بحث عن التلوث الإشعاعي

التلوث الإشعاعي

يُعرّف التلوث الإشعاعي (بالإنجليزية: Radioactive Contamination) بأنّه أحد أشكال التلوث الناتجة عن انبعاث مواد مشعة في البيئة عن طريق الصدفة، أو بفعل الطبيعة، أو نتيجة الحروب، مما يعرّض الناس للخطر ويلوث محيطهم وممتلكاتهم الشخصية.

ويحدث التلوث الإشعاعي عندما تكون المواد المشعة موجودة على سطح الأجسام أو داخلها، وتُصبح جميع عناصر البيئة كالهواء، والماء، والتربة، والنباتات، والأسطح بشكل عام، والمباني، والأشخاص، وحتى الحيوانات ملوثة إذا ما تعرضت للمواد المشعة، وظهرت على سطحها أو داخلها.

يختلف التعرض للإشعاع عن التلوث الإشعاعي، و يُعرَّف الإشعاع أو المواد المشعة على أنّها أحد أشكال الطاقة التي تنتقل عبر الموجات أو الجسيمات، والتعرض للإشعاع يعني اختراق هذه الطاقة أو المواد للجسم والمرور من خلاله، ولا تبقى على سطح الجسم أو داخله، وهذا يعني أنّه ليس شرطاً أن يكون مَن تعرض للإشعاع ملوثاً.

ويكون الشخص غير الملوث معرضاً للخطر أو عرضة للتلوث في حال تواجد بالقرب من مواد مشعة أو أشخاص، أو أماكن ملوثة، أمّا الشخص الملوث إشعاعياً فهو الذي يحتوي جسمه على المواد المشعة، أو قد تكون على سطح جسمه.

مصادر للتلوث الإشعاعي

وفيما يأتي أبرز مصادر التلوث الإشعاعي:

المصادر الطبيعية

هناك العديد من المصادر الطبيعية للتلوث الإشعاعي، يُمكن تلخيصها بالشكل الآتي:

• الإشعاع الكوني

إذ يُطلِق الفضاء الخارجي بما فيه من مجرات مجموعة من الأشعة، بعضها تنفُذ إلى الغلاف الجوي للأرض وتتفاعل مع مكوناته، ويضمّ الإشعاع الكوني أيضاً الأشعة الشمسية التي من الممكن أن يُحدث بعضها تغيّرات واضحة على سطح الأرض.

• البيئة الأرضيَّة

حيث توجد بعض العناصر المشعة مثل اليورانيوم والثوريوم في القشرة الأرضية.

• المواد المشعة في الماء

إذ يتفاوت تركيز المواد المشعة في الماء بناءً على مصدر المياه، فالمياه الجوفية مثلاً عندما تمر بين بالصخور الغنية باليورانيوم تتأثر به وتتلوث بنسب مرتفعة جداً.

• الغازات المشعة

حيث توجد هذه الغازات بالقرب من سطح الأرض، وقد تتشكل نتيجة تحلل بعض العناصر الأرضية المشعة، كالثورون الناتج من تحلل عنصر الثوريوم في الأرض.

المصادر الصناعية

هناك مجموعة من مصادر التلوث الإشعاعي أوجدها الإنسان لأغراض متعددة، ومن هذه المصادر ما يأتي:

• الانفجارات النووية

يُعدّ الوسط البيئي الذي يتمّ اختياره لإحداث الانفجارات النووية فيه عاملاً محدِّدَاً لخطورة وشدة التفجير، فالتفجير الجوي أشد ضرراً من التفجير تحت الماء أو بالقرب من سطح الأرض؛ نظراً إلى قدرته على نشر مخلفاته الذرية المُلوثة إلى كافة عناصر البيئة الحيوية.

• المفاعلات النووية

يُمكن الحد من تأثير التلوث الإشعاعي الناتج عن المفاعلات النووية من خلال مراعاة اختيار أماكن بعيدة قدر المُستطاع عن التجمعات السكانية، والمصادر الغذائية والمائية المعتمِدة عليها.

• مصادر الإشعاع الطبية

قد تُستخدَم بعض أنواع الأشعة لأهداف طبية، كالأشعة السينية المُستخدَمة في تشخيص الحالات أو الأمراض.

أنواع التلوث الإشعاعي

ينقسم التلوث الإشعاعي من حيث تكرار حدوثه إلى ثلاثة أنواع، وهي كالآتي:

• التلوث الإشعاعي المستمر

يحدث هذا النوع من التلوث بشكل مستمر ودائم في أماكن وجود المواد المُشعة، مثل مناجم اليورانيوم، والمفاعلات النووية، ومختبرات التجارب.

