CONTAMINAREA RADIOACTIVĂ: TIPURI, CAUZE, CONSECINȚE - MEDIU INCONJURATOR - 2025

Contaminarea radioactivă este definită ca încorporarea elementelor nedorite radioactive în mediul înconjurător. Acest lucru poate fi natural (radioizotopii prezenți în mediu) sau artificial (elemente radioactive produse de om).

Printre cauzele contaminării radioactive se numără testele nucleare care sunt efectuate în scopuri militare. Acestea pot genera ploi radioactive care parcurg mai mulți kilometri prin aer.

Exploatare nucleară. Sursa: Foto cu amabilitatea Administrației Naționale de Securitate Nucleară / Oficiul pentru Situl Nevada

Accidentele în centralele nucleare sunt o altă cauză principală a contaminării radioactive. Unele surse de contaminare sunt minele de uraniu, activitățile medicale și producția de radon.

Acest tip de poluare a mediului are consecințe grave asupra mediului și ființelor umane. Lanțurile trofice ale ecosistemelor sunt afectate, iar oamenii pot avea probleme grave de sănătate care le provoacă moartea.

Soluția principală pentru contaminarea radioactivă este prevenirea; Protocoalele de securitate trebuie să existe pentru manipularea și depozitarea deșeurilor radioactive, precum și echipamentele necesare.

Printre locurile cu mari probleme de contaminare radioactivă avem Hiroshima și Nagasaki (1945), Fukushima (2011) și Cernobîl în Ucraina (1986). În toate cazurile, efectele asupra sănătății persoanelor expuse au fost grave și au provocat numeroase decese.

Tipuri de radiații

Radioactivitatea este fenomenul prin care unele corpuri emit energie sub formă de particule (radiații corpusculare) sau unde electromagnetice. Aceasta este produsă de așa-numiții radioizotopi.

Radioizotopii sunt atomi ai aceluiași element care au un nucleu instabil și tind să se dezintegreze până ajung la o structură stabilă. Când se dezintegrează, atomii emit energie și particule care sunt radioactive.

Radiația radioactivă se mai numește ionizant, deoarece poate provoca ionizarea (pierderea electronilor) a atomilor și moleculelor. Aceste radiații pot fi de trei tipuri:

Radiația alfa

Particulele sunt emise din nucleele de heliu ionizate care pot parcurge distanțe foarte scurte. Capacitatea de penetrare a acestor particule este mică, astfel încât acestea pot fi oprite de o foaie de hârtie.

Radiație beta

Electronii care au energie ridicată sunt emise, din cauza degradării protonilor și neutronilor. Acest tip de radiații este capabil să călătorească câțiva metri și poate fi oprit de plăci de sticlă, aluminiu sau lemn.

Radiație gamă

Este un tip de radiații electromagnetice cu o energie mare, care provine dintr-un nucleu atomic. Nucleul trece de la o stare excitată la o stare energetică mai mică, iar radiațiile electromagnetice sunt eliberate.

Radiația gamă are o putere mare de penetrare și poate parcurge sute de metri. Pentru a-l opri, sunt necesare plăci cu câțiva centimetri de plumb sau până la 1 metru de beton.

Tipuri de contaminare radioactivă

Contaminarea radioactivă poate fi definită ca încorporarea de elemente radioactive nedorite în mediu. Radioizotopii pot fi prezenți în apă, aer, pământ sau lucruri vii.

În funcție de originea radioactivității, contaminarea radioactivă este de două tipuri:

natural

Acest tip de contaminare provine din elemente radioactive care apar în natură. Radiactivitatea naturală provine din razele cosmice sau din scoarța terestră.

Radiația cosmică este formată din particule cu energie mare care provin din spațiul exterior. Aceste particule sunt produse atunci când apar explozii de supernove, la stele și la Soare.

Când elementele radioactive ajung pe Pământ, acestea sunt deviate de câmpul electromagnetic al planetei. Cu toate acestea, la poli, protecția nu este foarte eficientă și pot intra în atmosferă.

O altă sursă de radioactivitate naturală este radioizotopii prezenți în scoarța terestră. Aceste elemente radioactive sunt responsabile de menținerea căldurii interne a planetei.

