Radioaktiva föroreningar, orsaker, konsekvenser, förebyggande, behandling och exempel
den radioaktiv förorening Det definieras som inkorporeringen av oönskade radioaktiva ämnen i miljön. Detta kan vara naturligt (radioisotoper som finns i miljön) eller artificiella (radioaktiva ämnen som produceras av människor).
Bland orsakerna till radioaktiv förorening är kärnprov som är gjorda för krigsmässiga ändamål. Dessa kan generera radioaktiva regnar som reser flera kilometer genom luften.
Olyckor i kärnkraftverk för att erhålla energi är en annan viktig orsak till radioaktiv förorening. Vissa föroreningskällor är uranminer, medicinsk verksamhet och radonproduktion.
Denna typ av miljöförorening har allvarliga konsekvenser för miljön och människorna. Ekosystemets trofiska kedjor påverkas och människor kan få allvarliga hälsoproblem som orsakar deras död.
Huvudlösningen för radioaktiv förorening är förebyggande; säkerhetsprotokoll måste finnas på plats för hantering och lagring av radioaktivt avfall samt nödvändig utrustning.
Bland de platser med stora radioaktiva besvärsproblem har vi Hiroshima och Nagasaki (1945), Fukushima (2011) och Tjernobyl i Ukraina (1986). I alla fall har effekterna på utsatta människors hälsa varit allvarliga och har orsakat många dödsfall.
index
- 1 Typer av strålning
- 1.1 Alfa-strålning
- 1.2 Beta-strålning
- 1.3 Gamma-strålning
- 2 Typer av radioaktiv förorening
- 2.1 Naturligt
- 2.2 Konstgjord
- 3 orsaker
- 3.1 Kärnprov
- 3.2 Kärnkraftsgeneratorer (kärnreaktorer)
- 3.3 Radiologiska olyckor
- 3.4 Uranbrytning
- 3.5 Medicinsk verksamhet
- 3.6 Radioaktiva ämnen i naturen
- 4 konsekvenser
- 4.1 Om miljön
- 4.2 Om människor
- 5 Förebyggande
- 5.1 Radioaktivt avfall
- 5.2 Kärnkraftverk
- 5.3 Skydd av personal som arbetar med radioaktiva ämnen
- 6 Behandling
- 7 Exempel på platser förorenade med radioaktivitet
- 7.1 Hiroshima och Nagasaki (Japan)
- 7.2 Tjernobyl (Ukraina)
- 7.3 Fukushima Daiichi (Japan)
- 8 referenser
Typer av strålning
Radioaktivitet är det fenomen som vissa kroppar ger energi i form av partiklar (korpuskulär strålning) eller elektromagnetiska vågor. Detta produceras av de så kallade radioisotoperna.
Radioisotoper är atomer av samma element som har en instabil kärna och måste sönderdelas tills de når en stabil struktur. När de sönderfaller emitterar atomerna energi och partiklar som är radioaktiva.
Radioaktiv strålning kallas också joniserande, eftersom det kan orsaka jonisering (förlust av elektroner) av atomer och molekyler. Dessa strålningar kan vara av tre typer:
Alfa strålning
Partiklar emitteras från joniserade heliumkärnor som kan resa mycket korta avstånd. De här partiklarnas penetrationskapacitet är liten, så att de kan stoppas av ett pappersark.
Betastrålning
Elektroner emitteras som har en stor energi, på grund av sönderdelning av protoner och neutroner. Denna typ av strålning kan resa flera meter och kan stoppas av glas, aluminium eller träplattor.
Gamma-strålning
Det är en typ av elektromagnetisk strålning med hög energi, som härstammar från en atomkärna. Kärnan går från ett upphetsat tillstånd till en lägre energi en och elektromagnetisk strålning släpps.
Gamma strålning har en hög penetrationskraft och kan resa hundratals meter. För att stoppa det krävs plattor med flera centimeter bly eller upp till 1 meter betong.
Typer av radioaktiv förorening
Radioaktiv förorening kan definieras som inkorporering av oönskade radioaktiva ämnen i miljön. Radioisotoper kan vara närvarande i vatten, luft, mark eller i levande varelser.