• التلوث الإشعاعي اللحظي

ويحدث في وقت أو ظرف معين، مثلاً عند القيام بالتجارب النووية والتجارب التجريبية للمواد المشعة.

• التلوث الإشعاعي العرضي

يحدث هذا النوع من التلوث عندما تفشل التجارب على المواد الخطرة، أو عندما يتمّ فقد السيطرة على المواد المُستخدَمة في التجربة.

طرق التعرض للتلوث الإشعاعي

يتمّ التعرض للتلوث الإشعاعي بطريقتين، وهما:

• التلوث الداخلي

ويحدث عندما تدخل المواد المشعة إلى داخل الجسم من خلال بلع أو تنفس المواد المشعة، أو عن طريق دخولها عبر جرح مفتوح، أو أن يتمّ امتصاصها من خلال الجلد، ويُمكن أن تستقر بعض هذه المواد في أعضاء الجسم المختلفة بشكل دائم، أو يُمكن التخلص منها عبر الدم، والتعرق، والبول، والبراز.

• التلوث الخارجي

وهو ما يحدث عند استقرار المواد المُشعة الموجودة على شكل غبار، أو مسحوق، أو سائل على السطح الخارجي للجلد، أو الشعر، أو الملابس، ومن الممكن أن يصبح التلوث الخارجي داخلياً إذا ما تمّ دخول المواد المُشعة إلى داخل أجسادهم.

المخاطر الصحية الناجمة عن التلوث الإشعاعي

وفيما يأتي أبرز المخاطر الصحية الناجمة عن التلوث الإشعاعي:

متلازمة الإشعاع الحادة

متلازمة الإشعاع الحادة أو مرض الإشعاع أو التسمم الإشعاعي (بالإنجليزية: Acute Radiation Syndrome) أو اختصاراً (ARS)، هو مرض خطير يصيب الأشخاص عند التعرض لمستوى عالٍ من الإشعاع خلال فترة زمنية قصيرة، وتحدث فقط عند:

• التعرض لجرعة عالية من الإشعاع.
• في حال اختراق الإشعاع للجسم والوصول إلى الأعضاء الداخلية.
• تعرّض كامل الجسم أو غالبيته للإشعاع.
• التعرض للإشعاع خلال فترة زمنية قصيرة، أيّ عدة دقائق.

يظهر على الشخص المصاب بمتلازمة الإشعاع الحاد مجموعة من الأعراض، وهي:

• الغثيان والتقيؤ.
• الصداع.
• الإسهال.

تختلف المدة التي يستغرقها الجسم لتظهر عليه الأعراض، إذ قد تبدأ بعد دقائق من التعرض للإشعاع أو بعد أيام، وقد تستمر أيضاً لبضع دقائق أو عدة أيام، وقد تظهر وتختفي بسرعة، وفي حال ظهور هذه الأعراض يجب التوجه إلى مركز الطوارئ الخاصة بالإشعاع من أجل الحصول على المساعدة الطبية اللازمة بعد أن يقرر المسؤولون أنّه من الآمن القيام بالعلاج.

عادة ما يشعر الشخص باستقرار حالته لفترة من الزمن بعد ظهور الأعراض الأولية، لكن الأعراض ستعود بشكل مختلف وبشدة مختلفة تبعاً لجرعة الإشعاع التي تلقاها، فقد تظهر عليه نفس الأعراض السابقة، بالإضافة إلى التعب، والحمى، وفقدان الشهية، وبعض الحالات تتعرض إلى نوبات صرع وغيبوبة، وتستمر هذه الحالة المرضية إلى فترة تمتد من بضع ساعات وحتى عدة أشهر.

يُمكن أن يُعاني الأشخاص الذين تعرضوا لجرعات كبيرة من الإشعاع إلى مشاكل جلدية تشابه أغراض حروق الشمس السيئة، وقد تؤدي إلى تلفه، وتبدأ هذه المشاكل بالظهور بعد عدة ساعات من التعرض للإشعاع، أو قد تظهر بعد عدة أيام، منها: التورم، والحكة، واحمرار الجلد، وفي بعض الحالات الشديدة يظهر على الجلد تقرحات وبثور.

