Pentru a intelege mai bine aceasta tema trebuie sa trecem in revista si cativa termeni de baza in ceea ce priveste radioactivitatea si alimentele. Astfel, materia se compune din elemente, iar elementele se compun din atomi. Atomii contin un nucleu si un numar oarecare de electroni, care au sarcina electrica negativa. Nucleul contine protoni, cu sarcina electrica pozitiva, si neutroni, fara sarcina electrica. Numarul protonilor este egal cu numarul electronilor si este numit numar atomic, de exemplu oxigenul are numarul atomic 8. Astfel caracterizati, atomii se numesc nuclizi. De exemplu, Carbonul-12 este un nuclid cu 6 protoni si 6 neutroni, Plumbul-208 este un nuclid cu 82 protoni si 126 neutroni. Nuclizii pot fi stabili sau instabili. Din cei circa 1700 nuclizi cunoscuti, aproximativ 280 sunt stabili, restul se transforma in mod spontan in nuclizii altui element iar in timpul transformarii emit radiatie. Aceasta proprietate se numeste radioactivitate, transformarea se numeste dezintegrare, iar nuclidul spunem ca este un radionuclid. De exemplu, Carbonul-14 este un radionuclid care se dezintegreaza in Azot-14, care este stabil, iar Bariul-140 se dezintegreaza in radionuclidul Lantan-140 iar acesta, la randul sau, in nuclidul stabil Ceriu-140. Radiatiile emise de radionuclizi sunt: particule a, particule b si fotoni. Alte tipuri de radiatii sunt radiatiile cu neutroni (in urma bombardarii cu particule a sau b) si radiatia X (care se produce in urma bombardarii cu electroni a unei tinte metalice aflate in vid) (http://www.epa.gov/radiation/).
Surse.
Sursele de radioactivitate se pot grupa in doua categorii surse artificiale (accidentele si deseurile de la reactoarele nucleare, experientele si accidentele cu arme nucleare, tratamentele medicale ce utilizeaza radiatii sau radionuclizi, diferite activitati profesionale – controlul proceselor si a calitatii produselor, in institute de cercetare si invatamant superior, activitatea medicilor sau a personalului sanitar care lucreaza cu radiatii, ceasurile luminate cu substante radioactive sau televizoare) si surse naturale ( cosmice si telurice). Originea radiatiei cosmice este inca neclara, ea patrunde in cantitate mai mare pe la poli si altitudini mari, decat pe la Ecuator si malul marii. Radiatia telurica provine din faptul ca, toate materialele din scoarta pamantului sunt radioactive. Cele mai raspandite elemente radioactive din sol si roci sunt: uraniul, toriul si potasiul (http://www.epa.gov/radiation/).
Efecte.
Efectele radiatiilor asupra organismului viu se impart in efecte somatice (sindromul sistemului nervos central – care se instaleaza dupa cateva minute sau ore de la o iradiere si se manifesta prin convulsii si lipsa de coordonare; sindromul gastro-intestinal – manifestat prin greata, vomitari, diaree; depresiuni hematopoetice, sterilitate, cataracte, alopecie, scurtarea vietii si aparitia cancerului epitelial, pulmonar si nu numai) si efecte genetice (mutatii genetice – intarzierea mintala, pete ale tegumentului, malformatii etc.).
Doze. Coeficienti. Timp de injumatatire.
Au fost identificati aproximativ 2300 de radionuclizi, marea majoritate fiind radioactivi. Radionuclizii ce se dozeaza cel mai des din aer, apa si lapte sunt: iodul 131 (I-131), bariul 140 (Ba-140), cesiul 137 (Ce-137) si strontiul 90 (Sr-90).
Efectele daunatoare ale radionuclizilor nu provin din actiunea lor chimica, ci din radiatia tesuturilor asociata cu intarzierile radioactive. Radiatia tesuturilor, creste riscul de cancer. Riscul variaza in functie de tipul si energia radiatiei, si de timpul de expunere al tesutului, precum si de concentratia de radionuclizi. Cunoscand acesti factori, doza de expunere la radionuclizi, poate fi calculata. Doza este produsul fluxului de radionuclizi si doza necesara de conversie. Doza este masurata in Sieverts, echivalentul la 1 Joule/kg (Hanlon, Edward A., 2004).
