Естественная радиоактивность воздуха определяется прежде всего содержанием в нем таких газов, как радон, актион и торон – продуктов распада радия, актиния и тория, находящихся в земных породах. Кроме того, в воздухе содержатся углерод-14, аргон-41, фтор-18 и ряд других изотопов, образующихся в результате бомбардировки атомов кислорода, водорода и азота космическими лучами.

Наряду с радиоактивными аэрозолями в атмосферу могут попадать незначительные количества естественных радиоактивных веществ (Ra, K40, U и т. д.), что отмечается при разрушении земных пород, разложении органических веществ.

Естественная радиоактивность воздушной среды колеблется в пределах 2 × 10^>–14–4,4 × 10^>–13 Ku/л. При этом человек подвергается как внутреннему облучению за счет вдыхания a-, b– и y-излучающих веществ, так и внешнему воздействию (почвы, космических лучей). Общая суммарная доза облучения человека может достигать 175 мбэр/год.

Однако радиоактивность окружающей среды определяется не только естественными радиоактивными элементами, но радиоактивными веществами искусственного происхождения, появившимися в результате загрязнения среды при взрывах ядерных устройств, в связи с использованием радиоактивных веществ в науке и промышленности. Наибольшую опасность представляют долгоживущие радиоизотопы – стронций-90 и цезий-137, период полураспада которых составляет соответственно 29 и 33 года. По своим физико-химическим свойствам стронций-90 подобен кальцию, а цезий-137 – калию. Это означает, что стронций-90, попадая в организм, депонируется в костях, а цезий-137 распределяется по органам, обуславливая внутреннее облучение в течение длительного времени.

При гигиенической оценке радиоактивного загрязнения окружающей среды имеют значение ряд факторов:

Радиоактивные вещества через почву, грунтовые воды, воды открытых водоемов накапливаются в растениях, кормах для животных, организме рыб и других обитателей водоемов. Биологические объекты обладают способностью аккумулировать в себе радиоактивные вещества. Через пищевые биологические цепи радиоактивные вещества поступают в организм человека.

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит: кислорода 20,95 %, азота 78,09 %, диоксида углерода 0,03 %. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кислород по биологической роли – самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Расходуется кислород на процессы окисления и горения. Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не изменяется, так как в растительном мире идет постоянно процесс ассимиляции углекислого газа и выделение кислорода. В результате процессов фотосинтеза в атмосферу поступает около 5 × 10^>14 тонн кислорода в год, что примерно соответствует его потреблению. Под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются также с образованием кислорода.

Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Снижение его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. Содержание в воздухе 7–8 % кислорода несовместимо с жизнью. Увеличение содержания кислорода до 100 % при нормальном давлении человеком переносится легко. С повышением давления до 405,3 кПа (4 атм) происходят местные поражения тканей легких и функциональные нарушения центральной нервной системы. Вместе с тем при содержании кислорода до 40–60 % и давлении до 303,94 кПа (3 атм) в барокамере наблюдается улучшение усвоения кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций.