiatii luminoase, radiatii ultraviolete si radiatii ionizante (tabelul 1).

Tabelul 1.

Clasificarea radiatiilor

 

Limita inferioara

Limita superioara

Unde hertziene

1 mm

slab

 

Radiatii infrarosii

1 mm

760 nm

caloric

 

Radiatii luminoase

760 nm

400 nm

luminos

 

Radiatii ultraviolete

400 nm

10 nm

fotochimic

 

Radiatii ionizante

10 nm

sub 1 pm

ionizant

RADIATIILE IONIZANTE

Definitie si clasificare

Radiatiile ionizante sunt radiatiile care au proprietatea de a ioniza materia asupra careia actioneaza deoarece la locul impactului ele cedeaza energiile mari pe care le poarta. Ca urmare, prin interactiunea cu substratul iradiat, rezulta particule incarcate electric sau perechi de ioni si ruperea legaturilor moleculare.

Radiatiile ionizante sunt reprezentate de:

radiatiile electromagnetice fotonice (radiatiile X si radiatiile gamma)

fluxurile de particule atomice (radiatiile corpusculare) reprezentate de radiatia a formata din 2 protoni si 2 neutroni (respectiv un nucleu de heliu), radiatia b formata din fluxuri de electroni(cu sarcina electrica negativa), fluxurile de protoni (cu sarcina electrica pozitiva) si fluxurile de neutroni ( radiatii care nu produc ionizare directa).

Caracterizarea radiatiilor ionizante

Expunerea organismului uman la actiunea radiatiilor ionizante poate fi urmata de aparitia unor efecte biologice dependente de caracteristicile acestora: capacitatea de penetratie, respectiv de capacitatea de ionizare.

Capacitatea de penetrare a radiatiilor ionizante

Radiatiile ionizante corpusculare au o capacitate de penetratie redusa:

radiatiile a pot strabate doar distante foarte mici, aproximativ 0,1 mm in aer sau tesuturi, cea mai mare parte dintre ele fiind retinute in stratul cornos al pielii;

radiatiile b au o capacitate de penetrare care nu depaseste de regula 2 cm ( doar cele din categoria b dure pot penetra pana la cca. 8 cm), astfel ca majoritatea lor pot produce leziuni doar la nivelul tesutului cutanat.

Spre deosebire de radiatiile corpusculare, radiatiile ionizante electromagnetice au o foarte mare capacitate de penetratie, ele pot strabate intreg corpul, si ca urmare pot fi retinute in diferite tesuturi in functie de densitatea acestora.

Capacitatea de ionizare a radiatiilor ionizante

Capacitatea de ionizare a radiatiilor ionizante este invers proportionala cu capacitatea de penetratie: radiatiile corpusculare (cu exceptia fluxurilor de neutroni care nu produc direct ionizare) au o foarte mare capacitate de ionizare deoarece elibereaza intreaga energie purtata in stratul subtire in care sunt retinute. Radiatiile fotonice (X si g) au capacitate de ionizare mult mai redusa.

Din aspectele prezentate se desprind urmatoarele concluzii privind riscurile biologice generate de expunerea la radiatiile ionizante:

radiatiile a si radiatiile b au nocivitate maxima in contextul iradierii interne (patrunderea radionuclizilor in organism prin inhalare sau ingestie);

radiatiile electromagnetice ionizante (X si g) determina efecte nocive de intensitate maxima in situatia iradierii externe, prin expunerea partiala sau totala a corpului la radiatia exterioara.

Unitatile de masura

Inca de la sfarsitul secolului XIX au fost utilizate o serie de unitati de masura pentru definirea radiatiilor ionizante si a efectelor biologice produse, care in anul 1975 au fost supuse unor reformulari in cadrul Sistemului International de unitati (SI).

Intrucat in practica curenta se folosesc deseori si unitatile vechi, vom prezenta ambele unitati de masura si relatiile de conversie (tabelul 2).

Radioactivitatea

Radioactivitatea sau activitatea unui radionuclid este definita prin viteza de dezintegrare a atomilor sai. Unitatea de masura veche este Curie (simbol Ci), care reprezinta numarul de dezintegrari pe unitatea de timp (secunda) intr-un gram de radiu si corespunde la 3,7 • 1010 dezintegrari/secunda.

Unitatea SI (adoptata de Comisia Internationala pentru Masuri si Greutati in anul 1975) este Bequerel (simbol Bq) care reprezinta 1 dezintegrare/secunda. Rezulta ca 1 Ci = 3,7 • 1010 Bq, respectiv 1 Bq = 27,03 • 1012 Ci (sau 1 Bq = 27,03 pCi).

Expunerea la radiatii ionizante

Prima unitate pentru estimarea expunerii la radiatii ionizante a fost Röntgen (simbol R), care reprezinta doza de radiatie X sau gamma, care (in conditii standard de 00 C si 760 mm Hg) produce in 1 cm3 de aer uscat ioni negativi sau pozitivi a caror sarcina electrica este egala cu 1 unitate electrostatica.

In SI unitatea de masura este Coulomb/kilogram (C • kg-1), iar relatia de transformare este 1C • kg-1 = 3 876 R. In aceste conditii, debitul de expunere exprimat in Röntgen • s-1 devine in SI Coulomb • s-1.

Doza absorbita

Doza absorbita reprezinta o marime care exprima distribuirea energiei absorbite in unitatea de masa a materialului iradiat. Importanta practica a dozei absorbite rezida in faptul ca efectul biologic este consecinta procesului de transfer energetic de la campul de radiatii catre materia in care se realizeaza absorbtia.

Unitatea de masura veche este Rad (radiation absorbed dose), care corespunde absorbtiei a 100 erg pe 1 g de substrat iradiat. In sistemul international actual unitatea de masura este Gray (simbol Gy) si reprezinta absorbtia unei cantitati de energie de 1 Joule pe kilogram de substrat iradiat (1 J • kg-1).

Doza absorbita pe unitatea de timp se exprima prin Rad • s-1 (unitatea veche), respectiv Gy • s-1 (in SI). Relatiile de transformare sunt 1 Gy = 100 rad, respectiv 1 Gy •s-1 = 100 Rad • s-1.

Doza echivalenta

Doza echivalenta sau echivalentul dozei este o unitate de masura folosita numai in radioprotectie, care pleaca de la considerentul ca energia transferata tesuturilor umane, si implicit actiunea biologica produsa, este dependenta de doza absorbita, de factorul de calitate al radiatiei (care exprima calitatea biologica) si de factorul ponderal al organului iradiat (respectiv importanta organului, prin comparatie cu intregul corp, in determinarea unui efect stocastic).

In vechiul sistem de unitati doza echivalenta se exprima in Rem (röntgen equivalent man), iar in Sistemul International unitatea de masura este reprezentata de Sievert (simbol Sv). Relatia de transformare este 1 Sv = 100 Rem.

Tabelul 2

Radiatiile ionizante – marimi si unitati de masura

Marime

Sistem vechi

Sistem international

Relatia de transformare

Nume

Simbol

Unitate

Nume

Simbol

Activitate (radionuclizi)

Curie

Ci

Inversul secundei

Bequerel

Bq

1 Bq = 27,03 • 10-12 Ci

Expunere

(radiatii X si g

Röntgen

R

Coulomb pe kg

1 C • kg-1 = 3 876 R

Debitul expunerii

Röntgen pe secunda

R • s-1

Amper pe kg

1 A • kg-1 = 3876 R • s-1

Doza absorbita

Rad

Rad

Joule pe kg

Gray

Gy

1 Gy = 100 Rad

Debitul dozei absorbite

Rad pe secunda

Rad • s-1

Watt pe kg

Gray • s-1

Gy • s-1

1 Gy • s-1 = 100 Rad    • s-1

Echivalentul dozei

Rem

Rem

Joule pe kg

Sievert

Sv

1 Sv = 100 Rem

Debitul echivalen-

tului dozei

Rem pe secunda

Rem s-1

Watt pe kg

Sievert • s-1

Sv • s-1

1 Sv • s-1 = 100 Rem • s-1

Sursele de radiatii ionizante

Sursele de radiatii ionizante sunt clasificate in doua mari categorii: naturale si antropice, care determina iradierea naturala sau iradierea antropica a factorilor ambientali si a organismului uman. 0rganismul uman poate recepta variate doze de radiatii ionizante prin iradiere externa (de la surse dinafara corpului uman - aer, sol) sau prin iradiere interna (de la radionuclizii patrunsi in organism prin inhalare sau ingestie).

