贫铀武器应用及其危害
作者：樊飞跃
单位：北京放射医学研究所 100850
关键词：
中华放射医学与防护杂志000107 一、贫铀武器及其应用
铀有质量数从226～240的15种放射性同位素，其中234U、235U和238U是天然放射性同位素，天然铀是这三种同位素的混合体。贫铀亦称贫化铀(depleted uranium,DU)是指235U含量(与天然铀相比)低于0.711%的铀，其主要成分是238U (α辐射体，半衰期4.49×109年)，含量约99.75%，是供核反应或核武器用铀的废料[1]。
1789年铀被发现。由于铀除了具有核裂变的特性之外还具有一系列特殊的物理、化学特性，因而被广泛地应用于非核能利用的其他领域，如金属加工业、化学工业等。自50年代末，人们利用贫铀密度高、强度大、穿透力强的特性，开始探讨将贫铀用于各种武器弹头的贯穿体[2]。应用贫铀材料制作的穿甲弹有一种“自发锐化(self-sharpen)”特性，而用其他一些金属做穿甲弹(如钨合金)则表现出“蘑菇状钝化(mushroom)”现象[3]。贫铀在现代战场上除用于穿甲弹外，同时被大量用于坦克和武装直升飞机的防弹装甲。
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美国自70年代开始研制并生产用于各种火器的贫铀穿甲弹以及坦克和直升飞机贫铀装甲，并在1991年海湾战争“沙漠风暴行动”中首次实战应用了贫铀武器装备，同时造成了人员体内及环境的贫铀污染。许多美国参战人员在战后主诉各种身体不适，引起了美国政府的重视，由美国国防部、退伍军人部在全国范围内组织了海湾战争参战人员健康调查，给这些综合症状冠以“海湾战争综合征(Gulf War syndrome)”予以研究[4，5]。调查研究结果认为，海湾战争综合征是由多种因素复合作用引起，其中包括了贫铀武器装备应用造成的贫铀环境污染[6，7]。
国际原子能机构《报刊文摘》1998年第118期报道：一份基于伊拉克政府数字的联合国文件显示，自海湾战争以来，伊拉克南部地区癌症发病率增加6倍，而美、英军队曾在这一地区大量使用了贫铀武器。1998年英国的《柳叶刀》杂志发表了联合国人权委员会收到的Bill Griffin的评述性文章指出[8]，海湾战争后伊拉克儿童癌症死亡率急剧上升，1993年每1 000名5岁以下儿童的死亡人数是1989年的7.2倍，而造成这一结果的原因与海湾战争期间所使用的贫铀弹造成的环境贫铀污染有关。文章提到，英国原子能署1991年的一份秘密报告中，估计有40吨的贫铀散布在科威特和伊拉克；而根据绿色和平组织的报道，有超过300吨的贫铀残留在伊拉克和科威特。目前，北约军事集团在对南联盟科索沃的空袭行动中，也使用了贫铀武器。
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由于贫铀武器装备所具有的特殊性质，在今后战争中，贫铀武器装备必将得到广泛、大量的使用。贫铀武器装备在战争中的应用将造成参战人员体内放射性铀沾染，并通过环境污染作用于附近居民，进而造成人员健康的潜在危害。
二、铀的生物代谢
铀属于内照射放射性核素，须进入人体内方能造成损伤效应。铀进入人体的途径主要有经呼吸道吸入、经胃肠道食入以及经皮肤伤口进入人体。铀被人体吸收量的大小除了与进入途径有关外，还与铀化合物的物理、化学性状有关，如铀化合物的溶解度、铀气溶胶粒子粒径的大小等。
进入血液后的铀迅速分布到各组织器官，主要滞留在肾脏、骨骼、肝脏和脾脏。早期肾脏>骨骼>肝脏>脾脏；晚期骨骼中铀的滞留量比例明显增加。进入血液中的铀主要滞留在肾脏和骨骼，在肾脏与近曲管上皮细胞蛋白结合，在骨中参与骨骼的钙化过程。
人体内铀的排除主要通过胃肠道和肾脏排除，可分为快组分排除和慢组分排除。
