РАДИОАКТИВНА КОНТАМИНАЦИЈА: ВРСТЕ, УЗРОЦИ, ПОСЛЕДИЦЕ - ЖИВОТНА СРЕДИНА

Радиоактивна контаминација се дефинише као инкорпорације радиоактивних нежељених елемената у животној средини. То могу бити природни (радиоизотопи присутни у окружењу) или вештачки (радиоактивни елементи које производи човек).

Међу узроцима радиоактивног загађења су нуклеарна испитивања која се спроводе у војне сврхе. Они могу створити радиоактивне кише које путују неколико километара кроз ваздух.

Нуклеарна експлозија. Извор: љубазношћу Националне управе за нуклеарну безбедност / Канцеларије за локацију Неваде

Несреће у нуклеарним електранама су још један од главних узрока радиоактивне контаминације. Неки извори контаминације су рудници уранијума, медицинске активности и производња радона.

Ова врста загађења околине има озбиљне последице по животну средину и људе. Трофични ланци екосистема су погођени и људи могу имати озбиљних здравствених проблема који узрокују њихову смрт.

Главно решење за радиоактивну контаминацију је превенција; Морају постојати сигурносни протоколи за руковање и складиштење радиоактивног отпада, као и потребну опрему.

Међу местима са великим проблемима радиоактивног загађења имамо Хирошиму и Нагасаки (1945), Фукушиму (2011) и Чернобил у Украјини (1986). У свим случајевима, ефекти на здравље изложених особа били су озбиљни и проузроковали су многе смртне случајеве.

Врсте зрачења

Радиоактивност је феномен којим нека тела емитују енергију у облику честица (корпускуларно зрачење) или електромагнетних таласа. То се производи такозваним радиоизотопима.

Радиоизотопи су атоми истог елемента који имају нестабилно језгро и имају тенденцију да се распадају све док не постигну стабилну структуру. Када се разграде, атоми емитују енергију и честице које су радиоактивне.

Радиоактивно зрачење се такође назива јонизујуће, јер може да изазове јонизацију (губитак електрона) атома и молекула. Ова зрачења могу бити три врсте:

Алфа зрачење

Честице се емитују из јонизованих језгара хелијума који могу прећи врло кратке удаљености. Капацитет продирања ових честица је мали, тако да их може зауставити лист папира.

Бета зрачење

Електрони који имају високу енергију се емитују услед распада протона и неутрона. Ова врста зрачења може да путује неколико метара и може се зауставити стакленим, алуминијумским или дрвеним плочама.

Гама зрачење

То је врста електромагнетног зрачења високе енергије која потиче из атомског језгра. Језгро прелази из побуђеног стања у стање ниже енергије и ослобађа се електромагнетно зрачење.

Гама зрачење има велику продорну снагу и може да путује стотинама метара. Да бисте га зауставили, потребне су плоче од неколико центиметара олова или до једног метра бетона.

Врсте радиоактивне контаминације

Радиоактивна контаминација може се дефинисати као уградњу нежељених радиоактивних елемената у околину. Радиоизотопи могу бити присутни у води, ваздуху, земљи или живим бићима.

У зависности од порекла радиоактивности, радиоактивна контаминација је две врсте:

природно

Ова врста контаминације потиче од радиоактивних елемената који се јављају у природи. Природна радиоактивност потиче од космичких зрака или из земљине коре.

Козмичко зрачење чине високоенергетске честице које долазе из свемира. Ове честице настају када се догоди експлозија супернове, у звездама и на Сунцу.

Када радиоактивни елементи стигну до Земље, они се одбијају од електромагнетног поља планете. Међутим, на половима заштита није баш ефикасна и могу ући у атмосферу.

Други извор природне радиоактивности су радиоизотопи присутни у земљиној кори. Ти радиоактивни елементи су одговорни за одржавање унутрашње топлоте планете.

Главни радиоактивни елементи у Земљином плашту су уранијум, торијум и калијум. Земља је изгубила елементе са кратким радиоактивним периодима, али други имају живот милијарде година. Међу последњим _{се истичу} уранијум ₂₃₅ , уранијум ₂₃₈ , торијум ₂₃₂ и калијум ₄₀ .

Уранијум ₂₃₅ , уранијум ₂₃₈ и торијум ₂₃₂ формирају три радиоактивна језгра која су присутна у прашини која ствара звезде. Ове радиоактивне групе приликом распада узрокују друге елементе са краћим полуживотом.

Радијум настаје распадањем уранијума ₂₃₈ и из њега се ствара радон (гас који садржи радиоактивне елементе). Радон је главни извор природне радиоактивне контаминације.

Вештачко

То загађење настаје људским активностима, као што су медицина, рударство, индустрија, нуклеарна испитивања и производња електричне енергије.

