RADIOAKTYVUSIS UŽTERŠTUMAS: RŪŠYS, PRIEŽASTYS, PASEKMĖS - APLINKA - 2026

Radioaktyvusis užterštumas yra apibrėžiamas kaip radioaktyviųjų nepageidaujamų elementų aplinką steigimo. Tai gali būti natūrali (radioaktyviųjų izotopų, esančių aplinkoje) arba dirbtinė (radioaktyvieji elementai, kuriuos gamina žmonės).

Tarp radioaktyviojo užteršimo priežasčių yra branduoliniai bandymai, kurie vykdomi kariniams tikslams. Tai gali sukelti radioaktyvius lietaus srautus, kurie keliais kilometrais keliauja oru.

Branduolinis sprogimas. Šaltinis: Nuotrauka, gauta iš Nacionalinės branduolinio saugumo administracijos / Nevados teritorinės tarnybos

Avarijos atominėse elektrinėse yra dar viena pagrindinių radioaktyviojo užteršimo priežasčių. Kai kurie taršos šaltiniai yra urano kasyklos, medicininė veikla ir radono gamyba.

Ši aplinkos tarša turi rimtų padarinių aplinkai ir žmonėms. Pažeistos trofinės ekosistemų grandinės ir žmonės gali turėti rimtų sveikatos problemų, dėl kurių jie miršta.

Pagrindinis sprendimas dėl radioaktyviojo užteršimo yra prevencija; Reikia tvarkyti radioaktyviųjų atliekų tvarkymo ir laikymo saugos protokolus, taip pat reikiamą įrangą.

Tarp vietų, turinčių didelių radioaktyviojo užteršimo problemų, turime Hirosimą ir Nagasakį (1945), Fukušimą (2011) ir Černobylį Ukrainoje (1986). Visais atvejais poveikis paveiktų asmenų sveikatai buvo rimtas ir sukėlė daug mirčių.

Spinduliavimo tipai

Radioaktyvumas yra reiškinys, kurio metu kai kurie kūnai skleidžia energiją dalelių (korpuskulinės spinduliuotės) arba elektromagnetinių bangų pavidalu. Tai gamina vadinamieji radioizotopai.

Radioizotopai yra to paties elemento atomai, kurie turi nestabilų branduolį ir yra linkę suirti, kol pasiekia stabilią struktūrą. Kai jie suyra, atomai skleidžia energiją ir radioaktyviąsias daleles.

Radioaktyvioji radiacija taip pat vadinama jonizuojančiąja, nes ji gali sukelti atomų ir molekulių jonizaciją (elektronų praradimą). Šie spinduliai gali būti trijų tipų:

Alfa spinduliavimas

Iš jonizuotų helio branduolių išskiriamos dalelės, kurios gali nukeliauti labai mažus atstumus. Šių dalelių prasiskverbimo pajėgumas yra mažas, todėl jas gali sustabdyti popieriaus lapas.

Beta radiacija

Dėl protonų ir neutronų irimo skleidžiami elektronai, turintys didelę energiją. Šio tipo spinduliuotė gali nukeliauti kelis metrus ir ją gali sustabdyti stiklo, aliuminio ar medžio plokštės.

Gama spinduliuotė

Tai yra daug energijos turinti elektromagnetinė spinduliuotė, kilusi iš atominio branduolio. Branduolys pereina iš sužadintos būsenos į mažesnės energijos būseną ir išsiskiria elektromagnetinė spinduliuotė.

Gama spinduliuotė skverbiasi aukštai ir gali nukeliauti šimtus metrų. Norėdami jį sustabdyti, reikia kelių centimetrų švino plokščių arba iki 1 metro betono.

Radioaktyviojo užteršimo rūšys

Radioaktyviąją taršą galima apibrėžti kaip nepageidaujamų radioaktyviųjų elementų įsiskverbimą į aplinką. Radioizotopai gali būti vandenyje, ore, žemėje ar gyvuose daiktuose.