Principalele elemente radioactive din mantaua Pământului sunt uraniu, toriu și potasiu. Pământul a pierdut elemente cu perioade radioactive scurte, dar altele au o viață de miliarde de ani. Dintre acestea din urmă, se evidențiază uraniu ₂₃₅ , uraniu ₂₃₈ , toriu ₂₃₂ și potasiu ₄₀ .

Uraniul ₂₃₅ , uraniul ₂₃₈ și toriul ₂₃₂ formează trei nuclei radioactivi prezenți în praful care creează stele. Aceste grupări radioactive atunci când se dezintegrează dau naștere altor elemente cu timp de înjumătățire mai scurt.

Radiumul se formează din descompunerea uraniului ₂₃₈ și se formează radon (un element radioactiv gazos). Radonul este principala sursă de contaminare radioactivă naturală.

Artificial

Această poluare este produsă de activități umane, precum medicamente, minerit, industrie, testare nucleară și generare de energie.

În cursul anului 1895, fizicianul german Roëntgen a descoperit accidental radiații artificiale. Cercetătorul a descoperit că razele X erau unde electromagnetice care provin din coliziunea electronilor în interiorul unui tub de vid.

Radioizotopii artificiali sunt produși în laborator prin apariția reacțiilor nucleare. În 1919, primul izotop radioactiv artificial a fost produs din hidrogen.

Izotopii radioactivi artificiali sunt produși din bombardarea cu neutroni a diferiților atomi. Acestea, prin pătrunderea nucleelor, reușesc să le destabilizeze și să le încarce cu energie.

Radioactivitatea artificială are numeroase aplicații în diferite domenii precum medicina, activitățile industriale și militare. În multe cazuri, aceste elemente radioactive sunt eliberate în mod eronat în mediu provocând grave probleme de poluare.

cauze

Contaminarea radioactivă poate provoca din surse diferite, în general datorită manipulării greșite a elementelor radioactive. Unele dintre cele mai frecvente cauze sunt menționate mai jos.

Testele nucleare

Uzină nucleară în Pennsylvania, Statele Unite. Sursa: A se vedea pagina pentru autorul Centre pentru controlul și prevenirea bolilor în domeniul sănătății publice

Se referă la detonarea diferitelor arme nucleare experimentale, în principal pentru dezvoltarea armelor militare. Au fost, de asemenea, efectuate explozii nucleare pentru a săpa puțuri, a extrage combustibil sau a construi unele infrastructuri.

Testele nucleare pot fi atmosferice (în atmosfera Pământului), stratosferice (în afara atmosferei planetei), subacvatice și subterane. Cele atmosferice sunt cele mai poluante, deoarece produc o cantitate mare de ploi radioactive, care se dispersează pe câțiva kilometri.

Particulele radioactive pot contamina sursele de apă și ajung la sol. Această radioactivitate poate atinge diferite niveluri trofice prin lanțurile alimentare și poate afecta culturile și astfel ajunge la oameni.

Una dintre principalele forme de contaminare radioactivă indirectă este prin lapte, motiv pentru care poate afecta copiii.

Din 1945, aproximativ 2.000 de teste nucleare au fost efectuate în întreaga lume. În cazul particular al Americii de Sud, căderea radioactivă a afectat în principal Peru și Chile.

Generatoare de energie nucleară (reactoare nucleare)

În prezent, multe țări folosesc reactoare nucleare ca sursă de energie. Aceste reactoare produc reacții nucleare controlate, de obicei prin fisiune nucleară (ruperea unui nucleu atomic).

Poluarea apare în principal prin scurgerea elementelor radioactive din centralele nucleare. De la mijlocul anilor 1940, au existat probleme de mediu asociate centralelor nucleare.

Când apar scurgeri în reactoarele nucleare, acești poluanți se pot deplasa cu sute de kilometri prin aer, provocând contaminarea apei, a pământului și a surselor alimentare care au afectat comunitățile din apropiere.

Accidente radiologice

În general, acestea sunt asociate cu activități industriale, din cauza manipulării necorespunzătoare a elementelor radioactive. În unele cazuri, operatorii nu gestionează echipamentul în mod corespunzător și pot fi generate scurgeri către mediu.

