Contaminação radioativa: tipos, causas, consequências

A contaminação radioactiva é definida como a incorporação de elementos radioactivos ambientais indesejados. Isso pode ser natural (radioisótopos presentes no ambiente) ou artificial (elementos radioativos produzidos pelo homem).

Entre as causas da contaminação radioativa estão os testes nucleares realizados para fins militares. Isso pode gerar chuvas radioativas que percorrem vários quilômetros no ar.

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Explosão nuclear Fonte: Foto cortesia da Administração Nacional de Segurança Nuclear / Nevada Site Office [Domínio público]

Acidentes em usinas nucleares para obtenção de energia são outra das principais causas de contaminação radioativa. Algumas fontes de poluição são minas de urânio, atividades médicas e produção de rádon.

Este tipo de poluição ambiental tem sérias conseqüências para o meio ambiente e os seres humanos. Cadeias tróficas de ecossistemas são afetadas e as pessoas podem apresentar sérios problemas de saúde que causam sua morte.

A principal solução para contaminação radioativa é a prevenção; Devem ser mantidos protocolos de segurança para o manuseio e armazenamento de resíduos radioativos, bem como o equipamento necessário.

Entre os lugares com grandes problemas de contaminação radioativa, temos Hiroshima e Nagasaki (1945), Fukushima (2011) e Chernobyl na Ucrânia (1986). Em todos os casos, os efeitos na saúde das pessoas expostas foram graves e causaram muitas mortes.

Tipos de radiação

Radioatividade é o fenômeno pelo qual alguns corpos emitem energia na forma de partículas (radiação corpuscular) ou ondas eletromagnéticas. Isto é produzido pelos chamados radioisótopos.

Os radioisótopos são átomos do mesmo elemento que possui um núcleo instável e precisam se desintegrar até atingirem uma estrutura estável. Quando eles se desintegram, os átomos emitem energia e partículas radioativas.

A radiação radioativa também é chamada de ionizante, pois pode causar ionização (perda de elétrons) de átomos e moléculas. Essas radiações podem ser de três tipos:

Radiação alfa

Partículas são emitidas a partir de núcleos de hélio ionizado que podem percorrer distâncias muito curtas. A capacidade de penetração dessas partículas é pequena, podendo ser interrompida por uma folha de papel.

Radiação beta

São emitidos elétrons que possuem grande energia, devido à deterioração de prótons e nêutrons. Este tipo de radiação é capaz de percorrer vários metros e pode ser interrompido por placas de vidro, alumínio ou madeira.

Radiação gama

É um tipo de radiação eletromagnética com alta energia, que se origina de um núcleo atômico. O núcleo passa de um estado excitado para um de menor energia e a radiação eletromagnética é liberada.

A radiação gama tem um alto poder de penetração e pode viajar centenas de metros. Para pará-lo, são necessárias placas com vários centímetros de chumbo ou até 1 metro de concreto.

Tipos de contaminação radioativa

A contaminação radioativa pode ser definida como a incorporação de elementos radioativos indesejados no ambiente. Os radioisótopos podem estar presentes na água, no ar, na terra ou nos seres vivos .

Dependendo da origem da radioatividade, a contaminação radioativa é de dois tipos:

Natural

Este tipo de contaminação vem de elementos radioativos que ocorrem na natureza. A radioatividade natural se origina dos raios cósmicos ou da crosta terrestre .

A radiação cósmica é composta de partículas com alta energia que vêm do espaço sideral. Essas partículas ocorrem quando ocorrem explosões de supernovas, nas estrelas e no sol.

Quando elementos radioativos chegam à Terra, eles são desviados pelo campo eletromagnético do planeta. No entanto, nos polos, a proteção não é muito eficiente e pode entrar na atmosfera.

Outra fonte de radioatividade natural são os radioisótopos presentes na crosta terrestre. Esses elementos radioativos são responsáveis ​​por manter o calor interno do planeta.