Atsižvelgiant į radioaktyvumo kilmę, radioaktyvusis užterštumas yra dviejų tipų:

natūralus

Šio tipo užterštumą sukelia gamtoje esantys radioaktyvieji elementai. Natūralus radioaktyvumas atsiranda dėl kosminių spindulių arba žemės plutos.

Kosminę spinduliuotę sudaro aukštos energijos dalelės, patenkančios iš kosmoso. Šios dalelės susidaro įvykus supernovos sprogimams, žvaigždėse ir saulėje.

Kai radioaktyvieji elementai pasiekia Žemę, juos nukreipia planetos elektromagnetinis laukas. Tačiau poliuose apsauga nėra labai efektyvi ir jie gali patekti į atmosferą.

Kitas natūralaus radioaktyvumo šaltinis yra žemės plutoje esantys radioizotopai. Šie radioaktyvūs elementai yra atsakingi už vidinės planetos šilumos palaikymą.

Pagrindiniai radioaktyvieji elementai Žemės mantijoje yra uranas, toris ir kalis. Žemė prarado elementus su trumpais radioaktyviais laikotarpiais, tačiau kiti gyvena milijardus metų. Tarp pastarųjų _išsiskiria uranas ₂₃₅ , uranas ₂₃₈ , toris ₂₃₂ ir kalis ₄₀ .

Uranas ₂₃₅ , uranas ₂₃₈ ir toris ₂₃₂ sudaro tris radioaktyvius branduolius, esančius dulkėse, kurios sukuria žvaigždes. Šios radioaktyviosios grupės, suyra, sukelia kitus elementus, kurių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis.

Radionas susidaro iš urano ₂₃₈ irimo ir iš jo susidaro radonas (dujinis radioaktyvusis elementas). Radonas yra pagrindinis natūralios radioaktyviosios taršos šaltinis.

Dirbtinis

Šią taršą sukelia žmogaus veikla, tokia kaip medicina, kasyba, pramonė, branduoliniai bandymai ir energijos gamyba.

1895 m. Vokiečių fizikas Roëntgenas netyčia atrado dirbtinę radiaciją. Tyrėjas nustatė, kad rentgeno spinduliai buvo elektromagnetinės bangos, atsirandančios dėl elektronų susidūrimo vakuuminio vamzdelio viduje.

Dirbtiniai radioizotopai gaminami laboratorijoje vykstant branduolinėms reakcijoms. 1919 m. Iš vandenilio buvo pagamintas pirmasis dirbtinis radioaktyvusis izotopas.

Dirbtiniai radioaktyvieji izotopai gaminami iš skirtingų atomų neutronų bombardavimo. Šie, prasiskverbdami į branduolius, sugeba juos destabilizuoti ir įkrauti energija.

Dirbtinį radioaktyvumą galima pritaikyti įvairiose srityse, tokiose kaip medicina, pramoninė ir karinė veikla. Daugeliu atvejų šie radioaktyvieji elementai klaidingai išleidžiami į aplinką ir sukelia rimtų taršos problemų.

Priežastys

Radioaktyvioji tarša gali kilti iš skirtingų šaltinių, paprastai dėl netinkamo radioaktyviųjų elementų tvarkymo. Žemiau minimos kelios dažniausiai pasitaikančios priežastys.

Branduoliniai bandymai

Branduolinė jėgainė Pensilvanijoje, JAV. Šaltinis: Žr. Autorių ligų kontrolės ir prevencijos visuomenės sveikatos centrų puslapį

Tai reiškia įvairių eksperimentinių branduolinių ginklų, daugiausia skirtų kariniams ginklams kurti, detonavimą. Branduoliniai sprogimai taip pat buvo atlikti siekiant kasti šulinius, išgauti kurą ar sukurti tam tikrą infrastruktūrą.

Branduoliniai bandymai gali būti atmosferiniai (Žemės atmosferoje), stratosferiniai (už planetos atmosferos ribų), povandeniniai ir požeminiai. Labiausiai teršia atmosferos atmosferos, nes jos skleidžia didelį kiekį radioaktyvaus lietaus, kuris išsisklaido per kelis kilometrus.

