PENCEMARAN RADIOAKTIF: JENIS, SEBAB, AKIBAT - PERSEKITARAN

The pencemaran radioaktif ditakrifkan sebagai penggabungan unsur-unsur yang tidak diingini radioaktif dalam alam sekitar. Ini boleh menjadi semula jadi (radioisotop yang terdapat di persekitaran) atau buatan (unsur radioaktif yang dihasilkan oleh manusia).

Antara penyebab pencemaran radioaktif adalah ujian nuklear yang dilakukan untuk tujuan ketenteraan. Ini dapat menghasilkan hujan radioaktif yang bergerak beberapa kilometer melalui udara.

Letupan nuklear. Sumber: Foto milik Pentadbiran Keselamatan Nuklear Nasional / Pejabat Tapak Nevada

Kemalangan di loji tenaga nuklear adalah salah satu penyebab utama pencemaran radioaktif. Beberapa sumber pencemaran adalah lombong uranium, aktiviti perubatan, dan pengeluaran radon.

Pencemaran alam sekitar jenis ini mempunyai kesan serius terhadap alam sekitar dan manusia. Rantai trofik ekosistem terjejas dan orang boleh mengalami masalah kesihatan yang serius yang menyebabkan kematian mereka.

Penyelesaian utama untuk pencemaran radioaktif adalah pencegahan; Protokol keselamatan mesti disediakan untuk pengendalian dan penyimpanan sisa radioaktif, serta peralatan yang diperlukan.

Di antara tempat yang mempunyai masalah besar pencemaran radioaktif, kita mempunyai Hiroshima dan Nagasaki (1945), Fukushima (2011) dan Chernobyl di Ukraine (1986). Dalam semua kes, kesan terhadap kesihatan orang yang terdedah sangat serius dan menyebabkan banyak kematian.

Jenis sinaran

Radioaktiviti adalah fenomena di mana beberapa badan memancarkan tenaga dalam bentuk zarah (sinaran korpuskular) atau gelombang elektromagnetik. Ini dihasilkan oleh apa yang disebut radioisotop.

Radioisotop adalah atom unsur yang sama dengan nukleus yang tidak stabil, dan cenderung hancur sehingga mencapai struktur yang stabil. Apabila mereka hancur, atom mengeluarkan tenaga dan zarah yang radioaktif.

Sinaran radioaktif juga disebut pengionan, kerana boleh menyebabkan pengionan (kehilangan elektron) atom dan molekul. Sinaran ini boleh terdiri daripada tiga jenis:

Sinaran alfa

Zarah-zarah dipancarkan dari inti helium terionisasi yang dapat menempuh jarak yang sangat singkat. Kapasiti penembusan zarah-zarah ini kecil, sehingga mereka dapat dihentikan oleh sehelai kertas.

Sinaran beta

Elektron yang mempunyai tenaga tinggi dipancarkan, disebabkan oleh kerosakan proton dan neutron. Jenis sinaran ini mampu bergerak sejauh beberapa meter dan dapat dihentikan oleh plat kaca, aluminium atau kayu.

Sinaran gamma

Ia adalah sejenis sinaran elektromagnetik dengan tenaga tinggi, yang berasal dari inti atom. Nukleus bergerak dari keadaan teruja ke keadaan tenaga yang lebih rendah dan sinaran elektromagnetik dilepaskan.

Sinaran gamma mempunyai daya penembusan yang tinggi dan dapat menempuh jarak ratusan meter. Untuk menghentikannya, plat plumbum beberapa sentimeter atau konkrit hingga 1 meter diperlukan.

Jenis pencemaran radioaktif

Pencemaran radioaktif dapat didefinisikan sebagai penggabungan unsur radioaktif yang tidak diingini ke dalam persekitaran. Radioisotop boleh terdapat di air, udara, darat, atau makhluk hidup.