وتختلف الأضرار ومدة الشفاء للجلد تبعاً لجرعة الإشعاع التي تلقاها الشخص، إذ قد يبدأ الجلد بالشفاء بعد فترة قصيرة، ثمّ يعود إلى حالة التورم، والحكة، والاحمرار بعد عدة أيام أو أسابيع، حيث إنّ عملية تماثل الجلد للشفاء التام قد تستغرق مدة تتراوح بين عدة أسابيع وبضعة أعوام، كما قد يُعاني الأشخاص الذين تعرضوا لجرعات عالية من الإشعاع إلى تساقط الشعر لفترة مؤقتة، ويعود الشعر للنمو بعد عدة أسابيع تقريباً.

الحرق الإشعاعي

يحدث الحرق الإشعاعي (بالإنجليزية: Cutaneous Radiation Injury) اختصاراً (CRI) عند تعرض الجلد لجرعات كبيرة من الإشعاع، ويتمّ الاشتباه بحدوثه عن ظهور الحروق على شخص لم يتعرض لمصدر حراري أو كهربائي أو كيميائي، والفئات الآتية تكون معرضة لحدوث الحرق الإشعاعي:

• الأشخاص الذين يتعرضون لمواد مشعة تنبعث منها جزيئات بيتا، أو أشعة جاما، أو الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة.
• الأشخاص الذين يُعانون من متلازمة الإشعاع الحادة، ولا يعني بالضرورة أن يكون كل من يعاني من الحرق الإشعاعي أنّه سيصاب بمتلازمة الإشعاع الحادة.

يُعاني المصابون بالحرق الإشعاعي من مجموعة من الأعراض التي قد تظهر عليهم بعد عدة ساعات من التعرض للإشعاع أو بعد عدة أيام، كما يُمكن أن تتطور إلى شكل آخر تبعاً لمنطقة الإصابة وجرعة الإشعاع التي امتصها الجلد، ومن الأعراض التي تظهر على الأشخاص المصابين ما يأتي:

• الحكة.
• الإحساس بالتنميل.
• احمرار الجلد.
• حدوث الوذمة (بالإنجليزية: Edema) الناجمة عن احتباس السوائل وحدوث التورم.

زيادة خطر الإصابة بالسرطان

يُعدّ الأشخاص الذين تعرضوا لجرعات كبيرة من الإشعاع أكثر عُرضة للإصابة بالسرطان مع التقدم بالسن، لذلك يجب الأخذ بتعلميات وتوجيهات مسؤولي الطوارئ لتجنب التعرض للإشعاعات، وفي حالة التعرض للإشعاع ومراجعة مركز الطوارئ سيتمّ مراقبة الحالة من قِبَل الكادر الصحي من أجل تتبع آثاره على المدى الطويل.

وتكون نسبة الإصابة بالسرطان ضئيلة إذا كان التعرض للإشعاع بجرعات صغيرة، بحيث تكون نسبة حدوث السرطان مشابهة لنسبة حدوثه بسبب عامل الوراثة، أو التدخين، أو النظام الغذائي، أو التعرض للمواد الكيميائية، وفي حال الإصابة بالسرطان فإنّه لا يُمكن تمييز سببه سواء أكان بسبب الإشعاع أم التدخين أم أيّ عامل آخر.

تلف خلايا الجسم

يُعدّ الأطفال والأجنة أكثر الفئات تضرراً من الإشعاع، إذ إنّ عملية انقسام الخلايا في أجسادهم تكون سريعة للغاية، ما يجعل فرصة تأثرها بالإشعاع أكبر، الأمر الذي يؤدي إلى تعطيل عمليات الانقسام وتتلف الخلايا.

المخاطر البيئية الناتجة عن التلوث الإشعاعي

يؤثر الإشعاع على البيئة بشكل كبير ومعقد، حيث تنتج الممارسات النوويّة نويدات مشعة (الإنجليزية: Radionuclides) تصل إلى البيئة وتلوِّثها، لذا تمّ استحداث نظام علمي خاص يتعامل مع الخصائص الفيزيائية والكيميائية لها، ويدرس أثرها على الأنظمة البيئة المتعددة والمعقدة، فأولاً يتمّ دراسة سلوك هذه النويدات المشعة.

وتالياً النتائج النهائية لها، وتتمثّل في دمج النويدات مع بعضها ونقلها إلى البيئة، مما يسبب تلوث الماء، والهواء، والتربة، وحتى الإنسان والنبات.