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在贫铀军事应用造成人体铀污染事件中，贫铀主要是以难溶性氧化铀的形式存在。经胃肠道进入人体的难溶性铀化合物几乎不被吸收而通过粪便排出体外，经呼吸道进入体内的难溶性铀则主要沉积在肺部，而且很难被吸收入血液再向其他组织转移，正常皮肤几乎不吸收难溶性铀，但是如果皮肤损伤(外伤、烧伤)，则难溶性铀可经伤口直接进入血液。
在战争环境下，铀除了通过呼吸进入人体外，另一个进入人体的途径是贫铀弹造成人员创伤后，嵌入人体组织内的贫铀碎片所造成的人体内铀污染。海湾战争期间，美军在自伤事件中涉及了贫铀武器装备造成的人员外伤性创伤，有29辆坦克被贫铀穿甲弹击中，造成35人死亡，35人受重伤。有33名受重伤人员体内嵌入了贫铀弹片，因而受到贫铀沾染。战后这些人员在美国巴尔地默退伍军人医学中心接受系统的观察和治疗，以确定贫铀是否影响人体健康[2]。
三、铀的生物损伤效应
铀是放射性的重金属，铀的损伤作用包括重金属的化学毒性作用和放射性核素的辐射损伤作用两个方面。
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早在两个世纪前，人们就已经认识了铀对肾脏的重金属化学毒性作用。从原子时代开始，铀的辐射损伤作用也逐渐为人们所了解。对于原子能工业和核工业来说，人们更经常接触和关心的是天然铀和浓缩铀。因而，对于铀的毒性研究一直是关注天然铀和浓缩铀，研究重点一直是放在可溶性铀的急性染毒效应上。不断积累的研究资料表明，不论是急性还是慢性铀中毒，进入血液后的铀主要表现出其重金属对肾脏的化学损伤效应特性，可以出现急性肾功能衰竭的临床表现。除了铀的肾脏毒性外，铀还具有生殖和发育毒性，以及致突和致癌作用[9]。对接触铀作业的职业性工作人员的调查表明，铀的致畸效应可造成染色体畸变率、姐妹染色体互换和微核检出率增加[10，11]；浓缩铀的生殖毒性可诱发小鼠子代显性致死性突变和显性骨骼畸形[12，13]。在经呼吸道吸入难溶性铀化合物的情况下，由于铀长期滞留在肺部，可造成肺部的辐射损伤。在肺的损伤效应中最严重的是铀可能诱发肺癌，有人给犬吸入难溶性的二氧化铀(天然铀)气溶胶后，观察到在13只动物中有4只发生了肺癌，因此认为吸入同等量的铀，难溶性铀比可溶性铀更危险[14]。
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贫铀危害效应研究是从海湾战争之后才引起人们的重视，美国政府拨专款资助美国武装部队放射生物学研究所(AFRRI)和吸入毒理研究所(ITRI)开展贫铀危害效应研究计划[15]，重点研究贫铀的致癌、致突效应，以及贫铀弹片嵌入人体组织后的代谢规律。AFRRI的Miller等人[16]1998年发表的一篇研究报告中报道了贫铀在体外实验中可以诱发人类细胞的恶性转化，细胞获得非锚着依赖性生长能力、裸鼠成瘤实验阳性、k-ras高表达、Rb蛋白产物降低，其致癌作用比已知的致癌性重金属镍和铅还要强。他们根据细胞内、外贫铀水平，用Monte Carlo数学模型模拟计算细胞核被α粒子击中的概率仅为0.0014%。据此，他们认为贫铀诱发细胞转化的机理中，铀的化学毒性作用占有重要的地位。
贫铀武器应用造成的相关人员体内贫铀污染事件，主要是难溶性氧化铀的肺部沉积，而铀在肺部沉积所产生的最严重的损伤效应是诱发肺部肿瘤。由于贫铀的放射性比活度较低，在肺部沉积同样活性的铀时，贫铀的含量将比天然铀或浓缩铀高得多。在此种情况下，贫铀对肺部损伤的化学毒性作用不容忽视。因此，进一步开展贫铀毒性研究，特别是贫铀辐射损伤与化学毒性复合作用研究，对于阐明贫铀损伤机理以及探寻有效的防护措施具有十分重要的意义。■
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参考文献
[1]王松俊.贫化铀武器.人民军医，1998，40：508-509.
[2]李韦华.贫铀的利用及其现状.国外核新闻，1998，25：19-21.
