RADIOAKTĪVAIS PIESĀRŅOJUMS: VEIDI, CĒLOŅI, SEKAS - VIDE - 2025

Radioaktīvais piesārņojums tiek definēta kā iestrādājot radioaktīvo nevēlamu elementu vidē. Tas var būt dabisks (vidē esošie radioizotopi) vai mākslīgais (radioaktīvie elementi, ko ražo cilvēki).

Starp radioaktīvā piesārņojuma cēloņiem var minēt kodolizmēģinājumus, kas tiek veikti militāriem mērķiem. Tie var radīt radioaktīvus lietus, kas vairākus kilometrus pārvietojas pa gaisu.

Kodolizplūdums. Avots: Foto ar Nacionālās kodoldrošības administrācijas atbalstu / Nevada vietnes birojs

Negadījumi atomelektrostacijās ir vēl viens no galvenajiem radioaktīvā piesārņojuma cēloņiem. Daži piesārņojuma avoti ir urāna raktuves, medicīniskās aktivitātes un radona ražošana.

Šim vides piesārņojuma veidam ir nopietnas sekas videi un cilvēkiem. Tiek ietekmētas ekosistēmu trofiskās ķēdes, un cilvēkiem var būt nopietnas veselības problēmas, kas izraisa viņu nāvi.

Galvenais radioaktīvā piesārņojuma risinājums ir novēršana; Radioaktīvo atkritumu, kā arī nepieciešamā aprīkojuma apstrādei un glabāšanai jābūt uzstādītiem drošības protokoliem.

Starp tām vietām, kur ir lielas radioaktīvā piesārņojuma problēmas, ir Hirosima un Nagasaki (1945), Fukušima (2011) un Černobiļa Ukrainā (1986). Visos gadījumos iedarbība uz pakļauto personu veselību ir bijusi nopietna un izraisījusi daudzus nāves gadījumus.

Apstarojuma veidi

Radioaktivitāte ir parādība, ar kuras palīdzību daži ķermeņi izstaro enerģiju daļiņu (asinsvadu starojuma) vai elektromagnētisko viļņu veidā. To ražo tā sauktie radioizotopi.

Radioizotopi ir tā paša elementa atomi, kuriem ir nestabils kodols, un tie mēdz sadalīties, līdz sasniedz stabilu struktūru. Kad tie sadalās, atomi izstaro enerģiju un radioaktīvās daļiņas.

Radioaktīvo starojumu sauc arī par jonizējošo, jo tas var izraisīt atomu un molekulu jonizāciju (elektronu zudumu). Šie izstarojumi var būt trīs veidu:

Alfa starojums

Daļiņas izstaro no jonizētiem hēlija kodoliem, kas var nobraukt ļoti mazus attālumus. Šo daļiņu iespiešanās spēja ir maza, tāpēc tās var apturēt ar papīra lapu.

Beta starojums

Protonu un neitronu sabrukšanas dēļ tiek emitēti elektroni, kuriem ir liela enerģija. Šis starojuma veids spēj nobraukt vairākus metrus, un to var apturēt ar stikla, alumīnija vai koka plāksnēm.

Gamma starojums

Tas ir elektromagnētiskā starojuma veids ar lielu enerģiju, kas rodas no atoma kodola. Kodols pāriet no satrauktā stāvokļa uz zemākas enerģijas stāvokli un tiek atbrīvots elektromagnētiskais starojums.

Gamma starojumam ir liela iekļūšanas jauda un tas var nobraukt simtiem metru. Lai to apturētu, ir vajadzīgas vairāku centimetru svina vai līdz 1 metra betona plāksnes.

Radioaktīvā piesārņojuma veidi

Radioaktīvo piesārņojumu var definēt kā nevēlamu radioaktīvo elementu iekļaušanos vidē. Radioizotopi var atrasties ūdenī, gaisā, zemē vai dzīvās lietās.