Sursele naturale de radiatii ionizante sunt reprezentate de radiatiile cosmice si de radiatiile telurice (terestre). Acestea pot determina iradierea externa (radiatiile gamma terestre) sau iradierea interna, in cazul patrunderii in organismul uman prin inhalarea sau ingestia unor radionuclizi naturali ambientali.

In cadrul circumstantelor uzuale de expunere a colectivitatilor umane la radiatiile ionizante, sursele naturale contribuie cu aproximativ 87 % din doza receptata (figura 1).

Figura 1

Sursele de expunere la radiatii ionizante

(modificat dupa USA NCRP Report No. 93)

Radiatiile cosmice

Radiatiile cosmice primare

Cea mai mare parte a radiatiilor cosmice provine din spatiul interstelar dinafara sistemului nostru solar, iar un procent mai redus rezulta in urma activitatii solare. Datorita originii aceste radiatii ionizante sunt denumite radiatii cosmice primare. Ele sunt reprezentate in principal de fluxuri de particule protonice, fotoni si muoni cu energii inalte (peste 1018 eV).

Radiatiile cosmice secundare

Doar o mica parte a radiatiilor cosmice primare poate penetra pana la suprafata Pamantului deoarece in momentul patrunderii in atmosfera superioara interactioneaza cu nucleii atomilor si moleculelor din aer generand radionuclizi secundari (radionuclizi cosmogenici), care la randul lor, prin reactie in cascada, determina producerea altor nuclizi radioactivi.

Acestia emit fotoni, electroni, neutroni si muoni cu energie joasa, care reusesc sa ajunga pana la suprafata terestra.

Principalii nuclizi radioactivi cosmogenici sunt Carbon-14, Tritiu-3 si Beriliu-7 (tabelul 3).

Tabelul 3

Principalii radionuclizi cosmogenici

Radionuclidul

Simbol



Perioada de injumatatire

Radioactivitatea naturala

Carbon -14

C

5730 ani

0,22 Bq x g-1 *

Tritiu-3

T

12,3 ani

1,2 x 103 Bq x kg-1

Beriliu-7

Be

53,28 zile

0,01 Bq x kg-1

* in substantele organice

Alti radionuclizi cosmogenici sunt 10Be, 26Al, 36Cl, 80Kr, 32Si, 39Ag, 22Na, 35S, 37Ar, 33P, 32P, 38Mg, 24Na, 38S, 31Si, 18F, 39Cl s.a., a caror contributie la realizarea fondului radioactiv natural cosmic este mai redusa.

Cantitatea de radiatii cosmice care patrunde in atmosfera Pamantului este influentata de campul magnetic terestru: mai mare in vecinatatea polilor decat la ecuator; ca urmare, intensitatea expunerii diminueaza pe masura descresterii latitudinii (nivelul de radioactivitate la ecuator, determinat la nivelul marii, este mai mic cu aproximativ 10% fata de poli, iar la altitudinea de 17 km scaderea este de aproape 75%).

De asemeni, datorita efectului de ecran al atmosferei, intensitatea radiatiei cosmice primare si secundare creste cu altitudinea, valoarea radioactivitatii aproape ca se dubleaza pentru fiecare 2 km altitudine.

Din punctul de vedere al iradierii populatiei, in contextul situational cotidian, radiatiile cosmice nu constituie un factor de risc major deoarece nivelul expunerii este de aproximativ 27 x 10-5 sievert pe an (in medie 10-12% din fondul radioactiv natural).

Eventuale riscuri pentru sanatate pot fi generate de zborurile la foarte mare altitudine, inclusiv cele cosmice.

Utilizarea mijloacelor de transport aeriene, in functie de latitudinea, altitudinea si durata croazierei, poate determina cresterea moderata a dozei de radiatii ionizante cosmice receptate de organismul uman, dar de regula aceasta nu depaseste cateva zeci de micro gray (tabelul 4).

Tabelul 4

Expunerea la radiatiile ionizante cosmice in transportul aerian

Ruta

Altitudinea de zbor

11 000 m (zbor subsonic)

19 000 m (zbor supersonic)

Durata

Doza

Durata

Doza

Paris - Los Angeles

11,1 ore

48 x 10-6 Gy

3,8 ore

37 x 10-6 Gy

Paris Chicago

8,3 ore

36 x 10-6 Gy

2,8 ore

26 x 10-6 Gy

Paris - New York

7,4 ore

31 x 10-6 Gy

2,6 ore

24 x 10-6 Gy

Londra - New York

7,0 ore

29 x 10-6 Gy

1,9 ore

13 x 10-6 Gy

Sydney - Acapulco

17,4 ore

44 x 10-6 Gy

6,2 ore

21 x 10-6 Gy

in conditii de activitate solara normala

modificat dupa Environmental Radioactivity from Natural, Industrial and Military Sources by Merril Eisenbud and Tom Gesell, Academic Press, Inc. 4th Edition

Riscul expunerii la doze mai mari de radiatii cosmice este mentionat in zborurile cosmice, mai ales in momentul traversarii centurilor Van Allen.

Centurile Van Allen (interioara si exterioara) sunt zone circulare care inconjoara Pamantul, in care intensitatea radiatiilor ionizante cosmice este deosebit de mare datorita retinerii protonilor si a neutronilor sub actiunea campului magnetic terestru. Centura interioara, a carei localizare variaza de la cateva sute la cateva mii de km, este formata din protoni, iar cea exterioara, extinsa de la 20 000 la 60 000 km, este alcatuita din electroni.

Radiatiile terestre

Toate formatiunile geologice de pe Pamant contin cantitati variate de substante radioactive naturale (radionuclizi naturali) a caror varsta corespunde varstei geologice a Pamantului, aspect datorita caruia au fost denumite radionuclizi primordiali: Uraniu-235, Uraniu-238, Thoriu-232, Radiu-226, Potasiu-40 s.a. Marea lor majoritate au semi-viata (timpul de injumatatire) de ordinul milioanelor de ani (tabelul 5).

Radionuclizii primordiali impreuna cu produsii de dezintegrare radioactiva determina existenta fondului radioactiv natural terestru a carui radioactivitate este relativ constanta. Acesti radionuclizi pot actiona asupra organismului uman prin doua circumstante de expunere: iradiere externa si iradiere interna    Tabelul 5

Principalii radionuclizi primordiali telurici

Nuclidul

Simbol

Semi-viata

Concentratia / activitatea naturala

Uraniu-235

U

7,04x108 ani

0,72 % din uraniul natural

Uraniu-238

U

4,47x199 ani

0,5-4,7 ppm in rocile comune

Thoriu-232

Th

1,41x1010 ani

1,6-20 ppm in rocile comune

Radiu-226

Ra

1,60x103 ani

16 Bq/kg in calcar

48 Bq/kg in rocile vulcanice

Radon-222

Ra

3,82 zile

Concentratia medie anuala de 0,6-28 Bq/m3

Potasiu-40

K

1,28x109 ani

0,037-1,1 Bq/g de sol

Adaptat dupa United States Geological Survey Digital maps 1994

Iradierea naturala terestra externa

Iradierea externa este produsa de radiatiile gamma emise in timpul dezintegrarii radionuclizilor primordiali sau a descendentilor acestora. Intensitatea expunerii depinde de concentratia elementelor radioactive din scoarta terestra, fiind mai mare in teritoriile in care exista depozite naturale mai mari de uraniu si thoriu, unde predomina rocile bazaltice si sisturile.

Pe plan mondial, iradieriea naturala externa determina absorbtia unei doze medii de este 1x10-3 gray pe an, iar echivalentul dozei efectiv este estimat la 55-100x10-5 sievert pe an si persoana. In tara noastra, iradierea naturala telurica are valoarea medie de 7x10-4 gray pe an (0,7 mGy pe an), cu anumite variatii regionale care oscileaza in jurul acestei valori.

In unele teritorii de pe Pamant nivelul radiatiilor telurice este mai crescut deoarece structurile geologice contin concentratii crescute de substante minerale radioactive naturale. Un asemenea mineral este monazitul (principalii radionuclizi din monazit sunt cei din seria 232Th, dar si unii descendenti ai uraniului si 226Ra), a carui concentratie este mai crescuta in Brazilia, India (coasta de sud-vest), Iran, Sudan si China, regiuni in care nivelul iradierii depaseste valoarea de 38x10-3Sv/an (tabelul 6).