Enligt radioaktivitetens ursprung är radioaktiv förorening av två typer:
naturliga
Denna typ av förorening kommer från radioaktiva ämnen som förekommer i naturen. Naturlig radioaktivitet härrör från kosmiska strålar eller från jordskorpan.
Den kosmiska strålningen utgörs av partiklar med hög energi som kommer från yttre rymden. Dessa partiklar produceras när supernova explosioner uppträder, i stjärnorna och i solen.
När de radioaktiva elementen når jorden, avleds de av planetens elektromagnetiska fält. Men vid polerna är skyddet inte mycket effektivt och kan komma in i atmosfären.
En annan källa till naturlig radioaktivitet är de radioisotoper som finns i jordskorpan. Dessa radioaktiva element är ansvariga för att bibehålla planetens inre värme.
Jordens mantel är de viktigaste radioaktiva elementen uran, thorium och kalium. Jorden har förlorat element med korta radioaktiva perioder, men andra har ett liv i miljarder år. Bland de senare är uran235, uran238, torium232 och kalium40.
uran235, uran238 och thorium232 de bildar tre radioaktiva kärnor närvarande i det damm som härstammar stjärnorna. Dessa sönderfallande radioaktiva grupper ger upphov till andra faktorer med kortare halveringstid.
Ur upplösningen av uran238 Radium bildas och från detta radon (gasformigt radioaktivt element). Radon är den främsta källan till naturlig radioaktiv förorening.
artificiell
Denna förorening produceras av mänskliga aktiviteter, såsom medicin, gruvdrift, industri, kärnvapentestning och kraftproduktion.
Under år 1895 upptäckte den tyska fysikern Roëntgen oavsiktligt konstgjord strålning. Forskaren fann att röntgenstrålar var elektromagnetiska vågor som orsakades av elektronkollisionen i ett vakuumrör.
Konstgjorda radioisotoper produceras i laboratoriet genom förekomsten av kärnreaktioner. 1919 producerades den första artificiella radioaktiva isotopen från väte.
De artificiella radioaktiva isotoperna produceras från bombardementet med neutroner till olika atomer. Dessa när de tränger igenom kärnorna lyckas destabilisera dem och ladda dem med energi.
Konstgjord radioaktivitet har många tillämpningar inom olika områden som medicin, industri och krigsaktiviteter. I många fall frigörs dessa radioaktiva ämnen felaktigt i miljön och orsakar allvarliga föroreningsproblem.
orsaker
Radioaktiv förorening kan härröra från olika källor, vanligtvis på grund av misshandel av radioaktiva ämnen. Några av de vanligaste orsakerna nämns nedan.
Kärnprov
Det hänvisar till detonation av olika experimentella kärnvapen, främst för utveckling av militära vapen. Nukleära explosioner har också utförts för att gräva brunnar, extrahera bränslen eller bygga vissa infrastrukturer.
Kärnprov kan vara atmosfärisk (inom jordens atmosfär) stratosfäriska (utanför planets atmosfär), undervattens och underjordiska. De atmosfäriska är de mest förorenande, eftersom de producerar en stor mängd radioaktivt regn som sprider sig i flera kilometer.
Radioaktiva partiklar kan förorena vattenkällor och nå marken. Denna radioaktivitet kan nå olika trofiska nivåer genom matkedjorna och påverka grödor och därmed nå människan.
En av huvudformerna för indirekt radioaktiv förorening är genom mjölk, vilket kan påverka barnpopulationen.
Sedan 1945 har cirka 2000 kärnprov genomförts över hela världen. I det speciella fallet i Sydamerika har radioaktivt nedfall huvudsakligen påverkat Peru och Chile.
Kärnkraftverk (kärnreaktorer)
Många länder använder nu kärnreaktorer som en energikälla. Dessa reaktorer producerar kedjestyrda kärnreaktioner, vanligen genom kärnklyvning (bristning av en atomkärna).