Atkarībā no radioaktivitātes izcelsmes radioaktīvais piesārņojums ir divu veidu:

dabiski

Šāda veida piesārņojums rodas no radioaktīviem elementiem, kas rodas dabā. Dabiskā radioaktivitāte rodas no kosmiskajiem stariem vai no zemes garozas.

Kosmisko starojumu veido augstas enerģijas daļiņas, kas nāk no kosmosa. Šīs daļiņas tiek ražotas, kad notiek supernovas sprādzieni, zvaigznēs un saulē.

Kad radioaktīvie elementi sasniedz Zemi, tos novirza planētas elektromagnētiskais lauks. Tomēr pie stabiem aizsardzība nav ļoti efektīva, un tie var iekļūt atmosfērā.

Vēl viens dabiskās radioaktivitātes avots ir zemes garozā esošie radioizotopi. Šie radioaktīvie elementi ir atbildīgi par planētas iekšējā siltuma uzturēšanu.

Galvenie radioaktīvie elementi Zemes apvalkā ir urāns, torijs un kālijs. Zeme ir zaudējusi elementus ar īsiem radioaktīviem periodiem, bet citiem ir mūžs miljardiem gadu. Starp pēdējiem _izceļas urāns ₂₃₅ , urāns ₂₃₈ , torijs ₂₃₂ un kālijs ₄₀ .

Urāns ₂₃₅ , urāns ₂₃₈ un torijs ₂₃₂ veido trīs radioaktīvus kodolus, kas atrodas putekļos, veidojot zvaigznes. Šīs radioaktīvās grupas, sadaloties, rada citus elementus ar īsāku pusperiodu.

Rādijs veidojas no urāna ₂₃₈ sabrukšanas, un no tā veidojas radons (gāzveida radioaktīvs elements). Radons ir galvenais dabiskā radioaktīvā piesārņojuma avots.

Mākslīgais

Šo piesārņojumu rada cilvēku darbības, piemēram, medicīna, ieguves rūpniecība, rūpniecība, kodolizmēģinājumi un enerģijas ražošana.

1895. gadā vācu fiziķis Roëntgen nejauši atklāja mākslīgo starojumu. Pētnieks atklāja, ka rentgenstari bija elektromagnētiski viļņi, kas radās elektronu sadursmes rezultātā vakuuma mēģenē.

Mākslīgos radioizotopus laboratorijā ražo, veicot kodolreakcijas. 1919. gadā no ūdeņraža tika iegūts pirmais mākslīgais radioaktīvais izotops.

Mākslīgos radioaktīvos izotopus iegūst no dažādu atomu neitronu bombardēšanas. Šiem, iekļūstot kodolos, izdodas tos destabilizēt un uzlādēt ar enerģiju.

Mākslīgajai radioaktivitātei ir daudz pielietojumu dažādās jomās, piemēram, medicīnā, rūpnieciskās un militārās darbībās. Daudzos gadījumos šie radioaktīvie elementi kļūdaini nonāk vidē, izraisot nopietnas piesārņojuma problēmas.

Cēloņi

Radioaktīvo piesārņojumu var izraisīt dažādi avoti, parasti nepareizas darbības dēļ ar radioaktīvajiem elementiem. Daži no visbiežāk sastopamajiem cēloņiem ir minēti zemāk.

Kodolizmēģinājumi

Atomelektrostacija Pensilvānijā, Amerikas Savienotajās Valstīs. Avots: Skatiet lapu autoru slimību kontroles un profilakses sabiedrības veselības centriem

Tas attiecas uz dažādu eksperimentālo kodolieroču detonāciju, galvenokārt militāro ieroču izstrādei. Arī kodolsprādzieni ir veikti, lai izraktu akas, iegūtu degvielu vai izveidotu kādu infrastruktūru.

Kodolizmēģinājumi var būt atmosfēras (Zemes atmosfērā), stratosfēras (ārpus planētas atmosfēras), zemūdens un pazemē. Atmosfēras piesārņo visvairāk, jo tie rada lielu daudzumu radioaktīvo lietu, kas izkliedējas vairāku kilometru attālumā.