Tabelul 6 :Teritorii cu fond radioactiv teluric crescut

Teritoriul

Nivelul iradierii externe

Brazilia

3-4 x 10-3 Gy/an

India - Madras si Kerala

5-6 x 10-3 Gy/an

China

3-4 x 10-3 Gy/an

Iradierea naturala terestra interna

Iradierea naturala interna este consecinta patrunderii in organismul uman a elementelor radioactive din sol pe doua cai:

prin ingestia radionuclizilor primordiali telurici prin intermediul apei sau a alimentelor. Amploarea riscului datorat consumarii produselor alimentare (cereale, legume radacini, lapte, carne, peste) poate fi amplificat prin concentrarea elementelor radioactive in urma parcurgerii verigilor lantului trofic;

prin inhalarea gazelor radioactive - radon si thoron - provenite din sol, a caror concentratie este crescuta indeosebi in minele de minereu radioactiv sau cele de mare adancime, dar si locuintele si cladirile situate deasupra pivnitelor sau spatiilor tehnice insuficient ventilate. Concentratia atmosferica a radonului din asemenea spatii limitate depaseste pe cea din atmosfera libera.

In organismul uman radionuclizii telurici se distribuie inegal: cei patrunsi pe calea digestiva se acumuleaza cu predilectie in tesutul osos (226Ra, 238Th, 40K, 87Ra, 210Po, 220Pb), in timp ce gazele radioactive si produsii lor de filiatie se cumuleaza in tesutul pulmonar.

O varianta a iradierii naturale o constituie iradierea naturala modificata tehnologic, reprezentata de iradierea provocata de materialele naturale supuse unor prelucrari tehnologice care le-au crescut radioactivitatea:

arderea carbunelui pentru producerea de energie, proces care poate determina pentru populatia din jurul centralelor termice receptarea EDE ( echivalentul dozei efectiv) de pana la 2x10-4 sievert pe an (0,2 mSv/an);

cenusa de la centralele termoelectrice utilizata la fabricarea cimentului si a betonului (unele betoane pot contine pana la 80% cenusa de carbune). In asemenea situatii , intr-o locuinta din beton EDE/locatar poate ajunge la valoarea de 7x10-5 Sv pe an (0,07 mSv/an); prin comparatie, valoarea de baza, corespunzatoare unei locuinte din lemn este de 3x10-4 Sv pe an (0,03 mSv/an);

arderea petrolului in centralele electrice, prin care poate rezulta un nivel de iradiere caracterizat prin EDE de 1x10-6 Sv pe an (0,001 mSv/an);

folosirea rocilor fosfatice de origine sedimentara (care contin concentratii mult mai mari de 238U si produsii sai de dezintegrare decat solurile normale) pentru obtinerea ingrasamintelor complexe de sinteza NPK. Pentru populatie, riscul iradierii suplimentare apare prin consumarea produselor alimentare cultivate pe terenurile fertilizate cu ingrasaminte chimice fosfatice sau datorita depozitarii fosfogipsului (deseu rezultat in urma procesului de obtinere a ingrasamintelor fosfatice, caracterizat printr-un continut de radiu-226 de 10-15 ori mai mare decat in sol);

utilizarea apelor geotermale pentru incalzirea locuintelor, ca apa menajera, in unele procese semiindustriale (topitul inului si a canepei) sau ca factor terapeutic balneoclimateric. Amploarea riscului de iradiere suplimentara, desi este in curs de evaluare, poate ajunge la un EDE cuprins intre 2x10-5 - 22x10-4 Sv pe an (0,02 - 2,2 mSv/an).

Sursele antropice de radiatii ionizante

Utilizarea radiatiilor ionizante in numeroase activitati industriale, medicina sau cercetare stiintifica a determinat cresterea radioactivitatii factorilor de mediu si a riscurilor pentru sanatatea comunitatilor umane.

In functie de circumstantele de expunere, iradierea antropica poate fi ocupationala (profesionala) sau non-ocupationala (neprofesionala).

Expunerea ocupationala

Expunerea ocupationala se produce in anumite activitati profesionale care implica contactul cu diferite surse de radiatii ionizante:

industrie - extragerea minereurilor radioactive, obtinerea combustibilului nuclear si a energiei electro-nucleare, producerea fertilizantilor fosfatici, extractia titeiului si a gazelor naturale, arderea combustibililor fosili, densimetria si defectoscopia non-distructiva, extragerea apei de la foarte mare adancime, tratarea sau reciclarea deseurilor radioactive, sistemele de semnalizare non-electrica;

medicina - imagistica (radioscopii, radiografii, tomografie computerizata), medicina nucleara (diagnostic cu izotopi radioactivi), radioterapia afectiunilor neoplazice, sterilizarea produselor hematologice;

cercetare - obtinerea markerilor radioactivi, fizica atomica (ciclotroane si acceleratori de particule), analize prin activare radioactiva, tehnici de datare cu carbon-14 sau potasiu-40 (pentru determinarea varstei unor materiale sau specii biologice).

Expunerea non-ocupationala

Pentru comunitatile umane, principalele modalitati de expunere la radiatiile ionizate sunt iradierea medicala in scop diagnostic sau terapeutic, unele aparate sau instalatii de uz casnic si poluarea radioactiva a factorilor de mediu.

Pentru populatie, cea mai importanta sursa de expunere este iradierea medicala, a carei contributie la realizarea iradierii externe a intregului corp depaseste 49 procente (tabelul 7). Marimea riscului datorat procedeelor medicale care implica surse de radiatii este conditionata de intensitatea dozei receptate (mai mare in timpul radioscopiilor), zona iradiata (maduva hematopoetica si gonadele au radiosensibilitate mai mare), varsta (mai mare la copii) sau starea fiziologica (riscul este mai mare in perioada de sarcina).

Tabelul 7: Surse de iradiere externa a intregului corp

Sursa

Echivalentul dozei efectiv mediu

Ponderea

Fondul natural cosmic

0,40 mSv/an/persoana

Fondul natural terestru

0,55 mSv/an/persoana

Radioactivitatea corpului uman

0,40 mSv/an/persoana

Radonul din locuinte

1,60mSv/an/persoana

Iradierea medicala

0,90 mSv/an/persoana

Alte surse antropice

0,15 mSv/an/persoana

Total

4,00 mSv / an / persoana



Tabelul 8:    Iradierea in unele investigatii radiologice

Investigatia

Echivalentul dozei efectiv

Radiografie dentara

0,10 mSv

Radiografie craniana

0,20 mSv

Radiografie toracica

0,03 mSv

Radiografie cervicala

0,22 mSv

Radiografie pelvina

0,44 mSv

Tranzit baritat

0,54 mSv

Mielografie lombara

1,30 mSv

Tomografie scheletala

4,40 mSv

Tomografie computerizata

11,00 mSv

Dintre aparatele de uz casnic (tabelul 9), care pot constitui surse de expunere non-ocupationala la radiatiile ionizante cele mai frecvente sunt: receptoarele TV si unitatile display ale computerelor personale (datorita excitarii cu electroni a ecranului); detectoarele de fum; becurile de iluminat cu perioada de utilizare indelungata sau arderea combustibililor fosili pentru incalzire sau prepararea alimentelor.

Contaminarea radioactiva a factorilor de mediu, ca urmare a gestionarii neadecvate a deseurilor radioactive industriale sau medicale, poate reprezenta o modalitate complementara de expunere a comunitatilor umane la radiatii ionizante.

Substantele radioactive poluante, dupa patrunderea in sursele de apa sau sol, intra in lanturile trofice telurice si acvatice, unde prin parcurgerea fiecarei verigi sunt supuse fenomenului de biocentrare. Astfel ca, omul, care este situat in varful tuturor piramidelor ecologice, poate fi expus riscului de iradiere si prin efectul de bumerang.

Radioelementele cele mai periculoase din acest punct de vedere sunt cele ce poseda o activitate biologica specifica intensa (131I) si cele ce prezinta o perioada de injumatptire fizica lunga (28 ani 90Sr, 32 ani 137Cs).

Desi, de regula, radioactivitatea produselor alimentare este , faptul ca proprietatile organoleptice nu sunt modificate limiteaza aplicarea masurilor de reducere a riscului.