Radioaktyviosios dalelės gali užteršti vandens šaltinius ir pasiekti žemę. Šis radioaktyvumas gali pasiekti skirtingus trofinius lygius per maisto grandines ir paveikti augalus ir taip pasiekti žmones.

Viena iš pagrindinių netiesioginio radioaktyviojo užteršimo formų yra pienas, todėl ji gali paveikti vaikus.

Nuo 1945 m. Visame pasaulyje buvo atlikta apie 2000 branduolinių bandymų. Konkrečiu Pietų Amerikos atveju radioaktyviosios nuosėdos daugiausia paveikė Peru ir Čilę.

Branduolinės energijos generatoriai (branduoliniai reaktoriai)

Šiuo metu daugelis šalių branduolinius reaktorius naudoja kaip energijos šaltinį. Šie reaktoriai sukelia kontroliuojamas branduolinės grandinės reakcijas, paprastai branduolio dalijimąsi (atominio branduolio suskaidymas).

Tarša daugiausia atsiranda dėl radioaktyviųjų elementų nuotėkio iš atominių elektrinių. Nuo 1940 m. Vidurio su atominėmis elektrinėmis buvo susijusios aplinkosaugos problemos.

Kai branduoliniuose reaktoriuose nutekėja, šie teršalai gali judėti šimtus kilometrų oru, todėl užteršiami vandens, žemės ir maisto šaltiniai, paveikę netoliese esančias bendruomenes.

Radiologinės avarijos

Paprastai jie atsiranda dėl netinkamo radioaktyviųjų elementų tvarkymo vykdant pramoninę veiklą. Kai kuriais atvejais operatoriai netinkamai tvarko įrangą ir gali sukelti nuotėkį į aplinką.

Gali būti sukuriama jonizuojančioji spinduliuotė, pakenkianti pramonės darbuotojams, įrangai arba išleista į atmosferą.

Urano kasyba

Uranas yra elementas, randamas natūraliose telkiniuose skirtingose ​​planetos vietose. Ši medžiaga plačiai naudojama kaip žaliava energijai gaminti atominėse elektrinėse.

Kai išnaudojamos šios urano nuosėdos, susidaro radioaktyvieji likutiniai elementai. Susidariusios atliekos išleidžiamos į paviršių, kur jos kaupiasi, ir jas gali išsklaidyti vėjas ar lietus.

Susidariusios atliekos skleidžia daug gama spinduliuotės, kuri labai kenkia gyvoms būtybėms. Taip pat išsiskiria didelis radono kiekis ir išplovimas gali užteršti vandens šaltinius požeminio vandens telkinyje.

Radonas yra pagrindinis šių kasyklų darbuotojų užteršimo šaltinis. Šias radioaktyviąsias dujas galima lengvai įkvėpti ir patekti į kvėpavimo takus, sukeliant plaučių vėžį.

Medicininė veikla

Radioaktyvieji izotopai gaminami įvairiose branduolinės medicinos srityse, kurie vėliau turi būti pašalinti. Laboratorinės medžiagos ir nuotekos paprastai yra užterštos radioaktyviais elementais.

Taip pat radioterapijos įranga gali sukelti radioaktyviąją taršą tiek operatoriams, tiek pacientams.

Radioaktyviosios medžiagos gamtoje

Gamtoje esančios radioaktyviosios medžiagos (NORM) paprastai gali būti aptinkamos aplinkoje. Paprastai jie nesukelia radioaktyviojo užteršimo, tačiau skirtinga žmogaus veikla linkusi juos sutelkti ir jie tampa problema.

Kai kurie NORM medžiagų koncentracijos šaltiniai yra mineralinių anglių, iš naftos gaunamo kuro deginimas ir trąšų gamyba.

Vietose, kur dega šiukšlės ir įvairios kietos atliekos, gali kauptis kalis ₄₀ ir radonas ₂₂₆ . Vietose, kur anglis yra pagrindinis kuras, taip pat yra šių radioizotopų.

