РАДИОАКТИВНО ЗАМЪРСЯВАНЕ: ВИДОВЕ, ПРИЧИНИ, ПОСЛЕДИЦИ - ОКОЛЕН СВЯТ - 2025

В радиоактивното замърсяване се определя като включването на радиоактивни нежелани елементи в околната среда. Това може да бъде естествено (радиоизотопи, присъстващи в околната среда) или изкуствени (радиоактивни елементи, произведени от хората).

Сред причините за радиоактивно замърсяване са ядрените изпитания, които се извършват за военни цели. Те могат да генерират радиоактивни дъждове, които пътуват няколко километра във въздуха.

Ядрена експлозия. Източник: С любезното съдействие на Националната администрация за ядрена сигурност / Офисът на Невада

Авариите в атомните електроцентрали са друга от основните причини за радиоактивно замърсяване. Някои източници на замърсяване са уранови мини, медицински дейности и производство на радон.

Този вид замърсяване на околната среда има сериозни последици за околната среда и хората. Трофичните вериги на екосистемите са засегнати и хората могат да имат сериозни здравословни проблеми, които причиняват тяхната смърт.

Основното решение за радиоактивно замърсяване е предотвратяването; Трябва да има протоколи за безопасност за обработка и съхранение на радиоактивни отпадъци, както и необходимото оборудване.

Сред местата с големи проблеми на радиоактивното замърсяване имаме Хирошима и Нагасаки (1945), Фукушима (2011) и Чернобил в Украйна (1986). Във всички случаи ефектите върху здравето на изложените лица са сериозни и са причинили много смъртни случаи.

Видове радиация

Радиоактивността е явлението, при което някои тела излъчват енергия под формата на частици (корпускуларно излъчване) или електромагнитни вълни. Това се произвежда от така наречените радиоизотопи.

Радиоизотопите са атоми на един и същ елемент, които имат нестабилно ядро ​​и са склонни да се разпадат, докато достигнат стабилна структура. Когато се разпадат, атомите отделят енергия и частици, които са радиоактивни.

Радиоактивното лъчение се нарича също йонизиращо, тъй като може да причини йонизация (загуба на електрони) на атоми и молекули. Тези излъчвания могат да бъдат от три вида:

Алфа лъчение

Частиците се излъчват от йонизирани ядра на хелий, които могат да изминат много къси разстояния. Капацитетът на проникване на тези частици е малък, така че те могат да бъдат спрени от лист хартия.

Бета радиация

Електрони, които имат висока енергия, се излъчват поради разпадането на протони и неутрони. Този вид излъчване е способен да измине няколко метра и може да бъде спрян от стъклени, алуминиеви или дървени плочи.

Гама лъчение

Това е вид електромагнитно излъчване с висока енергия, което произхожда от атомно ядро. Ядрото преминава от възбудено състояние в състояние с по-ниска енергия и се отделя електромагнитно излъчване.

Гама лъчението има висока проникваща сила и може да измине стотици метри. За да го спрете, са необходими плочи от няколко сантиметра олово или до 1 метър бетон.

Видове радиоактивно замърсяване

Радиоактивното замърсяване може да бъде определено като включване на нежелани радиоактивни елементи в околната среда. Радиоизотопите могат да присъстват във вода, въздух, земя или живи същества.

В зависимост от произхода на радиоактивността радиоактивното замърсяване е от два вида:

естествен

Този тип замърсяване идва от радиоактивни елементи, които се срещат в природата. Естествената радиоактивност произхожда от космическите лъчи или от земната кора.

Космическото излъчване се състои от високоенергийни частици, които идват от космоса. Тези частици се получават, когато се случват експлозии на свръхнови, в звезди и на Слънце.

Когато радиоактивните елементи достигнат Земята, те се отклоняват от електромагнитното поле на планетата. Въпреки това, на полюсите защитата не е много ефективна и те могат да влязат в атмосферата.