Током 1895. године немачки физичар Роентген случајно је открио вештачко зрачење. Истраживач је открио да су рендгенски зраци електромагнетни таласи који потичу од судара електрона унутар вакуумске цеви.

Вештачки радиоизотопи настају у лабораторији појавом нуклеарних реакција. 1919. године из водоника је произведен први вештачки радиоактивни изотоп.

Вештачки радиоактивни изотопи настају бомбардирањем неутрона различитих атома. Они, продирањем у језгра, успевају да их дестабилизују и напуне енергијом.

Вештачка радиоактивност има бројне примене у различитим областима као што су медицина, индустријске и војне активности. У многим случајевима се ти радиоактивни елементи грешком ослобађају у околину што изазива озбиљне проблеме загађења.

Узроци

Радиоактивна контаминација може потицати из различитих извора, углавном због погрешног руковања радиоактивним елементима. У наставку су наведени неки од најчешћих узрока.

Нуклеарни тестови

Нуклеарна електрана у Пенсилванији, Сједињене Државе. Извор: Погледајте страницу за ауторске центре за јавно здравље и превенцију болести

Односи се на детонацију различитих експерименталних нуклеарних оружја, углавном за развој војног оружја. Нуклеарне експлозије су такође изведене у циљу ископавања бунара, вађења горива или изградње неке инфраструктуре.

Нуклеарни тестови могу бити атмосферски (унутар Земљине атмосфере), стратосферски (изван атмосфере планете), подводни и подземни. Атмосферске атмосфере су најзагађеније, јер производе велику количину радиоактивне кише која се распршује током неколико километара.

Радиоактивне честице могу контаминирати изворе воде и доћи до тла. Та радиоактивност може достићи различите трофичке нивое кроз ланце хране и утицати на усеве и на тај начин доћи до људи.

Један од главних облика индиректне радиоактивне контаминације је путем млека, због чега може утицати на децу.

Од 1945. године широм света је извршено око 2.000 нуклеарних тестова. У посебном случају Јужне Америке, радиоактивни испади су углавном захватили Перу и Чиле.

Нуклеарни генератори (нуклеарни реактори)

Многе земље тренутно користе нуклеарне реакторе као извор енергије. Ови реактори производе контролиране реакције нуклеарног ланца, обично нуклеарном цепљењем (разбијањем атомског језгра).

Загађење настаје углавном цурењем радиоактивних елемената из нуклеарних електрана. Од средине четрдесетих година прошлог века постојали су еколошки проблеми повезани са нуклеарним електранама.

Када се појаве цурења у нуклеарним реакторима, ови загађивачи се могу кретати стотинама километара кроз ваздух, узрокујући загађење воде, земље и извора хране који су захватили околне заједнице.

Радиолошке несреће

Они се обично јављају повезани са индустријским активностима, због неправилног руковања радиоактивним елементима. У неким случајевима, оператери не раде правилно с опремом и могу се створити пропуштања у околину.

Ионизирајуће зрачење може се произвести штетећи индустријским радницима, опреми или испуштати у атмосферу.

Ископавање уранијума

Уранијум је елемент који се налази у природним лежиштима у различитим деловима планете. Овај материјал се широко користи као сировина за производњу енергије у нуклеарним електранама.

Када се та уранијумска налазишта експлоатишу, настају радиоактивни заостали елементи. Отпадни материјали који се производе испуштају се на површину где се накупљају и могу се раширити ветром или кишом.

Произведени отпад ствара велику количину гама зрачења, што је врло штетно за жива бића. Такође, стварају се високи нивои радона и може доћи до онечишћења извора воде на подземној води испирањем.

Радон је главни извор загађења за раднике у тим рудницима. Тај радиоактивни гас се лако може удисати и упасти у дисајне путеве, изазивајући рак плућа.

Медицинске активности

Радиоактивни изотопи настају у разним применама нуклеарне медицине који се тада морају одбацити. Лабораторијски материјали и отпадне воде су углавном контаминирани радиоактивним елементима.

Слично томе, опрема за радиотерапију може произвести радиоактивну контаминацију како оператерима, тако и пацијентима.

Радиоактивни материјали у природи

Радиоактивни материјали у природи (НОРМ) могу се нормално наћи у околини. Они углавном не производе радиоактивно загађење, али различите људске активности имају тенденцију да се концентришу и они постају проблем.

Неки извори концентрације НОРМ материјала су сагоревање минералног угља, нафтних горива и производња ђубрива.

У подручјима где се смеће и разни чврсти отпад спаљују, може доћи до накупљања калијума ₄₀ и радона ₂₂₆ . У подручјима где је дрво угља главно гориво, ти радиоизотопи су такође присутни.