Kaip trąšos naudojamos fosfato uolienos turi daug urano ir torio, o radonas ir švinas kaupiasi naftos pramonėje.

Pasekmės

Apie aplinką

Vandens šaltiniai gali būti užteršti radioaktyviaisiais izotopais, paveikiančiais įvairias vandens ekosistemas. Taip pat šiuos užterštus vandenis vartoja įvairūs paveikti organizmai.

Užteršus dirvą, jos nuskurdina, praranda derlingumą ir negali būti naudojamos žemės ūkio veikloje. Be to, radioaktyvusis užteršimas daro įtaką ekosistemų maisto grandinėms.

Taigi augalai yra užteršti radioaktyviosiomis izotopomis per dirvą ir patenka į žolėdžius. Dėl radioaktyvumo šie gyvūnai gali mutuoti arba mirti.

Plėšrūnams įtakos turi sumažėjęs maisto tiekimas arba užteršimas vartojant radioaktyviųjų izotopų turinčius gyvūnus.

Apie žmones

Jonizuojanti radiacija gali sukelti mirtiną žalą žmonėms. Taip atsitinka todėl, kad radioaktyvieji izotopai pažeidžia DNR, sudarančios ląsteles, struktūrą.

Radiolizė (skilimas radiacijos būdu) vyksta ląstelėse - tiek DNR, tiek jose esančio vandens. Dėl to ląstelės žūva arba įvyksta mutacijos.

Mutacijos gali sukelti įvairių genetinių anomalijų, kurios gali sukelti paveldimus defektus ar ligą. Tarp labiausiai paplitusių ligų yra vėžys, ypač skydliaukės, nes jis fiksuoja jodą.

Taip pat gali būti paveikti kaulų čiulpai, kurie sukelia įvairių tipų anemiją ir netgi leukemiją. Taip pat gali susilpnėti imuninė sistema, todėl ji tampa jautresnė bakterinėms ir virusinėms infekcijoms.

Tarp kitų pasekmių yra nevaisingumas ir radioaktyviųjų motinų vaisiaus apsigimimas. Vaikai gali turėti mokymosi ir augimo problemų, taip pat mažų smegenų.

Kartais žala gali sukelti ląstelių mirtį, paveikdama audinius ir organus. Jei pažeidžiami gyvybiškai svarbūs organai, gali būti mirtis.

Prevencija

Radioaktyvųjį užterštumą yra labai sunku kontroliuoti, kai tik jis įvyksta. Štai kodėl pastangos turėtų būti nukreiptos į prevenciją.

Radioaktyviosios atliekos

Radioaktyviųjų atliekų saugojimas. Šaltinis: D5481026

Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas yra viena pagrindinių prevencijos formų. Jie turi būti išdėstyti laikantis saugos taisyklių, kad būtų išvengta žmonių, kurie jas tvarko, taršos.

Radioaktyviosios atliekos turėtų būti atskirtos nuo kitų medžiagų ir stengiamasi sumažinti jų kiekį, kad jas būtų lengviau tvarkyti. Kai kuriais atvejais šios atliekos yra apdorojamos taip, kad jas būtų galima paversti labiau manipuliuojamomis kietosiomis formomis.

Vėliau radioaktyviosios atliekos turi būti dedamos į tinkamus konteinerius, kad būtų išvengta aplinkos užteršimo.

Konteineriai yra laikomi izoliuotose vietose su saugumo protokolais arba gali būti palaidoti giliai jūroje.

Atominės elektrinės

Vienas pagrindinių radioaktyviojo užteršimo šaltinių yra atominės elektrinės. Todėl juos rekomenduojama statyti bent 300 km atstumu nuo miesto centrų.

Taip pat svarbu, kad atominės elektrinės darbuotojai būtų tinkamai išmokyti valdyti įrangą ir išvengti avarijų. Taip pat rekomenduojama, kad šalia šių objektų esantys gyventojai žinotų apie galimą riziką ir būdus, kaip elgtis įvykus branduolinei avarijai.