[3]Depleted Uranium Fact Sheet. 美国国防技术信息中心，1998.
[4]Durakovic A. Medical effects of internal contamination with uranium. Croat Med J,1999,40:49-66.
[5]The health impact of chemical exposures during the Gulf War. A research planning conference. Crowne Plaza Airport,Atlanta,Georgia: USA， Feb 28-Mar 2,1999.
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[6]Jamal GA. Gulf War syndrome-a model for the complexity of biological and environmental interaction with human health.Adverse Drug React Toxicol Rev,1998,17:1-17.
[7]Korenyi-Both AL,Jun DJ. Al Eskan disease: Persian Gulf syndrome. Mil Med,1997,162:1-13.
[8]Birchard K,Morris K. Does Iraq's depleted uranium pose a health risk. Lancet,1998,351(9103):657.
[9]Durakovic A. Medical effects of internal contamination with uranium. Croat Med J,1999,40:49-66.
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[10]张连珍，陈保文，王海燕，等.职业受照人员淋巴细胞染色体畸变及微核率的调查.辐射防护通讯，1997，17(4)：11-13.
[11]Martin F,Earl R,Tawn EJ. A cytogenetic study of men occupationally exposed to uranium. Br J Ind Med,1991,48:98-102.
[12]Bosque MA,Domingo JL,Llobet JM,et al. Effectiveness of sodium 4,5-dihydroxybenzene-1,3-disulfonate(Tiron) in protecting against uranium-induced developmental toxicity in mice. Toxicology,1993,79:149-156.
[13]朱寿彭，胡启跃，伦明跃.浓缩铀诱发生殖毒性.中华预防医学杂志，1994，28：219-222.
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[14]朱寿彭，李章.放射毒理学.北京：原子能出版社，1992.239.
[15]Livengood DR. Health effects of embedded depleted uranium fragments. Reports Announcements & Index,Issue 22,1998.
[16]Miller AC,Blakely WF,Livengood D,et al. Transformation of human osteoblast cells to the tumorigenic phenotype by depleted uranium-uranyl chloride. Environ Health Pers,1998,106:465-471.
收稿日期:1999-06-10, http://www.100md.com
单位：北京放射医学研究所 100850
关键词：
中华放射医学与防护杂志000107 一、贫铀武器及其应用
铀有质量数从226～240的15种放射性同位素，其中234U、235U和238U是天然放射性同位素，天然铀是这三种同位素的混合体。贫铀亦称贫化铀(depleted uranium,DU)是指235U含量(与天然铀相比)低于0.711%的铀，其主要成分是238U (α辐射体，半衰期4.49×109年)，含量约99.75%，是供核反应或核武器用铀的废料[1]。
1789年铀被发现。由于铀除了具有核裂变的特性之外还具有一系列特殊的物理、化学特性，因而被广泛地应用于非核能利用的其他领域，如金属加工业、化学工业等。自50年代末，人们利用贫铀密度高、强度大、穿透力强的特性，开始探讨将贫铀用于各种武器弹头的贯穿体[2]。应用贫铀材料制作的穿甲弹有一种“自发锐化(self-sharpen)”特性，而用其他一些金属做穿甲弹(如钨合金)则表现出“蘑菇状钝化(mushroom)”现象[3]。贫铀在现代战场上除用于穿甲弹外，同时被大量用于坦克和武装直升飞机的防弹装甲。