Друг източник на естествена радиоактивност са радиоизотопите, присъстващи в земната кора. Тези радиоактивни елементи са отговорни за поддържането на вътрешната топлина на планетата.

Основните радиоактивни елементи в земната мантия са уран, торий и калий. Земята е загубила елементи с кратки радиоактивни периоди, но други имат живот милиарди години. Сред последните _{се открояват} уран ₂₃₅, уран ₂₃₈, торий ₂₃₂ и калий ₄₀.

Уран ₂₃₅, уран ₂₃₈ и торий ₂₃₂ образуват три радиоактивни ядра, присъстващи в праха, които създават звезди. Тези радиоактивни групи при разпадане пораждат други елементи с по-кратък полуживот.

Радият се образува от разпада на уран ₂₃₈ и от това се образува радон (газообразен радиоактивен елемент). Радон е основният източник на естествено радиоактивно замърсяване.

изкуствен

Това замърсяване се произвежда от човешки дейности, като медицина, добив, промишленост, ядрени изпитвания и производство на електроенергия.

През 1895 г. немският физик Ронтген случайно открива изкуствено излъчване. Изследователят установи, че рентгеновите лъчи са електромагнитни вълни, които произлизат от сблъсъка на електрони във вакуумна тръба.

Изкуствените радиоизотопи се произвеждат в лабораторията чрез появата на ядрени реакции. През 1919 г. от водорода е произведен първият изкуствен радиоактивен изотоп.

Изкуствените радиоактивни изотопи се получават при неутронно бомбардиране на различни атоми. Те, прониквайки в ядрата, успяват да ги дестабилизират и зареждат с енергия.

Изкуствената радиоактивност има многобройни приложения в различни области като медицина, промишлени и военни дейности. В много случаи тези радиоактивни елементи се освобождават погрешно в околната среда, причинявайки сериозни проблеми със замърсяването.

Причини

Радиоактивното замърсяване може да произхожда от различни източници, обикновено поради неправилна работа с радиоактивни елементи. Някои от най-честите причини са споменати по-долу.

Ядрени тестове

Атомна централа в Пенсилвания, САЩ. Източник: Вижте страница за авторските центрове за обществено здраве и контрол на заболяванията

Тя се отнася до детонацията на различни експериментални ядрени оръжия, главно за разработването на военни оръжия. Ядрени експлозии също са проведени с цел изкопаване на кладенци, извличане на гориво или изграждане на някаква инфраструктура.

Ядрените тестове могат да бъдат атмосферни (в земната атмосфера), стратосферни (извън атмосферата на планетата), подводни и под земята. Атмосферните са най-замърсяващи, тъй като произвеждат голямо количество радиоактивен дъжд, който се разпръсква на няколко километра.

Радиоактивните частици могат да замърсят водните източници и да стигнат до земята. Тази радиоактивност може да достигне различни трофични нива чрез хранителни вериги и да повлияе на културите и по този начин да достигне до хората.

Една от основните форми на косвено радиоактивно замърсяване е чрез мляко, поради което може да засегне децата.

От 1945 г. насам по света са извършени около 2000 ядрени изпитания. В конкретния случай на Южна Америка, радиоактивните опади са засегнали главно Перу и Чили.

Ядрени генератори (ядрени реактори)

В момента много страни използват ядрените реактори като източник на енергия. Тези реактори произвеждат контролирани ядрени верижни реакции, обикновено чрез ядрен делене (разрушаване на атомно ядро).

Замърсяването възниква главно от изтичане на радиоактивни елементи от атомни електроцентрали. От средата на 40-те години има екологични проблеми, свързани с атомните централи.

Когато се появят течове в ядрени реактори, тези замърсители могат да се движат стотици километри във въздуха, причинявайки замърсяване на вода, земя и хранителни източници, които са засегнали близките общности.