Tabelul 9

Principalele surse non-ocupationale de expunere la radiatii ionizante

Sursa

Echivalentul dozei efectiv

Apa potabila

1 - 6 x 10-5 Sv/an

Materialele de constructii

3, 6 x 10-5 Sv/an

Produsele agricole

1 x 10-5 Sv/an

Arderea combustibililor

carbune

0,3 - 3 x 10-6 Sv/an

gaze naturale (centrale termice)

1 x 10-6 Sv/an

gaze naturale (masini de gatit)

2 x 10-6 Sv/an

Lentilele de ochelari

1 x 10-6 Sv/an

Receptoarele TV

1 x 10-5 Sv/an

Detectoarele de fum

1 x 10-8 Sv/an

Alte posibile modalitati de contaminare radioactiva a factorilor ambientali, inclusiv a surselor de apa si alimentelor, sunt experimentarea armelor nucleare si accidentele de la centralele atomo-electrice.

Experimentarea armelor nucleare

Desi in ultimele decenii acordurile internationale au interzis experimentarea armelor nucleare in aer, sub apa sau in subteran, testarile din deceniile 6 si 7 au determinat concentrarea in atmosfera a unor radionuclizi cu perioada de injumatatire fizica mare (strontiu-90 si cesiu-137) care inca mai continua sa contamineze factorii de mediu natural (solul si sursele de apa).

Incidentele sau accidentele de la centralele electronucleare.

Cu toate ca majoritatea centralelor nuclearo-electrice au un grad de securitate

corespunzator, in unele tari mai functioneaza centrale care nu intrunesc cerintele actuale de siguranta a functionarii.

Indiferent de tipul de centrala, in cazul exploatarii incorecte se pot produce:

incidente nucleare care sunt soldate cu contaminarea unui teritoriu periuzinal limitat, dar nivelul de iradiere maxima este sub limitele admise;

accidente nucleare, respectiv contaminarea exterioara de diferite proportii, cu cresterea probabilitatii aparitiei unor efecte asupra sanatatii comunitatilor umane sau a mediului.

Cel mai recent accident nuclear major a avut loc la centrala de la Cernobal - 26 aprilie 1986 - in urma caruia au fost afectate regiuni intinse initial din Ucraina, Belarus, Rusia, ulterior din Norvegia, Suedia, Finlanda si in final Romania (cea mai afectata tara dupa tarile ex-sovietice).

Efectele biologice ale radiatiilor ionizante

Interactiunea radiatiilor ionizante cu materia vie, prin transferul energiei substratului iradiat, determina aparitia unor structuri chimice ionizate, care genereaza variate efecte biologice. Producerea efectului ionizant necesita energii mari, de circa 32 eV pentru fiecare pereche de ioni formati. Ionizarea chiar si a unui singur atom dintr-o macromolecula conduce la modificarea sau alterarea substantei respective. In concluzie, efectul radiatiilor ionizante este intotdeauna nociv.

Mecanismele producerii efectelor biologice

Pentru explicarea mecanismului de producere a efectelor biologice ale radiatiilor ionizante, au fost propuse doua teorii, respectiv teoria tintei si teoria radicalilor liberi.

Teoria tintei (teoria actiunii directe) postuleaza ca exista anumite elemente, eventual structuri celulare, asupra carora actioneaza radiatiile ionizante, producand lezarea sau chiar distrugerea celulei. Studiile de radiobiologie sugereaza ca elementele cu cea mai mare sensibilitate sunt acizii nucleici.

Se estimeaza ca, pentru afectarea celulei, sunt necesare minimum 15-20 ionizari la nivelul structurilor sensibile, fenomenul fiind mai evident in timpul mitozei nucleului celular.

Teoria radicalilor liberi (teoria actiunii indirecte) considera ca efectele radiatiilor ionizante nu sunt consecinta interactiunii lor nemijlocite cu structurile sensibile, ci sunt intermediate de radicalii liberi rezultati in urma radiolizei apei (radicalul hidroxil HO si hidroxiperoxidic HO2 ). Efectele biologice apar in conditiile depasirii eficientei sistemelor fiziologice de neutralizare a radicalilor liberi (superoxid dismutaza si sistemul reducator glutation-peroxidaza), iar intensitatea lor depinde de cantitatea de radicali liberi formati.

Din punct de vedere al radiosensibilitatii diferitelor structuri ale organismului, cele mai vulnerabile sunt celulele caracterizate printr-o rata de multiplicare mare si un grad mic de diferentiere (celulele limfoide, mieloide, epiteliale, de reproducere), dar si celulele foarte diferentiate (celulele nervoase).

In functie doza de radiatii ionizante receptata de structurile biologice si efectul biologic rezultat, cercetarile de radiobiologie au evidentiat doua tipuri de relatii posibile: relatia liniara si relatia tip sigmoidal.

Relatia liniara (doza fara prag) postuleaza urmatoarele:

orice doza de radiatii ionizante poate produce leziuni celulare;

intensitatea efectelor nocive este proportionala cu doza receptata;

sunt excluse orice posibilitate de reparare a leziunilor.

Aceasta relatie explica aparitia lezarea celulelor somatice (aparitia degenerarilor celulare maligne) si a celulelor germinale (efecte asupra descendentilor).

Relatia tip sigmoidal (doza cu prag) conform careia:

lezarea structurilor iradiate apare numai dupa depasirea unei anumite doze („doza prag”), sub care nu apare nici un efect nociv;

sunt posibile si eficiente fenomene reparatorii a leziunilor produse;

dozele receptate ulterior se cumuleaza partial.

Relatia doza cu prag explica aparitia modificarilor radiobiologice din boala de iradiere acuta si cronica (efectele somatice conturate).

Forme de manifestare a efectelor biologice

Interactiunea radiatiilor ionizante cu materia vie poate genera consecinte variate, care pot fi clasificate in doua mari categorii de manifestari: precoce si tardive.

Manifestarile precoce sunt reprezentate de efectele somatice care apar dupa dupa un interval scurt de la iradiere. Intereseaza numai persoana expusa si aparitia lor poate fi anticipata in functie de doza receptata de organismul sau tesutul iradiat. Deoarece sunt expresia efectelor tip sigmoidal (doza cu prag), intensitatea si gradul de reversibilitate sunt dependente de marimea dozei absorbite.

Manifestarile tardive apar dupa intervale de timp variabile, de cateva luni pana la cativa ani, de la expunere. Sunt considerate efecte stochastice, care se produc intamplator, iar probabilitatea statistica a frecventei de manifestare scade odata cu doza receptata.

Efectele somatice precoce sunt manifestari generate de expunerea externa la doze unice sau repetate la repetate in timp scurt, care difera in functie de marimea zonei iradiate - iradierea intregului corp sau iradierea anumitor zone corporale.

Iradierea externa a intregului corp cu doze sub 2 Gy produce astenie, stare generala de rau si greturi, care apar la 3-6 ore de la expunere, insotite de modificari hematologice (leucopenie prin lezarea seriei limfoide si mieloide). In general, tulburarile se remit dupa 24 ore.

Expunerea organismului, intr-un timp scurt, la doze mai mari de 2 Gy determina boala acuta de iradiere cu evolutie in trei faze:

faza prodromala caracterizata prin adinamie, inapetenta, stare generala alterata, eventual obnubilare;

faza de remisiune a carei durata este invers proportionala cu marimea dozei receptate de organism;

perioada de stare care, in functie de doza, are trei forme de manifestare (sindroame): sindrom hematologic in cazul expunerii la doze de 2-10 Gy; sindrom gastrointestinal la iradieri egale sau mai mici de 4 Gy si sindrom nervos central, daca doza absorbita este mai mare de 10 Gy.

Sindromul hematologic debuteaza cu anorexie, greturi, varsaturi si stare de apatie, simptome care ating apogeul in 6-12 ore. Urmeaza faza de remisiune de 24 pana la 36 ore in care simptomele dispar complet. In timpul perioadei de aparenta sanatate debuteaza procesul de distrugere, uneori ireversibila, a sistemului hematopoetic mieloid si limfoid. Se manifesta prin limfopenie, neutropenie, anemie si trombocitopenie, urmate de hemoragii, dezechilibre electrolitice si cresterea susceptibilitatii la infectii.

Uneori, prin lezarea marcata a timusului si a placilor Payer apare imunosupresia grava, care poate contura sindromul imunologic asociat.

