Радоновые, радиевые и смешанные радиоактивные воды

26 Января в 13:20 526 0


Радоновые воды

Радоновые воды - наиболее распространенный вид радиоактивных минеральных вод, хорошо изучены и получили широкое признание в лечебной практике.

Согласно официальной классификации, лечебные радоновые воды характеризуются относительно большим содержанием радона - более 10 единиц Махе (0,00364 мккюри/л). Примером таких вод могут служить слабоминерализованные воды сложного химического состава в Пятигорске (содержание радона от 30 до 80 единиц Махе, 0,01092-0,2912 мккюри/л), Цхалтубо (содержание радона от 3 до 30 единиц Махе, 0,0010920,01092 мккюри/л), Белокурихе (содержание радона от 5 до 40 единиц Махе, 0,00182-0,01458 мккюри/л).

Гидрогеологи предлагают следующую классификацию радоновых вод по содержанию в них радона:
  • воды с малым содержанием радона от 0,005 до 0,04 мккюри/л (14-110 единиц Махе);
  • воды со средним содержанием радона - от 0,04 до 0,2 мккюри/л (110-550 единиц Махе);
  • воды с высоким содержанием радона - свыше 0,2 мккю-ри/л (свыше 550 единиц Махе).

Такая классификация не может вполне удовлетворить бальнеологов, так как биологический и лечебный эффект радоновой процедуры зависит не столько от содержания в ней радона, сколько от поглощенной дозы излучения во время процедуры.

В зависимости от методики лечебного применения одна и та же концентрация радона в воде может быть признана большой или малой. Так, например, концентрацию радона 500 единиц Махе для ванн можно считать довольно высокой, так как при ней больной поглощает значительную дозу излучения, в то время как при питьевом лечении этой же водой поглощенная доза относительно мала.

Врачам-бальнеологам практически приходится пользоваться природными радоновыми водами первой категории с концентрацией радона от 14 до 100 единиц Махе, однако в РФ уже разведаны воды более высокой концентрации, которые находят свое применение в лечебной практике.

Следует обратить внимание также на то, что эффективными оказались и радоновые воды с концентрацией радона менее 14 единиц Махе (0,005 мккюри/л). Так, например, в Цхалтубо большой дебит радоновой воды позволил разработать своеобразные лечебные методики (проточные бассейны и др.) и добиться высокой эффективности лечения.

Согласно международной рекомендации, считать пригодными для питьевого лечения следует только воды с концентрацией радона свыше 550 единиц Махе (свыше 0,2 мккюри/л). Однако экспериментальные работы и врачебная практика утверждают, что и прием внутрь минеральной воды с меньшей концентрацией радона - 60-100 единиц Махе (0,022-0,036 мккюри/л) - дает выраженный физиологический и терапевтический эффект. Возможно, что при этом лечебный эффект зависит не столько от радиоактивности, сколько от солевого и газового состава минеральной воды.

Природные радоновые воды формируются в различных слоях земной поверхности. Подземные воды, проходя через радиоактивные породы, увлекают радон, обогащаются им и выходят на поверхность.

Обычно слабоминерализованные радоновые воды, кроме радона, содержат некоторое количество углекислоты (Пятигорское месторождение), азота (Цхалтубо), метана или других газов. Концентрация радона в источнике имеет часто выраженные сезонные колебания.

Радий (Ra226), из которого образуется радон,- долгоживущий изотоп. Период полураспада радия равен 1620 годам, а это означает, что из 100 млрд. атомов радия в секунду распадается только один (точнее 1,35 атома). В результате радиоактивного распада радия образуется радон (Rn222). В воду радон попадает вследствие диффузии его из горных пород.

Пока радон и вода, в которой он растворен, находятся в сфере пород, богатых радием, количество радона наряду с процессами его распада непрерывно пополняется за счет распада радия. Процесс миграции радона из породы в воду или воздух называют эманированием.

Как только радоновые воды попадают в неактивные горные породы, концентрация радона начинает падать вследствие его радиоактивного распада, причем дочерние продукты адсорбируются встречными горными породами. Практически радоновые воды выходят на поверхность земли без продуктов распада радона.