Radioaktīvās daļiņas var piesārņot ūdens avotus un sasniegt zemi. Šī radioaktivitāte caur barības ķēdēm var sasniegt dažādus trofiskos līmeņus un ietekmēt kultūras un tādējādi sasniegt cilvēkus.

Viens no galvenajiem netiešā radioaktīvā piesārņojuma veidiem ir caur pienu, tāpēc tas var ietekmēt bērnus.

Kopš 1945. gada visā pasaulē ir veikti apmēram 2000 kodolizmēģinājumu. Konkrētajā Dienvidamerikas gadījumā radioaktīvie nokrišņi galvenokārt skāra Peru un Čīli.

Atomenerģijas ģeneratori (kodolreaktori)

Pašlaik daudzas valstis kā enerģijas avotu izmanto kodolreaktorus. Šie reaktori rada kontrolētas kodolķēdes reakcijas, parasti ar kodola skaldīšanu (atomu kodola sašķelšanu).

Piesārņojums galvenokārt rodas no radioaktīvo elementu noplūdes no atomelektrostacijām. Kopš 1940. gadu vidus ar atomelektrostacijām ir saistītas vides problēmas.

Ja kodolreaktoros rodas noplūdes, šie piesārņotāji var pārvietoties simtiem kilometru pa gaisu, izraisot ūdens, zemes un pārtikas avotu piesārņojumu, kas ietekmējuši tuvējās kopienas.

Radioloģiski negadījumi

Parasti tie rodas saistībā ar rūpnieciskām darbībām, kas saistīti ar nepareizu izturēšanos pret radioaktīvajiem elementiem. Dažos gadījumos operatori rīkojas ar iekārtām nepareizi, un var rasties noplūde apkārtējā vidē.

Jonizējošais starojums var tikt radīts, radot kaitējumu rūpniecības darbiniekiem, iekārtām vai nonākot atmosfērā.

Urāna ieguve

Urāns ir elements, kas atrodams dabiskajās atradnēs dažādās planētas vietās. Šis materiāls tiek plaši izmantots kā izejviela enerģijas ražošanai atomelektrostacijās.

Kad šīs urāna atradnes tiek izmantotas, rodas radioaktīvie atlikuma elementi. Izgatavotos atkritumu materiālus izlaiž virsmā, kur tie uzkrājas, un tos var izkliedēt vējš vai lietus.

Izgatavotie atkritumi rada lielu daudzumu gamma starojuma, kas ir ļoti kaitīgs dzīvām būtnēm. Tāpat tiek ražots augsts radona līmenis, un ūdens avoti pie gruntsūdens līmeņa var tikt piesārņoti ar izskalošanos.

Šajās raktuvēs strādājošajiem galvenais piesārņojuma avots ir radons. Šo radioaktīvo gāzi var viegli ieelpot un iekļūt elpošanas traktā, izraisot plaušu vēzi.

Medicīniskās aktivitātes

Radioaktīvos izotopus ražo dažādos kodolmedicīnas pielietojumos, kas pēc tam jāiznīcina. Laboratorijas materiāli un notekūdeņi parasti ir piesārņoti ar radioaktīviem elementiem.

Tāpat radioterapijas aprīkojums var radīt radioaktīvu piesārņojumu gan operatoriem, gan pacientiem.

Radioaktīvie materiāli dabā

Radioaktīvie materiāli dabā (NORM) parasti ir atrodami vidē. Parasti tie nerada radioaktīvo piesārņojumu, bet dažādas cilvēku darbības mēdz tos koncentrēt, un tie kļūst par problēmu.

Daži NORM materiālu koncentrācijas avoti ir minerālu ogļu, no naftas iegūtas degvielas sadedzināšana un mēslošanas līdzekļu ražošana.

Vietās, kur sadedzina atkritumus un dažādus cietos atkritumus, var rasties kālija ₄₀ un radona ₂₂₆ uzkrāšanās . Vietās, kur galvenā degviela ir kokogles, ir sastopami arī šie radioizotopi.