Cateva recomandari sunt luate in considerare pentru a determina cand un grup individual poate fi considerat „sub nivelul minim de criza” (Roessler et al., 1991). Se poate zice ca, nefiind deloc expus la radiatii, este cel mai sigur mod de a fi considerat sub nivelul minim de criza, dar acest lucru este ireal. Oamenii si lantul lor alimentar, sunt expuse zilnic la multe si diferite tipuri de radiatii, toate rezultand din mediul inconjurator al fiecaruia. Oamenii sunt expusi radiatilor cosmice [0,27 milliSieverts/an (mSv/an)], radiul din interiorul caselor (2,0 mSv/an), si Ra-226 din corpul uman. (0,01 mSv/an) (Walsh, 1991). Standardul propus pentru un individ, pentru intregul corp expus continuu, este 1,0 mSv/an (Roessler et al., 1991). Expunerea continua inseamna ca acea persoana este expusa la o cantitate mica de radiatii in fiecare zi. De retinut ca expunerea normala pentru majoritatea persoanelor este deja mai mare decat cea propusa initial (Hanlon, Edward A., 2004).
S-a ajuns la o concluzie ca pana si radionuclizii au un timp de injumatatire. Astfel uraniul (U-238) are timpul de injumatatire de 4.468.000.000 ani, toriul (Th- 232) de 13.900.000.000 ani (Hanlon, Edward A., 2004), Plutoniu-239 de 25.000 ani, 30 ani Strontiu-90 si Cesiu-137, Iod-131 de aproximativ 8 zile (Ionel Balan, doctor in stiinte, Centrul national stiintifico-practic de medicina preventiva).
Riscul privind contaminarea cu radionuclizi.
Se vorbeste des despre riscul asociat cu o activitate, de exemplu riscul ca un individ va muri de cancer in urma fumatului raportat la un an este de de 1 la 1000. De vreme ce o mare parte din populatia lumii fumeaza, un astfel de risc este considerat „acceptabil” in proportie cu populatia care fumeaza. Riscul anual in ceea ce priveste fatalitatea in urma uraganelor, trasnetelor, tornadelor este de 1 la 100.000. In cele din urma, riscul anual de cancer cauzat de radionuclizii din alimente este de 1 la 1.000.000. Un risc atat de mic este foarte usor de acceptat in comparatie cu celelalte (fumatul, dezastre naturale) (Walsh, 1991, 186).
Riscul radiatiilor poate fii calculat prin multiplicarea dozei cu coeficientul de risc. Coeficientul de risc este egal cu 0.05/Sv (Roessler et al., 1991, 208). De asemenea, putem calcula si riscul pe o peroada mai mare de timp, multiplicand riscul anual cu numarul de ani luati in considerare (Hanlon, Edward A., 2004).
Principalele surse ale dozei de radiatie umana si animala:
– din cosmos: circa 100 000 neutroni si 400 000 particule de radiatie cosmica secundara trec prin fiecare individ, in fiecare ora;
– din aerul respirat: circa 30 000 atomi (de radon, plutoniu, bismut si plumb) se dezintegreaza in fiecare ora in plamani, dand nastere la particule si unor fotoni;
– din sol si materiale de constructie: peste 200 milioane fotoni y trec prin noi in fiecare ora;
– din alimente si apa: omul introduce zilnic in organism peste 1 microgram de uraniu; 70% din aceasta cantitate provine din cereale, carne, lapte si cartofi.
Laptele, unul dintre cele mai importante alimente din hrana omului dar si a animalelor, inca din antichitate a stat la baza secretului vietii lungi si sanatoase („elixirul vietii copiilor si sanatatii adultilor”, „sangele alb”). Este un produs de origine animala, o secretie a glandei mamare a mamiferelor. In general cand se vorbeste despre lapte se considera a fii de vaca , pentru a denumi laptele de la alte specii se precizeaza specia respectiva (lapte de vaca, lapte de bivolita, lapte de oaie, lapte de capra, lapte de ren, lapte de cabaline, lapte de zebra, etc.). Un litru de lapte, exprimat in calorii, in ceea ce priveste valoarea nutritiva, echivaleaza cu : 400 g carne de porc, 500 g carne de peste, 600 g de carne de vaca, 700 g carne de vitel, 1400 g mere si 2600 g varza (Mihaiu M. si Rotaru O., 2006).