Радиологични аварии

Обикновено те са свързани с промишлени дейности, поради неправилна работа с радиоактивни елементи. В някои случаи операторите не боравят с оборудването правилно и може да се генерира теч в околната среда.

Йонизиращото лъчение може да се генерира, причинявайки вреда на промишлените работници, оборудването или изпускане в атмосферата.

Добив на уран

Уранът е елемент, който се намира в естествените находища в различни области на планетата. Този материал се използва широко като суровина за производство на енергия в атомните електроцентрали.

Когато тези уранови находища се експлоатират, се генерират радиоактивни остатъчни елементи. Произвежданите отпадъчни материали се отделят на повърхността, където се натрупват и могат да се разпръснат от вятър или дъжд.

Произведените отпадъци генерират голямо количество гама лъчение, което е много вредно за живите същества. Също така се произвеждат високи нива на радон и може да се получи замърсяване на водните източници на масата на подземните води чрез излугване.

Радон е основният източник на замърсяване за работниците в тези мини. Този радиоактивен газ може лесно да се вдишва и да нахлува в дихателните пътища, причинявайки рак на белите дробове.

Медицински дейности

Радиоактивните изотопи се произвеждат в различните приложения на ядрената медицина, които след това трябва да бъдат изхвърлени. Лабораторните материали и отпадните води обикновено са замърсени с радиоактивни елементи.

По същия начин радиотерапевтичното оборудване може да генерира радиоактивно замърсяване както за операторите, така и за пациентите.

Радиоактивни материали в природата

Радиоактивните материали в природата (NORM) обикновено могат да бъдат намерени в околната среда. По принцип те не произвеждат радиоактивно замърсяване, но различните човешки дейности са склонни да ги концентрират и те се превръщат в проблем.

Някои източници на концентрация на NORM материали са изгарянето на минерални въглища, нефтени горива и производството на торове.

В райони, където боклуците и различните твърди отпадъци се изгарят, може да се натрупа калий ₄₀ и радон ₂₂₆. В районите, където въгленът е основното гориво, тези радиоизотопи също присъстват.

Фосфатната скала, използвана като тор, съдържа високи нива на уран и торий, докато радон и олово се натрупват в петролната промишленост.

Последствия

За околната среда

Водните източници могат да бъдат замърсени с радиоактивни изотопи, засягащи различни водни екосистеми. По същия начин тези замърсени води се консумират от различни засегнати организми.

При замърсяване на почвата те обедняват, губят плодородието си и не могат да бъдат използвани в селскостопански дейности. Освен това радиоактивното замърсяване засяга хранителните вериги в екосистемите.

По този начин растенията се замърсяват с радиоизотопи през почвата и те преминават към тревопасните. Тези животни могат да претърпят мутации или да умрат в резултат на радиоактивност.

Хищниците са засегнати от намалената наличност на храна или от заразяване от консумация на животни, натоварени с радиоизотопи.

За хората

Йонизиращото лъчение може да причини смъртоносна вреда на хората. Това се случва, защото радиоактивните изотопи увреждат структурата на ДНК, която изгражда клетките.

Радиолиза (разлагане чрез радиация) се случва в клетките, както на ДНК, така и на съдържащата се в тях вода. Това води до клетъчна смърт или появата на мутации.

Мутациите могат да причинят различни генетични отклонения, които могат да доведат до наследствени дефекти или заболяване. Сред най-честите заболявания са ракът, особено на щитовидната жлеза, тъй като той фиксира йода.

По същия начин костният мозък може да бъде засегнат, което причинява различни видове анемия и дори левкемия. Също така имунната система може да бъде отслабена, което я прави по-чувствителна към бактериални и вирусни инфекции.

Сред другите последствия е безплодието и малформацията на плода на майките, подложени на радиоактивност. Децата могат да имат проблеми с ученето и растежа, както и малки мозъци.

Понякога увреждането може да причини смърт на клетките, засягайки тъканите и органите. Ако са засегнати жизненоважни органи, може да се стигне до смърт.