Sindromul gastrointestinal este dominat de greturi, varsaturi si diaree care produc deshidratarea marcata, reducerea volumului plasmatic si colaps vascular si moarte.

Initial, sindromul gastrointestinal este consecinta toxemiei datorate necrozei tisulare, pentru ca ulterior sa fie perpetuat prin atrofia progresiva a mucoasei tractului gastrointestinal. In stadiile avansate, denudarea vilozitatilor intestinale determina plasmoragie masiva in lumenul intestinal.

Decesul survine in 3-10 zile prin plasmoragie si septicemie cu flora intestinala proprie, probabilitatea acestuia fiind proportionala cu doza receptata: sub 2 Gy mai redusa, sub 4 Gy aproape 50% din persoanele iradiate decedeaza, iar la iradieri de 5-10 Gy sansa de supravietuire este practic nula.

Sindromul nervos central (neuropsihic) apare in cazul expunerii organismului intr-un timp scurt la doze extrem de mari (peste 10 Gy), conditie intalnita numai in situatii speciale cum sunt accidentele nucleare majore.

Asemenea contexte situationale vizeaza operatorii si formatiunile de interventie (pompieri si lichidatori) din unitatile nucleare si numai arareori grupuri populationale din imediata vecinatate a unitatii nucleare implicate (de exemplu bombardamentele de la Hiroshima si Nagasaki sau accidentul de la Cernobal din 1986).

Sindromun nervos central debuteaza printr-o perioada prosromala cu greturi, varsaturi, apatie si somnolenta care evolueaza spre prostratie datorate focarelor inflamatorii nonbacteriene cerebrale sau produsilor toxici radio-indusi. In scurt timp se instaleaza tremor, convulsii, ataxie, iar decesul survine in cateva ore.

Iradierea externa localizata

Manifestarile patologice induse de radioexpunerea externa a unor zone corporale limitate sunt in functie de regiunea expusa si zona iradiata. Apar accidental, in cazul manipularii necorespunzatoare a unor surse de radiatii, sau in urma iradierii medicale in scop terapeutic (radioterapia unor afectiuni).

In cazul iradierii externe localizate, pentru exprimarea leziunilor sunt necesare doze mult mai mari decat in cazul iradierii intregului corp.

Radiodermitele acute sunt leziuni cutanate de tip eritematos localizate la nivelul mainilor si degetelor. Apar precoce, la cateva ore de la iradiere.In functie de doza absorbita, radiodermita poate imbraca diferite forme de manifestare:

4 Gy dermita cu disparitia temporara a pilozitatii;

16-20 Gy epilare definitiva;

6-12 Gy radiodermita eritematoasa sau exudativa;

peste 25 Gy radiodermita atrofica cu ulceratii si necroza.

Leziunile oculare sunt localizate la nivelul cristalinului, care in cazul iradierii cu doze mai mari de 2 Gy se opacifiaza (cataracta radioindusa), probabilitatea lezarii cristalinului crescand cu doza absorbita: aproximativ 10% la subiectii expusi la doze de pana la 5 Gy, de 50% la cei care recepteaza doze intre 5-10 Gy, respectiv cca. 90% in cazul iradierii mai mari de 10 Gy.

Leziunile gonadelor. Iradierea zonelor ovariene sau testiculare, datorita radiosensibilitatii celulelor germinale, poate determina amenoree sau azospermie, a caror frecventa si reversibilitate este dependenta de doza receptata (tabelul 10 si 11).

In cazul sexului feminin, probabilitatea suprimarii functiei ovulatorii prin iradierea ovarelor este conditionata atat de doza cat si de varsta persoanei iradiate (dupa U.S. Nuclear Regulatori Commision, Report NUREG CR-4214, Rev.1. Part II. Washington, D.C. NRC: 1989).

Tabelul 10

Efectele iradirerii zonei ovariene

Doza (Gy)

Probabilitatea afectarii functiei ovariene

Perioada fertila (15-40 ani)

Peste 40 ani

£

fara efecte decelabile

risc minor

60% suprimare definitiva a ovulatiei

40% amenoree temporara

100% suprimare definitiva a ovulatiei

riscul menopauzei radioinduse

60-70% suprimarea definitiva a ovulatiei

30-40% amenoree temporara

date insuficiente

³

100% suprimarea ovulatiei

Tabelul 11

Efectele iradierii gonadelor la sexul masculin

Doza (Gy)

Efecte

oligospermie pasagera

azospermie temporara dupa 4-12 luni de la iradiere

recuperare completa in 48 luni

azospermie temporara dupa 3-17 luni de la iradiere

recuperarea completa incepe dupa 8-38 luni

azospermie temporara dupa 2-15 luni de la iradiere

recuperarea completa incepe dupa 11-20 luni

azospermie permanenta dupa 1-2 luni de la iradiere

dupa 40 luni nu s-au observat semne de recuperare

Efectele asupra embrionului uman. Iradierea accidentala, ocupationala sau medicala, chiar cu doze mici de ordinul 0,1 Gy, in primele 3 luni de sarcina poate afecta procesul de organogeneza al produsului de conceptie determinand malformatii congenitale. Localizarile mai frecvente sunt la nivelul creierului (anecefalie, hidrocefalie, atrofie cerebrala), ochiului (anoftalmie, microoftalmie, retinoblastom) sau scheletului (nanism, craniostenoza, spina bifida, malformatii ale membrelor).

Iradierea produsului de conceptie dupa a 90-a zi de viata intrauterina creste riscul leziunilor sistemului nervos manifestate prin diferite grade de oligofrenie si dezvoltare neuropsihica deficitara.

Manifestarile tardive sunt de tip stocastic (care apar aleator) care pot avea exprimare somatica (intereseaza persoana iradiata) sau genetica (manifestarile apar la descendenti).

Efectele somatice tardive

Carcinogeneza (cancerul radioindus)

Procesul biologic de transformare maligna are la baza relatia de tip liniar (fara prag), manifestarea aparand de la cativa ani, pana la zeci de ani de la iradiere. Desi, datorita etiologiei multifactoriale a cancerului, estimarea rolului radiatiilor ionizante in cancerogeneza este dificila, pentru unele forme de cancer exista suficiente date care permit stabilirea corelatiilor etiologice (tabelul 12).

Tabelul 12 : Principalele localizari ale cancerului radioindus*

Localizarea

Modalitatea de expunere

Perioada de latenta

Cancer cutanat



iradiere externa localizata

12-50 ani

Leucemie acuta (toate formele)

Leucemie cronica granulocitara

iradiere externa

radiodiagnostic cu thorotrast

2-10 ani

Cancer tiroidian

iradiere externa sau interna cu 131I

10-17 ani

Cancer de san

iradiere externa accidentala

radiodiagnostic sau radioterapie

10-30 ani

(in medie 25 ani)

Cancer pulmonar

iradiere externa

iradiere interna (Radon)

10-25 ani

Cancer osos

iradiere interna (saruri de Radiu)

2-4 ani

modificat dupa Rodica Tulbure, Irina Marinescu, Cristina May Efecte asupra sanatatii in expunerea umana la radiatii in Radioactivitatea artificiala in Romania, Bucuresti,1994

Pentru intreaga populatie, prin expunerea la radiatii ionizante (teritorii cu radioactivitate naturala crescuta, radioactivitate naturala amplificata tehnologic sau accidente nucleare) riscul de aparitie a cancerului fatal este estimat la 5% per Sv, respectiv prin receptarea unei doze cumulate de 1 Sv sansa de aparitie a unui cancer fatal este de 1 la 20 (ICRP, 1991), iar factorul de risc global (care include si probabilitatea cancerelor non-fatale si a defectelor genetice) este evaluat la aproximativ 7,3% per Sv.

Pe plan mondial, expunerea la doza medie anuala de 2,4 mSv (valoarea medie a radioactivitatii naturale pe Pamant) determina, pentru intreaga durata a vietii, un risc teoretic de moarte prematura prin malignitate indusa de radioactivitatea naturala de aproximativ1%.

Radiodermitele cronice, manifestate prin fenomene de atrofie cutanata, ulceratii, keratoze, telangectazii si cresterea riscului de malignizare, la care se poate asocia alopecie, apar dupa expuneri partiale relativ intense cum sunt cele din radioterapie.

