RADIOAKTIVNO ONEČIŠĆENJE: VRSTE, UZROCI, POSLJEDICE - OKOLIŠ

Radioaktivnog onečišćenja je određen kao ugradnju radioaktivnih neželjenih elemenata u okolišu. To mogu biti prirodni (radioizotopi prisutni u okolišu) ili umjetni (radioaktivni elementi koje proizvodi čovjek).

Među uzrocima radioaktivnog onečišćenja su nuklearna ispitivanja koja se provode u vojne svrhe. To može stvoriti radioaktivne kiše koje putuju nekoliko kilometara kroz zrak.

Nuklearna eksplozija. Izvor: Ljubaznošću Nacionalne uprave za nuklearnu sigurnost / Ureda za nevadsku stranicu

Nesreće u nuklearnim elektranama još su jedan od glavnih uzroka radioaktivne kontaminacije. Neki izvori kontaminacije su rudnici urana, medicinske aktivnosti i proizvodnja radona.

Ova vrsta onečišćenja okoliša ima ozbiljne posljedice za okoliš i ljude. Trofični lanci ekosustava su pogođeni i ljudi mogu imati ozbiljnih zdravstvenih problema koji uzrokuju njihovu smrt.

Glavno rješenje za radioaktivnu kontaminaciju je prevencija; Moraju postojati sigurnosni protokoli za rukovanje i skladištenje radioaktivnog otpada, kao i potrebnu opremu.

Među mjestima s velikim problemima radioaktivnog onečišćenja su Hiroshima i Nagasaki (1945), Fukušima (2011) i Černobil u Ukrajini (1986). U svim su slučajevima učinci na zdravlje izloženih osoba ozbiljni i prouzročili su mnoge smrti.

Vrste zračenja

Radioaktivnost je fenomen kojim neka tijela emitiraju energiju u obliku čestica (korpuskularno zračenje) ili elektromagnetskih valova. To se proizvodi takozvanim radioizotopima.

Radioizotopi su atomi istog elementa koji imaju nestabilno jezgro i imaju tendenciju raspada dok ne postignu stabilnu strukturu. Kad se raspadaju, atomi emitiraju energiju i čestice koje su radioaktivne.

Radioaktivno zračenje se također naziva ionizirajućim, jer može uzrokovati ionizaciju (gubitak elektrona) atoma i molekula. Ova zračenja mogu biti tri vrste:

Alfa zračenje

Čestice se emitiraju iz ioniziranih jezgara helija koji mogu prijeći vrlo kratke udaljenosti. Kapacitet prodiranja ovih čestica je mali, pa ih može zaustaviti list papira.

Beta zračenje

Elektroni koji imaju visoku energiju se emituju uslijed raspada protona i neutrona. Ova vrsta zračenja može putovati nekoliko metara, a može se zaustaviti staklenim, aluminijskim ili drvenim pločama.

Gama zračenje

To je vrsta elektromagnetskog zračenja visoke energije koja potječe iz atomskog jezgra. Jezgro prelazi iz pobuđenog stanja u stanje niže energije i oslobađa se elektromagnetsko zračenje.

Gama zračenje ima veliku prodornu snagu i može prijeći stotine metara. Da biste ga zaustavili, potrebne su ploče od nekoliko centimetara olova ili do 1 metra betona.

Vrste radioaktivnog onečišćenja

Radioaktivno onečišćenje može se definirati kao ugradnju neželjenih radioaktivnih elemenata u okoliš. Radioizotopi mogu biti prisutni u vodi, zraku, zemlji ili živim bićima.

Ovisno o podrijetlu radioaktivnosti, radioaktivno onečišćenje je dvije vrste:

prirodni

Ova vrsta kontaminacije dolazi iz radioaktivnih elemenata koji se javljaju u prirodi. Prirodna radioaktivnost potječe od kozmičkih zraka ili iz zemljine kore.

Kozmičko zračenje sastoji se od čestica visoke energije koje dolaze iz svemira. Te čestice nastaju kada se dogodi eksplozija supernove, u zvijezdama i na Suncu.

Kad radioaktivni elementi stignu do Zemlje, oni se odbijaju od elektromagnetskog polja planete. Međutim, na polovima zaštita nije baš učinkovita i mogu ući u atmosferu.