Fosfāta iezis, ko izmanto kā mēslojumu, satur daudz urāna un torija, bet radons un svins uzkrājas naftas rūpniecībā.

Sekas

Par vidi

Ūdens avoti var būt piesārņoti ar radioaktīviem izotopiem, ietekmējot dažādas ūdens ekosistēmas. Tāpat šos piesārņotos ūdeņus patērē dažādi ietekmēti organismi.

Kad notiek augsnes piesārņojums, tās kļūst nabadzīgas, zaudē auglību un nevar tikt izmantotas lauksaimniecības darbībās. Turklāt radioaktīvais piesārņojums ietekmē pārtikas ķēdes ekosistēmās.

Tādējādi augi caur augsni ir piesārņoti ar radioizotopiem, un tie nonāk zālēdājiem. Šie dzīvnieki var iziet mutācijas vai nomirt radioaktivitātes rezultātā.

Plēsējus ietekmē ierobežotā barības pieejamība vai piesārņojums, patērējot dzīvniekus, kas piekrauti ar radioizotopiem.

Par cilvēkiem

Jonizējošais starojums var izraisīt nāvējošu kaitējumu cilvēkiem. Tas notiek tāpēc, ka radioaktīvie izotopi bojā DNS struktūru, kas veido šūnas.

Radiolīze (sadalīšanās ar starojuma palīdzību) notiek šūnās, gan DNS, gan tajās esošajā ūdenī. Tā rezultātā notiek šūnu nāve vai notiek mutācijas.

Mutācijas var izraisīt dažādas ģenētiskas anomālijas, kas var izraisīt iedzimtus defektus vai slimības. Starp visbiežāk sastopamajām slimībām ir vēzis, īpaši vairogdziedzeris, jo tas fiksē jodu.

Tāpat var tikt ietekmēts kaulu smadzenes, kas izraisa dažāda veida anēmiju un pat leikēmiju. Arī imūnsistēmu var novājināt, padarot to jutīgāku pret baktēriju un vīrusu infekcijām.

Starp citām sekām ir neauglība un radioaktivitātei pakļauto māšu augļu kroplība. Bērniem var būt mācīšanās un izaugsmes problēmas, kā arī mazas smadzenes.

Dažreiz bojājums var izraisīt šūnu nāvi, ietekmējot audus un orgānus. Ja tiek skarti dzīvībai svarīgie orgāni, var iestāties nāve.

Profilakse

Radioaktīvo piesārņojumu ir ļoti grūti kontrolēt, kad tas notiek. Tāpēc centieni ir jākoncentrē uz profilaksi.

Radioaktīvie atkritumi

Radioaktīvo atkritumu glabāšana. Avots: D5481026

Radioaktīvo atkritumu apsaimniekošana ir viena no galvenajām novēršanas formām. Tie jāizkārto, ievērojot drošības noteikumus, lai izvairītos no cilvēku, kas tos apstrādā, piesārņošanas.

Radioaktīvie atkritumi ir jāatdala no citiem materiāliem un jāmēģina samazināt to daudzumu, lai tos būtu vieglāk apstrādāt. Dažos gadījumos šie atkritumi tiek apstrādāti, lai tos pārveidotu vairāk manipulējamās cietās formās.

Pēc tam radioaktīvie atkritumi jāievieto piemērotos konteineros, lai izvairītos no apkārtējās vides piesārņošanas.

Konteinerus glabā izolētās vietās ar drošības protokoliem vai arī tos var apglabāt dziļi jūrā.

Atomelektrostacijas

Viens no galvenajiem radioaktīvā piesārņojuma avotiem ir atomelektrostacijas. Tāpēc tos ieteicams būvēt vismaz 300 km attālumā no pilsētas centriem.

Ir arī svarīgi, lai atomelektrostaciju darbinieki būtu atbilstoši apmācīti darboties ar iekārtām un izvairītos no negadījumiem. Tāpat iedzīvotājiem, kas atrodas netālu no šiem objektiem, ieteicams apzināties iespējamos riskus un rīcības veidus kodolnegadījuma gadījumā.