Фосфатна стијена која се користи као ђубриво садржи висок ниво уранијума и торијума, док се радон и олово накупљају у нафтној индустрији.

Последице

О окружењу

Извори воде могу бити контаминирани радиоактивним изотопима, који утичу на различите водене екосистеме. Исто тако ове загађене воде троше разни организми који су погођени.

Када дође до контаминације тла, они осиромашују, губе плодност и не могу се користити у пољопривредним активностима. Поред тога, радиоактивна контаминација утиче на ланце хране у екосуставима.

Стога су биљке контаминиране радиоизотопима кроз тло и оне прелазе у биљоједе. Ове животиње могу проћи мутације или умрети као резултат радиоактивности.

Предатори су под утицајем смањене доступности хране или контаминирани конзумирањем животиња напуњених радиоизотопима.

О људима

Јонизујуће зрачење може нанети смртоносну штету људима. То се дешава зато што радиоактивни изотопи оштећују структуру ДНК-а који чине ћелије.

Радиолиза (распадање зрачењем) се догађа у ћелијама, како ДНК тако и воде садржане у њима. То доводи до смрти ћелије или појаве мутација.

Мутације могу проузроковати различите генетске неправилности које могу довести до наслијеђених оштећења или болести. Међу најчешћим болестима су рак, нарочито штитна жлезда, јер фиксира јод.

Исто тако, коштана срж може бити погођена, што изазива различите врсте анемије, па чак и леукемију. Такође, имуни систем може бити ослабљен, што га чини осетљивијим на бактеријске и вирусне инфекције.

Међу осталим последицама је неплодност и малформације плодова мајки подвргнутих радиоактивности. Деца могу имати проблема са учењем и растом, као и мали мозак.

Понекад оштећење може узроковати смрт ћелија, погађајући ткива и органе. Ако су погођени витални органи, може доћи до смрти.

Превенција

Радиоактивну контаминацију је врло тешко контролисати када се једном догоди. Због тога би напори требали бити усмјерени на превенцију.

Радиоактивни отпад

Складиштење радиоактивног отпада Извор: Д5481026

Господарење радиоактивним отпадом је један од главних облика превенције. Они морају бити уређени у складу са безбедносним прописима да би се избегла контаминација људи који се са њима носе.

Радиоактивни отпад треба одвојити од осталих материјала и покушати да смањи његову количину како би се лакше руковао. У неким случајевима, ови отпад се третирају да би се претворили у чврсте облике којима се може манипулирати.

Након тога, радиоактивни отпад мора бити смештен у одговарајуће контејнере да се не контаминира животна средина.

Контејнери се чувају на изолованим местима са безбедносним протоколима или се такође могу закопати дубоко у мору.

Нуклеарне електране

Један од главних извора радиоактивне контаминације су нуклеарне електране. Због тога се препоручује изградња најмање 300 км од урбаних средишта.

Такође је важно да запослени у нуклеарним електранама буду адекватно обучени за руковање опремом и избегавање несрећа. Исто тако, препоручује се да становништво у близини ових објеката буде свјесно могућих ризика и начина дјеловања у случају нуклеарне несреће.

Заштита особља које ради са радиоактивним елементима

Најефикаснија превенција од радиоактивне контаминације је обука особља и адекватна заштита. Требало би бити могуће смањити време изложености људи радиоактивности.

Објекти морају бити правилно изграђени, избегавајући поре и пукотине на којима се могу накупљати радиоизотопи. Морају постојати добри вентилациони системи са филтерима који спречавају отпад да изађе из животне средине.

Запослени морају имати одговарајућу заштиту, попут заслона и заштитне одеће. Поред тога, одећа и опрема се морају повремено деконтаминирати.

Лечење

Морају се предузети неки кораци за ублажавање симптома радиоактивне контаминације. Они укључују трансфузију крви, побољшање имунолошког система или трансплантацију коштане сржи.

Међутим, ови третмани су палијативни јер је врло тешко уклонити радиоактивност из људског тела. Међутим, тренутно се спроводе третмани хелирајућим молекулама који могу изоловати радиоизотопе у телу.

Хематори (нетоксични молекули) везују се за радиоактивне изотопе да формирају стабилне комплексе који се могу уклонити из тела. Синтетизовани су хелатори који могу елиминисати до 80% контаминације.

Примери места загађених радиоактивношћу

Будући да се нуклеарна енергија користи у различитим људским активностима, догодиле су се разне несреће услед радиоактивности. Да би људи који су погођени знали озбиљност тих проблема успостављена је лествица нуклеарних несрећа.

Међународна лествица нуклеарних несрећа (ИНЕС) предложила је Међународна организација за атомску енергију 1990. ИНЕС има скали од 1 до 7, где 7 указује на озбиљну несрећу.

