РТ) снижение доли суммарной активности нуклида в зависимости от размеров аэрозоль- |
|||||||||||||||
ных частиц (рисунок 2.10). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
Распределение активности |
0.7 |
|
|
|
|
|
|
Распределение активност |
0.6 |
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
||
0.4 |
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0.3 |
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0.2 |
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0.1 |
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
6,6 |
3,9 |
2,6 |
1,6 |
1,1 |
0,7 |
|
10 |
6,6 |
3,9 |
2,6 |
1,6 |
1,1 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
АМАД, мкм |
|
|
|
|
|
АМАД, мкм |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
проба №6 |
проба №8 * |
|
|
|
проба №6 |
проба №14 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рисунок 2.10 – Распределение активности 241Am по АМАД аэрозолей плутониевого |
|||||||||||||||
|
|
производства (пробы № 6 и № 8 – литейное отделение, |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
проба № 14 – механическое отделение) |
|
|
|
|
|
2.2.3.Изотопный состав
Входе исследований дисперсного состава аэрозолей завода РТ и плутониевого за-
вода был проведен альфа-спектрометрический анализ альфа-излучающих нуклидов, присутствующих в аэрозольных частицах воздуха рабочих помещений указанных заводов. Анализировали следующие пробы:
·завод РТ – проба № 30 (вентиляционный воздух до газоочистки);
·плутониевый завод – проба № 8 (литейное отделение);
·плутониевый завод – проба № 21 (участок подготовки форм).
Результаты альфа-спектрометрического анализа активности нуклидов (таблица 2.8), присутствующих в проанализированных пробах, показали, что, как и при анализе активности 241Am, наблюдается покаскадное снижение доли активности нуклидов по мере снижения размеров, что свидетельствует о преимущественном вкладе в суммарную альфа-активность аэрозолей данных проб сравнительно крупных частиц. Указанный тренд выражен в большей степени для пробы аэрозолей воздуха вентиляционной системы до газоочистки.
90
Таблица 2.8 – Радионуклидный состав аэрозолей, содержащихся в воздухе производственных помещений заводов
Номер каскада |
|
Активность изотопов, Бк |
Вклад в суммарную |
|||||||
(АМАД) |
|
активность,% |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
проба № 30, до первичной газоочистки (ремонтные работы завод РТ) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
241Am |
|
239Pu |
238Pu |
сумма |
241Am |
239Pu |
|
238Pu |
1 каскад (10 мкм) |
|
24,7 |
|
18,0 |
33,0 |
75,7 |
32,6 |
23,8 |
|
43,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 каскад (6,6 мкм) |
|
10,0 |
|
5,9 |
11,7 |
27,7 |
36,3 |
21,5 |
|
42,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 каскад (3,9 мкм) |
|
4,2 |
|
2,7 |
5,3 |
12,2 |
34,5 |
22,3 |
|
43,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 каскад (2,6 мкм) |
|
3,8 |
|
2,6 |
6,8 |
13,2 |
28,6 |
19,8 |
|
51,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 каскад (1,6 мкм) |
|
5,1 |
|
3,4 |
6,5 |
15,0 |
34,1 |
22,7 |
|
43,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 каскад (1,1 мкм) |
|
5,9 |
|
4,3 |
9,4 |
19,6 |
30,1 |
22,0 |
|
47,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 каскад (0,7 мкм) |
|
4,5 |
|
3,1 |
6,3 |
14,0 |
32,3 |
22,5 |
|
45,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АМАДx/βg, мкм |
|
5,0x/4,5 |
|
5,4x/5,4 |
4,7x/5,2 |
5,0x/5,0 |
- |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
32,7 |
22,1 |
|
45,3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СКО |
|
|
|
2,6 |
1,2 |
|
3,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
проба № 8, литейный участок (плутониевый завод) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
241Am |
|
239Pu |
238Pu |
сумма |
241Am |
239Pu |
|
238Pu |
1 каскад (10 мкм) |
|
0,2 |
|
0,5 |
0,1 |
0,8 |
29,1 |
61,9 |
|
9,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 каскад (6,6 мкм) |
|
0,2 |
|
1,6 |
0,1 |
1,9 |
10,9 |
84,7 |
|
4,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 каскад (3,9 мкм) |