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美国自70年代开始研制并生产用于各种火器的贫铀穿甲弹以及坦克和直升飞机贫铀装甲，并在1991年海湾战争“沙漠风暴行动”中首次实战应用了贫铀武器装备，同时造成了人员体内及环境的贫铀污染。许多美国参战人员在战后主诉各种身体不适，引起了美国政府的重视，由美国国防部、退伍军人部在全国范围内组织了海湾战争参战人员健康调查，给这些综合症状冠以“海湾战争综合征(Gulf War syndrome)”予以研究[4，5]。调查研究结果认为，海湾战争综合征是由多种因素复合作用引起，其中包括了贫铀武器装备应用造成的贫铀环境污染[6，7]。
国际原子能机构《报刊文摘》1998年第118期报道：一份基于伊拉克政府数字的联合国文件显示，自海湾战争以来，伊拉克南部地区癌症发病率增加6倍，而美、英军队曾在这一地区大量使用了贫铀武器。1998年英国的《柳叶刀》杂志发表了联合国人权委员会收到的Bill Griffin的评述性文章指出[8]，海湾战争后伊拉克儿童癌症死亡率急剧上升，1993年每1 000名5岁以下儿童的死亡人数是1989年的7.2倍，而造成这一结果的原因与海湾战争期间所使用的贫铀弹造成的环境贫铀污染有关。文章提到，英国原子能署1991年的一份秘密报告中，估计有40吨的贫铀散布在科威特和伊拉克；而根据绿色和平组织的报道，有超过300吨的贫铀残留在伊拉克和科威特。目前，北约军事集团在对南联盟科索沃的空袭行动中，也使用了贫铀武器。
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由于贫铀武器装备所具有的特殊性质，在今后战争中，贫铀武器装备必将得到广泛、大量的使用。贫铀武器装备在战争中的应用将造成参战人员体内放射性铀沾染，并通过环境污染作用于附近居民，进而造成人员健康的潜在危害。
二、铀的生物代谢
铀属于内照射放射性核素，须进入人体内方能造成损伤效应。铀进入人体的途径主要有经呼吸道吸入、经胃肠道食入以及经皮肤伤口进入人体。铀被人体吸收量的大小除了与进入途径有关外，还与铀化合物的物理、化学性状有关，如铀化合物的溶解度、铀气溶胶粒子粒径的大小等。
进入血液后的铀迅速分布到各组织器官，主要滞留在肾脏、骨骼、肝脏和脾脏。早期肾脏>骨骼>肝脏>脾脏；晚期骨骼中铀的滞留量比例明显增加。进入血液中的铀主要滞留在肾脏和骨骼，在肾脏与近曲管上皮细胞蛋白结合，在骨中参与骨骼的钙化过程。
人体内铀的排除主要通过胃肠道和肾脏排除，可分为快组分排除和慢组分排除。
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在贫铀军事应用造成人体铀污染事件中，贫铀主要是以难溶性氧化铀的形式存在。经胃肠道进入人体的难溶性铀化合物几乎不被吸收而通过粪便排出体外，经呼吸道进入体内的难溶性铀则主要沉积在肺部，而且很难被吸收入血液再向其他组织转移，正常皮肤几乎不吸收难溶性铀，但是如果皮肤损伤(外伤、烧伤)，则难溶性铀可经伤口直接进入血液。
在战争环境下，铀除了通过呼吸进入人体外，另一个进入人体的途径是贫铀弹造成人员创伤后，嵌入人体组织内的贫铀碎片所造成的人体内铀污染。海湾战争期间，美军在自伤事件中涉及了贫铀武器装备造成的人员外伤性创伤，有29辆坦克被贫铀穿甲弹击中，造成35人死亡，35人受重伤。有33名受重伤人员体内嵌入了贫铀弹片，因而受到贫铀沾染。战后这些人员在美国巴尔地默退伍军人医学中心接受系统的观察和治疗，以确定贫铀是否影响人体健康[2]。
三、铀的生物损伤效应
铀是放射性的重金属，铀的损伤作用包括重金属的化学毒性作用和放射性核素的辐射损伤作用两个方面。
, 百拇医药
早在两个世纪前，人们就已经认识了铀对肾脏的重金属化学毒性作用。从原子时代开始，铀的辐射损伤作用也逐渐为人们所了解。对于原子能工业和核工业来说，人们更经常接触和关心的是天然铀和浓缩铀。因而，对于铀的毒性研究一直是关注天然铀和浓缩铀，研究重点一直是放在可溶性铀的急性染毒效应上。不断积累的研究资料表明，不论是急性还是慢性铀中毒，进入血液后的铀主要表现出其重金属对肾脏的化学损伤效应特性，可以出现急性肾功能衰竭的临床表现。除了铀的肾脏毒性外，铀还具有生殖和发育毒性，以及致突和致癌作用[9]。对接触铀作业的职业性工作人员的调查表明，铀的致畸效应可造成染色体畸变率、姐妹染色体互换和微核检出率增加[10，11]；浓缩铀的生殖毒性可诱发小鼠子代显性致死性突变和显性骨骼畸形[12，13]。在经呼吸道吸入难溶性铀化合物的情况下，由于铀长期滞留在肺部，可造成肺部的辐射损伤。在肺的损伤效应中最严重的是铀可能诱发肺癌，有人给犬吸入难溶性的二氧化铀(天然铀)气溶胶后，观察到在13只动物中有4只发生了肺癌，因此认为吸入同等量的铀，难溶性铀比可溶性铀更危险[14]。
