natuurlijke radionucliden en risico ‘ s

in hun artikel “Two centuries since discovery of the chemical element uranium” (1989) schreven V. Omaljev en A. Antonovic als volgt: “Uranium today is tasked with a heavy burden of guilt for current and future radioactive pollution of the planet. Vooral de onzekerheid over mogelijke (ongecontroleerde) mutagene veranderingen in levende organismen, vooral bij de mens, is zorgwekkend. Systematische biologische en medische onderzoeken van deze kwestie voor praktische doeleinden begonnen pas na de atoombom van Japan, en een periode van 45 jaar is te kort om de lange termijn te zien. risico.”De auteurs vragen zich af of dit het einde betekent van de heerschappij van uranium.samen met economische en andere mondiale vraagstukken is veiligheid zeker een dringende zorg, en de meeste mensen beschouwen het als het meest alarmerende probleem van vandaag. Als kerncentrales om welke reden dan ook defect blijken te zijn en radioactieve stoffen in het milieu terechtkomen of als er kernproeven worden uitgevoerd en kernwapens op grote schaal worden gebruikt, kunnen de gevolgen catastrofaal zijn. Op het huidige niveau van de beschaving is de moderne wereld steeds destructiever, en de gevolgen komen helaas steeds dichter bij een staat van catastrofe. We nemen alleen nota van wat onlangs is gedaan met de bevolking en het milieu van Irak, Joegoslavië en Bosnië en Herzegovina door tientallen tonnen verarmd uranium gebruikt bij het maken van projectielen.

de antropogene component van de stralingsachtergrond van de biosfeer is wat deze wereldwijde vraag heeft opgeroepen. Zelfs na de uiteindelijke stopzetting van de heerschappij over uranium blijft er echter een groep natuurlijke radionucliden over met alle mogelijke risico ‘ s voor de menselijke gezondheid54. Volgens de resultaten van tot op heden uitgevoerde studies is de natuurlijke straling van de lithosfeer (biosfeer) verantwoordelijk voor een vierde van de totale basisstraling van alle levende wezens. Om precies te zijn, de rol van natuurlijke radionucliden en hun straling als bronnen van Stralingsrisico voor de biocenose is aanwezig sinds het begin van het leven op aarde. Zo hebben natuurlijke radionucliden door radiomutaties niet alleen de evolutie van levende organismen beïnvloed, maar ook de dynamiek van het evenwicht van ecologische systemen.

in tegenstelling tot de grote doses ioniserende straling die voornamelijk door gefabriceerde radionucliden worden geproduceerd, is het redelijk logisch te stellen dat bij zogenaamde kleine doses, d.w.z. doses die geen klinische symptomen veroorzaken, maar die een duidelijke bionegatieve werking hebben, natuurlijke bronnen van radioactieve straling de hoofdrol spelen. Het is bekend dat de meningen onder radiobiologen sterk verdeeld zijn over het effect van kleine doses. Toch zijn veel auteurs van mening dat een lichte toename van geabsorbeerde straling verhoogt de kans op staar, verhoogt de incidentie van stralingsziekte, draagt bij aan de vorming van tumoren, verkort de levensverwachting, en vertraagt foetale ontwikkeling in de baarmoeder van de moeder. Na de betrokkenheid van werelddeskundigen bij een internationaal project in de periode 1980-1984 werd onder andere geconcludeerd dat: 1) kleine doses ioniserende straling een duidelijke bionegatieve werking hebben (boldface mine-M. K.); 2) de bionegatieve werking van kleine doses ionizinq straling is in overeenstemming met een lineaire afhankelijkheid zonder drempel; 3) aangezien het onmogelijk is om kleine doses ioniserende straling te isoleren als een van een groot aantal kankerverwekkende factoren, is het noodzakelijk om verhoging van het niveau van alle aangegeven factoren te voorkomen; en 4) We moeten constant de stralingsbelasting van de bevolking door de hele voedselketen, met inbegrip van gekweekte planten, vee, en voedingsmiddelen van plantaardige en dierlijke oorsprong te controleren.de medische geologie kan een grote bijdrage leveren aan het vaststellen van de natuurlijke voorwaarden voor het optreden van kleine doses ioniserende straling in rotsen, bodem en water, en aan het plannen van maatregelen om het niveau van carcinogene factoren te verlagen. Dit is vooral het geval omdat het gehalte aan radioactieve elementen in de natuurlijke omgeving niet altijd hetzelfde is en de organismen die in een bepaald gebied wonen worden blootgesteld aan radioactieve straling van verschillende sterkte: in sommige gevallen groter, in andere minder. Daarom zullen wij in de tekst nader ingaan op bepaalde geologische factoren die bijzondere aandacht verdienen.