Cataracta este consecinta iradierii cristalinului indeosebi cu neutroni. Procesul de opacifiere debuteaza la nivelul polului posterior al cristalinului dupa o perioada de latenta variabila de la 6 luni pana la cativa ani de la expunere

Scurtarea duratei medii de viata, probabil prin     deteriorarea capacitatii imunobiologice a organismului, a fost observata la unele categorii de personal expus la radiatii ionizante in cadrul activitatii profesionale. Pe baza studiilor epidemiologice, care au vizat personalul medico-sanitar din serviciile de radiologie din SUA, se estimeaza ca expunerea indelungata la doze de 0,01Gy poate reduce speranta de viata cu 1-5 ani.

Alte efecte somatice tardive semnalate in cazul expuneri prelungite sau repetate la doze mici sunt:

scaderea fertilitatii la ambele sexe;

diminuarea libidoului la femei;

amenoree;

anemie, leucopenie, trombocitopenie.

Efecte somatice post-radioterapie (iradierea medicala terapeutica) in afectiuni tumorale maligne sunt:

leziuni renale - reprezentate de disfunctii glomerulare si tubulare - pot pare in urma iradierii rinichilor cu doze de 20 pana la 30 Gy. Dupa o perioada de latenta de 6-12 luni se manifesta prin proteinurie, insuficienta renala in variate grade de severitate, anemie si hipertensiune;

leziuni miocardice - pericardita si miocardita - in caz de iradiere mediastinala extinsa;

leziuni medulare - mielopatie severa pana la aplazie medulara prin iradierea segmentara a coloanei vertebrale cu doze mai mari de 50 Gy ;

leziuni intestinale - ulceratii cronice, fibroze sau perforatii intestinale - in radioterapia metastazelor limfatice abdominale din seminomul testicular, carcinomul ovarian sau limfoame.

Efectele genetice

Efectele genetice radioinduse sunt manifestari tardive, de tip stocastic, care apar datorita iradierii celulelor germinale. Afectarea materialului ereditar prin actiunea mutagena a radiatiilor ionizante determina defecte genetice (mutatii perpetuate prin procreere) care se manifesta la descendentii persoanelor expuse. Asemenea dezordini genetice ereditare pot fi: aberatii cromozomiale grave care pot impiedica formarea oului sau viabilitatea embrionului; mutatii letale sau neletale cu caracter predominant recesiv.

Desi la descendentii persoanelor expuse ocupational la radiatii ionizante nu au fost observate defecte genetice semnificative, se estimeaza ca cel putin o treime din toate defectele genetice pot fi consecinta iradierii naturale.

Masurile de radioprotectie

Deoarece diferitele surse antropice de radiatii ionizante sau modalitati de expunere au o deosebita importanta economica, medicala sau stiintifica, masurile de radioprofilaxie au ca obiectiv principal reducerea expunerii la limite rational posibile, in conditiile obtinerii de beneficii maxime cu minim de risc.

Aceste limite sunt reprezentate de doza maxima admisa (doza receptata de intregul organism, de un organ sau tesut, si care, in lumina cunostintelor actuale, in iradierea externa sau interna, nu produce efecte somatice decelabile pe toata durata vietii sau efecte genetice la descendenti).

Masurile de radioprotectie din tara noastra sunt cuprinse in Normele republicane de radioprotectie (Ordinul MS nr.51/1983) prin care este stabilita doza maxima admisa pentru 3 grupe de populatie in functie de contextul expunerii:

50 mSv pe an pentru populatia expusa profesional (iradiere interna sau externa a intregului corp, gonadelor, capului, trunchiului, a organelor hematopoietice si a cristalinului);

5 mSv pe an pentru persoanele din populatie, reprezentand grupul de populatie care locuieste sau lucreaza permanent in vecinatatea unor obiective nucleare;

0,02 Sv pe 30 ani doza genetica maxima admisa pentru populatia in ansamblul ei.

Pentru prevenirea efectelor somatice tardive, Comisia internationala de radioprotectie (ICRP, 1991) recomanda urmatoarele doze maxime admise (cu exceptia iradierii prin fondul radioactiv natural sau proceduri de radiodiagnostic):

sub 70 mSv pe intreaga durata a vietii;

exceptional cel mult 5 mSv pe an

doza medie pe 5 ani mai mica de 1 mSv pe an.

In vederea reducerii riscului de iradiere interna, echivalentul dozei efectiv generat prin ingestia apei sau inhalarea aerului trebuie sa fie de cel mult 0,5 mSv pe an (1/10 din doza acceptata pentru persoane din populatie).

RADIATIILE ULTRAVIOLETE

Radiatiile ultraviolete sunt radiatiile electromagnetice care au lungimea de unda cuprinsa intre 100-400nm. Energie cuantica a radiatiilor ultraviolete este insuficienta pentru a produce ionizarea substratului asupra caruia actioneaza, dar destul de mare pentru a provoca excitarea atomilor si produce reactii fotochimice.

Clasificarea radiatiilor ultraviolete

In functie de efectul biologic predominant radiatiile ultraviolete (RUV) pot fi clasificate in trei benzi:

radiatiile ultraviolete A (RUV-A) reprezentate de banda cu lungimea de unda intre 320-400nm. Prin interactiunea cu structurile tegumentare au efect predominant pigmentogen;

radiatiile ultraviolete B (RUV-B) reprezentate de banda cu lungimea de unda intre 280-320 nm. Asupra tegumentelor au efect predominant eritematogen;

radiatiile ultraviolete C (RUV-C) ), reprezentate de banda cu lungimea de unda intre 200-280 nm, au efect predominant bactericid.

Componentele cu lungimea de unda mai mica de 200 nm nu au importanta biologica, deoarece in aer sunt absorbite foarte repede (de aceea sunt denumite radiatii ultraviolete de vid).

Sursele de radiatii ultraviolete

Sursele naturale.

Principala sursa naturala este Soarele, care emite radiatii ultraviolete cu lungimea de unda cuprinsa intre 10-7-10-8 m. Cantitatea si intensitatea radiatiilor ultraviolete solare care ajung pana la suprafata terestra sunt dependente de:

Integritatea stratului de ozon stratosferic (dispus la altitudinea de 15-35 km sub forma unei paturi cu grosimea medie de aproximativ 20 km) care retine radiatiile ultraviolete in functie de lungimea lor de unda:

radiatiile solare din banda 290-315 nm (RUV-B) sunt reduse de aproape 1000 ori prin absorbtia de catre moleculele de ozon;

radiatiile ultraviolete cu lungimea de unda sub 200 nm (RUV-C) sunt absorbite aproape in totalitate prin interventia combinata a ozonului si oxigenului din atmosfera;

componenta cu lungime de unda mare (RUV-A cu l 320-400 nm) este absorbita doar intr-o mica masura.

Astfel, daca din radiatia solara totala, care ajunge la nivelul exosferei planetare, numai aproximativ 5% este reprezentata de radiatiile ultraviolete, datorita capacitatii de retinere selectiva a radiatiilor ultraviolete de catre ozonul stratosferic, la nivelul solului acestea reprezinta doar 1%, iar spectrul radiatiilor ultraviolete este alcatuit in proportie de aproape 95% din componenta A si doar 5% din componenta B.

Reducerea stratului de ozon, semnalata deasupra unor teritorii (gaurile de ozon), a determinat scaderea capacitatii de retinere a radiatiilor ultraviolete de origine solara, si consecutiv cresterea nivelulului de iradiere. Masuratori recente efectuate in Antarctica (CEC,1993c) au demonstrat ca diminuarea cu 58% a ozonului stratosferic a avut drept consecinta cresterea cu 300% a radiatiilor ultraviolete B, cu 31% a radiatiilor ultraviolete A si cu 32% a radiatiilor luminose (vizibile, cu lungimea de unda 400-760 nm).

Angulatia soarelui (unghiul soarelui) fata de axa Pamantului, respectiv unghiul sub care radiatiile ultraviolete traverseaza atmosfera.

La nivelul suprafetei terestre, intensitatea radiatiilor ultraviolete solare, si in particular a componentei B, depinde de pozitia (inaltimea) soarelui pe bolta cereasca in functie de momentul zilei, anotimp si latitudine.

Radiatiile ultraviolete au intensitatea maxima in lunile de vara intre orele 1000-1400 (sau 1100-1500 daca este in vigoare ora oficiala de vara). In functie de orarul circadian, variatia intensitatii componentei B este mai mare decat a componentei A.