Animalele consuma plante, ce contin radionuclizi. Marea majoritate a radionuclizilor se acumuleaza in organe, o parte se elimina pe cale difestiva si renala, iar cealalta parte prin lapte.
Dozarea radionuclizilor din lapte se face datorita consumului mare in cadrul populatiei, in special in randul copiilor (acest lucru indica cat de expusi sunt copiii la reactiile nucleare) si mai ales pentru ca laptele este un bun indicator al prezentei radionuclizilor in natura. Radionuclizii cel mai des intalniti sunt iodul 131 (I-131) (mai ales in faza apoasa a laptelui), bariul 140 (Ba-140), cesiul 137 (Ce-137) si strontiul 90 (Sr-90) (Lecompte Y., 2001).
Fig.1. Aparat folosit in gama-spectrofotometrie
Pentru a identifica radionuclizii din lapte s-au incercat mai multe metode, dar cele mai utilizate au ramas cele bazate pe gama-spectrofotometrie (Fig. 1). Programele au ca scop identificarea radionuclizilor, determinarea concentratiei acestora si totodata urmaresc evolutia concentratiei radionuclizilor din mediul inconjurator intr-un anumit interval de timp .
Metoda extragerii radionuclizilor cationici din lapte.
In probe de lapte proaspat a fost adaugat Sr-85, Ba-140 si Cs-134 si apoi au fost depozitate la 4 grade Celsius timp de 72 de ore. Ulterior probele au fost aduse la un ph de 5,4 (5,3), cu acid citric si trecut apoi printr-o coloana ce contine Dowex 50W-X8 rasina cationica din ciclul CaMgKNa. Rasina a fost tratata in prealabil cu o solutie salina ce continea clorura de Ca, Mg, K si Na in aproximativ aceleasi proportii ca in lapte, dar de 5 ori mai mare concentratia si la acelasi ph ca laptele acidifiat. Dupa acest tratament, laptele a fost amestecat cu Dowex 2-X8 rasina anionica din ciclul OH-, ph-ul a fost adus la 6,6. Laptele a fost filtrat printr-o panza de branza pentru a indeparta rasina adaugata. Analiza laptelui arata ca aproximativ 90-95% din Sr, 85-95% din Ba si 75% din Cs a fost indepartat prin aceasta metoda. Un tratament ulterior al produsului final cu rasina CaMgKNa la ph de 6,6 a dus la indepartarea a 45, 30 respectiv 90% din radionuclizii reziduali. Rezultatele obtinute atat la ph de 5,2 cat si la 5,3, in vivo si vitro, au fost similare (Murthy, G.K., Masurovsky, E.B., Campbell, J.E., Edmondson, L.F., 1961).
La 20 de ani de la dezastrul de la Cernobyl, cei de la centrul de sanatate continua sa descopere noi cazuri de expuneri ale oamenilor la radiatille ionizante, indivizi care ajung in contact direct sau indirect cu radionuclizii eliberati in 1986. In urma relatarilor autoritatilor, aproximativ 80 % din cazuri ce au fost afectate de accidentul de la Cernobyl, din regiunea Belarus, sunt direct legate de consumul de alimente. Totusi nu trebuie sa ne gandim ca cea mai mare parte din mancare e nesigura chiar dimpotriva (Marilyn Smith)
Cu 3 zile inainte de dezastru, doamna Galina Bondar, directoarea unei unitati de procesare a laptelui si produselor din lapte, localizata la doar 30 km de Cernobyl, a primit echipament necesar pentru analiza laptelui in ceea ce priveste radioactivitatea. 20 de ani fara oprire, fiecare cisterna cu lapte ce ajungea in unitate a fost analizata in directia radioactivitatii. Datorita echipamentului si a cursurilor de initiere, laboratorul poate detecta si masura cu acuratete cesiumul-137 si strontiul-90. Aceste teste arata daca laptele va fii consumat ca atare sau sub forma de iaurt, unt sau branza. Laptele cu concentratii mari de radionuclizi este indreptat spre procesare in vederea obtinerii de branzeturi, „Deorece ,explica directoarea, radionuclizii raman in grasime, raman concentrati in produsul primar, nu cel finit”. Toate aceste teste sunt facute astfel ca in toate magazinele sa se gaseasca alimente ce sunt in concordanta cu legile guvernului in ceea ce priveste siguranta alimentelor. In fiecare an, mai mult de 1000 de laboratoare si puncte de control ale radiatiilor, testeaza mai mult de 11 milioane de probe din alimente in directia prezentei de cesiu-137 si aproximativ 18.000 probe pentru strontiu-90.