ومن العوامل التي تؤثر على سلوك النويدات المشعة ما يأتي:

• إطلاق النويدات المشعة بشكل وفير من مصدرها إلى البيئة.
• الخصائص الكيميائية للنويدات المشعة.
• الحدود التي يُمكن السيطرة عليها لإطلاق النويدات المشعة.
• نوع ومدى انتشار النويدات المشعة.
• المسارات الحرجة، من ماء، أو تربة، أو هواء، وغيرها التي تسير فيها النويدات المشعة.
• الخصائص الفيزيائة للنظام البيئي المعرَّض للتلوث.
• الأثر الممتد للنويدات المشعة على البيئة.
• انتقال النويدات المشعة من نظام بيئي إلى آخر.
• قدرة النظام البيئي على تخفيف تركيز النويدات المشعة وتبديدها.
• الطريقة التي تنتقل فيها النويدات المشعة إلى النباتات.
• طرق الهضم والإخراج لدى الحيوانات.
• تغيّر أنماط دورة الماء، والهواء، والتربة، والنبات، والإنسان في الطبيعة.
• الاستهلاك الغذائي، والعادات الغذائية المتبعة لدى الأفراد.
• نسبة وعدد الأفراد المعرضون للإشعاع.

التعامل مع المناطق الملوَّثة بالإشعاع

من السهل التعامل مع المناطق الصغيرة ذات التلوث المحدود بالإشعاع من خلال إزالة الطبقة العلوية الملوَّثة من التربة أو إزالة المواد الملوَّثة منها، ولكن في حال كانت المنطقة الملوَّثة كبيرة الحجم وكانت مستويات التلوث فيها عالية، فيجب إجراء بعض التدابير للتعامل مع المنطقة وإزالة التلوث، كما يجب فحص التربة للتأكد من أنّها تصلح للعيش، أو أنّها مناسبة للقيام ببعض الأنشطة البشرية عليها أم لا.

ومن الطرق المُتبعة للتعامل مع المنطقة الملوَّثة بالإشعاع:

• فرض قيود على الأشخاص الذين يرغبون في الوصول إلى المنطقة الملوَّثة.
• منع استخدام المنطقة الملوَّثة بمخلفات التعدين بأيّ شكل من الأشكال، كالبناء عليها؛ لأنّ نسبة غاز الرادون الناتج عن التعدين تكون عالية جداً.
• استخدام المعالجة الكيميائية لمنع انتقال الملوِّثات من التربة إلى الحيوانات من خلال استخدام مادة أزرق بروسيا (بالإنجليزية: Prussian Blue)، وهي مادة كيميائية يتمّ إضافتها إلى التربة الملوثة بالإشعاع، حيث تمنع من اختلاط عنصر السيزيوم في حليب ولحوم الأبقار، وتزيد من إفرازه خارج الجسم.
• إضافة عنصر البوتاسيوم في التربة الملوَّثة بالإشعاع لمنع التربة من امتصاص عنصر السيزيوم.

كيفية التصرف في حال حدوث تلوث إشعاعي

لا يحتوي الإشعاع على أيّ خصائص تُمكِّن الأشخاص من رؤيته، أو الشعور به، أو تذوقه، فلا يعلم الأشخاص عند التعرض لحادث معين ما إذا تمّ حدوث تلوث بفعل المواد المشعة، أم لا، لكن يُمكن أخذ التدابير والاحتياطات الآتية للحد من حدوث التلوث:

• الخروج من محيط الحادث لحماية النفس من الإشعاعات والتوجه إلى أقرب مبنى آمن حسب توجيهات المسؤولين والكوادر الطبية.
• التخلص من الملابس الخارجية، فهذا الإجراء سيقلل من إمكانية حدوث أيّ تلوث خارجي أو داخلي في حال وجود مواد مشعة على الملابس، كما سيقلل من وقت التعرض للإشعاع.
• وضع الملابس داخل كيس بلاستيكي وإبقاؤه في مكان بعيد عن الناس؛ حتى لا يتعرضون للإشعاع، حيث يُمكن وضعه في زاوية الغرفة، كما يجب تغطية الجروح قبل الإقدام على لمس العناصر الملوثة لمنع دخول المواد المشعة إليها.
• غسل الأجزاء المكشوفة من الجسم بالكثير من الماء الفاتر والصابون للتخلص من التلوث، مع تجنب لمس المناطق غير الملوثة والتي كانت مغطاة بالملابس لمنع انتشار التلوث فيها.
• في حال قامت السلطات المسؤولة عن الحادث بتحديد احتمالية تعرض الأشخاص الموجودين في المكان إلى تلوث داخلي، يُمكن للأشخاص تناول الدواء لمحاولة التقليل من وجود المواد المشعة داخل الجسم.