In functie de latitudine, intensitatea radiatiilor ultraviolete este mai mare la latitudini mici decat la cele mari, deoarece distanta pe care trebuie sa o parcurga radiatia solara pana la suprafata solului este mai mica. De aceea, in zonele ecuatoriale, vara, la miezul zilei, radiatiile ultraviolete B sunt de aproape 2-3 ori mai intense decat in zonele temperate, iar in jurul latitudinii de 600, radiatiile ultraviolete B totale din lunile ianuarie si februarie pot fi inferioare celor dintr-o singura zi insorita de la mijlocul verii.

Altitudinea - intensitatea radiatiilor ultraviolete creste pe masura cresterii altitudinii, astfel ca expunerea comunitatilor din zonele montane este mai mare decat a celor din zonele de ses.

Difuzia in straturile atmosferice inferioare, datorita unor fenomene meteorologice (norii, ceata sau bruma) sau poluarii cu particule in suspensie, poate diminua cantitatea de radiatii ultraviolete de la nivelul solului, generand in situatii extreme, carenta de ultraviolete.

Reflexia de catre diferite suprafete poate amplifica intensitatea radiatiilor ultraviolete si implicit potentialele riscuri: majoritatea suprafetelor naturale (diferitele structuri geologice si apa) reflecta aproape 10% din radiatiile ultraviolete incidente, iarba reflecta in medie 3%, suprafetele de nisip cca.10-25%, iar zapada proaspata aproximativ 80%.

Sursele antropice

Pentru populatia din mediul non-ocupational principalele surse antropice de expunere la radiatiile ultraviolete sunt:

sistemele de iluminat cu becuri (tuburi) fluorescente sau de cuart tungsten-halogen de mare intensitate. Becurile cu halogen, pe langa radiatii luminoase, pot emite si radiatii ultrviolete, dar acestea reprezinta doar un procent mic fata de cantitatea receptata in mod obisnuit prin expunerea la sursele naturale. Spre deosebire de primele, lampile de cuart cu filament de tungsten emit cantitati suficiente de radiatii ultraviolete, capabile de a produce, in absenta dotarii cu dispozitive de protectie adecvate, unele efecte fotochimice persoanelor situate in imediata vecinatate a sursei;

instalatiile de bronzare artificiala (lampile sau paturile solare) din saloanele de cosmetica sau infrumusetare. Tuburile fluorescente din aceste instalatii emit cu precadere radiatii ultraviolete din banda A (l 320-400 nm, cele mai importante pentru pigmentogeneza, respectiv bronzarea tegumentelor), dar si cantitati reduse de radiatii ultraviolete B nocive;

„lumina neagra” - black light - folosita in discoteci pentru realizarea unor efecte luminoase speciale. Desi in componenta spectrala a luminii negre predomina radiatiile ultraviolete, aceasta nu determina o expunere semnificativa.

In mediul ocupational cele mai frecvente surse antropice de radiatii ultraviolete pot fi:

sursele industriale, respectiv corpurile incalzite la temperaturi ce depasesc 15000 C, instalatiile de fotopolimerizare, dezinfectie si sterilizare, aparatele de sudura, arcurile voltaice si utilizarea lasser-ului;

sursele medicale, reprezentate de aplicatiile diagnostice si terapeutice (in fizioterapie) ale radiatiilor ultraviolete si lampile cu ultraviolete folosite pentru dezinfectia laboratoarelor de microbiologie, virusologie sau a blocurilor operatorii;

sursele comerciale reprezentate de detectoarele de bancnote false si documente cu regim special.

Particularitatile radiatiilor ultraviolete

Energia radiatiilor ultraviolete

Desi radiatiile ultraviolete se caracterizeaza prin nivele energetice reduse, aceastea sunt suficient de mari pentru a determina ruperea unor legaturi chimice sau trecerea atomilor in stare de excitatie, ceea ce poate initia variate procese fotochimice sau fotobiologice. Asemenea procese sunt mai pronuntate in cazul RUV-B si RUV-C, care, datorita energiilor de pana la 3,9 eV, pot interactiona cu proteinele celulare sau cu acizii nucleici (ADN).

Amploarea leziunilor celulare generate depinde de intensitatea si, in principal de lungimea de unda a radiatiilor, lungimile de unda mici provocand cele mai intense distructii celulare.

Astfel, prin comparatie cu radiatiile ultraviolete care au lungimea de unda mai mare de 300 nm, potentialul nociv al RUV cu lungimea de unda de 290 nm este de 1000-10000 de ori mai mare. De aceea, chiar nivelele reduse de RUV-B care, in conditii normale, ajung pana la suprafata Pamantului pot produce lezarea acizilor nucleici, arsuri solare, cataracta, cancer cutanat si posibil efecte asupra raspunsului imunitar (IACR - International Association of Cancer Registries -1992).

Capacitatea de penetrare

Capacitatea de penetrare a radiatiilor ultraviolete in tesuturi este foarte redusa, nedepasind straturile tegumentare, dar nivelul pana la care patrund este diferit in functie de banda spectrala:

radiatiile ultraviolete A (315-400 nm) pot ajunge pana la nivelul epidermului profund si a dermului unde pot inhiba unele celule imunocompetente;

radiatiile ultraviolete B (280-315 nm) dispun de o capacitate de penetrare mult mai redusa, nedepasind straturile tegumentare medii.

Deoarece radiatiile ultraviolete au penetrabilitate redusa, articolele de imbracaminte uzuale protejeaza corpul uman fata de expunerea la acest factor de risc ambiental, dar tesaturile vaporoase, lejere purtate in anotimpul cald nu realizeaza o ecranare reala a tegumentelor.

Actiunea germicida

Actiunea germicida (efectul bactericid), respectiv proprietatea radiatiilor ultraviolete de a distruge microorganismele, este consecinta transferului energiei radiatiilor ultraviolete catre structurile celulare ale microorganismelor. Daca dozele de radiatii ultraviolete receptate sunt suficient de mari, acestea, prin excitarea atomilor, pot initia aparitia unor reactii fotochimice cu producerea de radicali liberi, cu mare reactivitate, care determina intense leziuni celulare si consecutiv distrugerea germenilor. In acelasi timp, radicalii liberi formati pot altera materialul genetic si implicit capacitatea de reproducere a microorganismelor.

Efectul germicid este caracteristic radiatiilor ultraviolete din banda B si C (RUV-B si RUV-C), dar se manifesta cu intensitate maxima in cazul lungimii de unda de 253,7 nm (limitele fiind in intervalul 250-280 nm).

Proprietatea radiatiilor ultraviolete de a distruge microorganismele are o deosebita importanta practica in procesul de autopurificare a factorilor de mediu natural (aer, apa, sol), dezinfectia apei potabile sau a aerului din unitatile sanitare sau laboratoarele de microbiologie sau virusologie.

Actiunea fotochimica

Deoarece radiatiile ultraviolete reprezinta o modalitate de propagare a energiei, ele pot initia sau cataliza o serie de reactii fotochimice prin care se formeaza noi compusi: fotosinteza vitaminei D3, fotosinteza clorofiliana, fotopolimerizarea unor monomeri s.a.

Pe de alta parte radiatiile ultraviolete pot contribui la degradarea unor structuri complexe prin fotoliza.

Efectele biologice ale radiatiilor ultraviolete

Efectele biologice ale radiatiilor ultraviolete pot fi clasificate in efecte asupra organismului uman si efecte ecologice.

Efectele asupra organismului uman

Asupra organismului uman, radiatiile ultraviolete determina efecte generale (respectiv asupra metabolismului) si efecte locale (reprezentate de efectele asupra tegumentelor si asupra ochiului).

Efectele asupra metabolismului

Datorita rolului radiatiilor ultraviolete in sinteza vitaminei D, indispensabila absorbtiei intestinale a calciului, principalul efect metabolic benefic este efectul asupra metabolismului mineral fosfo-calcic. Prin iradierea tegumentelor cu radiatii ultraviolete, 7-dehidrocolesterolul (provitamina D3) existent in piele, in compozitia subumului secretat de glandele sebacee, este izomerizat, printr-o reactie fotochimica, in colecalciferol (vitamina D3 naturala) care regleaza absorbtia calciului in intestinul subtire si ulterior depunerea in structurile dense.

