الراديوم والرادون في البيئة

يُعدّ الراديوم والرادون من العوامل المهمة المساهمة في النشاط الإشعاعي البيئي. يتواجد الرادون بصفة طبيعية نتيجة تحلل العناصر المشعة في التربة ويمكن أن يتراكم في المنازل المبنية على مناطق يحدث فيها هذا التحلل. يُعدّ الرادون سببًا رئيسيًا للسرطان إذ يُقدّر أنه يُساهم بنحو 2% من جميع الوفيات المرتبطة بالسرطان في أوروبا.

الراديوم مثل الرادون مادة مشعة توجد بكميات ضئيلة في الطبيعة ويُشكل خطراً على الحياة إذا تجاوزت جرعة الإشعاع 20-50 ملي زيفرت /سنة. الراديوم هو ناتج تحلل اليورانيوم والثوريوم. قد يتسرب الراديوم أيضاً إلى البيئة بفعل الأنشطة البشرية على سبيل المثال من خلال التخلص غير السليم من المنتجات المطلية بطلاء مشع.

 الراديوم 

 في صناعات النفط والغاز 
تحتوي مخلفات صناعة النفط والغاز غالبًا على الراديوم ونواتجه. وقد تكون طبقة الكبريتات المتكونة في آبار النفط غنية جدًا بالراديوم. كما أن المياه داخل حقول النفط غنية عادةً بالسترونتيوم والباريوم والراديوم بينما مياه البحر غنية جدًا بالكبريتات. لذا إذا صرفت مياه آبار النفط إلى البحر أو خلطها بمياه البحر فمن المرجح أن يترسب الراديوم بفعل كبريتات الباريوم/السترونتيوم التي تعمل كعامل مساعد للترسيب.

 منتجات مشعة (تتوهج في الظلام) 
ليس من غير المعروف أن التلوث الموضعي ينشأ عن التخلص غير السليم من الدهانات المشعة القائمة على الراديوم.

 في دجل الإشعاع 
كان إيبن بايرز شخصية اجتماعية أمريكية ثرية وقد تُعدّ وفاته عام 1932 نتيجة استخدامه منتجًا مشعًا يُدعى راديثور مثالًا بارزًا على الوفاة الناجمة عن الراديوم. احتوت زجاجة راديثور على ما يقارب 1 ميكروكوري (40 كيلوبيكريل) من الراديوم−226 و1 ميكروكوري من الراديوم−228 . كان يُتناول راديثور عن طريق الفم ولأن الراديوم يُحاكي الكالسيوم فإنه يتمتع بنصف عمر بيولوجي طويل جدًا في العظام.

 الرادون 
تصغير|يشكل غاز الرادون الموجود في الهواء جزءًا من الإشعاع الخلفي والذي يمكن ملاحظته في غرفة سحابية.
يعود معظم الإشعاع إلى تحلل نظائر البولونيوم (218Po) والرصاص (214Pb) الناتجة عن تحلل الرادون (222Rn). ويمكن تقليل الجرعة الإشعاعية التي تصل إلى الجلد والرئتين بنسبة 90% على الأقل عن طريق التحكم في التعرض لهذه النظائر. ويمكن تحقيق ذلك بارتداء قناع واقٍ من الغبار وبدلة واقية تغطي الجسم بالكامل. تجدر الإشارة إلى أن التعرض للدخان بالتزامن مع التعرض للرادون ونظائره يزيد من تأثيره الضار. وقد وُجد أن الرادون أكثر تسبباً للسرطان لدى المدخنين من غير المدخنين في مناجم اليورانيوم.Keith, S; et al. (May 2012). Toxicological Profile for Radon. Atlanta (GA): Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US).
بديل=Uranium series|تصغير|سلسلة الراديوم أو اليورانيوم.

 الظهور 
يتراوح تركيز غاز الرادون في الهواء الطلق بين 1 و100 بيكريل/ م³. يوجد الرادون في بعض مياه الينابيع والينابيع الساخنة. وتشتهر مدينتا ميساسا في اليابان وباد كرويتسناخ في ألمانيا بينابيع غنية بالراديوم تنبعث منها غاز الرادون وكذلك ينابيع راديوم في نيو مكسيكو.