Os principais elementos radioativos do manto da terra são urânio, tório e potássio. A Terra perdeu elementos com curtos períodos radioativos, mas outros têm uma vida de bilhões de anos. Entre estes, destacam-se o urânio 235 , o urânio 238 , o tório 232 e o potássio 40 .

O urânio 235 , o urânio 238 e o tório 232 formam três núcleos radioativos presentes na poeira que origina as estrelas. Esses grupos radioativos em desintegração dão origem a outros elementos com meia-vida mais curta.

A partir da desintegração do urânio 238 , o raio é formado e o rádon (elemento radioativo gasoso). O rádon é a principal fonte de contaminação radioativa natural.

Artificial

Essa poluição é causada por atividades humanas, como medicina, mineração, indústria, testes nucleares e geração de energia.

Durante o ano de 1895, o físico alemão Roëntgen descobriu acidentalmente radiação artificial. O pesquisador descobriu que os raios X eram ondas eletromagnéticas que se originavam do choque de elétrons dentro de um tubo de vácuo.

Os radioisótopos artificiais são produzidos em laboratório através da ocorrência de reações nucleares. Em 1919, o primeiro isótopo radioativo artificial é produzido a partir de hidrogênio.

Isótopos radioativos artificiais são produzidos a partir de bombardeios com nêutrons em diferentes átomos. Estes, ao penetrar nos núcleos, conseguem desestabilizá-los e carregá-los com energia.

A radioatividade artificial tem inúmeras aplicações em diferentes campos, como medicina, atividades industriais e militares. Em muitos casos, esses elementos radioativos são liberados por engano no meio ambiente, causando sérios problemas de poluição.

Causas

A contaminação radioativa pode se originar de diferentes fontes, geralmente devido ao manuseio incorreto de elementos radioativos. Algumas das causas mais frequentes são mencionadas abaixo.

Testes nucleares

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Usina nuclear na Pensilvânia, Estados Unidos. Fonte: Veja a página do autor [Domínio público] Centros de saúde pública do controle e prevenção de doenças

Refere-se à detonação de diferentes armas nucleares experimentais, principalmente para o desenvolvimento de armas militares. Explosões nucleares também foram realizadas para cavar poços, extrair combustíveis ou construir alguma infraestrutura.

Os testes nucleares podem ser atmosféricos (dentro da atmosfera da Terra) estratosféricos (fora da atmosfera do planeta), subaquáticos e subterrâneos. As atmosféricas são as mais poluentes, pois produzem uma grande quantidade de chuva radioativa que se dispersa por vários quilômetros.

Partículas radioativas podem contaminar fontes de água e atingir o solo. Essa radioatividade pode atingir diferentes níveis tróficos através das cadeias alimentares e afetar as culturas e, assim, atingir o ser humano.

Uma das principais formas de contaminação radioativa indireta é o leite, que pode afetar a população infantil.

Desde 1945, cerca de 2.000 testes nucleares foram realizados em todo o mundo. No caso particular da América do Sul, as chuvas radioativas afetaram principalmente o Peru e o Chile.

Geradores de energia nuclear (reatores nucleares)

Atualmente, um grande número de países utiliza reatores nucleares como fonte de energia. Esses reatores produzem reações nucleares controladas em cadeia, geralmente por fissão nuclear (ruptura de um núcleo atômico).

A poluição ocorre principalmente devido ao vazamento de elementos radioativos das usinas nucleares. Desde meados dos anos quarenta do século XX, houve problemas ambientais associados às usinas nucleares.

Quando ocorrem vazamentos nos reatores nucleares, esses poluentes podem se mover centenas de quilômetros no ar, resultando na contaminação de fontes de água, terra e alimentos que afetaram as comunidades próximas.

Acidentes radiológicos

Ocorrem geralmente associados a atividades industriais, devido ao manuseio inadequado de elementos radioativos. Em alguns casos, os operadores não manuseiam o equipamento adequadamente e podem ocorrer vazamentos no ambiente.