Примери озбиљније радиоактивне контаминације су ниже наведени.

Хирошима и Нагасаки (Јапан)

Нуклеарне бомбе почеле су да се развијају у 40-има 20. века, на основу студија Алберта Ајнштајна. Ово нуклеарно оружје САД су користиле током Другог светског рата.

6. августа 1945. над градом Хирошиме експлодирала је бомба обогаћена уранијумом. То је створило топлотни талас од око 300 000 ° Ц и велики рафал гама зрачења.

Након тога, произведен је радиоактивни испад који се шири ветром, одводећи загађење даље. Отприлике 100.000 људи је умрло од експлозије, а 10.000 више људи погинуло је радиоактивношћу у наредним годинама.

9. августа 1945. године у граду Нагасаки експлодирала је друга нуклеарна бомба. Ова друга бомба обогаћена је плутонијем и била је моћнија од оне из Хирошиме.

Преживели од експлозије су у оба града имали бројне здравствене проблеме. Стога је ризик од рака у популацији порастао за 44% између 1958. и 1998.

Тренутно још увек постоје последице радиоактивне контаминације ових бомби. Сматра се да више од 100.000 људи погођених радијацијом живи, укључујући оне који су били у материци.

У овој популацији постоје високе стопе леукемије, саркома, карцинома и глаукома. Група деце изложена зрачењу у материци, имала је хромозомске аберације.

Чернобил (Украјина)

Сматра се једном од најозбиљнијих нуклеарних несрећа у историји. Догодило се 26. априла 1986. у нуклеарној електрани и на нивоу ИНЕС-а је ниво 7.

Радници су вршили тест који је симулирао нестанак струје, а један од реактора је прегрејан. То је изазвало експлозију водоника унутар реактора и више од 200 тона радиоактивног материјала бачено је у атмосферу.

Током експлозије више од 30 људи је погинуло, а радиоактивни испади ширили су се на неколико километара около. Сматра се да је више од 100.000 људи умрло од посљедица радиоактивности.

Стопа појаве разних врста рака повећала се за 40% у погођеним областима Белорусије и Украјине. Једна од најчешћих врста рака је рак штитне жлезде као и леукемија.

Примећена су и стања повезана са дисајним и дигестивним системима због изложености радиоактивности. У случају деце која су била у материци, више од 40% је имало имунолошки недостатак.

Било је и генетских абнормалности, пораста болести репродуктивног и мокраћног система, као и превременог старења.

Фукусхима Даиицхи (Јапан)

Нуклеарна електрана Фукушима, Јапан. Извор: Дигитал Глобе

Ова несрећа била је посљедица земљотреса јачине 9 који је погодио Јапан 11. марта 2011. Након тога догодио се цунами који је деактивирао расхладне и електроенергетске системе три реактора у нуклеарној електрани Фукусхима.

Неколико експлозија и пожара догодило се у реакторима и дошло је до цурења радијације. Ова несрећа је у почетку класификована као ниво 4, али је због својих последица касније подигнута на ниво 7.

Већина радиоактивног загађења ишла је у воду, углавном у море. Тренутно се у овој електрани налазе велики резервоари за контаминирану воду.

Ове загађене воде сматрају се ризиком за екосистеме Тихог океана. Један од најпроблематичнијих радиоизотопа је цезијум, који се лако креће у води и може се акумулирати у бескраљежњака.

Експлозија није изазвала смрт од директне радијације, а нивои изложености радиоактивности били су нижи од оних у Чернобилу. Међутим, неки радници су изменили ДНК у року од неколико дана од несреће.

Слично томе, генетске промене откривене су код неке популације животиња изложених зрачењу.

Референце

Греенпеаце Интернатионал (2006) Чернобилска катастрофа, последице по здравље људи. Резиме пословног плана. 20 пп.
Хазра Г (2018) Радиоактивно загађење: преглед. Холистички приступ околини 8: 48-65.
Перез Б (2015) Студија контаминације животне средине због природних радиоактивних елемената. Теза за пријављивање за диплому физике. Научно-инжењерски факултет, Понтифициа Универсидад Цатолица дел Перу. Лима Перу. 80 пп
Беарс Ј (2008) Радиоактивно загађење животне средине у неотропима. Биолог 6: 155-165.
Сиегел и Бриан (2003) Геохемија радиоактивне контаминације животне средине. Сандиа Натионал Лабораториес, Албукерки, САД. 115 пп.
Улрицх К (2015) Ефекти Фукушиме, пад нуклеарне индустрије су пресудни. Извештај Греенпеацеа. 21 пп.

РАДИОАКТИВНА КОНТАМИНАЦИЈА: ВРСТЕ, УЗРОЦИ, ПОСЛЕДИЦЕ - ЖИВОТНА СРЕДИНА - 2025