Personāla, kas strādā ar radioaktīviem elementiem, aizsardzība

Visefektīvākā radioaktīvā piesārņojuma novēršana ir personāla apmācība un atbilstoša aizsardzība. Jābūt iespējai samazināt cilvēku radioaktivitātes iedarbības laiku.

Telpām jābūt pareizi izbūvētām, izvairoties no porām un plaisām, kur var uzkrāties radioizotopi. Jābūt ieviestām labai ventilācijas sistēmām ar filtriem, kas novērš atkritumu izvadīšanu no apkārtējās vides.

Darbiniekiem jābūt atbilstošai aizsardzībai, piemēram, ekrāniem un aizsargtērpam. Turklāt izmantotais apģērbs un aprīkojums periodiski jādezinficē.

Ārstēšana

Lai atvieglotu radioaktīvā piesārņojuma simptomus, var veikt dažus pasākumus. Tie ietver asins pārliešanu, imūnsistēmas uzlabošanu vai kaulu smadzeņu transplantāciju.

Tomēr šīs procedūras ir paliatīvas, jo no cilvēka ķermeņa ir ļoti grūti noņemt radioaktivitāti. Tomēr pašlaik ārstēšanu veic ar helātu molekulām, kas organismā var izolēt radioizotopus.

Helāti (netoksiskas molekulas) saistās ar radioaktīviem izotopiem, veidojot stabilus kompleksus, kurus var izvadīt no organisma. Ir sintezēti helāti, kas spēj novērst līdz 80% piesārņojuma.

Ar radioaktivitāti piesārņotu vietu piemēri

Tā kā kodolenerģija ir izmantota dažādās cilvēku darbībās, radioaktivitātes dēļ ir notikuši dažādi negadījumi. Lai skartie cilvēki zinātu to nopietnību, ir noteikts kodolnegadījumu mērogs.

1990. gadā Starptautiskā atomenerģijas organizācija ierosināja Starptautisko kodolnegadījumu skalu (INES). INES skala ir no 1 līdz 7, kur 7 norāda uz nopietnu negadījumu.

Zemāk ir uzskaitīti nopietnāka radioaktīvā piesārņojuma piemēri.

Hirosima un Nagasaki (Japāna)

Kodolbumbas sāka attīstīt 20. gadsimta 40. gados, pamatojoties uz Alberta Einšteina pētījumiem. Šos kodolieročus ASV izmantoja Otrā pasaules kara laikā.

1945. gada 6. augustā virs Hirosimas pilsētas eksplodēja urāna bagātināta bumba. Tas radīja apmēram 300 000 ° C karstuma vilni un lielu gamma starojuma eksploziju.

Pēc tam radās radioaktīvs nokrišņu daudzums, ko izplatīja vējš, aizvedot piesārņojumu tālāk. No sprādziena gāja bojā aptuveni 100 000 cilvēku, bet nākamajos gados radioaktīvās darbības rezultātā gāja bojā vēl 10 000 cilvēku.

1945. gada 9. augustā Nagasaki pilsētā eksplodēja otrā atombumba. Šī otrā bumba bija bagātināta ar plutoniju un bija jaudīgāka nekā Hirosimas.

Abās pilsētās sprādzienā izdzīvojušajiem bija daudz veselības problēmu. Tādējādi vēža risks iedzīvotājiem no 1958. līdz 1998. gadam palielinājās par 44%.

Pašlaik joprojām pastāv šo bumbu radioaktīvā piesārņojuma sekas. Tiek uzskatīts, ka dzīvo vairāk nekā 100 000 cilvēku, kurus skārusi radiācija, ieskaitot tos, kuri bija dzemdē.

Šajā populācijā ir augsts leikēmijas, sarkomu, karcinomu un glaukomas līmenis. Bērnu grupa, kas dzemdē pakļauta radiācijai, parādīja hromosomu aberācijas.