Pode ser gerada radiação ionizante que causa danos aos trabalhadores da indústria, equipamentos ou liberada na atmosfera.

Mineração de urânio

O urânio é um elemento encontrado em depósitos naturais em diferentes áreas do planeta. Este material é amplamente utilizado como matéria-prima para produzir energia em usinas nucleares.

Quando a exploração desses depósitos de urânio é realizada, são gerados elementos residuais radioativos. Os materiais residuais produzidos são liberados para a superfície onde se acumulam e podem ser dispersos pelo vento ou pela chuva.

O lixo produzido gera uma grande quantidade de radiação gama, o que é muito prejudicial para os seres vivos. Da mesma forma, ocorrem altos níveis de radônio e pode ocorrer contaminação das fontes de água no lençol freático por lixiviação.

O rádon é a principal fonte de contaminação dos trabalhadores dessas minas. Esse gás radioativo pode ser facilmente inalado e invadir as vias aéreas, gerando câncer de pulmão.

Atividades médicas

Nas diferentes aplicações da medicina nuclear, são produzidos isótopos radioativos, que devem ser descartados. Os materiais de laboratório e as águas residuais são geralmente contaminados com elementos radioativos.

Da mesma forma, o equipamento de radioterapia pode gerar contaminação radioativa para os operadores e para os pacientes.

Materiais radioativos na natureza

Os materiais radioativos na natureza (NORM) geralmente podem ser encontrados no ambiente. Eles geralmente não produzem contaminação radioativa, mas diferentes atividades humanas tendem a concentrá-las e estão se tornando um problema.

Algumas fontes de concentração de materiais NORM são a combustão de carvão mineral, combustíveis derivados de petróleo e produção de fertilizantes.

Em áreas de incineração de lixo e vários resíduos sólidos, pode ocorrer acúmulo de potássio 40 e radônio 226 . Em áreas onde o carvão é o principal combustível, esses radioisótopos também ocorrem.

A rocha fosfórica usada como fertilizante contém altos níveis de urânio e tório, enquanto o radônio e o chumbo se acumulam na indústria do petróleo.

Consequências

Sobre o meio ambiente

As fontes de água podem ser contaminadas com isótopos radioativos, afetando vários ecossistemas aquáticos. Da mesma forma, essas águas contaminadas são consumidas por vários organismos afetados.

Quando ocorre a contaminação do solo, eles empobrecem, perdem a fertilidade e não podem ser usados ​​em atividades agrícolas. Além disso, a contaminação radioativa afeta as cadeias tróficas nos ecossistemas.

Assim, as plantas são contaminadas por radioisótopos através do solo e passam para os herbívoros. Esses animais podem sofrer mutações ou morrer devido à radioatividade.

Os predadores são afetados pela disponibilidade reduzida de alimentos ou contaminados pelo consumo de animais carregados com radioisótopos.

Sobre humanos

A radiação ionizante pode causar danos mortais aos seres humanos. Isso ocorre porque os isótopos radioativos danificam a estrutura do DNA que compõe as células.

A radiólise (decomposição da radiação) ocorre no DNA e na água contida nas células. Isso resulta em morte celular ou ocorrência de mutações.

Mutações podem causar diferentes anormalidades genéticas que podem causar defeitos ou doenças herdadas. Entre as doenças mais comuns estão o câncer, particularmente a tireóide, pois fixa o iodo.

A medula óssea também pode ser afetada, o que causa diferentes tipos de anemia e até leucemia. Além disso, o sistema imunológico pode ser enfraquecido, tornando-o mais sensível a infecções bacterianas e virais.

Entre outras conseqüências está a infertilidade e a malformação de fetos de mães em uso de radioatividade. As crianças podem ter problemas de aprendizagem, crescimento, bem como cérebros pequenos.

Às vezes, o dano pode causar morte celular, afetando tecidos e órgãos. Se órgãos vitais são afetados, a morte pode resultar.