|
0,3 |
|
0,8 |
0,0 |
1,1 |
25,9 |
72,3 |
|
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 каскад (2,6 мкм) |
|
0,5 |
|
1,1 |
0,1 |
1,7 |
29,9 |
64,0 |
|
6,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 каскад (1,6 мкм) |
|
0,2 |
|
0,5 |
0,0 |
0,7 |
27,5 |
68,2 |
|
4,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 каскад (1,1 мкм) |
|
0,1 |
|
0,4 |
0,0 |
0,6 |
25,0 |
73,6 |
|
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 каскад (0,7 мкм) |
|
0,0 |
|
0,1 |
0,0 |
0,1 |
15,8 |
79,1 |
|
5,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АМАДx/βg, мкм |
|
2,6x/2,2 |
|
3,0x/1,9 |
4,6x/2,2 |
3,0x/2,0 |
- |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
23,4 |
72,0 |
|
4,6 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СКО |
|
|
|
7,2 |
8,1 |
|
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проба № 21, участок подготовки форм (плутониевый завод)
1 каскад (10 мкм) |
2,2 |
|
2,1 |
0,2 |
4,5 |
48,4 |
47,3 |
4,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 каскад (6,6 мкм) |
0,2 |
|
1,1 |
0,1 |
1,4 |
17,9 |
78,6 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 каскад (3,9 мкм) |
0,1 |
|
0,6 |
0,0 |
0,7 |
17,0 |
78,6 |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 каскад (2,6 мкм) |
0,1 |
|
0,3 |
0,1 |
0,5 |
15,1 |
64,5 |
20,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 каскад (1,6 мкм) |
0,1 |
|
0,2 |
0,0 |
0,3 |
20,3 |
72,3 |
7,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 каскад (1,1 мкм) |
0,1 |
|
0,3 |
0,0 |
0,3 |
15,9 |
78,4 |
5,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 каскад (0,7 мкм) |
0,0 |
|
0,1 |
0,0 |
0,1 |
15,6 |
69,8 |
14,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АМАДx/βg, мкм |
>10 |
|
5,8x/2,8 |
6,6x/2,9 |
8,4x/3,2 |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
21,5 |
69,9 |
8,6 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СКО |
|
|
|
12,1 |
11,3 |
6,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
91 |
|
|
|
|
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Распределение активности рассмотренных радионуклидов в пробе вентиляционного воздуха (241Am – 33%, 238Pu – 45%, 239Pu – 20%) показывает превалирование 241Am и 238Pu в суммарной активности альфа-излучающих нуклидов. Для аэрозолей проб воздуха литейного отделения и участка подготовки форм характерна меньшая степень снижения суммарной активности нуклидов в зависимости от размеров аэрозолей. В нуклидном составе этих проб основная часть альфа-активности связана с 239Pu (около 70%). На долю 241Am приходится от 21% до 23% суммарной активности.
2.2.4. Дисперсность альфа активных аэрозолей плутониевого завода. Специальный отбор для оценки дисперсного состава аэрозолей воздуха рабочих помещений
В 2012–2013 гг. проводился отбор проб работниками ООТ и РБ 20 завода для исследования дисперсного состава аэрозолей воздуха рабочих помещений 20 завода (всего 6 проб). Результаты представлены в таблице 2.9. Скорости счёта проб каскадов импактора для отбора проб 2013 г. представлены в таблице 2.10.
Таблица 2.9 – АМАД аэрозолей воздуха помещений завода 20 цех 117 отобранных в 2012–2013 гг.
Год |
Проба |
АМАД±σ, мкм |
|
|
|
2012 |
1 |
3,2±0,9 |
|
|
|
2012 |
2 |
2,8±1,0 |
|
|
|
2012 |
3 |
6,3±1,7 |
|
|
|
2013 |
1 |
1,18±0,12 |
|
|
|
2013 |
2 |
1,32±0,39 |
|
|
|
2013 |
3 |
1,10±0,10 |
Таблица 2.10 – Скорость счёта проб каскадов импактора (справка № 20-ООТиРБ-255-213 от 02.10.2013)
|
Каскад 1 |
Каскад 2 |
Каскад 3 |
Каскад 4 |
Каскад 5 |
Каскад 6 |
Каскад 7 |
Проба |
(расп/ |
(расп/ |
(расп/ |
(расп/ |
(расп/ |
(расп/ |
(расп/ |
|
мин) |
мин) |
мин) |
мин) |
мин) |
мин) |
мин) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
22 |
56 |
83 |
108 |
125 |
184 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
34 |
62 |
99 |
127 |
148 |
214 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
12 |
39 |
57 |
92 |
105 |
122 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Конкретное место отбора проб неизвестно, поэтому невозможно провести анализ проб, поэтому данные представлены «как есть».