Drugi izvor prirodne radioaktivnosti su radioizotopi prisutni u zemljinoj kori. Ti radioaktivni elementi odgovorni su za održavanje unutarnje topline planeta.

Glavni radioaktivni elementi u Zemljinom plaštu su uran, torijum i kalij. Zemlja je izgubila elemente s kratkim radioaktivnim razdobljima, ali drugi imaju život u milijardama godina. Među posljednjim se _ističu uran ₂₃₅, uranij ₂₃₈, torij ₂₃₂ i kalij ₄₀.

Uran ₂₃₅, uran ₂₃₈ i torij ₂₃₂ tvore tri radioaktivna jezgra prisutna u prašini koja stvaraju zvijezde. Te radioaktivne skupine tijekom raspada uzrokuju druge elemente s kraćim poluživotom.

Radij nastaje raspadom urana ₂₃₈ i iz njega nastaje radon (plinoviti radioaktivni element). Radon je glavni izvor prirodne radioaktivne kontaminacije.

Umjetno

To zagađenje nastaje ljudskim aktivnostima, poput medicine, rudarstva, industrije, nuklearnih ispitivanja i proizvodnje energije.

Tijekom 1895. godine njemački fizičar Roëntgen slučajno je otkrio umjetno zračenje. Istraživač je otkrio da su rendgenske zrake elektromagnetski valovi koji su nastali od sudara elektrona unutar vakuumske cijevi.

Umjetni radioizotopi nastaju u laboratoriju pojavom nuklearnih reakcija. 1919. godine iz vodika je proizveden prvi umjetni radioaktivni izotop.

Umjetni radioaktivni izotopi nastaju bombardiranjem neutrona različitih atoma. Oni, prodiranjem u jezgre, uspijevaju ih destabilizirati i napuniti energijom.

Umjetna radioaktivnost ima brojne primjene na različitim područjima kao što su medicina, industrijska i vojna aktivnost. U mnogim slučajevima ti se radioaktivni elementi pogrešno puštaju u okoliš što uzrokuje ozbiljne probleme zagađenja.

uzroci

Radioaktivna kontaminacija može poticati iz različitih izvora, uglavnom zbog pogrešnog rukovanja radioaktivnim elementima. U nastavku su navedeni neki od najčešćih uzroka.

Nuklearni testovi

Nuklearna elektrana u Pensilvaniji, Sjedinjene Države. Izvor: Pogledajte stranicu s autorskim centrima za javno zdravlje i prevenciju bolesti

Odnosi se na detonaciju različitih eksperimentalnih nuklearnih oružja, uglavnom za razvoj vojnog oružja. Nuklearne eksplozije također su izvedene u svrhu iskopavanja bušotina, vađenja goriva ili izgradnje neke infrastrukture.

Nuklearni testovi mogu biti atmosferski (unutar Zemljine atmosfere), stratosferski (izvan atmosfere planete), podvodni i podzemni. Atmosferski su najzagađeniji, jer proizvode veliku količinu radioaktivne kiše koja se raspršuje u nekoliko kilometara.

Radioaktivne čestice mogu kontaminirati izvore vode i doći do tla. Ta radioaktivnost može doseći različite trofičke razine kroz prehrambene lance i utjecati na usjeve i tako doći do ljudi.

Jedan od glavnih oblika neizravne radioaktivne kontaminacije je mlijeko, zbog čega može utjecati na djecu.

Od 1945. u svijetu je provedeno oko 2000 nuklearnih ispitivanja. U posebnom slučaju Južne Amerike, radioaktivni ispadi uglavnom su zahvatili Peru i Čile.

Nuklearni generatori (nuklearni reaktori)

Mnoge zemlje trenutno koriste nuklearne reaktore kao izvor energije. Ti reaktori proizvode kontrolirane reakcije nuklearnog lanca, obično nuklearnom fisijom (razbijanjem atomskog jezgra).

Zagađenje uglavnom dolazi do istjecanja radioaktivnih elemenata iz nuklearnih elektrana. Od sredine 40-ih godina javljaju se ekološki problemi povezani s nuklearnim elektranama.

Kada nastanu curenja u nuklearnim reaktorima, ti se zagađivači mogu kretati stotinama kilometara kroz zrak, što rezultira onečišćenjem vode, zemlje i izvora hrane koji su zahvatili obližnje zajednice.

