Chemie, radiobiologie a toxikologie polonia
Jiří Patočka, Leoš Navrátil
Polonium (Po) je kovový prvek šesté hlavní podskupiny periodické
soustavy s atomovým číslem 84. Nemá žádné stabilní izotopy, ale počet
potencionálních radioaktivních izotopů dosahuje čísla 50. V přírodě se
vyskytuje jen v minimálním množství v uranových rudách a v tabákovém kouři.
Dnes tolik diskutovaný isotop 210Po se dá v menších množstvích vyrobit uměle a to bombardováním vizmutu neutrony a je tak nejdostupnějším isotopem Po.
209Bi + 1n → 210Po + e-
210Po je především alfa zářič (poločas rozpadu je 138,39 dní) a rozpadá se na isotop olova 206Pb. Při tom se uvolní energie 141 W/g, takže kovové polonium se samo ohřívá a vydává teplo. Tato vlastnost polonia nachází využití např. v kosmonautice. Kovové polonium má specifickou hustotu 9,4 g/cm3, b.t. 254 °C a b.v. 962 °C. Snadno se rozpouští v kyselinách a poskytuje ve vodě rozpustné soli, v kterých může být dvojmocné, čtyřmocné nebo šestimocné. Soli polonia podléhají snadno hydrolýze, proto ve vodě tvoří koloidní roztoky hydroxidu Po(OH)2.
Biologické účinky 210Po jsou vyvolány jednak účinkem jeho záření (radiotoxicita), jed-nak jeho chemickou toxicitou jako kovového prvku. Oba druhy toxicity je ale obtížné oddělit. Rozhodující pro jeho toxický účinek na organizmus savců a člověka je však zřejmě jeho radiotoxicita.
Protože isotop 210Po je především alfa zářič, je nebezpečí poškození klíčových orgánů u člověka při vnějším ozáření minimální. Podstatně závažnější zdravotní důsledky nastávají po vnitřní kontaminaci (Harrison et al. 1991). Jeden miligram 210Po vyzáří tolik alfa částic, jako 5 g radia. 210Po je proto pro člověka významně nebezpečným radionuklidem.
Rozpustné soli polonia se vstřebávají z gastrointestinálního traktu v množství 7 až 13 % podaného množství a rychle pronikají do krve. Z experimentů na laboratorních zvířatech vyplývá, že polonium prochází též přes placentární bariéru v množství asi 8 % (Haines et al. 1995). Polonium vniká do organizmu především dýchacími cestami (6x více než zažívacím traktem). Ukládá se zejména v plicích, játrech, ledvinách, ve svalech a v kostní dřeni, přičemž se jeho koncentrace v jednotlivých tkáních liší. Vyvolává klasický akutní ra-diační syndrom. Hodnota subchronické letální dávky 210Po pro laboratorního potkana je 1,45 MBq/kg (Renčová et al. 1997). U člověka známa není.
U makaka byla naměřena hodnota biologického poločasu 210Po 15,6 dne (Fellman A et al 1994). U člověka literární zdroje uvádí hodnoty mezi 30 až 50 dny (IARC 2001a) podle jednotlivých orgánů. Polonium se vylučuje jak močí, tak stolicí. Poškození ledvin je dáno degeneraci tubulů a nekrózou ledvinných buněk, podobně jako v případě uranu (Patočka et al. 2004). U pracovníků pracujících s poloniem byl zaznamenán zvýšený výskyt rakoviny ledvin (IARC 2001c).
Urychleného vylučování polonia z organismu se dá dosáhnout podáváním některých chelatačních činidel, např. 2,3-dimerkaptopropan-1-olu, 2,3-dimerkaptopropan-1-sulfonátu, N,N'-di-(2-hydroxyethyl) ethylenediamin- N,N-biskarbodithioátu apod. (Renčová et al. 1993, 1997, 2000). V literatuře byla popsaná nahodilá intoxikace 10 dětí a 4 dospělých, u nichž byla naměřena aktivita polonia od 18,5 kBq do 370 kBq (norma je 1,1 kBq). Snížení počtu leukocytů a krevních destiček se normalizovalo až po několika měsících po expozici (IARC 2001b) a došlo též k výraznému postižení jaterních funkcí.
LITERATURA
Fellman A, Ralston L, Hickman D, Ayres L, Cohen N. Polonium metabolism on adult female baboons. Radiation res 137, 238-250, 1994.
Fellman A, Ralston L, Hickman D, Ayres L, Cohen N. Spitz H, Robinson B. The importance of acid digestion of urine prior to spontaneous deposition of 210Po. Health Physics 57: 615-621, 1989.
Haines JW, Harrison JD, Pottinger HE, Phipps AW. Transfer of polonium to the embryo and foetus of rat and guinea pig. Int J Radiat Biol. 67: 381-390, 1995.
Harrison JD, Morgan A, Haines JW, Stather JW. Fetal uptake of plutonium and polonium in animals and estimates of doses to humans. Int J Radiat Biol. 60: 555-559, 1991.
IARC 2001a. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 1972-PRESENT. Part 2, 78: 346, 2001.
IARC 2001b. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 1972-PRESENT. Part 2, 78: 396, 2001.
IARC 2001c. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 1972-PRESENT. Part 2, 78: 222, 2001.
Patočka J, Kassa J, Štětina R, Šafr G, Havel J. Toxicological aspects of depleted uranium. J Appl Biomed. 2: 37-42, 2004.
Renčová J, Volf V;,Jones MM, Singh PK. Mobilization and detoxification of polonium-210 in rats by 2,3-dimercaptosuccinic acid and its derivatives. Int J Radiat Biol. 76: 1409-1415, 2000.
Renčová J, Volf V, Jones MM, Singh PK. Relative effectiveness of dithiol and dithiocarbamate chelating agents in reducing retention of polonium-210 in rats. Int J Radiat Biol. 63: 223-232, 1993.
Renčová J, Svoboda V, Holuša R, Volf V, Jones MM, Singh PK. Reduction of detoxification of polonium-210 in rats by chelating agents. Int J Radiat Biol. 72: 341-348, 1997.