Radiația ionizantă poate fi generată provocând daune lucrătorilor industriali, echipamentelor sau eliberate în atmosferă.

Minerit de uraniu

Uraniul este un element care se găsește în depozitele naturale din diferite zone ale planetei. Acest material este utilizat pe scară largă ca materie primă pentru a produce energie în centralele nucleare.

Atunci când aceste depozite de uraniu sunt exploatate, sunt generate elemente reziduale radioactive. Materialele reziduale produse sunt eliberate la suprafața în care se acumulează și pot fi dispersate de vânt sau ploaie.

Deșeurile produse generează o cantitate mare de radiații gamma, care sunt foarte nocive pentru ființele vii. De asemenea, se produc niveluri ridicate de radon și se poate produce contaminarea surselor de apă la masa subterană prin levigare.

Radonul este principala sursă de contaminare pentru lucrătorii din aceste mine. Acest gaz radioactiv poate fi ușor inhalat și invadând tractul respirator, provocând cancer pulmonar.

Activități medicale

Izotopii radioactivi sunt produși în diferitele aplicații ale medicinei nucleare care trebuie apoi aruncate. Materialele de laborator și apele uzate sunt în general contaminate cu elemente radioactive.

În mod similar, echipamentele de radioterapie pot genera contaminare radioactivă atât operatorilor, cât și pacienților.

Materiale radioactive în natură

Materialele radioactive din natură (NORM) pot fi găsite în mod normal în mediu. În general, nu produc contaminare radioactivă, dar diferite activități umane tind să le concentreze și devin o problemă.

Unele surse de concentrare a materialelor NORM sunt arderea cărbunelui mineral, combustibililor derivați de petrol și producția de îngrășăminte.

În zonele în care gunoiul și diferite deșeuri solide incinerează, poate apărea acumularea de potasiu ₄₀ și radon ₂₂₆ . În zonele în care cărbunele este principalul combustibil, acești radioizotopi sunt de asemenea prezenți.

Roca fosfat folosită ca îngrășământ conține niveluri ridicate de uraniu și toriu, în timp ce radonul și plumbul se acumulează în industria petrolului.

Consecințe

Despre mediu

Sursele de apă pot fi contaminate cu izotopi radioactivi, afectând diverse ecosisteme acvatice. De asemenea, aceste ape poluate sunt consumate de diverse organisme care sunt afectate.

Atunci când are loc contaminarea solului, acestea se sărăcește, își pierd fertilitatea și nu pot fi utilizate în activitățile agricole. Mai mult, contaminarea radioactivă afectează lanțurile alimentare din ecosisteme.

Astfel, plantele sunt contaminate cu radioizotopii prin sol și acestea trec la erbivore. Aceste animale pot suferi mutații sau pot muri ca urmare a radioactivității.

Predatorii sunt afectați de disponibilitatea redusă de alimente sau de contaminarea animalelor încărcate cu radioizotopi.

Despre oameni

Radiațiile ionizante pot provoca leziuni letale oamenilor. Acest lucru se întâmplă deoarece izotopii radioactivi afectează structura ADN-ului care formează celulele.

Radioliza (descompunerea prin radiație) apare în celule, atât din ADN, cât și din apa conținută în ele. Aceasta duce la moartea celulelor sau la apariția mutațiilor.

Mutațiile pot provoca diverse anomalii genetice care pot duce la defecte sau boli moștenite. Printre bolile cele mai frecvente se numără cancerul, în special al tiroidei, deoarece fixează iodul.

De asemenea, măduva osoasă poate fi afectată, ceea ce provoacă diferite tipuri de anemie și chiar leucemie. De asemenea, sistemul imunitar poate fi slăbit, ceea ce îl face mai sensibil la infecțiile bacteriene și virale.

Printre alte consecințe este infertilitatea și malformația fetuselor mamelor supuse radioactivității. Copiii pot avea probleme de învățare și creștere, precum și creierul mic.

Uneori, deteriorarea poate provoca moartea celulelor, afectând țesuturile și organele. Dacă sunt afectate organele vitale, poate rezulta moartea.

profilaxie

Contaminarea radioactivă este foarte dificil de controlat odată ce apare. Acesta este motivul pentru care eforturile ar trebui să fie concentrate pe prevenire.