Radiološke nesreće

Obično se javljaju povezane s industrijskim aktivnostima, zbog nepravilnog rukovanja s radioaktivnim elementima. U nekim slučajevima operatori ne rade pravilno s opremom i mogu se stvoriti curenja u okoliš.

Ionizirajuće zračenje može nastati štetno za industrijske radnike, opremu ili ispuštanje u atmosferu.

Iskopavanje urana

Uran je element koji se nalazi u prirodnim naslagama u različitim područjima planete. Ovaj se materijal široko koristi kao sirovina za proizvodnju energije u nuklearnim elektranama.

Kada se ta urana iskorištavaju, nastaju radioaktivni zaostali elementi. Otpadne materije koje nastaju ispuštaju se na površinu gdje se nakupljaju i mogu se raširiti vjetrom ili kišom.

Proizvedeni otpad stvara veliku količinu gama zračenja, što je vrlo štetno za živa bića. Također, nastaju visoke razine radona i može doći do onečišćenja izvora vode na podzemnoj vodi ispiranjem.

Radon je glavni izvor zagađenja radnicima u tim rudnicima. Taj radioaktivni plin lako se može udisati i upasti u dišne putove, uzrokujući rak pluća.

Medicinske aktivnosti

Radioaktivni izotopi nastaju u raznim primjenama nuklearne medicine koji se tada moraju odbaciti. Laboratorijski materijali i otpadne vode uglavnom su kontaminirani radioaktivnim elementima.

Slično tome, oprema za radioterapiju može stvoriti radioaktivno onečišćenje kako operaterima, tako i pacijentima.

Radioaktivni materijali u prirodi

Radioaktivni materijali u prirodi (NORM) normalno se mogu naći u okolišu. Obično ne proizvode radioaktivno onečišćenje, ali različite ljudske aktivnosti imaju tendenciju da se koncentriraju i oni postaju problem.

Neki izvori koncentracije NORM materijala su izgaranje mineralnog ugljena, naftnih goriva i proizvodnja gnojiva.

U područjima gdje se smeće i razni kruti otpad spaljuju, može doći do nakupljanja kalija ₄₀ i radona ₂₂₆. U područjima gdje je drveni ugljen glavno gorivo, ti su radioizotopi također prisutni.

Fosfatna stijena koja se koristi kao gnojivo sadrži visoku razinu urana i torija, dok se radon i olovo nakupljaju u naftnoj industriji.

posljedice

O okolišu

Izvori vode mogu biti kontaminirani radioaktivnim izotopima, koji utječu na različite vodene ekosustave. Isto tako ove zagađene vode konzumiraju različiti organizmi koji su pogođeni.

Kada dođe do onečišćenja tla, oni osiromašuju, gube plodnost i ne mogu se koristiti u poljoprivrednim aktivnostima. Nadalje, radioaktivna kontaminacija utječe na prehrambene lance u ekosustavima.

Stoga su biljke kontaminirane radioizotopima kroz tlo i one prelaze u biljojede. Te se životinje mogu podvrgnuti mutacijama ili umrijeti kao posljedica radioaktivnosti.

Predatori su pod utjecajem smanjene dostupnosti hrane ili onečišćenja konzumiranjem životinja napunjenih radioizotopima.

O ljudima

Ionizirajuće zračenje može čovjeku nanijeti smrtonosnu štetu. To se događa jer radioaktivni izotopi oštećuju strukturu DNK koja čini stanice.

Radioliza (raspadanje zračenjem) događa se u stanicama, i DNK i vode sadržane u njima. To rezultira staničnom smrću ili pojavom mutacija.

Mutacije mogu uzrokovati različite genetske nepravilnosti koje mogu dovesti do naslijeđenih nedostataka ili bolesti. Među najčešćim bolestima su rak, posebno štitnjača, jer on fiksira jod.

Isto tako, može utjecati i koštana srž koja uzrokuje različite vrste anemije, pa čak i leukemiju. Također, imunološki sustav može biti oslabljen, što ga čini osjetljivijim na bakterijske i virusne infekcije.

Među ostalim posljedicama je neplodnost i malformacije plodova majki podvrgnutih radioaktivnosti. Djeca mogu imati problema sa učenjem i rastom, kao i mali mozak.