92
Заключение
Анализ дисперсного состава альфа-излучающих аэрозолей показал, что в 16 пробах с различных участков радиохимического завода значение АМАД варьировало в широких пределах от более 10 мкм до 2,4 мкм. В выполненных исследованиях не обнаружено крупнодисперсной фракции (размером несколько десятков мкм), игравшей ведущую роль в ингаляционном поступлении аэрозолей в дыхательный тракт персонала для раннего периода деятельности ПО «Маяк» (1949–71 гг.).
В экспериментах с импактором выявлена положительная корреляция между процентом альфа-активности, отложившейся на каскадах, и размером частиц, приписанных данному каскаду. Наибольшая доля активности (до 90%) осаждалась на первом каскаде, где задерживаются частицы размером 10 мкм и более. Исключение составил случай, когда максимальная активность (более 97%) была выявлена на 3-м каскаде, отвечающем размеру 3,9 мкм, что объясняется «горячей частицей», осевшей на данном каскаде.
Таким образом, исследования дисперсного состава современных аэрозолей, выполненные на двух участках ПО «Маяк» в 2013–2014 гг., показали в среднем небольшое различие размеров аэрозольных частиц на участках с разной технологией переработки соединений актинидов. АМАД при проведении ремонтных работ и при штатном режиме работы на указанных участках варьировал в среднем от 2 мкм до 10 мкм и более.
Проведенные исследования также показали, что в промышленных аэрозолях не исключена возможность появления «горячих частиц». Дальнейшие исследования физико-хи- мических свойств, в частности, будут направлены на установление связи частоты появления этих частиц с характером технологии переработки продукта на данном рабочем месте.
93
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Список литературы к главе 2
1.Василенко Е.К., Лызлов А.Ф., Мелентьева Р.В. и др. Возможность применения импактора для оценки дисперсности радиоактивных аэрозолей на производстве по хи- мико-металлургической переработке плутония-239. – В сб.: Гигиена труда и окружающей среды в атомной промышленности. М., 1985. С. 140–145.
2.Мелентьева Р.В., Третьяков Ф.Д., Лызлов А.Ф. и др. Исследование дисперсного состава промышленных аэрозолей в новом производстве химико-металлургической переработки плутония-239 /В сб.: Гигиена труда и окружающей среды в атомной промышленности. М., 1985. – C. 132–139.
3.Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 280 с.
4.«Америций-241. Гамма-спектрометрический метод измерения активности в пробах аэрозолей, присутствующих в воздухе рабочих помещений». Методика выполнения измерений МВИ 2.6.1 / Сыпко С.А., Ефимов А.В. – Озерск, 2007. – 21 с.
5.«Америций-241, изотопы плутония и урана. Альфа-спектрометрический метод выполнения измерений в пробах воздуха рабочих помещений». Методика выполнения измерений / Макарова М.В. – Озерск. – 2007. – 22 с.
94
3. ОЦЕНКА СКОРОСТИ АБСОРБЦИИ ПЛУТОНИЯ ИЗ РЕСПИРАТОРНОГО ТРАКТА В КРОВЬ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ
О КИНЕТИКЕ ДИАЛИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ АЛЬФА-ИЗЛУЧАЮЩИХ АЭРОЗОЛЕЙ
Е. Е. Аладова
Совершенствование дозиметрии инкорпорированного плутония важно для решения проблем по обеспечению радиационной безопасности предприятий атомной индустрии. Данная задача решается с помощью биокинетических моделей транспорта и экскреции, которые разрабатывались в ЮУрИБФ на протяжении последних 50 лет и в настоящее время постоянно совершенствуются, улучшая качество плутониевой дозиметрии [1–3].
Действующая методика расчета доз внутреннего облучения от инкорпорированного плутония по уровню экскреции с мочой учитывает дисперсность и транспортабельность вдыхаемых аэрозолей, от которых напрямую зависят механизмы отложения аэрозольных частиц и очищения дыхательного тракта [2]. Поэтому дальнейшее совершенствование косвенно дозиметрических методов связано с решением биологических вопросов, касающихся количественных закономерностей транспорта инкорпорированного нуклида в организме, опираясь на информацию о физико-химических свойствах аэрозольных частиц, образующихся на рабочих местах.
Впроизводственных условиях растворимость и дисперсность радиоактивных веществ может варьировать в самых широких пределах, во многих случаях эти характеристики, вследствие проводимых усовершенствований и модификаций технологических процессов, нестабильны, поэтому с целью получения корректных дозовых оценок необходимо постоянно контролировать данные показатели на производственных участках.