طرق التخزين والتخلص من النفايات الإشعاعية

يوجد عدة طرق تُستخدم للتخلص من النفايات الإشعاعية في العالم، وهي كما يأتي:

التخلص القريب من السطح

تُستخدم مرافق التخلص القريبة من سطح الأرض للتخلص من النفايات منخفضة النشاط الإشاعي (LLW) والنفايات متوسطة النشاط الإشعاعي (ILW) قصيرة العمر والتي يصل نصف عمرها إلى 30 عامًا؛ وذلك لحماية المرافق من التغيرات المناخية طويلة الأجل، وتُبنى هذه المرافق بالطرق الآتية:

بناء مرافق على أو تحت مستوى سطح الأرض بعدة أمتار

تُبنى مرافق للتلخص من النفايات على سطح الأرض أو تحت سطح الأرض على عمق بضعة أمتار، بحيث تُحفر حفرة وتوضع داخلها خزانات أو حاويات وتُملأ بالنفايات الإشعاعية وعندما تمتلئ بالكامل تُغطى بغطاء غير منفذ ثم تُردم بتربة سطحية، وبعض المرافق تُزود بوسائل مُعينة للصرف أو بنظام خاص لتنفيس الغاز.

ويُستخدم هذا النوع من المرافق في بريطانيا، واليابان، وفرنسا، وإسبانيا، كما يوجد 5 مرافق للتخلص من النفايات منخفضة النشاط الإشعاعي في الولايات المتحدة الأمريكية.

بناء مرافق في كهوف تحت مستوى سطح الأرض

تُبنى هذه المرافق من خلال حفر كهوف تحت الأرض على عمق عشرات من الأمتار ويُمكن الوصول إليها من خلال الأنفاق، ويُستخدم هذا النوع في السويد، حيث تمتلك كهفًا على عمق 50 مترًا تحت قاع بحر البلطيق للتخلص من النفايات قصيرة العمر، وفي فنلندا والتي تمتلك كهفًا على عمق 100م للتخلص من النفايات منخفضة ومتوسطة الإشعاع.

التخلص الجيولوجي العميق

تُستخدم طريقة التخلص الجيولوجي العميق للتخلص من النفايات عالية النشاط الإشعاعي والتي تبقى لفترات طويلة جدًا، بحيث تُبنى مستودعات تحت الأرض وتكون معزولة بحواجز متعددة بما في ذلك؛ الحاويات، والمستودعات الهندسية، والحواجز الجيولوجية ؛كالصخور، والطين، والأملاح وذلك لمنع وصول الإشاعات إلى البشر أو البيئة.

وتُستخدم هذه الطريقة لإدارة النفايات الإشعاعية في الكثير من البلدان ومنها: أستراليا، وكندا، واليابان، وفرنسا، وروسيا، وسويسرا، وبريطانيا، وأمريكا، وهولندا، وبلجيكا، وروسيا، وإسبانيا، وسويسرا، والسويد، والأرجنيتن، وجمهورية التشيك، وفنلندا، وكوريا.

التخلص باستخدام مستودعات التعدين

تُبنى مستودعات التعدين بالقرب من الشواطئ أو تحت سطح الأرض وعلى أعماق تتراوح بين 250-1000م، وتشمل هذه المستودعات الأنفاق أو الكهوف المكونة من صخور مستقرة لا تسمح للمياه الجوفية بالوصول إليها.

توضع حاويات النفايات داخل المستودعات وتُحاط بحاجز مكون من مادة مثل الأسمنت، أو الطين، ويختلف تصميم الحاويات واختيار نوع الحاجز وفقًا لنوع النفايات الإشعاعية و طبيعة أنوع الصخور المكونة للمستودعات، وتُستخدم هذه الطريقة في السويد، وفنلندا.

التخلص باستخدام الآبار عميقة

تُبنى الآبار العميقة في الصخور البلورية والرسوبية على اليابسة، أو بعيدًا عن الشواطئ وعلى عمق يصل إلى 5000 م، بحيث تحفر الآبار في الصخور ثم توضع داخلها العديد من العبوات المليئة بالنفايات الإشعاعية ليصل عمقها داخل البئر إلى 2000 م، ثم تُردم الـ 3000 م المُتبقية بمواد مثل الأسمنت، أو الخرسانة، أو مادة البنتونيت.

يُمكن أن يصل عدد العبوات داخل البئر إلى 400 علبة فولاذية بحيث يبلغ قطر كل عبوة 0.33-0.5 م وطولها 5 م، ويُفصل بين كل عبوة والأخرى بطبقة من الأسمنت أو مادة البنتونيت، وتُستخدم هذه الطريقة في السويد، والدنمارك، وأمريكا، وسويسرا.