RADIOACTIVITATEA NATURALA SI ARTIFICIALA ÎN APA, SOLUL SI ALIMENTELE DIN ROMÂNIA

Ion CHIOSILA – Societatea Româna de Radioprotectie

O data cu descoperirea si utilizarea radioactivitatii artificiale, la începutul secolului trecut, a crescut valoarea dozei de expunere, în unele locuri si situatii, chiar cu mai multe ordine de marime datorita folosirii armelor nucleare în august 1944 – Japonia, testelor cu arme nucelare si mai ales dupa accidentul nuclear de la Cernobâl din 1986. În prezent, doza de iradiere la care sunt expuse organismele vii pe pamânt este data de: - radiatia cosmica, cca 10% - radiatia naturala terestra, cca 80% - radiatia data de surse artificiale, incluzând si iradierea medicala (în scop de diagnostic) cu ponderea cea mai mare, cca 10%. În cazul României datorita utilizarii înca a aparaturii vechi, doza medie data de iradierea medicala este aproape dubla, în comparatie cu statele Uniunii Europene. O atentie deosebita a început sa fie data, în ultimii 20 de ani, radioactivitatii naturale, care poate fi modificata de catre om prin: utilizarea în exces a îngrasamintelor naturale fosfatice si potasice, arderea carbunelui în centrale termoelectrice învechite etc. Radioactivitatea artificiala, cu posibile efecte negative asupra vietii, apare în urma folosirii materialului fisionabil pe baza de uraniu în scopuri distructive (arme nucleare) sau în scopuri pasnice (obtinerea curentului electric, în centrale nuclearoelectrice, propulsia unor nave maritime sau cosmice etc.) Radionuclizii artificiali aparuti în urma utilizarii energiei nucleare (cesiu-137, cesiu-134, strontiu-90, iod-131 si altii), cât si cei naturali din subproduse sau deseuri (radiu-226, radiu-228, uraniu-238, thoriu-232 etc) având proprietati fizico-chimice sau similare cu unele elemente chimice constituente ale materiei vii (Tabelul nr.1), sunt metabolizati de catre organismele vii, iar în final, prin diverse lanturi trofice naturale sau din agroecosisteme ajung în organismul uman. O atentie deosebita se acorda de specialistii în radioprotectie radionuclidului potasiu-40, izotop radioactiv natural al elementului potasiu, care este responsabil de cca 75% din doza de expunere interna data de radionuclizii existenti în organismul uman. Continutul acestui radionuclid, cu mult peste alti radionuclizi naturali sau artificiali, se afla în echilibru în apa, sol, organisme si nu poate fi influentat semnificativ de catre om. Continutul radionuclizilor naturali si artificiali în apa, sol, vegetatie, organisme animale si din om, se determina permanent de retele de specialitate din Ministerul Sanatatii si Ministerul Mediului si Gospodaririi Apelor, astfel:

Tabelul 1. Surse de producere, caracteristici fizice si biologice

ale principalilor radionuclizi naturali si artificiali periculosi pentru om

radionuclid Tf surse de producere cai de transfer organe de referinta Tb

hidrogen-3 12,3 a interactia radiatiei cos-

mice cu H, procesarea

combustibilului nulear,

reactori de fuziune,

inhalare, apa, alimente

întregul organism 12 z

carbon-14 5730 a interactia radiatiei cos-

mice cu N, explozii

nucleare

formare de CO2, inhalare, apa, alimente

întregul organism, plamân, tract gastro-intestinal

10-

12 z

potasiu-40 1,3?109a component natural al solului si apei

concentrat de plante

întregul organism,

mai ales organe moi

58 z

radon-222 3,8 z dezintegrarea U-238,

gaz în atmosfera

inhalare plamân, ganglioni limfatici

-

radiu-226 1620 a dezintegrarea U-238,

arderea carbunelui, deseu

în mine urani-fere si în

industria îngrasamintelor

minerale

slab concentrat în plante, concentratie mare în alunele braziliene

sistem osos, tract gastro-intestinal

43,8 a

thoriu-232 13,9?108a roci acide, sol si apa cantitati reduse în oase

os, tract gastro-intestinal

200 a

uraniu-235 700?106a uraniu-238 4,5?109a

roci acide, sol, apa

din explozii nucleare

cantitati reduse în

vegetatie sau gra-

simi animale

os, rinichi, întregul organism

300 z

15 z

100 z

cesiu-134 2.05 a cesiu-137 30,5 a

produsi de fisiune în

reactori si teste nucleare,

deseu în uzinele de

procesare a

combustbilului nuclear

plante, animale si alimente

muschi, splina,

ficat, corpul întreg

70 -

130 z

iod-129 16?106 a 138z iod-131 8,01 z

produsi de fisiune în

reactori si teste nucleare,

deseu în uzinele de

procesare a

combustbilului nuclear

inhalare, apa si alimente

tiroida 7,6z

plutoniu-238 86,4 a 63,4a plutoniu-239 24000 a 197a plutoniu-240 6580 a 195a plutoniu-241 13,2 a

