中国辐射卫生  2009, Vol. 18 Issue (2): 241-243  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2009.02.040

引用本文 

李贞, 刘伟, 李全太, 商希梅, 乔建维, 侯殿俊. 电离辐射场所有害因素对健康的影响研究进展[J]. 中国辐射卫生, 2009, 18(2): 241-243. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2009.02.040.

通讯作者

刘伟, 研究方向:辐射效应

文章历史

收稿日期:2008-09-02
电离辐射场所有害因素对健康的影响研究进展
李贞 , 刘伟 , 李全太 , 商希梅 , 乔建维 , 侯殿俊     
山东省医学科学院放射医学研究所, 山东 济南 250062

随着核技术的广泛发展与应用,高能量的电离辐射设备应用越来越多, 电离辐射给人类带来巨大利益的同时也产生多种损伤效应,主要包括有确定性效应和随机效应。近年来,随着人们自我保护意识的提高以及放射防护技术的不断完善和发展,监测表明,越来越多的放射工作人员在职业工作中接触低剂量电离辐射(low dose radiation, LDR),人均年剂量当量小于国家剂量限值标准(20mSv)的1/10水平[1-3]。然而在对放射工作人员进行健康监测过程中发现,长期接触小剂量电离辐射仍有一定的辐射损伤效应[2, 4],应引起研究者足够的重视。同时,在辐射设备运行过程中产生的高能量射线能电离空气产生有害气体,例如:臭氧和氮氧化物等,这些有害因素的水平随着射线能量的增加而升高[5], 然而目前有关电离辐射工作场所空气中放射性因素和非放射性因素联合作用对人类健康影响的研究较少,笔者现综述相关研究如下,为进一步保障放射工作人员健康提供理论依据。

作用于人体的电离辐射源可以分为天然辐射源和人工辐射源。人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等[6],处于该环境的工作人员都会长期受到电离辐射工作场所多种有害因素的影响。

1 电离辐射场所中的主要有害物质

非电离辐射不能引起物质分子电离, 而电离辐射能引起被作用物质电离,可分为电磁辐射和粒子辐射,前者是以电磁波的形式,后者是以粒子运动的形式[6]。电离辐射场所中能引起被作用物质电离的因素主要包括有a粒子、p粒子、X射线、β射线、中子、电子和带电重离子等[6],这些放射因素不仅能直接对机体产生电离损伤作用,还能电离空气中的氧气、氮气等产生臭氧、氮氧化物等有害气体[5]。吴奇[5]早在2000年对医用X线机作业环境进行检测发现, X射线与空气相互作用通过电离能产生臭氧和氮氧化物等产物, 并且其浓度随着开机时间的延长而增加。喻亦林[7]对电子辐照交联生产线的电子加速器(工作电压为1.5~2.5MV,电子束流为1.0~20mA)进行计算,该加速器运行lh后,辐照室内的臭氧浓度为678. 8mg/m3。商迎庆等[8]研究早期60Co辐照室发现,在升源后I8h室内和室外的臭氧和氮氧化物的浓度都随着升源时间的延长而增加。虽然上述环境中臭氧和氮氧化物单独均未超过国家标准, 但是就其总体危害作用来讲是增加了,而且有研究者认为有害气体的损伤作用大于电离辐射的损伤作用[8]。因此,这些物质对工作人员健康的影响不容忽视。

2 电离辐射场所中的主要有害物质对健康的影响 2.1 放射性因素对健康的影响

随着人们对辐射致健康损伤认识的不断加深和辐射防护技术的提高,近年来监测个人受照剂量大部分在国家剂量限值1/10以下水平。电离辐射引起生物效应是一个非常复杂的过程,从生物机体吸收辐射能量到产生生物效应要经历许多不同性质的变化, 但小剂量引起的生物效应与大剂量引起的生物效应不同,剂量与效应关系不明显。下面从几个方面阐述小剂量电离辐射对健康的影响

2.1.1 神经衰弱样症状

健康监测表明[2, 9],长期接受小剂量照射的工作人员经常有疲乏无力、头晕头痛、睡眠障碍、脱发、记忆力减退、牙龈出血等症状。与对照组相比, 放射组神经衰弱样症状的患病率明显升高,并且随着放射工龄的增加,神经衰弱样症状有加重的趋势。

2.1.2 皮肤损伤

辐射照射所致的局部皮肤损伤主要表现为手背皮肤干燥、粗糙、弹性差、皮肤皲裂、角化过度、甲纵脊,重者皮肤表面有疣状突起物等[2]。放射组皮肤损伤明显高于对照组,并且多发生在放射工龄在20a以上的工作人员[2],考虑是因为早期辐射防护不完善局部受照剂量较大, 同时与皮肤损伤潜伏期有关。