يتسرب غاز الرادون بصفة طبيعية من الأرض لا سيما في مناطق معينة وخاصةً المناطق ذات التربة الجرانيتية. مع ذلك لا تُعدّ جميع المناطق الجرانيتية عرضةً لانبعاثات عالية من الرادون. فعلى سبيل المثال مع أن الصخور التي بُنيت عليها مدينة أبردين غنية جدًا بالراديوم إلا أنها تفتقر إلى الشقوق اللازمة لانتقال الرادون. في المقابل في مناطق أخرى مجاورة في اسكتلندا (شمال أبردين) وفي كورنوال/ديفون، يستطيع الرادون التسرب من الصخور بسهولة.

الرادون هو ناتج تحلل الراديوم الذي بدوره ناتج تحلل اليورانيوم. تتوفر خرائط توضح متوسط مستويات الرادون في المنازل للمساعدة في تخطيط تدابير التخفيف.

في حين أن ارتفاع نسبة اليورانيوم في التربة / الصخور تحت المنزل لا يؤدي دائمًا إلى ارتفاع مستوى الرادون في الهواء إلا أنه يمكن ملاحظة وجود علاقة إيجابية بين محتوى اليورانيوم في التربة ومستوى الرادون في الهواء.

 في الهواء 
يضر غاز الرادون بجودة الهواء الداخلي في العديد من المنازل. (انظر "في المنازل" أدناه.)

يتحلل غاز الرادون (222Rn) المنطلق في الهواء إلى الرصاص (210Pb) ونظائر مشعة أخرى ويمكن قياس مستويات الرصاص (210Pb). ومن الجدير بالذكر أن معدل ترسب هذا النظير المشع يعتمد بصفة كبيرة على الموسم. فيما يلي رسم بياني لمعدل الترسب المرصود في اليابان.

 المياه الجوفية 
قد تحتوي مياه الآبار على نسبة عالية من غاز الرادون واستخدام هذه المياه داخل المنزل يُعدّ مسارًا آخر لدخول الرادون إلى المنزل. يمكن أن ينتشر الرادون في الهواء ليصبح مصدرًا لتعرض الإنسان له أو يمكن استهلاك هذه المياه من قِبل الإنسان وهو مسار آخر للتعرض.

 الرادون في مياه الأمطار 
قد تكون مياه الأمطار شديدة الإشعاع لاحتوائها على مستويات عالية من غاز الرادون ونواتج تحلله وهما البزموت−214 والرصاص−214 وقد تصل تركيزات هذه النظائر المشعة إلى مستويات عالية تُعيق بطريقة خطيرة مراقبة الإشعاع في محطات الطاقة النووية. وتُسجّل أعلى مستويات الرادون في مياه الأمطار أثناء العواصف الرعدية ويُفترض أن تركيز الرادون في هذه العواصف يعود إلى تكوينه بعض الأيونات الموجبة خلالها. وقد قاموا بالحصول على تقديرات لعمر قطرات المطر من خلال قياس وفرة النظائر الناتجة عن تحلل الرادون قصير العمر في مياه الأمطار.

 في صناعات النفط والغاز 
غالباً ما يحتوي الماء والنفط والغاز المستخرج من الآبار على غاز الرادون. يتحلل الرادون ليُشكّل نظائر مشعة صلبة تُكوّن طبقات على الجدران الداخلية للأنابيب. في مصانع تكرير النفط تُعدّ منطقة معالجة البروبان من أكثر المناطق تلوثاً نظراً لتشابه درجة غليان الرادون مع البروبان.