deseu în reactori si teste nucleare,

inhalare, alimente

os, ficat

12 a strontiu-89 50,5 z

strontiu-90 27,7 a

produsi de fisiune în

reactori si teste nucleare,

deseu în uzinele de

procesare a

combustbilului nuclear

plante, animale si alimente

sistemul osos 50,4z 17,5a

- Reteaua Laboratoarelor de Igiena Radiatiilor, cu 22 laboratoare, din care 4 apartin Institutelor de Sanatate Publica Bucuresti, Iasi, Cluj si Timisoara, iar celelalte apartin Directiilor de Sanatate Publica din 18 judete care acopera întreaga suprafata a tarii; - Reteaua Nationala de Supraveghere a Radioactivitatii Mediului, care are 47 laboratoare, câte unul în fiecare judet, la care se adauga înca doua laboratoare în zonele de influenta ale CNE Cernavoda (la Cernavoda) si CNE Kozlodui (la Bechet), doua laboratoare la altitudine (Babele si Toaca) si unul în Delta Dunarii (la Sfântul Gheorghe). Numarul radionuclizilor naturali existenti în mediu, care pot fi transferati prin apa si hrana la om este mare; dintre acestia importanta deosebita prezinta Ra-226 si K-40 ca principali responsabili pentru doza de iradiere interna primita de om. Radionuclidul Ra-226 (alaturi de Ra-228,U-238, Th-232 cu valori mai mici) poate fi oarecum controlat de om prin:

- utilizarea cu mai multa grija si în cantitati reduse a îngrasamintelor minerale fosfatice si potasice;

- modernizarea centralelor termice pe carbune prin instalarea de filtre speciale pentru retinerea cenusilor zburatoare; - stocarea sterilului de la aceste centrale si a celui rezultat de la fabricarea îngrasamintelor chimice în conditii de siguranta pentru reducerea la maxim a impurificarii pânzei de apa freatica etc. Continutul radionuclidului Ra-226 (Tabelul nr. 2) atinge valori relativ reduse în apa, vegetatie si produse de origine animala (sub 2,5 Bq*/kg), în timp ce în organismul uman valorile cresc catre 15 Bq/kg datorita metabolizarii si stocarii în sistemul osos pe toata durata vietii. Tabelul nr. 2. Continutul radionuclizilor Ra-226, K-40 si Cs-137 în apa, sol si alimente de origine vegetala si animala.

Radio-nuclid

Apa Sol Vegetatie spontana

Legume, fructe

Produse de origine animala

Ra-226 0,002 - 0,020 10 - 90 1,8 - 2,5 0,014 - 0,20 0,007 - 0,044

K-40 0,025 - 0,240 330 - 800 350 - 650 150 - 520 10 - 50

Cs-137 0,001 - 0,163 50 - 610 0,06 - 10,50 0,017 - 2,26 0,05 - 10,95

Continutul potasiului 40 are valori ridicate în sol si plante, dar ceva mai reduse în produsele de origine animala, inclusiv în organismul uman (cu cca 50 Bq/kg). ___________________ * bequerel = unitatea de radioactivitate, reprezinta o dezintegrare pe secunda. Înlocuieste vechea unitate de masura a radioactivitatii numita curie (Ci). 1 Ci = 3,7.1010 dezintegrari de secunda (3,7.1010 Bq)

Radionuclizii artificiali aparuti dupa testele nucleare si dupa accidentul de la Cernobâl sunt foarte numerosi, peste 20, dar, datorita timpului de înjumatatire fizica (Tf), o mare parte dispare în primele luni dupa contaminarea mediului. Atentie deosebita s-a acordat radionuclizilor iod-131, cesiu-137, cesiu-134 si strontiu-90, datorita metabolizarii rapide de catre organismele vii, precum si a contributiei ridicate la doza de expunere primita de om. Dintre acesti radionuclizi, I-131 a disparut relativ repede dupa accidentul nuclear din 26 aprilie 1986 (în cca 80 de zile) dar a avut contributia cea mai ridicata, peste 85% din doza de expunere primita de om în anul respectiv. Sr-90 a prezentat valori reduse de contaminare sub 1/10 din radioactivitatea Cs-137, a fost decelat cu mare greutate în organismele vegetale si animale. Cs-134 s-a dezintegrat si dispersat în sol reducând foarte mult radioactivitatea, în prezent fiind foarte greu de decelat în mediu. Cs-137, datorita Tf (timpul de înjumatatire fizica – timpul dupa care numarul de nuclee radioactive se reduce la jumatate prin dezintegrare) relativ mare de 31 ani, are înca valori usor de decelat în sol si unele plante de padure (în functie si de contaminarea pe zone geografice) si mai greu de evidentiat în apa de suprafata, plante si produse de origine animala.