Personalo, dirbančio su radioaktyviaisiais elementais, apsauga

Veiksmingiausia radioaktyviojo užteršimo prevencija yra tai, kad darbuotojai yra apmokyti ir turi tinkamą apsaugą. Turėtų būti įmanoma sutrumpinti žmonių radioaktyviojo poveikio laiką.

Patalpos turi būti tinkamai suprojektuotos, vengiant porų ir įtrūkimų, kur gali kauptis radioizotopai. Turi būti įrengtos geros vėdinimo sistemos su filtrais, kurie neleidžia atliekoms išeiti iš aplinkos.

Darbuotojai privalo turėti tinkamą apsaugą, tokią kaip ekranai ir apsauginiai drabužiai. Be to, naudojami drabužiai ir įranga turi būti periodiškai dezinfekuojami.

Gydymas

Galima palengvinti radioaktyviojo užteršimo simptomus. Tai apima kraujo perpylimą, imuninės sistemos stiprinimą ar kaulų čiulpų transplantaciją.

Tačiau šis gydymas yra paliatyvus, nes labai sunku pašalinti radioaktyvumą iš žmogaus kūno. Tačiau šiuo metu yra atliekamas gydymas chelatų molekulėmis, kurios organizme gali išskirti radioizotopus.

Chelatoriai (netoksiškos molekulės) jungiasi prie radioaktyviųjų izotopų, sudarydami stabilius kompleksus, kuriuos galima pašalinti iš organizmo. Susintetinti chelatoriai, galintys pašalinti iki 80% užteršimo.

Radioaktyvumo užterštų vietų pavyzdžiai

Kadangi branduolinė energija buvo naudojama skirtingai žmogaus veiklai, dėl radioaktyvumo įvyko įvairių avarijų. Tam, kad nukentėję žmonės žinotų jų rimtumą, buvo nustatytas branduolinių avarijų mastas.

1990 m. Tarptautinė atominės energijos organizacija pasiūlė Tarptautinę branduolinių avarijų skalę (INES). INES skalė yra nuo 1 iki 7, kur 7 rodo rimtą avariją.

Toliau pateikiami rimtesnio radioaktyviojo užteršimo pavyzdžiai.

Hirošima ir Nagasakis (Japonija)

Branduolinės bombos buvo pradėtos kurti XX amžiaus 40-ajame dešimtmetyje, remiantis Alberto Einšteino tyrimais. Šiuos branduolinius ginklus Antrojo pasaulinio karo metais naudojo JAV.

1945 m. Rugpjūčio 6 d. Virš Hirosimos miesto sprogo uranu praturtinta bomba. Tai sukėlė apie 300 000 ° C šilumos bangą ir didelį gama spinduliuotės sprogimą.

Vėliau susidarė radioaktyvusis iškritimas, kurį paskleidė vėjas ir užteršimas nukeliavo toliau. Per sprogimą žuvo apie 100 000 žmonių, o per ateinančius metus radioaktyvumas žuvo dar 10 000.

1945 m. Rugpjūčio 9 d. Nagasakio mieste sprogo antra atominė bomba. Ši antroji bomba buvo praturtinta plutoniu ir buvo galingesnė už Hirosimos.

Abiejuose miestuose sprogimo metu išgyvenę žmonės turėjo daugybę sveikatos problemų. Taigi vėžio rizika gyventojų tarpe nuo 1958 iki 1998 metų padidėjo 44%.

Šiuo metu vis dar yra šių bombų radioaktyviojo užteršimo pasekmės. Manoma, kad gyvena daugiau nei 100 000 radiacijos paveiktų žmonių, įskaitant tuos, kurie buvo gimdoje.

Šioje populiacijoje yra didelis leukemijos, sarkomų, karcinomų ir glaukomos dažnis. Vaikų grupei, kuriai buvo radiacija gimdoje, atsirado chromosomų aberacijos.