2.1.3 眼晶状体损伤

超过阈剂量的电离辐射对晶状体造成损伤以致形成白内障已得到肯定W,但是小剂量的电离辐射造成眼晶状体损伤的报道尚不一致。有流行病学调查表明,放射组的晶状体混浊率明显高于对照组,并且随放射工龄、人均年受照剂量和累积受照剂量的增加,患病率增加。人均年受照剂量和累积受照剂量分别与晶状体混浊率呈正相关关系,相关系数达到0.996[10];小剂量电离辐射导致的晶状体混浊多发生于后囊下和赤道部,混浊形状多为点状、粉尘状,其次为片状、条索状[11-14]。国际放射防护委员会(1CRP)第26号出版物指出:对于成年人,一般认为,眼晶状体前表面赤道带是最易诱发晶状体混浊的解剖区域[15]。人体各种组织对射线的耐受力不同,眼部晶状体囊下的上皮细胞对射线极为敏感,当晶状体受到辐射作用后,上皮细胞不能继续发育成正常的晶体纤维组织, 而形成后囊下及后皮质性晶体混浊[16]。因此,晶体的改变是观察身体接受职业辐射造成损伤的主要指征之一。调査发现,眼晶状体混浊多发生于15a以上工龄组,考虑与早期仪器设备陈旧,防护意识及防护条件差,工作量大,工龄长,累计受照剂量高等有关。

2.1.4 心电图异常

电离辐射对心血管的影响存在很大争议,而且有关电离辐射对心血管系统的影响报道较少。动物实验研究发现,短期大剂量照射后心电图表现为ST - T段、心率和心输出量异常[17]。对从事放射性工作人员进行健康监测发现有心电图异常的改变,以窦性心动过缓、窦性心率不齐、不完全性右束支传导阻滞、ST - T段改变为主。但是没有工龄与心电图异常之间正相关关系的报道[18]

2.1.5 外周血象异常

造血系统的异常是长期小剂量辐射损伤较常见的客观指标之一[17, 19]。有关研究表明,长期低剂量电离辐射可导致放射工作人员以中性粒细胞为主的白细胞减少,淋巴细胞比例相对增多,血小板和血红蛋白下降[21, 21]。白细胞分类中淋巴细胞对射线比较敏感,T淋巴细胞亚群水平下降,总T淋巴细胞(CD3 +)、辅助/诱导T细胞(CD4 +)、抑制/杀伤T细胞(CD8 +)均有不同程度减少,异常值的出现率明显高于正常[19, 20],说明小剂量辐射能导致机体免疫功能下降。较多流行病学调查研究发现,放射组的白细胞、血红蛋白和血小板平均值都在正常范围内,但其异常率明显高于对照组,放射组不同工龄之间差异不显著,放射线对外周血象的损伤在低剂量接触时无明显的剂量效应关系[2, 17]。其可能的原因是,慢性小剂量电离辐射对造血系统产生的生物损伤效应是损伤与修复同时存在的动态变化过程[17]

2.1.6 细胞遗传学损伤

染色体畸变包括染色体结构和数目的异常。电离辐射引起的细胞遗传学改变都为染色体结构畸变,分为染色体型和染色单体型畸变,低剂量辐射诱发的结构畸变主要为染色体型畸变[22]。外周血淋巴细胞微核和染色体畸变分析是评价放射工作人员受照射效应简便而有价值的遗传学指标, 是辐射损伤十分敏感的指标,可作为“生物剂量计”估算辐射剂量[23]。外周血淋巴细胞染色体畸变类型主要有无着丝粒断片、双着丝粒、微小体、缺失等畸变, 断片最为常见,上述畸变类型都可以作为辐射损伤的指标,其中双着丝粒染色体是估计放射损伤剂量的最佳指标[24, 26]。微核是细胞内染色体断裂或纺锤丝受影响而在细胞有丝分裂后期滞留在细胞核外的遗传物质。大量流行病学调査表明, 放射组微核细胞率、微核阳性检出率和染色体畸变率明显增加,并且随着放射工龄、人均年受照剂量和累积受照剂量的增加而增加,染色体畸变率与人均年受照剂量和放射工龄的相关系数分别为0.982和0.971, 淋巴细胞微核率与放射工龄和累积受照剂量之间的相关系数分别为0.962和0.970[28]

2.2 非放射性因素对健康的影响 2.2.1 臭氧对健康的影响

臭氧是一种具有强烈刺激性气味的气体,除了可能致癌外还会刺激人的呼吸道出现呼吸道刺激症状, 如咳嗽、支气管炎等,如果反复长期吸人会引致纤维化肺泡炎,表现为进行性气短、肺功能呈限制性通气功能障碍等症状。此外,臭氧还会威胁人的神经系统,使人出现头晕、头疼、恶心、视力下降、记忆力减退等神经衰弱样症状,破坏人体免疫力,使人容易衰老, 皮肤出现黑斑。如果孕妇长期处于臭氧浓度高的环境中,还可能出现胎儿畸形[29]