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贫铀危害效应研究是从海湾战争之后才引起人们的重视，美国政府拨专款资助美国武装部队放射生物学研究所(AFRRI)和吸入毒理研究所(ITRI)开展贫铀危害效应研究计划[15]，重点研究贫铀的致癌、致突效应，以及贫铀弹片嵌入人体组织后的代谢规律。AFRRI的Miller等人[16]1998年发表的一篇研究报告中报道了贫铀在体外实验中可以诱发人类细胞的恶性转化，细胞获得非锚着依赖性生长能力、裸鼠成瘤实验阳性、k-ras高表达、Rb蛋白产物降低，其致癌作用比已知的致癌性重金属镍和铅还要强。他们根据细胞内、外贫铀水平，用Monte Carlo数学模型模拟计算细胞核被α粒子击中的概率仅为0.0014%。据此，他们认为贫铀诱发细胞转化的机理中，铀的化学毒性作用占有重要的地位。
贫铀武器应用造成的相关人员体内贫铀污染事件，主要是难溶性氧化铀的肺部沉积，而铀在肺部沉积所产生的最严重的损伤效应是诱发肺部肿瘤。由于贫铀的放射性比活度较低，在肺部沉积同样活性的铀时，贫铀的含量将比天然铀或浓缩铀高得多。在此种情况下，贫铀对肺部损伤的化学毒性作用不容忽视。因此，进一步开展贫铀毒性研究，特别是贫铀辐射损伤与化学毒性复合作用研究，对于阐明贫铀损伤机理以及探寻有效的防护措施具有十分重要的意义。■
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参考文献
[1]王松俊.贫化铀武器.人民军医，1998，40：508-509.
[2]李韦华.贫铀的利用及其现状.国外核新闻，1998，25：19-21.
[3]Depleted Uranium Fact Sheet. 美国国防技术信息中心，1998.
[4]Durakovic A. Medical effects of internal contamination with uranium. Croat Med J,1999,40:49-66.
[5]The health impact of chemical exposures during the Gulf War. A research planning conference. Crowne Plaza Airport,Atlanta,Georgia: USA， Feb 28-Mar 2,1999.
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[6]Jamal GA. Gulf War syndrome-a model for the complexity of biological and environmental interaction with human health.Adverse Drug React Toxicol Rev,1998,17:1-17.
[7]Korenyi-Both AL,Jun DJ. Al Eskan disease: Persian Gulf syndrome. Mil Med,1997,162:1-13.
[8]Birchard K,Morris K. Does Iraq's depleted uranium pose a health risk. Lancet,1998,351(9103):657.
[9]Durakovic A. Medical effects of internal contamination with uranium. Croat Med J,1999,40:49-66.
, 百拇医药
[10]张连珍，陈保文，王海燕，等.职业受照人员淋巴细胞染色体畸变及微核率的调查.辐射防护通讯，1997，17(4)：11-13.
[11]Martin F,Earl R,Tawn EJ. A cytogenetic study of men occupationally exposed to uranium. Br J Ind Med,1991,48:98-102.
[12]Bosque MA,Domingo JL,Llobet JM,et al. Effectiveness of sodium 4,5-dihydroxybenzene-1,3-disulfonate(Tiron) in protecting against uranium-induced developmental toxicity in mice. Toxicology,1993,79:149-156.
[13]朱寿彭，胡启跃，伦明跃.浓缩铀诱发生殖毒性.中华预防医学杂志，1994，28：219-222.
, http://www.100md.com
[14]朱寿彭，李章.放射毒理学.北京：原子能出版社，1992.239.
[15]Livengood DR. Health effects of embedded depleted uranium fragments. Reports Announcements & Index,Issue 22,1998.
[16]Miller AC,Blakely WF,Livengood D,et al. Transformation of human osteoblast cells to the tumorigenic phenotype by depleted uranium-uranyl chloride. Environ Health Pers,1998,106:465-471.
收稿日期:1999-06-10, http://www.100md.com