Что же происходит с радоновой водой на поверхности земли? Во-первых, растворенный в воде радон непрочно с ней связан и легко выделяется из воды в окружающий воздух. Этому процессу способствует высокая температура воды; из горячей воды радон выделяется быстрее, чем из холодной.

Наличие в воде газов углекислоты, азота и других также способствует потерям радона, так как пузырьки газа захватывают радон и деэманируют воду. Перемешивание и взбалтывание радоновой воды насосами, разбрасывание и распыление ее, большое зеркало воды в хранилищах и лечебных бассейнах также ускоряют процесс деэманирования.

Так, например, концентрация радона в налитой ванне при температуре воды 37° за 15 минут снижается на 3% (М.С. Каган, 1956), а за 20 минут пребывания больного в ванне количество радона уменьшается на 20-25%. Во-вторых, если радоновая йода находится в каком-нибудь закрытом резервуаре, где потери радона в окружающую воздушную среду не происходит, концентрация его в воде все-таки будет снижаться за счёт постоянного радиоактивного распада.

При этом в воде будут накопляться короткоживущие дочерние продукты радона - радий А, радий В, радий С и др. Расчёт позволяет считать, что через 3-3,5 часа наступает радиоактивное равновесие между радоном и сто дочерними продуктами.

Какими же темпами идёт распад радона в воде? Точные вычисления показали, что независимо от количества радона и его концентрации в воде через 3,825 дня, или через 92 часа, распадается половина всего радона. Напомним, что период полураспада радиоактивных изотопов - величина постоянная.

В следующие 92 часа распадается половина оставшегося количества радона и т.д. Практически за восьмикратный период полураспада, т.е. через 736 часов, или 30 дней, в воде останется всего 0,4% исходного количества радона.

Возникает вопрос, как долго существуют короткоживущие продукты распада радона, если последний полностью удалён, а следовательно, не образует новых дочерних продуктов. Период полураспада наиболее долговечного из дочерних продуктов радия В равен 26,8 минуты. Таким образом, если взять восемь периодов его полураспада, когда практически не останется продуктов распада радона, эта величина составит всего 26,8x8, т. е. 214,4 минуты.



Итак, через 3,5 часа после полного удаления радона все радиоактивные дочерние продукты его распада, кроме радия D, где бы они ни находились - в воде, в воздухе, на кожных покровах или во внутренней среде организма, полностью распадутся и превратятся в конечный долгоживущий изотоп - радий D.

Количество радона в лечебных минеральных водах настолько мало, что определить его обычными аналитическими методами даже в водах с высокой концентрацией радона почти невозможно. 1 кюри радона примерно равен по объёму 0,6 мм3, а по весу всего 6,5*10 -6 г, т.е. 6,5 миллионных грамма.

Вот почему определение концентрации радона в воде и воздухе проводят электрометрическим путем. Мы уже знаем, что радиоактивный распад радона сопровождается испусканием а-частиц в строгой закономерности. Измеряя степень этого излучения, можно определить концентрацию и общее количество радона в заданном объёме воды, в ванне, бассейне.

К описанным свойствам радона следует прибавить, что он хорошо растворяется не только в воде, но и в маслах и жирах. К примеру в крови растворимость радона в 2 раза выше, чем в воде. Однако соединения радона очень нестойкие, и он легко улетучивается.

Все природные радиоактивные, в том числе и радоновые воды по своему составу являются минеральными с различным солевым и газовым составом и физическими свойствами. Многочисленные экспериментальные и клинические работы показали, что и после удаления из природных радоновых вод радиоактивных изотопов эти воды обладают более высоким физиологическим и лечебным действием, чем обычная водопроводная вода. Это и понятно, так как естественные радоновые воды обладают довольно сложным составом.

В табл. 5, в порядке иллюстрации приведена физико-химическая характеристика радоновых вод 16 известных месторождений.

Даже беглое знакомство с табл. 5 убеждает в том, что эти воды значительно отличаются друг от друга, как по концентрации радона, так и по другим признакам.