Bergantung pada asal-usul radioaktiviti, pencemaran radioaktif terdiri daripada dua jenis:

semula jadi

Pencemaran jenis ini berasal dari unsur radioaktif yang berlaku di alam semula jadi. Radioaktiviti semula jadi berasal dari sinar kosmik atau dari kerak bumi.

Sinaran kosmik terdiri daripada zarah bertenaga tinggi yang berasal dari angkasa lepas. Zarah-zarah ini dihasilkan semasa letupan supernova berlaku, di bintang, dan di Matahari.

Apabila unsur radioaktif sampai ke Bumi, mereka terpesong oleh medan elektromagnetik planet ini. Walau bagaimanapun, di tiang perlindungannya tidak begitu cekap dan boleh memasuki atmosfera.

Sumber radioaktif semula jadi yang lain adalah radioisotop yang terdapat di kerak bumi. Unsur-unsur radioaktif ini bertanggungjawab untuk mengekalkan haba dalaman planet ini.

Unsur radioaktif utama dalam mantel Bumi adalah uranium, torium dan kalium. Bumi telah kehilangan unsur-unsur dengan tempoh radioaktif yang pendek, tetapi yang lain mempunyai kehidupan berbilion tahun. Antara yang terakhir, uranium ₂₃₅ , uranium ₂₃₈ , thorium ₂₃₂ dan kalium _{40 menonjol} .

Uranium ₂₃₅ , uranium ₂₃₈ dan thorium ₂₃₂ membentuk tiga nukleus radioaktif yang terdapat di dalam debu yang menghasilkan bintang. Kumpulan radioaktif ini ketika hancur menimbulkan unsur-unsur lain dengan jangka hayat yang lebih pendek.

Radium terbentuk dari pereputan uranium ₂₃₈ dan radon (unsur radioaktif gas) terbentuk dari ini. Radon adalah sumber utama pencemaran radioaktif semula jadi.

Buatan

Pencemaran ini dihasilkan oleh aktiviti manusia, seperti perubatan, perlombongan, industri, ujian nuklear, dan penjanaan tenaga.

Pada tahun 1895, ahli fizik Jerman Roëntgen secara tidak sengaja menemui sinaran buatan. Penyelidik mendapati bahawa sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang berasal dari perlanggaran elektron di dalam tiub vakum.

Radioisotop buatan dihasilkan di makmal dengan berlakunya tindak balas nuklear. Pada tahun 1919, isotop radioaktif buatan pertama dihasilkan dari hidrogen.

Isotop radioaktif buatan dihasilkan dari pengeboman neutron dari atom yang berbeza. Ini, dengan menembusi nukleus, dapat menstabilkan mereka dan mengecasnya dengan tenaga.

Radioaktiviti buatan mempunyai banyak aplikasi dalam pelbagai bidang seperti perubatan, industri dan aktiviti ketenteraan. Dalam banyak kes, unsur-unsur radioaktif ini secara tidak sengaja dilepaskan ke persekitaran yang menyebabkan masalah pencemaran serius.

Punca

Pencemaran radioaktif boleh berpunca dari sumber yang berlainan, umumnya disebabkan oleh pengendalian unsur radioaktif yang salah. Beberapa sebab yang paling biasa disebutkan di bawah.

Ujian nuklear

Loji nuklear di Pennsylvania, Amerika Syarikat. Sumber: Lihat halaman untuk penulis Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Kesihatan Awam

Ini merujuk kepada peledakan senjata nuklear eksperimen yang berbeza, terutama untuk pengembangan senjata ketenteraan. Letupan nuklear juga dilakukan untuk menggali sumur, mengekstrak bahan bakar atau membina beberapa infrastruktur.

Uji nuklear boleh berupa atmosfer (dalam atmosfer Bumi), stratosfer (di luar atmosfer planet), bawah air, dan bawah tanah. Atmosfera adalah yang paling mencemari, kerana mereka menghasilkan sejumlah besar hujan radioaktif yang tersebar selama beberapa kilometer.