Prevenção

A contaminação radioativa é muito difícil de controlar quando ocorre. É por isso que os esforços devem se concentrar na prevenção.

Resíduos radioativos

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Armazenamento de resíduos radioativos. Fonte: D5481026 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

A gestão de resíduos radioativos é uma das principais formas de prevenção. Eles devem ser organizados de acordo com os regulamentos de segurança para evitar a contaminação das pessoas que os manuseiam.

Os resíduos radioativos devem ser separados de outros materiais e tentar reduzir seu volume para serem manuseados com mais facilidade. Em alguns casos, o tratamento desses resíduos é realizado para convertê-los em formas sólidas mais manipuláveis.

Posteriormente, os resíduos radioativos devem ser colocados em recipientes apropriados para evitar a contaminação do meio ambiente.

Os contêineres são armazenados em locais isolados com protocolos de segurança ou também podem ser enterrados no fundo do mar.

Usinas nucleares

Uma das principais fontes de contaminação radioativa são as usinas nucleares. Portanto, recomenda-se que sejam construídos a pelo menos 300 km de distância dos centros urbanos.

Também é importante que os funcionários das usinas nucleares sejam treinados adequadamente para manusear o equipamento e evitar acidentes. Da mesma forma, recomenda-se que as populações próximas a essas instalações conheçam os possíveis riscos e maneiras de agir em caso de acidente nuclear.

Proteção do pessoal que trabalha com elementos radioativos

A prevenção mais eficaz contra a contaminação radioativa é que o pessoal seja treinado e tenha proteção adequada. O tempo de exposição das pessoas à radioatividade deve ser reduzido.

As instalações devem ser construídas adequadamente, evitando poros e fissuras onde os radioisótopos podem se acumular. Você deve ter bons sistemas de ventilação, com filtros que evitem a saída de resíduos para o meio ambiente.

Os funcionários devem ter proteção adequada, como telas e roupas de proteção. Além disso, roupas e equipamentos usados ​​devem ser descontaminados periodicamente.

Tratamento

Existem algumas medidas que podem ser tomadas para aliviar os sintomas de contaminação radioativa. Isso pode incluir transfusões de sangue, melhora do sistema imunológico ou transplante de medula óssea.

No entanto, esses tratamentos são paliativos, pois é muito difícil eliminar a radioatividade do corpo humano. No entanto, atualmente estão em andamento tratamentos com moléculas quelantes que podem isolar radioisótopos no corpo.

Quelantes (moléculas não tóxicas) se ligam a isótopos radioativos, formando complexos estáveis ​​que podem ser removidos do corpo. Quelantes foram sintetizados que são capazes de eliminar até 80% da contaminação.

Exemplos de locais contaminados com radioatividade

Como a energia nuclear tem sido usada em diferentes atividades humanas, vários acidentes de radioatividade ocorreram. Para que as pessoas afetadas saibam sua gravidade, uma escala de acidentes nucleares foi estabelecida.

A Escala Internacional de Acidentes Nucleares (INES) foi proposta pela Organização Internacional de Energia Atômica em 1990. O INES possui uma escala de 1 a 7, onde 7 indica um acidente grave.

Os exemplos mais sérios de contaminação por radioatividade são mencionados abaixo.

Hiroshima e Nagasaki (Japão)

As bombas nucleares começaram a se desenvolver na década de 40 do século XX, com base nos estudos de Albert Einstein. Essas armas nucleares foram usadas pelos Estados Unidos durante a Segunda Guerra Mundial .

Em 6 de agosto de 1945, uma bomba de urânio enriquecido explodiu sobre a cidade de Hiroshima. Isso gerou uma onda de calor de cerca de 300.000 ° C e uma grande explosão de radiação gama.

Posteriormente, houve uma chuva radioativa que foi espalhada pelo vento, levando a contaminação ainda mais. Aproximadamente 100.000 pessoas morreram pela explosão e 10.000 a mais por radioatividade nos anos subseqüentes.