臭氧对机体的损伤作用主要是因为其强氧化性所致,臭氧可以破坏体内的氧化还原代谢平衡,使生物大分子发生氧化损伤。实验证明,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶作为自由基清除剂可以完全预防臭氧对肺的毒性效应,抗氧化剂可以减轻肺的损伤程度,动物实验也证明高剂量臭氧短期暴露可以抑制多种含有巯基酶的活性[30]。同时有实验证明低浓度的臭氧暴露时间比浓度更重要。经常补充富含维生素C, 维生素E和β-胡萝卜素的食品可以减轻臭氧对机体的损伤作用[31]

2.2.2 氮氧化物对健康的影响

空气中常见的氮氧化物是化学性质相对稳定的一氧化氮和二氧化氮,后者的毒性大于前者。一氧化氮主要经呼吸道进入人体,经肺部被血液吸收后与血红蛋白结合,生成亚硝基血红蛋白和亚硝基高铁血红蛋白,使血液的输氧能力下降。亚硝基血红蛋白对中枢神经系统有明显损害作用,使其产生痉挛和麻痹,此外还可对心血管系统产生危害[32]。二氧化氮对呼吸道深部有强烈的刺激作用,易侵入呼吸道深部的细支气管和肺泡,并缓慢地溶解于肺泡表面的水分中,形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用,使毛细血管通透性增加,而逐步形成肺水肿,严重者可形成肺纤维化[32]。其中,值得一提的是在环境污染物中往往是臭氧和氮氧化物共同存在,可能会对机体损伤起到相互促进,相辅相成的作用。

综上所述, 电离辐射场所中的有害因素有多种,其对工作人员产生的健康损伤作用也十分复杂。在现有的调査研究中,有关长期小剂量电离辐射对健康危害的报道尚不一致,在今后的研究中应特别注意选择与暴露人群相匹配的对照人群。同时在现有的放射工作人员健康监测研究中,多是研究单一放射性因素对健康的影响,并且已经发现在受照剂量低于国家规定标准剂量限值1/10以下水平时,仍有部分工作者出现不同程度的慢性放射性损伤的症状,该结果提示今后的研究要考虑多种有害因素同时存在对健康影响的联合作用。同时, UNSCEAR(联合国原子辐射效应科学委员会)早在1982年报告书中就提出[33],必须研究放射职业条件下放射因素与非放射因素的联合作用,特别是研究小剂量长期协同作用; 并明确指出,电离辐射和其它因素间的相互作用已成为一个具有潜在重要意义的领域。因此,完善辐射防护措施,把多种有害因素的暴露水平降低到可以合理达到的最低水平,提高职业工作者的健康状况,将是今后一项长期而艰巨的任务。