Ponekad oštećenje može uzrokovati staničnu smrt, utječući na tkiva i organe. Ako su pogođeni vitalni organi, može doći do smrti.

prevencija

Radioaktivnu kontaminaciju je vrlo teško kontrolirati nakon što se dogodi. Zbog toga bi trebale biti usmjerene na prevenciju.

Radioaktivni otpad

Skladištenje radioaktivnog otpada Izvor: D5481026

Gospodarenje radioaktivnim otpadom jedan je od glavnih oblika prevencije. Moraju se organizirati u skladu sa sigurnosnim propisima da se izbjegne kontaminacija ljudi koji s njima postupaju.

Radioaktivni otpad treba odvojiti od ostalih materijala i pokušati smanjiti njegovu količinu kako bi se lakše rukovao. U nekim se slučajevima tim otpadom obrađuje da bi se pretvorilo u krutije obradive oblike.

Nakon toga, radioaktivni otpad mora se staviti u prikladne spremnike da se izbjegne zagađivanje okoliša.

Kontejneri se čuvaju na izoliranim mjestima sa sigurnosnim protokolima ili se također mogu zakopati duboko u moru.

Nuklearne elektrane

Jedan od glavnih izvora radioaktivnog onečišćenja su nuklearne elektrane. Stoga se preporučuje njihova gradnja najmanje 300 km od urbanih središta.

Također je važno da zaposlenici nuklearne elektrane budu dovoljno obučeni za rad s opremom i izbjegavanje nesreća. Isto tako, preporučuje se da stanovništvo u blizini ovih objekata bude svjesno mogućih rizika i načina djelovanja u slučaju nuklearne nesreće.

Zaštita osoblja koje radi s radioaktivnim elementima

Najefikasnija prevencija od radioaktivnog onečišćenja jest obuka osoblja i adekvatna zaštita. Trebalo bi biti moguće smanjiti vrijeme izloženosti ljudi radioaktivnosti.

Objekti moraju biti pravilno izgrađeni, izbjegavajući pore i pukotine na kojima se mogu akumulirati radioizotopi. Moraju postojati dobri ventilacijski sustavi s filtrima koji sprečavaju otpad da izlazi iz okoliša.

Zaposlenici moraju imati odgovarajuću zaštitu, poput zaslona i zaštitne odjeće. Osim toga, odjeća i oprema moraju se povremeno dekontaminirati.

liječenje

Nekoliko je koraka koji se mogu poduzeti za ublažavanje simptoma radioaktivne kontaminacije. Oni uključuju transfuziju krvi, poboljšanje imunološkog sustava ili transplantaciju koštane srži.

Međutim, ovi tretmani su palijativni jer je vrlo teško ukloniti radioaktivnost iz ljudskog tijela. Međutim, trenutno se provode tretmani helirajućim molekulama koje mogu izolirati radioizotope u tijelu.

Kelatori (netoksične molekule) vežu se na radioaktivne izotope da tvore stabilne komplekse koji se mogu ukloniti iz tijela. Sintetizirani su helatori koji mogu eliminirati do 80% onečišćenja.

Primjeri mjesta zagađenih radioaktivnošću

Budući da se nuklearna energija koristi u različitim ljudskim aktivnostima, dogodile su se razne nesreće zbog radioaktivnosti. Da bi ljudi koji su pogođeni znali ozbiljnost tih problema uspostavljena je ljestvica nuklearnih nesreća.

Međunarodna ljestvica nuklearnih nesreća (INES) predložila je Međunarodna organizacija za atomsku energiju 1990. INES ima ljestvicu od 1 do 7, gdje 7 označava ozbiljnu nesreću.

Primjeri ozbiljnijih radioaktivnih onečišćenja navedeni su u nastavku.

Hirošima i Nagasaki (Japan)

Nuklearne bombe počele su se razvijati 40-ih godina 20. stoljeća na temelju studija Alberta Einsteina. Ovo nuklearno oružje SAD su koristile tijekom Drugog svjetskog rata.

6. kolovoza 1945. nad gradom Hirošime eksplodirala je bomba obogaćena uranom. To je stvorilo toplinski val od oko 300 000 ° C i veliki rafal gama zračenja.

Nakon toga, dogodio se radioaktivni ispad koji se širio vjetrom, odvodeći onečišćenje dalje. Otprilike 100.000 ljudi umrlo je od eksplozije, a 10.000 više ljudi poginulo je od posljedica radioaktivnosti u sljedećim godinama.