de eerste en zeer belangrijke stap in het onderzoek naar een gebied van belang is het isoleren van uraniumhoudende gesteenten en formaties daarin. We hebben al gesproken over de soorten gesteenten (zoals zure granieten) die potentiële dragers van radionucliden zijn. Er werd echter niet op gewezen dat uraniumhoudende geologische formaties mogelijk enorme gebieden kunnen omvatten en daardoor de natuurlijke stralingsbelasting van een groot aantal mensen kunnen verhogen. Zo komen schisten die rijk zijn aan organische stoffen en uraniniet (bijvoorbeeld de chittanunga-formatie in de staten Alabama en Kentucky, met een oppervlakte van ongeveer 100 duizend km2) in veel regio ‘ s van de wereld voor. In de Verenigde Staten omvatten de Fosforvorming (fosfaatafzettingen met 0,003 – 0,03% uranium) en andere formaties op het Colorado Plateau en in het oosten van Utah, Noordoost Arizona en Noordwest New Mexico een nog groter gebied. De formatie van Francevillien in Gabon beslaat een oppervlakte van ongeveer 35 duizend km2. Wanneer rekening wordt gehouden met het feit dat de Oklo-afzetting of het fenomeen (een natuurlijke kernreactor) in die formatie wordt aangetroffen, is het gemakkelijk het potentiële gevaar van constante reacties van splijting in dat gebied te begrijpen. Grote hoeveelheden thorium worden gevonden in zand van zeestranden in Zuid-India en (tot op zekere hoogte) Australië. Door het uitvoeren van regionaal geomedisch onderzoek (in kaart brengen) van de natuurlijke radionucliden in rotsen en bodem in een voor ons interessant gebied, zijn we in staat om radio-cogeologische gebieden (regio ‘ s) te isoleren waarin de biocenose (inclusief de mens) een bepaalde stralingsbelasting draagt. Het is begrijpelijk dat sommige regio ‘ s van de wereld bekend staan om het hoge gehalte aan radioactieve elementen (de staat Kerala in India, De La Plata Plateau in Brazilië, de bredere regio van de Oklo uraniummijn in Gabon, enz.).uit de resultaten van internationaal onderzoek blijkt dat regio ‘ s met een verhoogd gehalte aan natuurlijke radionucliden in gesteente en bodem gekenmerkt worden door een langzame bevolkingsaanwas, een toename van het aantal aangeboren afwijkingen, een toename van het aantal organische ziekten en een toename van de sterfte (vooral onder kinderen). Complexe studies over het al dan niet bestaan van radiogeochemische endemieën moeten nog worden uitgevoerd. In hun boek “Radiation Hygiene in Biotechnology” (1991), B. Petrovic en R. Mitrovic stelt dat er onderzoek is dat wijst op beslissende betekenis van radiogeochemische endemias, maar ook werk dat ze ontkent. Engelse onderzoekers beweren bijvoorbeeld dat de verhoogde concentratie van radon Rn222 in drinkwater in het graafschap Devon (Groot-Brittannië) de belangrijkste oorzaak is van de frequentere incidentie van kwaadaardige ziekten onder de bevolking. Soortgelijke conclusies werden getrokken door Amerikaanse onderzoekers die radio-epidemiologische studies uitvoerden op meer dan een miljoen mensen in 111 steden in de Staten Iowa en Illinois: zij beweren dat aanzienlijk verhoogde concentraties van het aangegeven radionuclide in drinkwater boven het gemiddelde niveau leiden tot significante verschillen in sterfte door kwaadaardige ziekten van de botten (die zich vooral manifesteren bij personen ouder dan 30 jaar). Ook rapporteerden Sovjetonderzoekers resultaten van het meten van natuurlijke radioactiviteit in de botten van personen die stierven aan leukemie en degenen die stierven aan verschillende verwondingen: de totale activiteit van gamma-emitterende radionucliden was meer dan twee keer groter in beenderen van degenen die aan leukemie stierven dan in beenderen van personen die aan traumatische oorzaken stierven. Uit de resultaten van zijn eigen onderzoeken en rapporten van anderen concludeert de Franse wetenschapper Pincet dat er een significante correlatie bestaat tussen het niveau van de stralingsachtergrond in de biosfeer en mortaliteit als gevolg van kwaadaardige ziekten. Uit alles wat is gezegd volgt dat bekendheid met de radiogeologische regionalisatie van een bepaald gebied zeer belangrijk is om de stralingsbelasting van de bevolking in het gebied vast te stellen: artsen moeten speciale aandacht besteden aan de gevaarlijkste Radio-cogeologische gebieden.