Deseuri radioactive

Depozitarea deșeurilor radioactive. Sursa: D5481026

Gestionarea deșeurilor radioactive este una dintre principalele forme de prevenire. Acestea trebuie aranjate în conformitate cu reglementările de securitate pentru a evita contaminarea persoanelor care le manipulează.

Deșeurile radioactive ar trebui să fie separate de alte materiale și să încerce să-și reducă volumul pentru a fi mai ușor manipulate. În unele cazuri, aceste deșeuri sunt tratate pentru a le transforma în forme solide mai manipulabile.

Ulterior, deșeurile radioactive trebuie plasate în containere adecvate pentru a evita contaminarea mediului.

Containerele sunt depozitate în locuri izolate cu protocoale de securitate sau pot fi, de asemenea, îngropate adânc în mare.

Centrale nucleare

Una dintre principalele surse de contaminare radioactivă sunt centralele nucleare. Prin urmare, este recomandat să fie construite la cel puțin 300 km distanță de centrele urbane.

De asemenea, este important ca angajații centralei nucleare să fie instruiți în mod adecvat pentru a opera echipamente și pentru a evita accidentele. De asemenea, se recomandă ca populațiile din apropierea acestor instalații să cunoască posibilele riscuri și modalități de acțiune în caz de accident nuclear.

Protecția personalului care lucrează cu elemente radioactive

Cea mai eficientă prevenire împotriva contaminării radioactive este aceea că personalul este instruit și are o protecție adecvată. Ar trebui să fie posibil să se reducă timpul de expunere a persoanelor la radioactivitate.

Instalațiile trebuie construite corespunzător, evitând porii și fisurile în care se pot acumula radioizotopi. Trebuie să existe sisteme de ventilație bune, cu filtre care să împiedice deșeurile să părăsească mediul înconjurător.

Angajații trebuie să aibă o protecție adecvată, cum ar fi ecrane și îmbrăcăminte de protecție. În plus, îmbrăcămintea și echipamentele utilizate trebuie decontaminate periodic.

Tratament

Există câteva măsuri care pot fi luate pentru ameliorarea simptomelor contaminării radioactive. Acestea includ transfuziile de sânge, îmbunătățirea sistemului imunitar sau transplantul de măduvă osoasă.

Cu toate acestea, aceste tratamente sunt paliative, deoarece este foarte dificil să eliminați radioactivitatea din corpul uman. Cu toate acestea, în prezent, tratamentele sunt efectuate cu molecule de chelare care pot izola radioizotopii din organism.

Chelatorii (molecule netoxice) se leagă de izotopii radioactivi pentru a forma complexe stabile care pot fi îndepărtate din organism. Au fost sintetizate chelatoarele care sunt capabile să elimine până la 80% din contaminare.

Exemple de locuri contaminate cu radioactivitate

Deoarece energia nucleară a fost utilizată în diferite activități umane, au avut loc diverse accidente din cauza radioactivității. Pentru ca persoanele afectate să cunoască gravitatea acestora, a fost stabilită o scară de accidente nucleare.

Scala internațională de accidente nucleare (INES) a fost propusă de Organizația Internațională pentru Energie Atomică în 1990. INES are o scară de la 1 la 7, unde 7 indică un accident grav.

Exemple de contaminare radioactivă mai gravă sunt enumerate mai jos.

Hiroshima și Nagasaki (Japonia)

Bombele nucleare au început să fie dezvoltate în anii 40 ai secolului XX, pe baza studiilor lui Albert Einstein. Aceste arme nucleare au fost folosite de Statele Unite în timpul celui de-al doilea război mondial.

La 6 august 1945, o bombă îmbogățită în uraniu a explodat peste orașul Hiroshima. Aceasta a generat o undă de căldură de aproximativ 300.000 ° C și o explozie mare de radiații gamma.

Ulterior, s-a produs o cădere radioactivă care a fost răspândită de vânt, ducând contaminarea mai departe. Aproximativ 100.000 de persoane au murit în urma exploziei și alte 10.000 au fost ucise prin radioactivitate în anii următori.