9. kolovoza 1945. u gradu Nagasaki eksplodirala je druga nuklearna bomba. Ova druga bomba obogaćena je plutonijem i snažnija je od one iz Hirošime.

U oba grada preživjeli od eksplozije imali su brojne zdravstvene probleme. Stoga se rizik od raka u populaciji povećao za 44% između 1958. i 1998.

Trenutno još uvijek postoje posljedice radioaktivnog onečišćenja ovih bombi. Smatra se da više od 100.000 ljudi pogođenih radijacijom živi, uključujući one koji su bili u maternici.

U ovoj populaciji postoje visoke stope leukemije, sarkoma, karcinoma i glaukoma. Skupina djece izložena zračenju u maternici, pokazala je kromosomske aberacije.

Černobil (Ukrajina)

Smatra se jednom od najozbiljnijih nuklearnih nesreća u povijesti. Dogodilo se to 26. travnja 1986. u nuklearnoj elektrani i na razini INES-a je 7.

Radnici su vršili test koji je simulirao nestanak struje, a jedan se reaktor pregrijao. To je izazvalo eksploziju vodika unutar reaktora i više od 200 tona radioaktivnog materijala bačeno je u atmosferu.

Tijekom eksplozije više od 30 ljudi je poginulo, a radioaktivni ispadi širili su se nekoliko kilometara unaokolo. Smatra se da je više od 100 000 ljudi umrlo od posljedica radioaktivnosti.

Razina pojavnosti različitih vrsta raka povećala se za 40% u pogođenim područjima Bjelorusije i Ukrajine. Jedna od najčešćih vrsta raka je rak štitnjače, kao i leukemija.

Promatrana su i stanja dišnog i probavnog sustava zbog izloženosti radioaktivnosti. U slučaju djece koja su bila u maternici, više od 40% imalo je imunološki nedostatak.

Bilo je i genetskih poremećaja, porasta bolesti reproduktivnog i mokraćnog sustava, kao i preranog starenja.

Fukushima Daiichi (Japan)

Nuklearna elektrana Fukušima, Japan. Izvor: Digital Globe

Ova nesreća bila je posljedica potresa magnitude 9 koji je pogodio Japan 11. ožujka 2011. Nakon toga dogodio se tsunami koji je deaktivirao rashladne i električne sustave tri reaktora u nuklearnoj elektrani Fukushima.

U reaktorima se dogodilo nekoliko eksplozija i požara, a došlo je i do curenja radijacije. Ova je nesreća u početku klasificirana kao razina 4, ali je zbog svojih posljedica kasnije podignuta na razinu 7.

Većina radioaktivnog onečišćenja otišla je u vodu, uglavnom more. Trenutno se u ovoj tvornici nalaze veliki spremnici kontaminirane vode.

Ove zagađene vode smatraju se rizikom za ekosustave Tihog oceana. Jedan od najproblematičnijih radioizotopa je cezij, koji se lako kreće u vodi i može se akumulirati u beskralježnjaka.

Eksplozija nije izazvala smrt izravnim zračenjem, a razina izloženosti radioaktivnosti bila je niža od one u Černobilu. Međutim, neki su radnici promijenili DNK u roku nekoliko dana od nesreće.

Slično, genetske promjene su otkrivene kod nekih populacija životinja koje su bile izložene zračenju.

Reference

Greenpeace International (2006) Černobilska katastrofa, posljedice po zdravlje ljudi. Sažetak 20 str.
Hazra G (2018) Radioaktivno zagađenje: pregled. Holistički pristup okolišu 8: 48-65.
Pérez B (2015) Studija onečišćenja okoliša prirodnim radioaktivnim elementima. Teza za prijavu na titulu fizike. Znanstveno-inženjerski fakultet, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 pp
Bears J (2008) Radioaktivno onečišćenje okoliša u Neotropima. Biolog 6: 155-165.
Siegel i Bryan (2003) Geokemija okoliša radioaktivnog onečišćenja. Sandia National Laboratories, Albuquerque, SAD. 115 str.
Ulrich K (2015) Učinci Fukušime, pad nuklearne industrije su precipitirali. Izvješće Greenpeacea. 21 str.

RADIOAKTIVNO ONEČIŠĆENJE: VRSTE, UZROCI, POSLJEDICE - OKOLIŠ - 2025