Černobiļa (Ukraina)

To uzskata par vienu no nopietnākajiem kodolnegadījumiem vēsturē. Tas notika 1986. gada 26. aprīlī atomelektrostacijā un ir 7. līmenis INES.

Darbinieki veica pārbaudi, imitējot strāvas padeves pārtraukumu un vienu no reaktoriem pārkarsējot. Tas izraisīja ūdeņraža eksploziju reaktora iekšienē un atmosfērā tika izmests vairāk nekā 200 tonnu radioaktīvo materiālu.

Sprādziena laikā vairāk nekā 30 cilvēki gāja bojā un radioaktīvie nokrišņi izplatījās vairāku kilometru apkārtnē. Tiek uzskatīts, ka radioaktivitātes rezultātā gāja bojā vairāk nekā 100 000 cilvēku.

Dažādu vēža veidu sastopamības līmenis skartajos Baltkrievijas un Ukrainas apgabalos palielinājās par 40%. Viens no visizplatītākajiem vēža veidiem ir vairogdziedzera vēzis, kā arī leikēmija.

Radioaktīvās iedarbības dēļ novēroti arī apstākļi, kas saistīti ar elpošanas un gremošanas sistēmu. Bērniem, kuri atradās dzemdē, vairāk nekā 40% bija imunoloģiski trūkumi.

Ir bijušas arī ģenētiskas anomālijas, reproduktīvās un urīnceļu sistēmas slimību palielināšanās, kā arī priekšlaicīga novecošanās.

Fukušima Daiichi (Japāna)

Fukušimas atomelektrostacija, Japāna. Avots: Digitālais globuss

Šis negadījums notika 9. balles stipra zemestrīces rezultātā, kas Japānā notika 2011. gada 11. martā. Pēc tam notika cunami, kas deaktivizēja trīs Fukušimas atomelektrostacijas reaktoru dzesēšanas un elektrības sistēmas.

Reaktoros notika vairāki sprādzieni un ugunsgrēki, un radās radiācijas noplūdes. Šis negadījums sākotnēji tika klasificēts kā 4. līmenis, bet tā seku dēļ vēlāk tika paaugstināts līdz 7. līmenim.

Lielākā daļa radioaktīvā piesārņojuma nonāca ūdenī, galvenokārt jūrā. Šajā rūpnīcā šobrīd ir lielas piesārņota ūdens uzglabāšanas tvertnes.

Šie piesārņotie ūdeņi tiek uzskatīti par risku Klusā okeāna ekosistēmām. Viens no problemātiskākajiem radioizotopiem ir cēzijs, kas viegli pārvietojas ūdenī un var uzkrāties bezmugurkaulniekiem.

Sprādziens neizraisīja tiešu radiācijas izraisītu nāvi, un radioaktivitātes līmenis bija zemāks nekā Černobiļā. Tomēr dažiem darbiniekiem dažu dienu laikā pēc negadījuma tika veiktas DNS izmaiņas.

Tāpat ģenētiskas izmaiņas ir atklātas dažās sugās pakļauto dzīvnieku populācijās.

Atsauces

1. Greenpeace International (2006) Černobiļas katastrofa, sekas cilvēku veselībai. Kopsavilkums. 20 lpp.
2. Hazra G (2018) Radioaktīvais piesārņojums: pārskats. Holistiskā pieeja videi 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Pētījums par vides piesārņojumu dabisko radioaktīvo elementu dēļ. Promocijas darbs jāpiesakās fizikas grādam. Pontificia Universidad Católica del Perú Zinātnes un inženierzinātņu fakultāte. Lima Peru. 80 lpp
4. Bears J (2008) Radioaktīvais vides piesārņojums neotropikos. Biologs 6: 155-165.
5. Siegel un Bryan (2003) Radioaktīvā piesārņojuma vides ģeoķīmija. Sandijas Nacionālās laboratorijas, Albukerke, ASV. 115 lpp.
6. Ulrihs K (2015) Fukušimas ietekme, kodolenerģijas nozares pagrimums, ir vērojama. Greenpeace ziņojums. 21 lpp.