参考文献
[1]
李爱春, 周敬文, 杨学山. 济南市部分放射工作人员个人剂量监测结果分析[J]. 中国辐射卫生, 2007, 16(1): 2. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2007.01.071
[2]
程俊良, 贾成铁, 邢卫平, 等. 长期低剂量电离辐射对职业工作者健康影响的研究[J]. 安徽预防医学杂志, 2001, 7(3): 164-167.
[3]
史文生, 李在萍, 史萍. 盘锦市放射工作人员个人剂量监测与评价[J]. 现代医药卫生, 2007, 23(8): 1256-1257. DOI:10.3969/j.issn.1009-5519.2007.08.148
[4]
侯殿俊, 乔建维, 李洁清, 等. 低剂量电离辐射对人体健康状况的影响[J]. 职业与健康, 2003, 19(8): 1-3. DOI:10.3969/j.issn.1004-1257.2003.08.001
[5]
吴奇. 医用X线作业环境多种有害因素的调査[J]. 职业与健康, 2003, 19(6): 20-21.
[6]
姜德智, 涂或, 刘犁. 放射卫生学[M]. 苏州: 苏州大学出版社, 2004.
[7]
喻亦林. 电子加速器对辐射环境的影响分析[J]. 云南环境科学, 1999, 18(2): 56-58.
[8]
商迎庆, 李昆. 环境中电离辐射和其他有害因素的相互关系初探[J]. 环境与健康杂志, 1996, 13(1): 18-20.
[9]
刘珍兴, 兰才凤, 髙远平, 等. 某肿瘤医院放射治疗工作人员健康状况调査分析[J]. 海峡预防医学杂志, 2006, 12(2): 37-38. DOI:10.3969/j.issn.1007-2705.2006.02.016
[10]
徐国范, 张玉莲, 金若刚, 等. 长沙市辐射工作者个人受照剂量与晶状体混浊的相关分析[J]. 实用预防医学, 2007, 14(3): 773-774. DOI:10.3969/j.issn.1006-3110.2007.03.069
[11]
陈玉浩. 医用X线工作人员晶状体检査与分析[J]. 眼外伤职业眼病杂志, 2005, 27(6): 404-405. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-1477.2005.06.002
[12]
张荷叶. 397例放射工作人员晶状体检査的情况分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1998, 18(5): 366. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.1998.05.028
[13]
刘慧芳, 张彦平, 邓俊平, 等. 山西省594例省管单位放射工作人员健康状况调査[J]. 中国辐射卫生, 2003, 12(4): 235-236. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2003.04.027
[14]
孙培芝, 孙扣红. 2002年嘉兴市放射工作人员晶状体调査与分析[J]. 中国辐射卫生, 2004, 13(1): 58. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2004.01.032
[15]
李树德译. 国际放射防护委员会第26号出版物(ICRP26)[M]. 北京: 原子能出版社, 1977.
[16]
韩春华. 电离辐射对晶体透明度影响的调査[J]. 滨州医学院学报, 2004, 27(3): 225-226. DOI:10.3969/j.issn.1001-9510.2004.03.031
[17]
杨爱初, 刘移民, 杜柳涛, 等. 广东省放射工作人员健康状况调査[J]. 中国职业医学, 2003, 30(4): 22-25. DOI:10.3969/j.issn.1000-6486.2003.04.008
[18]
邹立海, 孙秀兰. 放射工作人员心电图分析[J]. 中国辐射健康杂志, 2000, 9(1): 62.
[19]
于永红, 高忠贤, 张方清. 电离辐射对职业照射生物效应影响的调査研究[J]. 中国辐射卫生, 2003, 12(3): 185-186. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2003.03.030
[20]
徐侠, 张方清, 姜文, 等. 滨州市放射工作者健康状况调查[J]. 中国辐射卫生, 2001, 10(1): 46-47. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2001.01.028
[21]
薛开先. 微核形成与细胞周期的初步研究[J]. 遗传学报, 1992, 19(1): 17.
[22]
Georgieva R, Dimitrov BD, Bairakova AK. NA repair in nucle-ar workers after occupational exposure to ionising ra-diation[J]. International Journal of Low Radiation , 2004, 1(2): 159-170. DOI:10.1504/IJLR.2004.003867
[23]
Technical Report Series No, 260.Biological dosimetry: Chromosomal aberraton analysis for dose saaessment IAEA, Vienna, 1986. http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/TRS405_scr.pdf
[24]
Ballarini F and Ottolenghi A. Chromosome aberrations as bio-markers of radiation exposure: modeling basic mechanisms[J]. Adv Space Res, 2003, 31(6): 1557-1568. DOI:10.1016/S0273-1177(03)00091-7
[25]
Duran A, Barquinero JF, Caballin MR, et al. Suitability of FISH painting techniques for the detection of partial body ir-radiations for biological dosimetry[J]. Radiat Res, 2002, 157(4): 461-468. DOI:10.1667/0033-7587(2002)157[0461:SOFPTF]2.0.CO;2
[26]
Camparoto ML, Ramalho AT, Natatajan AT, et al. Translo-cation analysis by the FISH painting method for retrospective dose reconstruction in individuals exposed to ionizing radia-tion 10 years after exposure[J]. Mutat Res, 2003, 530(1-2): 1-7. DOI:10.1016/S0027-5107(03)00132-5
[27]
闵锐. 电离辐射生物剂量研究现状[J]. 国外医学放射医学核医学分册, 2004, 28(3): 121-127.
[28]
韩方岸, 胡云, 朱庆安, 等. 职业暴露低剂量电离辐射人群细胞遗传学损伤及受照剂量的研究[J]. 疾病控制杂志, 2006, 10(6): 580-585. DOI:10.3969/j.issn.1674-3679.2006.06.009
[29]
牛云彤. 复印作业对机体的影响[J]. 国外医学卫生学分册, 1994, 21(2): 82-84.
[30]
骆公成. 臭氧对机体的代谢效应[J]. 职业与健康, 2002, 18(9): 31-32. DOI:10.3969/j.issn.1004-1257.2002.09.024
[31]
尹学钧, 董苍转. 臭氧的毒性及其毒性作用机理研究进展[J]. 国外医学卫生学分册, 1994, 21(5): 277-280.
[32]
徐向荣. 氧化氮的危害及其卫生检验方法[J]. 职业与健康, 1999, 15(2): 22-24.
[33]
张丹枫. X线诊断防护手册[M]. 太原: 山西科学教育出版社, 1985: 45-60.