Zarah radioaktif dapat mencemarkan sumber air dan sampai ke tanah. Radioaktiviti ini dapat mencapai tahap trofik yang berbeza melalui rantai makanan dan mempengaruhi tanaman dan seterusnya menjangkau manusia.

Salah satu bentuk utama pencemaran radioaktif tidak langsung adalah melalui susu, sebab itulah ia boleh mempengaruhi kanak-kanak.

Sejak tahun 1945, kira-kira 2,000 ujian nuklear telah dilakukan di seluruh dunia. Dalam kes tertentu di Amerika Selatan, kejatuhan radioaktif terutamanya mempengaruhi Peru dan Chile.

Penjana tenaga nuklear (reaktor nuklear)

Banyak negara pada masa ini menggunakan reaktor nuklear sebagai sumber tenaga. Reaktor ini menghasilkan tindak balas rantaian nuklear terkawal, biasanya dengan pembelahan nuklear (pemecahan inti atom).

Pencemaran berlaku terutamanya oleh kebocoran unsur radioaktif dari loji tenaga nuklear. Sejak pertengahan 1940-an, ada masalah persekitaran yang berkaitan dengan loji tenaga nuklear.

Apabila kebocoran berlaku di reaktor nuklear, bahan pencemar ini dapat bergerak beratus-ratus kilometer melalui udara, menyebabkan pencemaran sumber air, darat dan makanan yang mempengaruhi masyarakat berdekatan.

Kemalangan radiologi

Mereka biasanya berlaku berkaitan dengan aktiviti industri, kerana pengendalian unsur radioaktif yang tidak betul. Dalam beberapa kes, pengendali tidak mengendalikan peralatan dengan betul dan kebocoran ke persekitaran dapat dihasilkan.

Sinaran pengion dapat dihasilkan menyebabkan bahaya kepada pekerja industri, peralatan atau dilepaskan ke atmosfera.

Perlombongan uranium

Uranium adalah unsur yang terdapat dalam simpanan semula jadi di kawasan yang berlainan di planet ini. Bahan ini digunakan secara meluas sebagai bahan mentah untuk menghasilkan tenaga di loji tenaga nuklear.

Apabila deposit uranium ini dieksploitasi, unsur sisa radioaktif dihasilkan. Bahan buangan yang dihasilkan dilepaskan ke permukaan di mana ia terkumpul dan dapat tersebar oleh angin atau hujan.

Sisa yang dihasilkan menghasilkan sejumlah besar radiasi gamma, yang sangat berbahaya bagi makhluk hidup. Juga, tahap tinggi radon dihasilkan dan pencemaran sumber air di permukaan air bawah tanah dengan pencucian dapat terjadi.

Radon adalah sumber pencemaran utama bagi pekerja di lombong ini. Gas radioaktif ini dapat dihirup dengan mudah dan menyerang saluran pernafasan, menyebabkan barah paru-paru.

Aktiviti perubatan

Isotop radioaktif dihasilkan dalam pelbagai aplikasi perubatan nuklear yang kemudiannya harus dibuang. Bahan makmal dan air sisa umumnya tercemar dengan unsur radioaktif.

Begitu juga, peralatan radioterapi dapat menimbulkan pencemaran radioaktif kepada pengendali dan juga pesakit.

Bahan radioaktif di alam semula jadi

Bahan radioaktif di alam semula jadi (NORM) biasanya terdapat di persekitaran. Mereka secara amnya tidak menghasilkan pencemaran radioaktif, tetapi aktiviti manusia yang berlainan cenderung memusatkannya dan mereka menjadi masalah.

Beberapa sumber kepekatan bahan NORM adalah pembakaran arang batu mineral, bahan bakar yang berasal dari petroleum dan pengeluaran baja.

Di kawasan di mana sampah dan pelbagai sisa pepejal terbakar, pengumpulan kalium ₄₀ dan radon ₂₂₆ mungkin berlaku . Di kawasan di mana arang adalah bahan bakar utama, radioisotop ini juga ada.

