Radioaktivno zračenje
Do pre oko stotinak godina živa bića na planeti Zemlji bila su izložena uglavnom samo prirodnom zračenju. U poslednjih pedeset godina došlo je do povećane upotrebe različitih uređaji koji emituju zračenje i koji se koriste u skoro svim sverama života savremenog čoveka. Najopasniji oblik fizičkog zagađivanja životne sredine predstavlja radioaktivno zračenje koje može izazvati različite promene u ćeliji i organizmu pa i samu smrt.
Prirodno i veštačko zračenje
Radioaktivnost je spontani proces u kojem nestabilni atomi nekog elementa zrače višak energije u vidu čestica ili talasa. Pri radioaktivnom zračenju čestice koje se emituju sadrže veliku količinu energije koja, kada dođe u kontakt sa nekim molekulom iz njegovog atoma izbacuje elektron pa on postaje jonizovan. Takvo zračenje se naziva jonizujuće i predstavlja najveću opasnost za žive organizme.
Radioaktivno zračenje potiče iz dve vrste izvora prirodnih i veštačkih.
Prirodni izvori radioaktivnosti su sastavni deo životne sredine. To su kosmičko (zračenje Sunca i drugih zvezda), zemaljsko zračenje (radioaktivni materijali i rude iz Zemlje), radon kao i zračenje tkiva u unutrašnjosti živih bića . Primarni radioaktivni elementi u prirodi su uran, torijum, kalijum i njihovi radioaktivni derivati. Radioaktivni materijali prisutni su svuda u prirodi, u zemljištu, stenama, vodi, vazduhu i biljkama. Većina prirodnog zračenja potiče od gasa radona, koji je proizvod raspada urana i torijuma. Radon se emituje iz tla i koncentriše se u zgradama. Nivo radona u prirodi je obično mali, ali u zatvorenom prostoru može dostići veliku koncentraciju. Unošenjem radioaktivnih čestica, udisanjem ili upotrebom zagađene vode i hrane, one u tkivima nastavljaju da zrače. U proseku, dve trećine doze koju ljudi primaju iz prirodnih izvora potiče od radioaktivnih materija u vazduhu koji udišu, hrani koju jedu i vodu koju piju. Prirodni izvori ne predstavljaju ozbiljniji izvor zagađenja, za razliku od veštačkih izvora.
Veštači izvori, mirnodopski i vojni, su velika i potencijalna opasnost po živi svet.. Nuklearne elektrane su najveći mirnodopski izvor radioaktivnog zračenja i najveća opasnost zbog mogućih havarija kao i zbog problema sa odlaganjem nuklearnog otpada. Mirnodopskim izvorima zračenja pripadaju i industrija, poljoprivreda, nauka (istraživački i medicinski instituti) u kojima se primenjuju radioizotopi, rendgen i skener aparati i solarijumi. Mnoge od ovih ustanova stvaraju radioaktivni otpad, a neke otpuštaju kontrolisane količine zračenja u prirodu. U raznim proizvodima se koriste radioaktivni materijali. Takvi su duvan, građevinski materijali, televizori, rendgenski sistemi na aerodromima, detektori dima, elektronske cevi, radioaktivni gromobrani itd.
Mnogo opasniji i brojniji su vojni izvori zračenja: nuklearne probe, nuklearno oružje, havarije nuklearnih podmornica i sl.
Globalno radioaktivno zagađenje biosfere prouzrokovale su brojne nuklearne probe. U periodu od 1945. pa do 1963. godine izvršeno je oko 365 nadzemnih nuklearnih proba. U periodu od 1957. do 1985. godine, u četrnaest zemalja desila se 151 nuklearna nesreća (akcident) na energetskim i eksperimentalnim nuklearnim postrojenjima. Po posledicama po životnu sredinu i riziku od radijacije po stanovništvo izdvajaju se četiri: Vindskejl – Engleska (1957); Kišinjev – bivši SSSR (1957); Otok tri milje – SAD (1979) i Černobil – SSSR (1986).
Biološki efekti zračenja
Molekul koji je primio energiju značenja se menja što ostavlja posledice po ćeliju u kojoj se nalazi, pogotovo ako je to molekul DNK ili protein.
Ako je doza zračenja dovoljno velika, učinak se može videti gotovo odmah, u obliku radijacionog trovanja. Niže doze mogu prouzrokovati karcinom i imati teratogeno ili mutageno dejstvo. Neke ćelije su podložnije učincima zračenja, a najviše one koje se brzo razmnožavaju (ćelije koštane srži, ćelije korena kose, ćelije epitela creva). Ćelije često mogu popraviti štetu nastalu zračenjem, ali ako se ćelija podeli pre nego što je šteta popravljena, nove ćelije će biti promenjene. Učinak vrlo malih doza jonizujućeg zračenja još uvek je predmet rasprava. Zna se da ovo zračenje da ima kumulativno (sabirno) dejstvo. Tako da se male doze koje se primaju neprekidno tokom života, sabiraju i mogu negativno delovati na ćeliju ili organizam.
Nijedno izlaganje zračenju nije bez rizika zbog njegovog kumulativnog dejstva!
O učinku visokih doza zračenja dovoljno govore podaci o Japancima koji su preživeli eksplozije atomskih bombi u Hirošimi i Nagasakiju (krajem II svetskog rata) kao i o radnicima koji su bili u nuklearnoj elektrani u Černobilu u vreme nesreće 1986. Godinama posle ovih katastrofa kod stanovništva su se ispoljavali različiti oblici mutagenih, teratogenih i kancerogenih promena, kao i visoka stopa smrtnosti.
Ćelija koja je izložena energiji jonizujućeg zračenje može toliko da bude oštećena usled čega prestaje sa normalnim funkcijama i umire. Drugo, ćelija može da izgubi sposobnost razmnožavanja što se naziva reproduktivna smrt ćelije. Treće, genetski materijal DNK može biti oštećen tako da su buduće kopije ćelije promenjene, što može prouzrokovati karcinom. Najzad, može se dogoditi da apsorpcija zračenja ne utiče trenutno štetno na ćeliju.
Radioaktivno zračenje ne utiče isto na sve organske vrste, neke vrste ga bolje podnose od drugih. Tako, bakterije mogu da podnesu nekoliko stotina veću dozu zračenja od čoveka. Zglavkari, posebno škorpije, rakovi i insekti, takođe podnose mnogo veće doze zračenja od čoveka.