afhankelijk van het gesteente waaruit het is gevormd en de inhoud van het kleibestanddeel, kan de bodem in meer of mindere mate radioactief worden verontreinigd. In de bodem opgehoopte natuurlijke radionucliden worden metabolisch in planten opgenomen en via besmet voedsel MKZ naar het organisme van mens en dier. Het gegeven gevaar voor levende wezens wordt begrijpelijkerwijs vooral uitgedrukt binnen radio-cogeologische gebieden die worden gekenmerkt door een verhoogde achtergrond van natuurlijke radioactieve elementen. Het probleem wordt verder gecompliceerd door de aanwezigheid van strontium, cesium en andere kunstmatige producten van langlevende radionucliden, die in een speciaal hoofdstuk zullen worden besproken.

Uranium kan relatief gemakkelijk worden getransporteerd, geconcentreerd en van zijn primaire afzetting worden afgevoerd, afhankelijk van geologische (hydrogeologische) omstandigheden. Een zeer belangrijke rol hierin wordt gespeeld door grondwater, aangezien uranium vanaf het moment van oxidatie en oplossen in water zich vrijwel vrij door de aardkorst beweegt (Fig. 2.37.). Uranium op zich is niet per se zo gevaarlijk, maar de producten van het radioactieve verval bedreigen niet alleen de natuur met radioactieve straling, ze zijn ook giftig als elernents55. De rol van waterige oplossingen is daarom van primair belang voor het creëren van chemische dispersie aureolen van uranium en de afbraak ervan in de oppervlaktekleilaag van riviersedimenten. Wij denken hierbij aan afwijkende zones, met een uraniumgehalte tot 200 ppb en meer (400 ppb en soms tien keer hoger in mijnwater). Onder gunstige hydrogeologische omstandigheden (bijvoorbeeld de aanwezigheid van uitgebreide foutzones) kan uranium over zeer grote afstanden worden vervoerd, wat in gedachten moet worden gehouden. Zo is bijvoorbeeld de oorsprong van een hoog uraniumgehalte (50 – 100 ppb) in één bron in Colorado verbonden met rotsen op minstens 100 km afstand. Om al deze redenen moet bij hydrogeologisch onderzoek in een gebied bijzondere aandacht worden besteed aan het gehalte aan radio-isotopen in drinkwater en in voedselproductiewater, om te voorkomen dat deze op deze manier in het menselijk organisme terechtkomen.

Fig. 2.37. Verhouding van de uraniumconcentratie c (µg / l) en watermineralisatie m (mg/l) afkomstig van de vorming van Ogallala in Texas (USA) (S. N. Davis, R. J. M. De Wiest, 1966). 1-monsters met HCO3, meer dan 50% van alle anionen; 2 – monsters met HCO3 is minder dan 50% van alle anionen.

verontreiniging van het milieu door radioactieve elementen staat zeker bovenaan de lijst van alle problemen die ooit hebben bestaan en die bescherming van de natuur en de mens vereisen. De complexiteit en het gevaar van verontreiniging van de natuur door radioactieve elementen hebben de mens gedwongen om in de kleinste details processen met radioactieve elementen te bestuderen. Natuurlijke en kunstmatige radionucliden die door inslikken of inademing in het organisme worden ingebracht, worden over de afzonderlijke organen verdeeld overeenkomstig het metabolisme van het radionuclide zelf en de gevoeligheid van het orgaan voor straling. Dit alles wordt in aanmerking genomen bij de raming van de bijdrage van radionucliden uit drinkwater, levensmiddelen en andere stralingsbronnen aan de totale bestraling van de bevolking.