Föroreningen sker främst på grund av läckage av radioaktiva ämnen från kärnkraftverk. Miljöproblem i samband med kärnkraftverk har varit närvarande sedan mitten av 1940-talet.
När läckage uppstår i kärnreaktorer kan dessa föroreningar flytta hundratals kilometer genom luften, vilket har orsakat förorening av vatten, mark och livsmedelskällor som har påverkat närliggande samhällen.
Radiologiska olyckor
De uppträder vanligen i samband med industriella aktiviteter på grund av otillräcklig hantering av de radioaktiva elementen. I vissa fall hanterar operatörerna inte utrustningen ordentligt och de kan ge läckage till miljön.
Joniserande strålning kan genereras som kan skada industriarbetare, utrustning eller släppas ut i atmosfären.
Uranbrytning
Uran är ett element som finns i naturliga avsättningar i olika delar av världen. Detta material används ofta som råmaterial för att producera energi i kärnkraftverk.
När utnyttjandet av dessa uranföremål utförs, genereras radioaktiva restelement. De avfallsmaterial som produceras släpps ut till ytan där de ackumuleras och kan dispergeras av vind eller regn.
Det avfall som produceras ger en stor mängd gammastrålning, vilket är mycket skadligt för levande varelser. Dessutom produceras höga nivåer av radon och förorening av vattenkällor vid vattenbordet kan ske genom utlakning.
Radon är den främsta källan till förorening hos arbetarna i dessa gruvor. Denna radioaktiva gas kan enkelt inandas och invadera luftvägarna och generera lungcancer.
Medicinsk verksamhet
I de olika tillämpningarna av nukleärmedicin produceras radioaktiva isotoper, som sedan måste kasseras. Laboratoriematerial och avloppsvatten är vanligtvis kontaminerade med radioaktiva ämnen.
På samma sätt kan radioterapiutrustning generera radioaktiv förorening till såväl operatörer som patienter.
Radioaktiva material i naturen
Radioaktiva ämnen i naturen (NORM) kan normalt hittas i miljön. Generellt producerar de inte radioaktiv förorening, men olika mänskliga aktiviteter tenderar att koncentrera dem och blir ett problem.
Några källor till koncentration av NORM-material är förbränning av mineralsk kol, petroleumbaserade bränslen och produktion av gödselmedel.
I områden med förbränning av sopor och olika fasta avfall kan ackumulera kalium40 och radon226. I områden där träkol är huvudbränslet uppträder dessa radioisotoper också.
Fosforsten som används som gödningsmedel innehåller höga halter uran och thorium, medan radon och bly ackumuleras i oljeindustrin.
inverkan
Om miljön
Vattenkällor kan kontamineras med radioaktiva isotoper, som påverkar de olika akvatiska ekosystemen. På samma sätt konsumeras dessa förorenade vatten av olika organismer som påverkas.
När jordföroreningar uppstår blir de fattiga, förlorar sin fertilitet och kan inte användas i jordbruksverksamhet. Dessutom påverkar radioaktiv förorening trofiska kedjor i ekosystem.
Planterna förorenas därför med radioisotoper genom jorden och dessa passerar till växtätare. Dessa djur kan lida mutationer eller dö genom radioaktivitetens effekt.
Rovdjur påverkas av minskad tillgänglighet av mat eller förorenas genom att konsumera djur laddade med radioisotoper.
Om människor
Joniserande strålning kan orsaka dödlig skada på människor. Detta sker på grund av att de radioaktiva isotoperna skadar strukturen hos det DNA som bildar cellerna.
I cellerna uppträder radiolysen (strålnings-sönderdelning) av både DNA och det vatten som finns däri. Detta resulterar i celldöd eller förekomsten av mutationer.
Mutationer kan orsaka olika genetiska avvikelser som kan orsaka ärftliga defekter eller sjukdomar. Bland de vanligaste sjukdomarna är cancer, särskilt sköldkörtelcancer eftersom det fixar jod.
Benmärgen kan också påverkas, vilket orsakar olika typer av anemi och till och med leukemi. Immunsystemet kan också försvagas, vilket gör det känsligare för bakteriella och virusinfektioner.