Em 9 de agosto de 1945, uma segunda bomba nuclear explodiu na cidade de Nagasaki. Esta segunda bomba foi enriquecida com plutônio e era mais potente que a de Hiroshima.

Nas duas cidades, os sobreviventes da explosão apresentaram inúmeros problemas de saúde. Assim, o risco de câncer na população aumentou 44% entre 1958 e 1998.

Atualmente, ainda existem consequências da contaminação radioativa dessas bombas. Considera-se que mais de 100.000 pessoas afetadas pela radiação vivem, incluindo aquelas no útero.

Nesta população, existem altas taxas de leucemia, sarcomas, carcinomas e glaucoma. Um grupo de crianças submetidas a radiação no útero apresentou aberrações cromossômicas.

Chernobyl (Ucrânia)

É considerado um dos acidentes nucleares mais graves da história. Aconteceu em 26 de abril de 1986 em uma usina nuclear e é o nível 7 no INES.

Os trabalhadores estavam realizando um teste simulando uma queda de energia e um dos reatores sofreu superaquecimento. Isso causou a explosão de hidrogênio no interior do reator e mais de 200 toneladas de material radioativo foram lançadas na atmosfera.

Durante a explosão, mais de 30 pessoas morreram e a chuva radioativa se espalhou por vários quilômetros. Considera-se que mais de 100.000 pessoas morreram como resultado da radioatividade.

O nível de incidência de diferentes tipos de câncer aumentou 40% nas áreas afetadas da Bielorrússia e da Ucrânia. Um dos tipos mais comuns de câncer é a tireóide e a leucemia.

As condições associadas ao sistema respiratório e digestivo também foram observadas devido à exposição à radioatividade. No caso de crianças que estavam no útero, mais de 40% apresentavam deficiências imunológicas.

Houve também anormalidades genéticas, aumento de doenças do sistema reprodutivo e urinário e envelhecimento prematuro.

Fukushima Daiichi (Japão)

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Usina nuclear de Fukushima, Japão. Fonte: Globo Digital [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Este acidente foi resultado de um terremoto de magnitude 9 que abalou o Japão em 11 de março de 2011. Posteriormente, ocorreu um tsunami que desativou os sistemas de refrigeração e eletricidade de três dos reatores da usina nuclear de Fukushima.

Houve várias explosões e incêndios nos reatores e vazamentos de radiação foram gerados. Este acidente foi inicialmente classificado como nível 4, mas, devido às suas consequências, foi subseqüentemente elevado para o nível 7.

A maior parte da contaminação radioativa foi para a água, principalmente o mar. Atualmente, existem grandes tanques de armazenamento de água contaminada nesta planta.

Essas águas poluídas são consideradas um risco para os ecossistemas do Oceano Pacífico. Um dos radioisótopos mais problemáticos é o césio, que se move facilmente na água e pode se acumular nos invertebrados.

A explosão não causou mortes diretas por radiação e os níveis de exposição à radioatividade foram inferiores aos de Chernobyl. No entanto, alguns operadores apresentaram alterações no DNA alguns dias após o acidente.

Da mesma forma, alterações genéticas foram detectadas em algumas populações de animais submetidos à radiação.

Referências

  1. Greenpeace International (2006) A catástrofe de Chernobyl, consequências para a saúde humana. Sumário executivo. 20 pp.
  2. Hazra G (2018) Poluição radioativa: uma visão geral. A abordagem holística do meio ambiente 8: 48-65.
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  4. Osores J (2008) Contaminação radioativa ambiental no neotrópico. Biologist 6: 155-165.
  5. Siegel e Bryan (2003) Geoquímica ambiental de contaminação radioativa. Sandia National Laboratories, Albuquerque, EUA. 115 pp.
  6. Ulrich K (2015) Os efeitos de Fukushima, o declínio da indústria nuclear, estão precipitando. Relatório do Greenpeace. 21 pp.

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