De straling die vanuit de plaats van opwekking in bewoonde gebieden komt of gebieden die niet rechtstreeks verband houden met de produktie of het gebruik van kernenergie, mag niet meer bedragen dan 0,5 sieverts (Sv)56 per persoon per jaar. In regio ‘ s met wijdverbreide radioactieve mineralen kan de dosis achtergrondstraling die een mens ontvangt vier keer groter zijn dan de gegeven limiet, wat meer of minder schadelijke gevolgen voor de menselijke gezondheid moet hebben57. Als er sprake is van kortdurende bestraling, kunnen grotere veranderingen in het cardiovasculaire systeem optreden bij een dosis hoger dan 150 – 200 mSv, terwijl een dosis hoger dan 700 – 1.000 mSv meestal fataal is de term maximaal toelaatbare concentratie wordt in de praktijk gebruikt, hoewel het zeer de vraag is of er een grens bestaat waaronder de veiligheid is gewaarborgd. Zelfs indien een maximaal toelaatbare stralingsdosis wordt gevonden, blijft het aan ons om de werking van de afzonderlijke radio-isotopen vast te stellen, vooral voor zover zij verschillende soorten straling en met verschillende snelheden uitzenden. Bovendien hebben sommige elementen de neiging zich op te hopen in verschillende delen van het menselijk organisme. Radio-isotopen van dergelijke elementen veroorzaken geconcentreerde biologische schade. Bijvoorbeeld, plutonium, radium, en strontium accumuleren in de botten; jodium accumuleert in de schildklier; en lood en in water oplosbare isotopen accumuleren in de nieren. De longen zijn het kritieke orgaan in het geval van radionucliden in onopgeloste vorm.

verschillen in het biologische gevaar veroorzaakt door verschillende radio-isotopen zijn over het algemeen groot. Bijvoorbeeld, als we Ra228 en H3 vergelijken (beide met een halfwaardetijd van meerdere jaren en emissie van lage-energetische bèta-stralen), zien we dat de tijd van hun verblijf in het menselijk organisme anders is. Een groot deel van H3 verdwijnt na enkele weken uit het organisme, terwijl R228 voor altijd in de botten blijft. Verscheidene andere specificiteiten in gedrag van de meer belangrijke radio-isotopen worden hieronder onderzocht.

de meest voorkomende isotoop van radium Ra226is de meest toxische van alle anorganische bestanddelen en heeft een zeer sterke carcinogene werking. De biologische halfwaardetijd is vrij lang, 45 jaar. Het chemische gedrag is vergelijkbaar met dat van calcium. Door middel van resorptie uit de bodem komt het gemakkelijk planten binnen en bereikt later de mens door middel van dieren en voedsel van dierlijke en plantaardige oorsprong. Hoewel de gemiddelde concentratie van dit element geïntroduceerd met voedsel 111 – 185 mBq/dag is, stelden Amerikaanse onderzoekers grote variabiliteit van de concentratie in verschillende soorten voedsel vast. Bijvoorbeeld, de zeer hoge Activiteit en inhoud van R226 in filberts als een natuurlijk fenomeen heeft de aandacht van vele onderzoekers bezet.volgens B. Petrovic en R. Mitrovic (1991) hebben vele werknemers het gehalte aan Ra226 in het menselijk organisme onderzocht en getracht de stralingsbelasting van dit radionuclide te bepalen. Men heeft vastgesteld dat in de inwoners van Europa en Midden – Amerika, de gemiddelde hoeveelheid botten 0,37 – 0,55 mBq/g as (die voor de gemiddelde mens overeenkomt met een activiteit van 1,11-1,48 mBq). Dit cijfer is iets hoger in regio ‘ s van Noord-Amerika en Azië.

de aanwezigheid van radon in water is niet gevaarlijk voor de menselijke gezondheid. Echter, radon in gasvormige toestand erts ongewenste invloed. Radon is fid in de longen als het kritieke orgaan. Het echte gevaar van radon is van de kortlevende producten bismut en polonium. Radon en zijn producten stralen voornamelijk alfastralen uit, die een zeer beperkt bereik hebben, maar die energetisch vrij sterk zijn en binnen een diameter van minder dan 1 mm zware schade aan de longen veroorzaken. Het risico op kanker is rechtstreeks afhankelijk van de concentratie van dit gas in de ruimte waar de mens zijn tijd doorbrengt en is bijzonder hoog voor mijnwerkers die in schachten in uraniumafzettingen werken.

de positieve invloed van radon en onbekende doses alfastralen van afbraakproducten ervan op het menselijk organisme wordt op grote schaal gebruikt in de balneologie. Radioactieve (radon) wateren veranderen het bloedbeeld, verlagen de bloeddruk, beïnvloeden bepaalde allergische ziekten, werken op het functioneren van het centrale en vegetatieve zenuwstelsel, stimuleren veel compenserende – adaptieve reacties van het organisme, enz.