 في المناجم 
نظرًا لأن معادن اليورانيوم تُصدر غاز الرادون ونواتج تحللها الضارة والمشعة للغاية فإن تعدين اليورانيوم يُعدّ أكثر خطورة بكثير من تعدين الصخور الصلبة الأخرى (الخطيرة أصلًا) مما يستلزم أنظمة تهوية مناسبة إذا لم تكن المناجم مكشوفة. في خمسينيات القرن الماضي كان عدد كبير من عمال مناجم اليورانيوم الأمريكيين من قبيلة نافاجو حيث اكتشف العديد من رواسب اليورانيوم في محمياتهم. وقد أصيبت نسبة كبيرة إحصائيًا من هؤلاء العمال لاحقًا بسرطان الرئة ذي الخلايا الصغيرة وهو نوع من السرطان لا يرتبط عادةً بالتدخين وذلك بعد تعرضهم لخام اليورانيوم والرادون-222 وهو ناتج تحلل طبيعي لليورانيوم. وقد ثبت أن العامل المسبب للسرطان هو الرادون الناتج عن اليورانيوم وليس اليورانيوم نفسه. وقد حصل بعض الناجين وذريتهم على تعويضات بموجب قانون تعويض التعرض للإشعاع في عام 1990.

يُضبط مستوى غاز الرادون في هواء المناجم عادةً بموجب القانون. في المناجم العاملة يُمكن التحكم بمستوى الرادون عن طريق التهوية وإغلاق الأجزاء القديمة والتحكم في مياه المنجم. قد يرتفع مستوى الرادون في المنجم عند هجره ليصل إلى مستوى يُسبب احمرار الجلد (حرق إشعاعي خفيف). قد تصل مستويات الرادون في بعض المناجم إلى 400 إلى 700 كيلوبيكريل/ م³.

تُعدّ وحدة قياس التعرض الإشعاعي لأشعة ألفا في أنسجة الرئة هي مستوى العمل الشهري (دبليو أل أم) حيث تتعرض الرئتان البشريتان لمدة 170 ساعة (وهي مدة عمل شهر نموذجي لعامل منجم) لهواء يحتوي على 3.7 كيلوبيكريل من الرادون−222 (في حالة توازن مع نواتج تحلله). هذا الهواء يحمل معدل جرعة ألفا يعادل مستوى عمل واحد (دبليو أل). ويُقدّر أن الشخص العادي (عامة الناس) يتعرض لمستوى عمل شهري (دبليو أل أم) يعادل 0.2 أي ما يُقارب 15 إلى 20 مستوى عمل شهري (دبليو أل أم) خلال حياته. بحسب المجلس الوطني للبحوث (أن آر سي) فإن جرعة 1 دبليو أل أم تعادل جرعة رئوية تتراوح بين 5 و10 ملي سيفرت (0.5 إلى 1.0 ريم) بينما تعتبر منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (أوه إي سي دي) أن جرعة 1 دبليو أل أم تعادل جرعة رئوية قدرها 5.5 ملي سيفرت وتعتبر اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع (أي سي آر بيه) أن جرعة 1 دبليو أل أم تعادل جرعة رئوية قدرها 5 ملي سيفرت للعاملين المتخصصين (و4 ملي سيفرت لعامة الناس). وأخيرًا ترى لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري (يونسيار) أن تعرض الرئتين لـ 1 بيكريل من الرادون−222 (في حالة توازن مع نواتج تحلله) لمدة عام واحد سيؤدي إلى جرعة قدرها 61 ميكرو سيفرت.

لقد ثبت وجود علاقة بين سرطان الرئة وغاز الرادون لدى البشر (بما لا يدع مجالًا للشك المعقول) عند التعرّض لمستويات تبلغ 100 وحدة دبليو أل أم أو أكثر. ومن خلال استخدام بيانات من عدة دراسات أمكن إظهار أن زيادة في خطر الإصابة قد تنتج عن جرعة منخفضة تصل إلى 15–20 وحدة دبليو أل أم. ولسوء الحظ كانت هذه الدراسات صعبة لأن الأخطاء العشوائية في البيانات كبيرة جدًا. ومن المرجّح أن عمّال المناجم يتعرّضون أيضًا أثناء عملهم لعوامل أخرى يمكن أن تضرّ رئاتهم (مثل الغبار وعوادم الديزل).