Batu fosfat yang digunakan sebagai baja mengandungi uranium dan torium yang tinggi, sementara radon dan plumbum terkumpul dalam industri minyak.

Akibatnya

Mengenai persekitaran

Sumber air dapat dicemari dengan isotop radioaktif, yang mempengaruhi pelbagai ekosistem akuatik. Begitu juga, perairan yang tercemar ini dimakan oleh pelbagai organisma yang terjejas.

Apabila pencemaran tanah berlaku, mereka menjadi miskin, kehilangan kesuburan dan tidak dapat digunakan dalam kegiatan pertanian. Tambahan pula, pencemaran radioaktif mempengaruhi rantai makanan di ekosistem.

Oleh itu, tanaman dicemari dengan radioisotop melalui tanah dan ini masuk ke herbivora. Haiwan ini boleh mengalami mutasi atau mati akibat radioaktiviti.

Pemangsa dipengaruhi oleh ketersediaan makanan yang berkurang atau terkontaminasi dengan memakan haiwan yang sarat dengan radioisotop.

Mengenai manusia

Sinaran pengion boleh menyebabkan bahaya kepada manusia. Ini berlaku kerana isotop radioaktif merosakkan struktur DNA yang membentuk sel.

Radiolysis (penguraian oleh radiasi) berlaku dalam sel, baik DNA maupun air yang terkandung di dalamnya. Ini mengakibatkan kematian sel atau berlakunya mutasi.

Mutasi boleh menyebabkan pelbagai kelainan genetik yang boleh menyebabkan kecacatan atau penyakit yang diwarisi. Antara penyakit yang paling biasa adalah barah, terutamanya tiroid kerana ia memperbaiki yodium.

Begitu juga, sumsum tulang boleh terjejas, yang menyebabkan pelbagai jenis anemia dan bahkan leukemia. Juga, sistem imun dapat dilemahkan, menjadikannya lebih sensitif terhadap jangkitan bakteria dan virus.

Antara akibat lain adalah kemandulan dan kecacatan janin ibu yang mengalami radioaktif. Kanak-kanak boleh mengalami masalah pembelajaran dan pertumbuhan serta otak kecil.

Kadang-kadang kerosakan boleh menyebabkan kematian sel, mempengaruhi tisu dan organ. Sekiranya organ penting terjejas, kematian boleh berlaku.

Pencegahan

Pencemaran radioaktif sangat sukar dikawal apabila ia berlaku. Inilah sebabnya mengapa usaha harus difokuskan pada pencegahan.

Sisa radioaktif

Penyimpanan sisa radioaktif. Sumber: D5481026

Pengurusan sisa radioaktif adalah salah satu bentuk pencegahan utama. Ini mesti diatur mengikut peraturan keselamatan untuk mengelakkan pencemaran orang yang mengatasinya.

Sisa radioaktif harus dipisahkan dari bahan lain dan cuba mengurangkan isinya agar dapat dikendalikan dengan lebih mudah. Dalam beberapa kes, sisa ini dirawat untuk mengubahnya menjadi bentuk pepejal yang lebih mudah dimanipulasi.

Seterusnya, sisa radioaktif mesti dimasukkan ke dalam bekas yang sesuai untuk mengelakkan pencemaran alam sekitar.

Bekas disimpan di tempat terpencil dengan protokol keselamatan atau ia juga dapat dikebumikan jauh di laut.

Loji tenaga nuklear

Salah satu sumber utama pencemaran radioaktif ialah loji tenaga nuklear. Oleh itu, disarankan agar mereka dibina sekurang-kurangnya 300 km dari pusat bandar.

Juga penting bahawa pekerja loji tenaga nuklear dilatih dengan secukupnya untuk mengendalikan peralatan dan mengelakkan kemalangan. Begitu juga, disarankan agar penduduk di dekat kemudahan ini mengetahui kemungkinan risiko dan cara bertindak sekiranya berlaku kemalangan nuklear.