Предотвратяване

Радиоактивното замърсяване е много трудно да се контролира, щом се случи. Ето защо усилията трябва да бъдат насочени към превенция.

Радиоактивен отпадък

Съхранение на радиоактивни отпадъци Източник: D5481026

Управлението на радиоактивните отпадъци е една от основните форми на превенция. Те трябва да бъдат подредени съгласно правилата за безопасност, за да се избегне замърсяване на хората, които се занимават с тях.

Радиоактивните отпадъци трябва да бъдат отделени от други материали и да се опитват да намалят обема си, за да се работи по-лесно. В някои случаи тези отпадъци се обработват, за да ги превърнат в по-манипулируеми твърди форми.

Впоследствие радиоактивните отпадъци трябва да бъдат поставени в подходящи контейнери, за да се избегне замърсяване на околната среда.

Контейнерите се съхраняват на изолирани места с протоколи за сигурност или те също могат да бъдат погребани дълбоко в морето.

Атомни електроцентрали

Един от основните източници на радиоактивно замърсяване са ядрените централи. Затова се препоръчва те да бъдат изградени най-малко на 300 км от градските центрове.

Важно е също служителите на атомните централи да са адекватно обучени за работа с оборудване и да избягват аварии. По същия начин се препоръчва населението в близост до тези съоръжения да е запознато с възможните рискове и начини на действие в случай на ядрена авария.

Защита на персонала, работещ с радиоактивни елементи

Най-ефективната превенция срещу радиоактивно замърсяване е персоналът да е обучен и да има адекватна защита. Трябва да е възможно да се намали времето на излагане на хората на радиоактивност.

Съоръженията трябва да бъдат правилно изградени, като се избягват пори и пукнатини, където могат да се натрупват радиоизотопи. Трябва да има добри вентилационни системи, с филтри, които не позволяват на отпадъците да напускат околната среда.

Служителите трябва да имат адекватна защита, като екрани и защитно облекло. Освен това използваните дрехи и екипировка трябва периодично да се обеззаразяват.

лечение

Има някои стъпки, които могат да бъдат предприети за облекчаване на симптомите на радиоактивно замърсяване. Те включват кръвопреливане, повишаване на имунната система или трансплантация на костен мозък.

Тези лечения обаче са палиативни, тъй като е много трудно да се премахне радиоактивността от човешкото тяло. В момента обаче се провеждат лечения с хелатни молекули, които могат да изолират радиоизотопите в тялото.

Хелаторите (нетоксични молекули) се свързват с радиоактивни изотопи, за да образуват стабилни комплекси, които могат да бъдат отстранени от тялото. Синтезирани са хелатори, които са способни да елиминират до 80% от замърсяването.

Примери за места, замърсени с радиоактивност

Тъй като ядрената енергия се използва в различни човешки дейности, възникват различни аварии поради радиоактивност. За да могат засегнатите да разберат сериозността на тях, е установен мащаб на ядрените аварии.

Международната скала за ядрена авария (INES) беше предложена от Международната организация за атомна енергия през 1990 г. INES има скала от 1 до 7, където 7 показва сериозна авария.

Примери за по-сериозно радиоактивно замърсяване са изброени по-долу.

Хирошима и Нагасаки (Япония)

Ядрените бомби започват да се разработват през 40-те години на 20 век на базата на проучванията на Алберт Айнщайн. Тези ядрени оръжия са били използвани от САЩ по време на Втората световна война.

На 6 август 1945 г. над град Хирошима избухна бомба с обогатен уран. Това генерира топлинна вълна от около 300 000 ° C и голям изблик на гама радиация.

Впоследствие се получи радиоактивен упадък, който се разпространяваше от вятъра, отвеждайки замърсяването още повече. Приблизително 100 000 души загинаха от експлозията, а 10 000 повече бяха убити от радиоактивност през следващите години.