Černobylis (Ukraina)

Tai laikoma viena rimčiausių branduolinių avarijų istorijoje. Tai įvyko 1986 m. Balandžio 26 d. Atominėje elektrinėje ir yra 7 lygio INES.

Darbuotojai atliko bandymą, imituojantį elektros energijos tiekimo nutraukimą ir vieną iš reaktorių perkaitinusį. Tai sukėlė vandenilio sprogimą reaktoriaus viduje ir į atmosferą buvo išmesta daugiau nei 200 tonų radioaktyviųjų medžiagų.

Sprogimo metu daugiau kaip 30 žmonių žuvo, o radioaktyvios nuosėdos pasklido kelis kilometrus aplink. Manoma, kad dėl radioaktyvumo mirė daugiau nei 100 000 žmonių.

Sergamumas įvairiomis vėžio rūšimis paveiktose Baltarusijos ir Ukrainos vietose padidėjo 40%. Viena iš labiausiai paplitusių vėžio rūšių yra skydliaukės vėžys, taip pat leukemija.

Dėl kvėpavimo takų ir virškinimo sistemų būklės taip pat pastebėtos dėl radioaktyvumo. Daugiau nei 40% vaikų, kurie buvo gimdoje, turėjo imunologinius trūkumus.

Taip pat buvo genetinių anomalijų, padaugėjo reprodukcinės ir šlapimo sistemos ligų, taip pat priešlaikinis senėjimas.

Fukušima Daiichi (Japonija)

Fukušimos atominė elektrinė, Japonija. Šaltinis: „Digital Globe“

Ši avarija įvyko dėl 9 masto žemės drebėjimo, kuris Japoniją sukrėtė 2011 m. Kovo 11 d. Vėliau įvyko cunamis, kuris išjungė trijų Fukušimos atominės elektrinės reaktorių aušinimo ir elektros sistemas.

Reaktoriuose įvyko keli sprogimai ir gaisrai, atsirado radiacijos nutekėjimų. Ši avarija iš pradžių buvo klasifikuojama kaip 4 lygis, tačiau dėl jos padarinių vėliau buvo pakeista iki 7 lygio.

Didžioji dalis radioaktyviųjų teršalų pateko į vandenį, daugiausia jūrą. Šiuo metu šioje gamykloje yra didelės užteršto vandens talpyklos.

Šie užteršti vandenys laikomi keliančiais pavojų Ramiojo vandenyno ekosistemoms. Vienas iš problemiškiausių radioizotopų yra cezis, kuris lengvai juda vandenyje ir gali kauptis bestuburiuose.

Sprogimas tiesioginių mirčių dėl radiacijos nesudarė, o radioaktyvumo lygis buvo mažesnis nei Černobylio. Tačiau kai kuriems darbuotojams buvo pakeista DNR per kelias dienas nuo avarijos.

Panašiai genetiniai pakitimai buvo nustatyti kai kuriose radiacijos paveiktų gyvūnų populiacijose.

Nuorodos

1. „Greenpeace International“ (2006 m.) Černobylio katastrofa, pasekmės žmonių sveikatai. Santrauka. 20 psl.
2. „Hazra G“ (2018) Radioaktyvioji tarša: apžvalga. Holistinis požiūris į aplinką 8: 48–65.
3. Pérez B (2015) Aplinkos taršos dėl natūralių radioaktyviųjų elementų tyrimas. Disertacija taikoma fizikos laipsniui gauti. Pontificia Universidad Católica del Perú mokslo ir inžinerijos fakultetas. Lima Peru. 80 psl
4. Bears J (2008) Radioaktyvusis aplinkos užterštumas neotropikuose. Biologas 6: 155–165.
5. Siegel ir Bryan (2003) Radioaktyviojo užterštumo aplinkos geochemija. Sandijos nacionalinės laboratorijos, Albukerkė, JAV. 115 psl.
6. Ulrichas K (2015) Fukušimos, branduolinės pramonės nuosmukio padariniai yra krituliai. „Greenpeace“ ataskaita. 21 psl.