Вбиофизической лаборатории ЮУрИБФ, начиная с 1975 года, в разные периоды времени, проводились исследования параметров растворимости альфа-активных аэрозолей в подразделениях ПО "Маяк" по методике in vitro определения транспортабельности методом диализа в растворе Рингера [1, 4–6].
В70–80 гг. подробно были исследованы участки плутониевого производства и некоторые участки радиохимического завода. В эти же годы в радиобиологической лаборатории для решения ряда вопросов, связанных с применением ингаляций пентацина, проводились исследования растворимости промышленных аэрозолей плутония на отдельных участках ПО "Маяк" методом ультрафильтрации в разбавленной сыворотке крови [7, 8, 9].
95
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Скорость растворения частиц вещества, попавшего в легкие, определяется как фи- зико-химическими свойствами аэрозоля, так и свойствами биологической среды организма, в которой происходит растворение.
В действующей модели ЮУрИБФ доля нуклида, которая переходит в кровь с относительно большой скоростью в ранней фазе легочного клиренса после осаждения в дыхательном тракте, приравнена к показателю транспортабельности, измеренному методом диализа в растворе Рингера [2, 3]. Поскольку данное предположение является лишь первым приближением, представляло интерес сравнить кинетику растворения различных соединений плутония в имитантах, максимально близких к условиям биологической среды организма человека по солевому составу и температуре, с результатами, полученными в растворе Рингера. Уточнение биокинетических параметров быстрой фазы абсорбции плутония из дыхательного тракта в кровь является актуальной задачей, решение которой необходимо для получения более реалистичных оценок доз облучения при ингаляционном поступлении различных соединений нуклида и снижения их неопределенностей.
Оценка доз внутреннего облучения работников атомных предприятий при ингаляционном поступлении альфа-излучающих аэрозолей является сложной, многоступенчатой задачей. Корректность дозовых оценок, получаемых по существующим биокинетическим моделям, во многом зависит от наличия информации о физико-химических свойствах аэрозолей, присутствующих на рабочих местах, а именно: дисперсности частиц и скорости абсорбции из легких в кровь, от которых напрямую зависят механизмы отложения аэрозольных частиц и очищения дыхательного тракта. Для того, чтобы определить дозу на легкие от инкорпорированного плутония, необходимо понять, что происходит с отложившимися аэрозольными частицами после ингаляции.
3.1. Задержка аэрозольных частиц в дыхательном тракте
Дыхательный тракт представляет собой систему, с помощью которой осуществляется газообмен между организмом и внешней средой, происходит обогащение крови кислородом и одновременное удаление некоторых продуктов, возникающих в результате окислительных процессов, происходящих в организме.
Основные сведения о задержке и транспорте плутония в дыхательном тракте были получены в эксперименте на животных. Достаточно полно они освещены в монографии Л.А. Булдакова с соавторами [10].
В биокинетической модели 66 Публикации МКРЗ [11] дыхательный тракт человека представлен в виде четырех анатомических отделов:
96
1)экстраторакального (ЕТ), который состоит из носа (ЕТ1), носовых ходов, гортани и рта (ЕТ2);
2)бронхиального (ВВ), состоящего из трахеи и бронхов. Предполагается, что в отделе существует секвестированная доля вещества (ВВseq);
3)бронхиолярного (bb), состоящего из бронхиол. Предполагается, что в отделе существует секвестированная доля вещества (bbseq);
4)альвеолярно-интерстициллярного (AI), в который входят респираторные бронхиолы, альвеолярные мешочки, альвеолы и интерстициальная соединительная ткань.
Начальное отложение вещества в отделах дыхательного тракта зависит от размера вдыхаемого аэрозоля с учетом долей дыхания через рот и нос. Причем, эти типы дыхания зависят от антропометрических характеристик человека, уровня физической активности, имеющихся болезней легких и курения [11].
Для верхних дыхательных путей (экстраторакального ЕТ и бронхиального отделов ВВ) характерно инерционное осаждение, где частицы, размером более 1 мкм, при резкой смене направления воздушного потока задерживаются на слизистых оболочках. Для частиц диаметром более 4 мкм эффективность осаждения в носовой полости составляет только 50%, и при дальнейшем уменьшении размера частиц увеличивается доля тех частиц, которые проходят через дыхательные пути и попадают в систему разветвляющихся бронхиол и альвеол. Поскольку в этих частях легких воздух движется с малой скоростью, основную роль в осаждении частиц играют уже седиментация и диффузия. Исходя из скорости движения воздушного потока и размера частиц, можно предположить, что величина задержки в легких будет возрастать с уменьшением размера частиц. В нижних дыхательных путях наиболее эффективно задерживаются частицы размером в 1 мкм. При дальнейшем уменьшении размера частиц эффективность осаждения падает, в результате чего примерно 80% частиц диаметром около 0,3 мкм выдыхаются обратно. Частицы, диаметром менее 0,1 микрона, задерживаются в легочных альвеолах, вследствие броуновского движения и диффузии [12].