 في المنازل 
من المعروف منذ خمسينيات القرن الماضي على الأقل وجود غاز الرادون في الهواء الداخلي وبدأت الأبحاث حول آثاره على صحة الإنسان في أوائل سبعينيات القرن الماضي. ازداد الوعي العام بمخاطر التعرض للرادون في المساكن بعد عام 1984 نتيجةً لقضية ستانلي واتراس الموظف في محطة ليمريك للطاقة النووية في بنسلفانيا. تسبب السيد واتراس في انطلاق أجهزة إنذار الإشعاع (انظر عداد جايجر) في طريقه إلى العمل لمدة أسبوعين متتاليين بينما كانت السلطات تبحث عن مصدر التلوث. صُدموا عندما اكتشفوا أن المصدر هو مستويات عالية بصفة مذهلة من الرادون في قبو منزله وأن الأمر لا علاقة له بالمحطة النووية. قُدّرت المخاطر المرتبطة بالعيش في منزله بما يعادل تدخين 135 علبة سجائر يوميًا.

اعتمادًا على كيفية بناء المنازل وتهويتها قد يتراكم غاز الرادون في الأقبية والمساكن. يوصي الاتحاد الأوروبي باتخاذ إجراءات التخفيف بدءًا من تركيزات تبلغ 400 بيكريل /م³ للمنازل القديمة و200 بيكريل/م³ للأنواع الجديدة.

يوصي المجلس الوطني للحماية من الإشعاع والقياسات (NCRP) باتخاذ إجراءات لأي منزل يزيد تركيز الإشعاع فيه عن 8 كوري/ليتر(300 بيكريل\متر3).

توصي وكالة حماية البيئة الأمريكية باتخاذ إجراءات لأي منزل يزيد تركيز الملوثات فيه عن 148 بيكريل/ م³ (معطى على شكل 4) (بيكو كوري/لتر). تشير الإحصائيات إلى أن ما يقرب من منزل واحد من بين كل 15 منزلاً في الولايات المتحدة يحتوي على مستويات عالية من غاز الرادون في الأماكن المغلقة. يوصي الجراح العام الأمريكي ووكالة حماية البيئة بإجراء اختبارات الرادون في جميع المنازل. ومنذ عام 1985 اختبرت ملايين المنازل في الولايات المتحدة للكشف عن الرادون.Boyd, David R. (2006). "Radon The Unfamiliar Killer". Healthy Environment, Healthy Canadians Series, Report No.1. Vancouver: David Suzuki Foundation. Archived from the original on March 4, 2016. Retrieved February 1, 2015. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)

بإضافة مساحة زحف أسفل الطابق الأرضي والتي تخضع للتهوية القسرية يمكن خفض مستوى غاز الرادون في المنزل.

 المراجع 

 GK Gillmore, P. Phillips, A. Denman, M Sperrin and G. Pearse, Ecotoxicology and Environmental Safety, 2001, 49, 281.
 JH Lubin و JD Boice، مجلة المعهد الوطني للسرطان ، 1997، 89 ، 49. (مخاطر الرادون في الأماكن المغلقة)
 NM Hurley و JH Hurley، البيئة الدولية ، 1986، 12 ، 39. (سرطان الرئة لدى عمال مناجم اليورانيوم كدالة للتعرض للرادون).

 للمزيد من القراءة 

 هالا، ج. ونافراتيل ج.د، النشاط الإشعاعي، الإشعاع المؤين والطاقة النووية ، كونفوج، 2003. رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 80-7302-053-X

تصنيف:تلوث
تصنيف:ملوثات التربة
تصنيف:نشاط إشعاعي
تصنيف:علم الأحياء الإشعاعي
تصنيف:رادون
تصنيف:راديوم
تصنيف:فيزياء نووية
تصنيف:كيمياء نووية
تصنيف:تقانة نووية
تصنيف:Pages using sidebar with the child parameter