În subcarpati, nordul Moldovei, judetele Mures si Tulcea, valorile continutului în Cs-137 din sol sunt înca ridicate (zeci la sute de Bq/kg), alaturi de valori de câtiva Bq/kg în ciuperci si fructe de padure. În celelalte zone ale tarii, în alimentele de origine vegetala si animala, continutul Cs-137 a scazut sub 1 Bq/kg, iar în apa este de numai câtiva mBq/l. Daca în anul 1986 continutul Cs-137 în om a depasit chiar 1000 Bq, datorita metabolizarii rapide (Tb – timpul de înjumatatire biologica reprezinta timpul necesar unui sistem biologic pentru a elimina jumatate din numarul de nuclee prin procese metabolice, în cazul cesiului fiind de 100 – 150 zile), dupa 5-6 ani radionuclidul a scazut continuu catre cca. 100 Bq, iar în prezent nu mai poate fi decelat în zona tarii noastre. În prezent, contributia acestui radionuclid la doza de expunere a omului este nesemnificativa. Obiectivele nucleare existente pe teritoriul României, centrala nucleara de la Cernavoda care functioneaza de 8 ani, reactorul de cercetare de la Institutul de Reactori Nucleari Energetici Pitesti (de 25 de ani în functiune) si reactorul nuclear de cercetare de la I.F.A. Magurele – Bucuresti (a functionat între ani 1957 si 2000), în prezent în curs de dezafectare, nu au contaminat niciodata aerul, apa sau solul din împrejurimi peste limitele admise de normele în vigoare. Masurarile efectuate, atât de laboratoarele proprii de supraveghere, cât si de cele doua retele de supraveghere a contaminarii mediului, alimentelor sau apei potabile nu au pus în evidenta radionuclizi artificiali de la obiectivele nucleare mentionate. Acelasi lucru se poate spune si despre centrala nucleara de la Kozlodui (Bulgaria) situata la sud de Dunare si de localitatea Bechet – jud. Dolj, care din anul 1974 de când a fost dat în folosinta primul reactor energetic nu s-a pus în evidenta vreo contaminare radioactiva cu radionuclizi artificiali. Aici au functionat 6 reactori, între 1980 si 2000, în prezent primii doi fiind pe cale de dezafectare iar ceilalti sunt deja retehnologizati.

Radioactivitatea naturala, modificata de om în ultimele decenii, are o contributie relativ redusa la doza de expunere mediata pentru populatia României. Exista totusi unele zone cu valori ceva mai ridicate, cunoscute ca zone cu radioactivitate naturala crescuta datorita existentei si exploatarii minereurilor uranifere. Dupa 1990, radioactivitatea naturala în agroecosisteme este în continua scadere datorita utilizarii din ce în ce mai reduse a îngrasamintelor minerale prin fragmentarea terenurilor agricole si lipsei de fonduri banesti. Radioactivitatea artificiala, provenind din norul radioactiv care a trecut si peste Romînia dupa accidentul de la Cernobâl, a atins deja valorile mici de contaminare existente înainte de 1986; în prezent nu mai constituie obiectul unei monitorizari a apei potabile decât în zonele cu obiective nucleare, continua înca controlul contaminarii cu radionuclizi artificiali a alimentelor. Daca energia nucleara este utilizata corect, cu respectarea tuturor masurilor de radioprotectie, se poate spune ca face parte dintre energiile curate. Totusi, o serie de accidente nucleare, printre care mai ales cel din 1986 de la Cernobâl a contaminat întregul continent european, fiind puse în evidenta contaminari radioactive chiar si pe alte continente. Concluzii: - Continutul radionuclizilor naturali, în sol si alimente, modificat de om prin diverse activitati tehnologice, prezinta valori foarte diferite (pâna la doua ordine de marime), în functie de zona geografica, utilizarea îngrasamintelor minerale fosfatice si potasice, apropierea de centrale termice pe carbune etc. - Continutul radionuclizilor artificiali, aparuti în urma testelor nucleare si accidentului de la Cernobâl, se situeaza în prezent la valori foarte mici în comparatie cu cele de dupa accident. Bibliografie: 1. x x x Radioactivitatea naturala în România, colectiv din Societatea Româna de Radioprotectie, Bucuresti, 1994 2. x x x Radioactivitatea artificiala în România, colectiv din Societatea Româna de Radioprotectie, Bucuresti, 1995

1. I. Chiosila, 1998, Radiatiile si viata, Ed. Paco, Bucuresti 2. Sinteza anuala “Evaluarea nivelului continutului radioactiv al alimentului

si apei potabile” - 2003, coordonator fiz. Raluca Gheorghe, I.S.P. Bucuresti Octombrie 2004