При увеличении физической нагрузки на организм, когда возрастает минутный объем дыхания и воздух движется через дыхательные пути с большой скоростью, можно ожидать повышения эффективности осаждения частиц аэрозоля в верхних дыхательных путях; в нижних, наоборот, осаждение тем больше, чем дольше находится воздух в легких, в результате чего сильнее сказываются седиментация и диффузия.
Анатомические отделы дыхательного тракта в модели МКРЗ-66 подразделены на несколько частей для того, чтобы наиболее полно описать доступные данные по кинетике
97
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
транспорта вещества в дыхательном тракте человека и учесть различные механизмы очищения дыхательного тракта: перенос вещества слизью, захват макрофагами, задержку на стенках воздухоносных путей, связывание с компонентами дыхательного тракта, мгновенную абсорбцию в кровяное русло.
3.2. Механизмы абсорбции плутония из респираторного тракта в кровь
Согласно современным представлениям [11] абсорбция или поглощение вещества кровью представляет собой двухстадийный процесс (рис. 3.1):
·(1) непосредственно растворение – диссоциация частиц в форму, способную абсорбироваться в кровь, и
·(2) с течением времени переход в кровь растворенных или диссоциированных
частиц.
Переход в кровь может рассматриваться как мгновенный процесс, но во многих случаях значительная фракция растворенного вещества абсорбируется в кровь медленно вследствие связывания с материалами респираторного тракта.
Из результатов экспериментальных исследований поведения плутония в легких крыс, было установлено, что связь плутония в легких осуществляется с солерастворимыми белками, коллагеном, а при попадании внутрь клеток плутоний связывается с ядрами клеток [13, 14]. По данным Сохранич А. Л. [14] 1/4 от найденного в легких крыс плутония обнаруживается в субклеточных органеллах, причем 30% из него связано с ядерной фракцией.
Рисунок 3.1 – Структурная схема модели абсорбции ингалированных частиц из респираторного тракта в кровь
98
Величина абсорбции зависит от многих факторов, среди которых определяющую роль для твердых частиц играет растворимость материала, попавшего в дыхательный тракт.
С химической точки зрения, процесс растворения частиц в жидком растворителе можно представить так: под влиянием растворителя от поверхности частиц твердого вещества постепенно отрываются отдельные ионы или молекулы и равномерно распределяются по всему объему растворителя. Растворение вещества складывается из двух противоположных процессов: прямого – собственно растворения и обратного – выделение растворенного вещества из раствора, которые протекают до достижения динамического равновесия, при котором число ионов, уходящих в единицу времени с поверхности твердой фазы, равно числу ионов, возвращающихся на эту поверхность. Таким образом, с химической точки зрения, растворимость измеряется концентрацией растворенного вещества в состоянии динамического равновесия.
В респираторном тракте возобновление жидкостного слоя – процесс непрерывный, поэтому растворение не достигает равновесия. Более того, химические реакции, которые приводят к диссоциации частиц, не будут обратимыми. В процесс растворения могут включаться разные механизмы: например, фрагментация частиц – как результат альфараспада – которая, как предполагалось, являлась причиной более высокой скорости растворения 238PuO2 по сравнению с 239PuO2 [15]. Тем не менее, в модели респираторного тракта МКРЗ-66, для описания первой стадии абсорбции вещества в кровь используется термин "растворение", невзирая на механизмы.
На процесс растворения различных соединений влияют такие свойства вещества как удельная площадь поверхности частиц, их дисперсность, форма, строение кристаллической решетки [16], гидролизуемость [17], плотность материала.
Mercer в своей работе [18] предположил, что скорость абсорбции вещества в кровь зависит от скорости растворения частицы, которая в свою очередь пропорциональна площади поверхности частицы.
Согласно модели Mercer скорость растворения аэрозольной частицы массой m можно описать кинетическим уравнением первого порядка:
dm/dt = - k×S = - k×as×D2 = - k×as×m2/3/(r×av )2/3 |
(3.1) |
где: m – масса частицы в момент времени t, г;
S – площадь поверхности частицы в момент времени t, см2; r – плотность вещества частицы, г/см3;
99
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/