Bland andra konsekvenser är infertilitet och missbildning av foster från mammor utsatta för radioaktivitet. Barn kan ha lärandeproblem, tillväxt såväl som små hjärnor.
Ibland kan skador orsaka celldöd, som påverkar vävnader och organ. Om vitala organ påverkas kan döden resultera.
förebyggande
Radioaktiv förorening är mycket svår att kontrollera när det inträffar. Därför måste insatserna fokusera på förebyggande åtgärder.
Radioaktivt avfall
Hanteringen av radioaktivt avfall är en av de främsta formerna för förebyggande åtgärder. Dessa måste ordnas enligt säkerhetsregler för att undvika förorening av de personer som manipulerar dem.
Radioaktivt avfall måste separeras från andra material och försöka minska sin volym som ska hanteras lättare. I vissa fall utförs behandlingen av dessa avfall för att göra dem till mer manipulerbara fasta former.
Därefter måste radioaktivt avfall placeras i lämpliga behållare för att förhindra att den förorenar miljön.
Behållarna lagras på isolerade platser med säkerhetsprotokoll eller kan också begravas djupt i havet.
Kärnkraftverk
En av de viktigaste källorna till radioaktiv förorening är kärnkraftverk. Därför rekommenderas att de byggs minst 300 km från stadscentrum.
Det är också viktigt att anställda i kärnkraftverk är välutbildade för att hantera utrustningen och undvika olyckor. Det rekommenderas också att personerna i närheten av dessa anläggningar känner till eventuella risker och sätt att agera vid en atomolycka..
Skydd av personal som arbetar med radioaktiva ämnen
Det mest effektiva förebyggandet mot radioaktiv förorening är att personalen är utbildad och har ett adekvat skydd. Det måste uppnås för att minska exponeringstiden för människor till radioaktivitet.
Anläggningarna måste byggas på ett lämpligt sätt och undviker porer och sprickor där radioisotoper kan ackumuleras. Du måste ha bra ventilationssystem, med filter som hindrar utsläpp av avfall i miljön.
Anställda måste ha adekvat skydd, såsom skärmar och skyddskläder. Dessutom bör de använda kläderna och utrustningen dekontamineras periodiskt.
behandling
Det finns några åtgärder som kan vidtas för att lindra symptomen på radioaktiv förorening. Dessa kan inkludera blodtransfusioner, förbättring av immunsystemet eller benmärgstransplantation.
Dessa behandlingar är dock palliativa eftersom det är mycket svårt att eliminera radioaktivitet från människokroppen. Behandlingar pågår dock för närvarande med kelatbildande molekyler som kan isolera radioisotoper i kroppen.
Chelatorer (icke-toxiska molekyler) binder till radioaktiva isotoper som bildar stabila komplex som kan elimineras från kroppen. De har kunnat syntetisera chelanter som kan eliminera upp till 80% av föroreningen.
Exempel på platser förorenade med radioaktivitet
Sedan användningen av kärnkraft i olika mänskliga aktiviteter har olika radioaktiva olyckor inträffat. För att de drabbade personerna vet hur allvarliga dessa är, har en omfattning av nukleära olyckor upprättats.
Den Internationella Atomenergiorganisationen (INES) föreslog Internationella Nuclear Accident Scale (1990). INES har en skala från 1 till 7 där 7 indikerar en allvarlig olycka.
De mest allvarliga exemplen på radioaktiv förorening nämns nedan.
Hiroshima och Nagasaki (Japan)
Kärnbomber började utvecklas under 40-talet av det tjugonde århundradet, baserat på studier av Albert Einstein. Dessa kärnvapen användes av Förenta staterna under andra världskriget.
Den 6 augusti 1945 exploderade en uranberikad bombe över staden Hiroshima. Detta genererade en värmebölja på cirka 300 000 ° C och en stor utbrott av gammastrålning.