Deoarece provitamina D3 este fotolabila, expunerea excesiva la radiatiile solare determina fotoliza acesteia in fotoproduse inerte biologic, respectiv lumisterol si tachisterol. Faptul ca rata izomerizarii 7-dehidrocolesterolul in colecalciferol este limitata la 5-15% din cantitatea totala existenta in tegumente, denota ca efectul benefic antirahitic al radiatiilor ultraviolete nu este mai intens in cazul expunerilor ce depasesc anumite limite.

Dupa fotosinteza colecalciferolului la nivelul tegumentelor, acesta este transportat pe cale sangvina in ficat, unde este metabolizat in 25-hidroxicolecalciferol. Daca in perioada premergatoare expunerilor ulterioare la radiatiile ultraviolete, colecalciferolul nu patrunde in circulatia sangvina, acesta poate fi degradat, relativ repede, in produsi lipsiti de activitate biologica (suprasterol 1, suprasterol 2 si 5,6-transcolecalciferol).

De aceea, expunerea excesiva la radiatiile solare, si implicit la ultraviolete, poate anula efectul benefic antirahitic. Se admite ca, pentru populatia din teritoriile situate sub 600 latitudine, expunerea tegumentara partiala zilnica de aproximativ 15 minute, intre orele 9-16, asigura sinteza nevoilor biologice de vitamina D3 (iradiere echivalenta cu 1/8 - 1/10 din doza eritem).

Radiatiile ultraviolete, pe langa abilitatea de polimerizare fotochimica a 7-dehidrocolesterolului, sunt capabile sa regularizeze productia in tegumente atat de provitamina D3 cat si de vitamina D3.

Pe langa acest efect principal, expunerea organismului uman la doze moderate de radiatii ultraviolete induce o serie de reactii benefice de stimulare generala a proceselor metabolice:

cresterea metabolismului bazal;

intensificarea oxidarilor celulare datorita stimularii tiroidiene;

cresterea schimburilor gazoase;

stimularea metabolismului intermediar glucidic, protidic si lipidic;

stimularea proceselor imunologice;

stimularea hematopoezei;

cresterea capacitatii de efort fizic;

diminuarea colesterolemiei.

Efectele asupra tegumentelor

Datorita penetrabilitatii reduse, intreaga energie a radiatiilor ultraviolete este eliberata la nivelul celulelor epidermice, ceea ce determina o serie de reactii fotochimice in urma carora rezulta histamina si alte substante vasoactive, radicali liberi, distrugerea lizozomilor cu eliberarea enzimelor lizozomale proteolitice s.a.

Efectele tegumentare pot fi precoce (eritemul actinic, pigmentatia si fotosensibilizarea) sau tardive (elastoza solara, nevii pigmentari si cancerul cutanat).

Eritemul actinic

Formele de manifestare ale eritemului actinic, generat in special de radiatiile ultraviolete B, sunt dependente de doza receptata si de unii factori individuali dintre care mai importanti sunt pigmentatia naturala si suprafata tegumentara expusa.

Eritemul actinic, bine delimitat, apare la 2-3 ore de la expunere, perioada necesara eliberarii de mastocite a unor amine vasoactive histaminice si prostaglandine. Este acompaniat de usturime si durere locala, si, mai rar, de fenomene generale: cefalee, vertij, hiperexcitabilitate, frisoane. Atinge intensitatea maxima intre 8-24 ore de evolutie, dupa care se estompeaza treptat, in cateva zile (in medie 24-72 ore), lasand pigmentatie.

Expunerea tegumentelor la doze mari de radiatii ultraviolete produce fenomene de necroza celulara, cu aparitia flictenelor, care se vindeca greu lasand pigmentatie definitiva.

Pigmentatia tegumentara

Pigmentatia (sau bronzarea) este consecinta formarii melaninei printr-un proces biochimic, catalizat fotochimic de radiatiile ultraviolete (mai ales de RUV-A), de transformare a promelaninei din celulele melanoblastice si melanofore, situate in stratul bazal al epidermului, respectiv al dermului.

Se considera ca pigmentatia tegumentelor este un mecanism natural de protectie a pielii impotriva agresivitatii radiatiilor ultraviolete datorita efectului de ecranare a tegumentelor de catre pigmentii melanici, dar si prin ingrosarea stratului cornos tegumentar expus.

Prin expunerea la radiatiile ultraviolete se produc doua tipuri de pigmentatie (bronzare):

pigmentatia precoce, prin care tegumentele devin mai inchise la culoare dupa cateva minute de la expunere, datorita efectului fotocatalitic de transformare a promelaninei preexistente im pigment melanic. La cateva ore dupa intreruperea expunerii fenomenul se atenueaza progresiv, astfel ca dispare complet in cel mult 36 ore.

pigmentatia tardiva se produce pe parcursul a catorva zile (in medie trei) datorita neoformarii de promelanina, respectiv melanina, proces denumit neomelanogeneza. Aceasta pigmentatie poate persista de la cateva saptamani pana la cateva luni.

Fotosensibilizarea

La un numar limitat de persoane, expunerea la radiatiile solare poate induce aparitia unor manifestari tegumentare de tip alergic, respectiv fenomene de fotosensibilizare, datorita reactiilor fotochimice dintre radiatiile ultraviolete si unele molecule fotosensibilizante.

In functie de formele de manifestare si mecanismul de producere, fotosensibilizarea poate fi primara sau secundara.

Fotosensibilizarea primara este consecinta unei sensibilitati excesive la radiatiile solare datorita, probabil, limitarii eficacitatii sistemelor de protectie tegumentara. In declansarea fenomenelor de fotosensibilizare primara, rolul principal il au radiatiile ultraviolete solare, dar acestea pot fi determinate si de radiatiile ultraviolete antropice cu lungimea de unda 320-400 nm (RUV-A).

Se manifesta prin eruptii polimorfe pruriginoase, uzual papulo-veziculare, mai rar leziuni exematiforme sau placarde urticariene, localizate pe zonele tegumentare expuse.

Fotosensibilizarea secundara se manifesta prin leziuni exematiforme care afecteaza zone tegumentare neexpuse radiatiilor solare, care apar la persoane deja sensibilizate la anumite molecule fotosensibilizante, radiatiile ultraviolete reprezentand factorul de initiere sau exacerbare a reactiilor fotoalergice.

Din categoria celor mai cunoscute substante fotosensibilizante fac parte:

unii agenti topici, dintre care mai recunoscuti sunt unii componenti din parfumuri sau produse cosmetice (uleiul de bergamote extras din Citrus bergamia, moscul, ambra, acidul para-aminobenzoic prezent in creme-ecran solare);

psoralenii din unele plante (in special Umbelliferae: telina, marar, patrunjel, morcovi, aghelica). Psoralenii patrunsi in tesutul cutanat, dupa fotoactivarea lor de catre radiatiile ultraviolete naturale cu lungime de unda mare, determina reactii de fotosensibilizare care se manifesta prin leziuni liniare pruriginoase;

unele medicamente: tetracicline, thiazide, fenotiazine, retinoizi, anti-inflamatoare, sulfonamide, agenti antimicrobieni s.a.

unii coloranti: albastru de metil, eosina, fluoresceina;

porfirinele din stari patologice ca lupus eritematos sistemic si porfirie.

Elastoza solara cutanata

Elastoza solara cutanata este o afectiune dermatologica care apare in contextul expunerii cronice la radiatiile ultraviolete. Se manifesta prin pierderea elasticitatii naturale a tegumentelor, datorita degenerescentei fibrelor de elastina si colagen din dermul profund, ca urmare a interactiunii acestor structuri cu radiatiile ultraviolete, si in special cu componenta UVA. In final, pielea devine ridata, sbarcita si flasca.

Fenomenul de imbatranire a pielii

Accentuarea si extinderea modificarilor elastozice, la care se asociaza si alte efecte dermatologice datorate expunerii la radiatiile ultraviolete, dintre care mai frecvente sunt uscarea pielii, decolorarea in placarde (corespunzatoare ruperii capilarelor sangvine), inmultirea ridurilor, confera pielii un aspect imbatranit, caracteristic.

– Nevii pigmentari –

Nevii pigmentari desi sunt tumori benigne ale melanocitelor, care se dezvolta initial in straturile profunde ale epidermului si doar mult mai tarziu in derm. Prezenta lor este asociata unui risc crescut de melanom malign. Leziunile sunt frecvente la persoanele cu ten deschis la culoare, iar localizarea de electie este in zonele tegumentare expuse intermitent radiatiilor solare.









Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 5284
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2020 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site