На 9 август 1945 г. в град Нагасаки експлодира втора ядрена бомба. Тази втора бомба беше обогатена с плутоний и беше по-мощна от тази в Хирошима.

И в двата града оцелелите от експлозията имаха многобройни здравословни проблеми. По този начин рискът от рак сред населението нараства с 44% между 1958 и 1998 г.

В момента все още има последствия от радиоактивното замърсяване на тези бомби. Счита се, че повече от 100 000 души, засегнати от радиация, живеят, включително тези, които са били в утробата.

В тази популация има високи проценти на левкемия, саркоми, карциноми и глаукома. Група деца, подложени на радиация в утробата, представиха хромозомни аберации.

Чернобил (Украйна)

Счита се за една от най-сериозните ядрени аварии в историята. Това се случи на 26 април 1986 г. в атомна електроцентрала и е на ниво 7 в INES.

Работниците провеждаха тест, симулиращ прекъсване на електрозахранването и един от реакторите прегря. Това предизвика водородния взрив вътре в реактора и повече от 200 тона радиоактивен материал бяха хвърлени в атмосферата.

По време на експлозията са загинали повече от 30 души, а радиоактивните изпарения се разпространяват на няколко километра наоколо. Смята се, че в резултат на радиоактивността са загинали над 100 000 души.

Нивото на заболеваемост от различни видове рак се увеличи с 40% в засегнатите райони на Беларус и Украйна. Един от най-често срещаните видове рак е рак на щитовидната жлеза, както и левкемия.

Наблюдават се и състояния, свързани с дихателната и храносмилателната система поради излагане на радиоактивност. В случай на деца, които са били в утробата, повече от 40% са имали имунологични недостатъци.

Има също така генетични аномалии, увеличаване на заболявания на репродуктивната и пикочната система, както и преждевременно стареене.

Фукушима Даичи (Япония)

АЕЦ Фукушима, Япония. Източник: Digital Globe

Този инцидент е резултат от земетресение с магнитуд 9, което удари Япония на 11 март 2011 г. Впоследствие се случи цунами, което деактивира охладителните и електрическите системи на три от реакторите в атомната електроцентрала Фукушима.

В реакторите са възникнали няколко експлозии и пожари и са били генерирани течове на радиация. Първоначално тази авария е класифицирана като ниво 4, но поради своите последици по-късно е повишена до ниво 7.

По-голямата част от радиоактивното замърсяване отиде във водата, главно в морето. В момента в този завод има големи резервоари за съхранение на замърсена вода.

Тези замърсени води се считат за риск за екосистемите на Тихия океан. Един от най-проблемните радиоизотопи е цезият, който се движи лесно във вода и може да се натрупва в безгръбначни.

Експлозията не е причинила директна радиационна смърт и нивата на излъчване на радиоактивност са по-ниски от тези в Чернобил. Някои работници обаче са променили ДНК в рамките на дни след инцидента.

По подобен начин са открити генетични изменения при някои популации от животни, подложени на радиация.

Препратки

1. Greenpeace International (2006) Чернобилската катастрофа, последствия за човешкото здраве. Резюме. 20 стр.
2. Hazra G (2018) Радиоактивно замърсяване: преглед. Холистичният подход към околната среда 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Проучване на замърсяването на околната среда поради естествени радиоактивни елементи. Теза за кандидатстване за специалността физика. Научно-технически факултет, Pontificia Universidad Católica del Perú. Лима Перу. 80 стр
4. Bears J (2008) Радиоактивно замърсяване на околната среда в Неотропите. Биолог 6: 155-165.
5. Siegel and Bryan (2003) Геохимия на околната среда на радиоактивното замърсяване. Национални лаборатории Sandia, Албукерке, САЩ. 115 стр.
6. Улрих К (2015) Ефектите от Фукушима, упадъкът на ядрената индустрия се утаяват. Доклад на Грийнпийс. 21 стр.