Таблица 5. Сравнительная физико-химическая характеристика некоторых радоновых вод, встречающихся на территории постсоветстких республик
Сравнительная физико-химическая характеристика некоторых радоновых вод, встречающихся на территории постсоветстких республик
Сравнительная физико-химическая характеристика некоторых радоновых вод, встречающихся на территории постсоветстких республик

Концентрация радона колеблется от 6,7 единицы Махе (Цхалтубо) до 300 единиц Махе (Джеты-Огуз) и 500 единиц Махе (Бештаугорский источник Пятигорска).

Большинство приведенных в таблице радоновых вод слабоминерализованы, однако минерализация воды Академического источника Пятигорска составляет 4,4 г/л%, а источника Джеты-Огуз (Киргизия) достигает 13 г/л. Еще больше различий по температурному фактору. Наряду с холодными водами - Ургучан 0,5°, Молоковка - 1,5°, Хмельник 10° -встречаются теплые - Цхалтубо 31,5°, Белокуриха 37° и даже очень горячие - Ходжа-Оби-Гарм 98°.

Но особенно интересно, что ионный состав радоновых вод также чрезвычайно разнообразный, в чем легко можно убедиться, взглянув на табл. 5. Радоновые воды содержат разные газы. К примеру в Пятигорске, Хмельнике и Молоковке они являются углекислыми, а в Белокурихе, Цхалтубо и Джеты-Огузе - азотными.

Учитывая, что радоновые воды оказывают не только альфа-терапевтическое действие, мы считаем необходимым к названию радоновые обязательно прибавлять и физико-химическую характеристику воды.

Радиевые воды

Воды, содержащие радий в повышенных количествах, встречаются довольно часто. В Железноводске почти все горячие углекислые воды содержат радий в количествах 3*10 -11 - 2*10 -10 г/л. Несколько меньшее количество радия - до 2*10 -11 содержат теплые углекислые источники того же курорта. Особо высокое содержание радия установлено в воде Славяновского источника - 211*10 -12.

В Пятигорске радий в количестве 3-4*10 -11 г/л обнаружен во всех термальных углекисло-сероводородных водах.

Большой интерес представляют радиохимические исследования буровой № 33, где в одном из горизонтов па глубине 1330 м обнаружена горячая углекислая вода с содержанием радия 5*10 -10 г/л. Это самое высокое содержание радия в минеральных источниках района Кавказских Минеральных вод. Содержат радий также доломитные нарзаны Кисловодска - 1*10 -11 г/л и некоторые источники Ессентуков.

Как сказано выше, санитарным законодательством установлено, что количество радия (Ra226) в бытовых питьевых водах не должно превышать 5*10 -11 г/л.

Учитывая, что питьевое лечение на курортах сравнительно кратковременно - 25-30 дней и то, что при существующих в настоящее время методиках суточное количество минеральной воды составляет не более 600-800 мл, совещание представителей курортных институтов в 1962 г. сочло возможным считать, что предельно допустимое содержание радия (Ra226) в лечебных питьевых минеральных водах считать в 10 раз большим, чем в бытовых питьевых водах - 5*10 -10 г/л.

Смешанные радиоактивные воды

В эту группу следует отнести минеральные воды, содержащие одновременно несколько радиоактивных изотопов. Группа объединяет радиево-радоновые, радиево-мезоториевые, радоно-радиево-ториевые и ториевые воды. Основанием для такого объединения послужило то, что эти воды встречаются сравнительно редко и их лечебное значение пока мало изучено.

Мы не имеем еще возможности в настоящее время говорить о биологическом и лечебном значении этой группы радиоактивных изотопов, хотя можно предполагать их высокую активность. В концентрациях, не превышающих запретительные критерии для этих изотопов, они не служат препятствием к лечебному применению минеральных вод.

Вопрос об обмене радиоактивных элементов между организмом и внешней средой требует еще своего разрешения. Мало пока также исследований, освещающих физиологическое и лечебное значение радиоактивных изотопов, попадающих в организм в процессе лечения.

Е.А. Смирнов-Каменский, С.М. Петелин
Похожие статьи
показать еще
 
Общее в медицине