Perlindungan kakitangan yang bekerja dengan unsur radioaktif

Pencegahan yang paling berkesan terhadap pencemaran radioaktif ialah kakitangan terlatih dan mempunyai perlindungan yang mencukupi. Adalah mustahil untuk mengurangkan masa pendedahan radioaktif terhadap orang.

Kemudahan mesti dibina dengan betul, mengelakkan liang dan retakan di mana radioisotop dapat berkumpul. Sistem pengudaraan yang baik mesti ada, dengan penapis yang menghalang sampah keluar dari persekitaran.

Pekerja mesti mempunyai perlindungan yang memadai, seperti layar dan pakaian pelindung. Selain itu, pakaian dan peralatan yang digunakan mesti dibasahkan secara berkala.

Rawatan

Terdapat beberapa langkah yang dapat diambil untuk mengurangkan gejala pencemaran radioaktif. Ini termasuk pemindahan darah, peningkatan sistem imun, atau pemindahan sumsum tulang.

Walau bagaimanapun, rawatan ini bersifat paliatif kerana sangat sukar untuk menghilangkan radioaktif dari tubuh manusia. Walau bagaimanapun, rawatan sedang dilakukan dengan molekul chelating yang dapat mengasingkan radioisotop di dalam badan.

Chelators (molekul tidak beracun) mengikat isotop radioaktif untuk membentuk kompleks stabil yang dapat dikeluarkan dari badan. Chelators telah disintesis yang mampu menghilangkan hingga 80% pencemaran.

Contoh tempat yang tercemar dengan radioaktif

Oleh kerana tenaga nuklear telah digunakan dalam aktiviti manusia yang berlainan, pelbagai kemalangan akibat radioaktif telah berlaku. Agar orang yang terkena dampak mengetahui keseriusannya, skala kemalangan nuklear telah dibentuk.

Skala Kemalangan Nuklear Antarabangsa (INES) diusulkan oleh Organisasi Tenaga Atom Antarabangsa pada tahun 1990. INES mempunyai skala 1 hingga 7, di mana 7 menunjukkan kemalangan serius.

Contoh pencemaran radioaktif yang lebih serius disenaraikan di bawah.

Hiroshima dan Nagasaki (Jepun)

Bom nuklear mula dikembangkan pada tahun 40-an abad ke-20, berdasarkan kajian Albert Einstein. Senjata nuklear ini digunakan oleh Amerika Syarikat semasa Perang Dunia II.

Pada 6 Ogos 1945, bom yang diperkaya uranium meletup di bandar Hiroshima. Ini menghasilkan gelombang panas sekitar 300,000 ° C dan letupan besar radiasi gamma.

Selepas itu, kejatuhan radioaktif dihasilkan yang disebarkan oleh angin, menjadikan pencemaran semakin jauh. Kira-kira 100,000 orang mati akibat letupan dan 10,000 lagi terbunuh akibat radioaktif pada tahun-tahun berikutnya.

Pada 9 Ogos 1945, bom nuklear kedua meletup di bandar Nagasaki. Bom kedua ini diperkaya dengan plutonium dan lebih kuat daripada bom Hiroshima.

Di kedua-dua bandar, mangsa letupan mengalami banyak masalah kesihatan. Oleh itu, risiko barah pada populasi meningkat sebanyak 44% antara tahun 1958 dan 1998.

Pada masa ini masih terdapat akibat pencemaran radioaktif bom ini. Dianggap lebih daripada 100,000 orang yang terkena radiasi hidup, termasuk mereka yang berada dalam kandungan.

Dalam populasi ini terdapat kadar leukemia, sarkoma, karsinoma, dan glaukoma yang tinggi. Sekumpulan kanak-kanak yang mengalami radiasi di rahim, menunjukkan penyimpangan kromosom.