La 9 august 1945, o a doua bombă nucleară a explodat în orașul Nagasaki. Această a doua bombă era îmbogățită în plutoniu și era mai puternică decât cea din Hiroshima.

În ambele orașe, supraviețuitorii exploziei au avut numeroase probleme de sănătate. Astfel, riscul de cancer la populație a crescut cu 44% între 1958 și 1998.

În prezent, există încă consecințe ale contaminării radioactive a acestor bombe. Se consideră că peste 100.000 de persoane afectate de radiații trăiesc, inclusiv cele care se aflau în pântec.

În această populație există rate mari de leucemie, sarcoame, carcinoame și glaucom. Un grup de copii supuși radiațiilor la nivelul uterului a prezentat aberații cromozomiale.

Cernobil (Ucraina)

Este considerat unul dintre cele mai grave accidente nucleare din istorie. S-a întâmplat pe 26 aprilie 1986 la o centrală nucleară și este la nivelul 7 la INES.

Muncitorii efectuau un test care simulează întreruperea curentului electric și unul dintre reactoare supraîncălzit. Aceasta a provocat explozia de hidrogen din interiorul reactorului și peste 200 de tone de material radioactiv au fost aruncate în atmosferă.

În timpul exploziei, peste 30 de persoane au murit și căderea radioactivă s-a extins pe câțiva kilometri în jur. Se consideră că peste 100.000 de oameni au murit în urma radioactivității.

Nivelul de incidență al diferitelor tipuri de cancer a crescut cu 40% în zonele afectate din Belarus și Ucraina. Unul dintre cele mai frecvente tipuri de cancer este cancerul tiroidian, precum și leucemia.

Condițiile asociate sistemelor respiratorii și digestive au fost, de asemenea, observate din cauza expunerii la radioactivitate. În cazul copiilor care se aflau în pântece, peste 40% aveau deficiențe imunologice.

Au existat, de asemenea, anomalii genetice, o creștere a bolilor sistemului reproductiv și urinar, precum și îmbătrânirea prematură.

Fukushima Daiichi (Japonia)

Centrala nucleară Fukushima, Japonia. Sursa: Digital Globe

Acest accident a fost rezultatul unui cutremur de magnitudine 9 care a lovit Japonia în 11 martie 2011. Ulterior, a avut loc un tsunami care a dezactivat sistemele de răcire și electricitate ale trei dintre reactoarele de la centrala nucleară de la Fukushima.

Mai multe explozii și incendii au avut loc în reactoare și au fost generate scurgeri de radiații. Acest accident a fost inițial clasat la nivelul 4, dar datorită consecințelor sale a fost ulterior ridicat la nivelul 7.

Cea mai mare parte a contaminării radioactive s-a dus la apă, în special la mare. În prezent, la această instalație există rezervoare mari de depozitare a apei contaminate.

Aceste ape poluate sunt considerate un risc pentru ecosistemele din Oceanul Pacific. Unul dintre cele mai problematice radioizotopuri este cesiul, care se mișcă ușor în apă și se poate acumula în nevertebrate.

Explozia nu a provocat decese directe prin radiații, iar nivelurile de expunere la radioactivitate au fost mai mici decât cele ale Cernobilului. Cu toate acestea, unii lucrători au avut modificări ADN în câteva zile de la accident.

În mod similar, au fost detectate modificări genetice la unele populații de animale supuse radiațiilor.

Referințe

1. Greenpeace International (2006) Catastrofa de la Cernobîl, consecințe asupra sănătății umane. Rezumat. 20 pp.
2. Hazra G (2018) Poluarea radioactivă: o imagine de ansamblu. Abordarea holistică a mediului 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Studiul contaminării mediului din cauza elementelor radioactive naturale. Teza de aplicat pentru gradul de fizică. Facultatea de Știință și Inginerie, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Peru. 80 pp
4. Bears J (2008) Contaminarea radioactivă a mediului în Neotropice. Biolog 6: 155-165.
5. Siegel și Bryan (2003) Geochimia mediului de contaminare radioactivă. Sandia National Laboratories, Albuquerque, SUA. 115 pp.
6. Ulrich K (2015) Efectele lui Fukushima, declinul industriei nucleare se precipită. Raportul Greenpeace 21 pp.