Därefter fanns det en radioaktiv nedfall som spreds av vinden som förorenade föroreningen till ett större avstånd. Omkring 100 000 människor dog i explosionen och 10 000 mer under de följande åren på grund av radioaktivitetens effekter..
Den 9 augusti 1945 exploderade en andra kärnvapen i Nagasaki. Den andra bomben berikades med plutonium och var kraftigare än Hiroshima.
I båda städerna presenterade explosiva överlevande många hälsoproblem. Således ökade risken för cancer i befolkningen 44% mellan åren 1958 och 1998.
För närvarande finns det fortfarande konsekvenser av radioaktiv förorening av dessa pumpar. Det anses att leva mer än 100 000 människor som drabbats av strålning, inklusive de som var i livmodern.
I denna population finns höga leukemi, sarkom, karcinom och glaukom. En grupp barn utsatta för strålning i livmodern, presenterade kromosomavvikelser.
Tjernobyl (Ukraina)
Det anses vara en av de allvarligaste kärnolyckorna i historien. Det hände den 26 april 1986 i ett kärnkraftverk och är nivå 7 i INES.
Arbetarna utför ett test som simulerar en strömavbrott och en av reaktorerna överhettades. Detta orsakade väteexplosion i reaktorn och mer än 200 ton radioaktivt material slogs in i atmosfären.
Under explosionen dog mer än 30 personer och den radioaktiva nedfallet spred sig i flera kilometer runt. Det anses att som en följd av radioaktivitet dog mer än 100 000 personer.
Nivån på förekomst av olika typer av cancer ökade med 40% i drabbade områden i Vitryssland och Ukraina. En av de vanligaste cancrarna är sköldkörtelcancer och leukemi.
Förhållanden som är associerade med luftvägarna och matsmältningssystemen har också observerats på grund av exponering för radioaktivitet. När det gäller barn som var i livmodern hade mer än 40% immunologiska brister.
Det har också förekommit genetiska anomalier, ökade reproduktions- och urinvägssjukdomar samt för tidig åldrande.
Fukushima Daiichi (Japan)
Denna olycka var resultatet av en magnitud 9 jordbävning som drabbade Japan den 11 mars 2011. Detta följdes av en tsunami som inaktiverar kylsystem och el för tre av reaktorerna vid Fukushima kärnkraftverk.
Flera explosioner och bränder uppstod i reaktorerna och strålningsfiltreringar genererades. Denna olycka klassificerades ursprungligen som nivå 4, men på grund av konsekvenserna höjdes den senare till nivå 7.
Majoriteten av den radioaktiva föroreningen gick till vattnet, främst havet. För närvarande finns det stora lagertankar för förorenat vatten i denna anläggning.
Det anses att dessa förorenade vatten utgör en risk för Stilla havets ekosystem. En av de mest besvärliga radioisotoperna är cesium som rör sig lätt i vatten och kan ackumuleras hos ryggradslösa djur.
Explosionen orsakade inte direkt strålningsdöd och exponeringsnivåerna för radioaktiviteten var lägre än Tjernobylns. Vissa arbetare presenterade dock förändringar i DNA inom några dagar efter olyckan.
På samma sätt har genetiska förändringar detekterats hos vissa populationer av djur som utsatts för strålning.
referenser
- Greenpeace International (2006) Tjernobylkatastrofen, konsekvenser för människors hälsa. Sammanfattning 20 pp.
- Hazra G (2018) Radioaktiv förorening: en översikt. Den holistiska inställningen till miljö 8: 48-65.
- Pérez B (2015) Studie av miljöförorening på grund av naturliga radioaktiva ämnen. Avhandling för att söka kandidatexamen i fysik. Fakulteten för naturvetenskap och teknik, Pontifical Catholic University of Peru. Lima, Peru. 80 pp
- Osores J (2008) Miljö radioaktiv förorening i neotropics. Biolog 6: 155-165.
- Siegel och Bryan (2003) Miljögeokemi av radioaktiv förorening. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 pp.
- Ulrich K (2015) Effekterna av Fukushima, nedgången i kärnkraftsindustrin rusar. Greenpeace-rapporten. 21 pp.