Chernobyl (Ukraine)

Ia dianggap sebagai salah satu kemalangan nuklear paling serius dalam sejarah. Ia berlaku pada 26 April 1986 di sebuah loji tenaga nuklear dan berada di tingkat 7 di INES.

Pekerja melakukan ujian yang mensimulasikan gangguan bekalan elektrik dan salah satu reaktornya terlalu panas. Ini menyebabkan letupan hidrogen di dalam reaktor dan lebih daripada 200 tan bahan radioaktif dilemparkan ke atmosfera.

Semasa letupan, lebih daripada 30 orang mati dan kejatuhan radioaktif tersebar sejauh beberapa kilometer di sekitarnya. Diperkirakan lebih daripada 100,000 orang mati akibat radioaktiviti.

Tahap kejadian pelbagai jenis barah meningkat 40% di kawasan yang terjejas di Belarus dan Ukraine. Salah satu jenis barah yang paling biasa adalah barah tiroid dan juga leukemia.

Keadaan yang berkaitan dengan sistem pernafasan dan pencernaan juga diperhatikan kerana terdedah kepada radioaktif. Bagi kanak-kanak yang berada dalam kandungan, lebih daripada 40% mengalami kekurangan imunologi.

Terdapat juga kelainan genetik, peningkatan penyakit pada sistem pembiakan dan kencing serta penuaan pramatang.

Fukushima Daiichi (Jepun)

Loji Tenaga Nuklear Fukushima, Jepun. Sumber: Digital Globe

Kemalangan ini adalah akibat gempa berkekuatan 9 skala Richter yang melanda Jepun pada 11 Mac 2011. Selepas itu, berlaku tsunami yang menyahaktifkan sistem penyejukan dan elektrik tiga reaktor di loji tenaga nuklear Fukushima.

Beberapa letupan dan kebakaran berlaku di reaktor dan kebocoran radiasi dihasilkan. Kemalangan ini pada mulanya diklasifikasikan sebagai tahap 4, tetapi akibatnya ia kemudiannya naik ke tahap 7.

Sebilangan besar pencemaran radioaktif menuju ke air, terutama laut. Pada masa ini terdapat tangki simpanan besar untuk air yang tercemar di kilang ini.

Perairan yang tercemar ini dianggap sebagai risiko kepada ekosistem Lautan Pasifik. Salah satu radioisotop yang paling bermasalah adalah cesium, yang mudah bergerak di dalam air dan dapat terkumpul di invertebrata.

Letupan itu tidak menyebabkan kematian akibat radiasi langsung, dan tahap pendedahan radioaktiviti lebih rendah daripada Chernobyl. Walau bagaimanapun, beberapa pekerja mengalami perubahan DNA dalam beberapa hari selepas kemalangan.

Begitu juga, perubahan genetik telah dikesan pada beberapa populasi haiwan yang mengalami radiasi.

Rujukan

Greenpeace International (2006) Bencana Chernobyl, akibat untuk kesihatan manusia. Ringkasan eksekutif. 20 pp.
Hazra G (2018) Pencemaran radioaktif: gambaran keseluruhan. Pendekatan holistik terhadap persekitaran 8: 48-65.
Pérez B (2015) Kajian pencemaran alam sekitar kerana unsur radioaktif semula jadi. Tesis untuk memohon ijazah dalam Fizik. Fakulti Sains dan Kejuruteraan, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 pp
Bears J (2008) Pencemaran persekitaran radioaktif dalam Neotropik. Ahli Biologi 6: 155-165.
Siegel dan Bryan (2003) Geokimia persekitaran pencemaran radioaktif. Laboratorium Nasional Sandia, Albuquerque, Amerika Syarikat. 115 hlm.
Ulrich K (2015) Kesan Fukushima, penurunan industri nuklear semakin mendadak. Laporan Greenpeace. 21 hlm.

PENCEMARAN RADIOAKTIF: JENIS, SEBAB, AKIBAT - PERSEKITARAN - 2026