O vizita in piata din apropierea zonei unde a avut loc accidentul, scoate la iveala multe nereguli. Multi tarani ce isi etaleaza branzeturile facute ” de mana ” asa cum au facut si „acu 30 de ani”, din laptele vacii ce paste direct de pe solul contaminat cu concentratii mari de radionuclizi . Alte cazuri de contaminare cu radionuclizi pot aparea si in urma consumului de ciuperci si fructe culese din padure unde solul e contaminat, sau a pestelui viu, prins probabil in ape contaminate. De aceea, s-a ajuns la concluzia ca, cele mai multe cazuri de contaminare cu radionuclizi, au loc in zonele rurale . Din cauza ca cele mai importante centre medicale de diagnostic, sunt in orase deplasarea se face cu caruta sau, in cel mai bun caz, cu un autobuz, populatiei de la sat ii trebuie o zi /2 pentru a-si face analizele. Pentru a ajuta populatia s-a recurs la un cabinet/laborator mobil care face o scanare a intregului corp. Acesta isi face datoria inca din 2003 si a reusit sa testeze 10.000 de indivizi si mai mult de 1200 probe de alimente.
Totusi, desi s-au recurs la multe metode de a menaja populatia, laptele si produsele din lapte, ce au fost tratate, sunt mult mai scumpe ca cele din piete, si ca urmare cei din zona rurala prefera sa cumpere cel mai ieftin riscand sa se contamineze.
Organe tinta. Factori de acumulare.
Pentru a determina ce procent de radionuclizi se acumuleaza in organism, au fost calculati anumiti factori (Roessler et al., 1991, 196). De exemplu, tractusul gastro-intestinal al oamenilor poate sa elimine 80% din radionuclizii ingerati. Acest factor de absorbtie este denumit „FL” iar la animale „FM”. In fiecare caz, factorul este mai mic sau egal cu 1, o valoare ce este echivalenta cu un transfer complet, incepand de la sol pana in planta. Concentratia radionuclizilor din plante/sol a RA-226 a fost raportata ca fiind 0,0080, in timp ce FM pentru laptele de vaca (vaca ce a fost hranita cu plantele respective) a fost de 0,0004 (Linsalata, 1994). Daca ne uitam mai atent la aceste valori, observam ca mai putin de 1% din RA-226 gasit in sol a fost gasit si in plante. Transferul radionuclizilor din plante in lapte a fost doar de 0,04%.
In organismul uman si animal, anumite organe tind sa acumuleze anumiti radionuclizi. Aceste informatii ne pot ajuta in privinta alegerii unei ratii (ce evita consumul de organe animale ce sunt cunoscute ca fiind mari depozite de radionuclizi) si calcularea dozei. De exemplu, unele organe nu acumuleaza radiu si plumb (rinichi si muschi), in timp ce altele o fac in cantitati mari (oasele).
Norme. Legi. Ordine.
Laptele contaminat cu radionuclizi poate fii considerat ca un deseu radioactiv sau un deseu agro-alimentar. Daca ar fii definit ca un deseu radioactiv ar fii sub directiva Substantelor Radioactive Act 1993. In ceea ce priveste laptele, toate hotararile sunt date de catre guvern. Ca un deseu agro-alimentar, laptele trebuie sa fie in conformitate cu Codul Bunei Practici Agricole Pentru Protectia Apelor (ghid practic pentru fermieri pentru a preveni poluarea apelor) si Codul Bunei Practici Agricole Pentru Protectia Aerului (ghid practic pentru fermieri pentru a preveni poluarea aerului). Fermierii ar trebui sa urmeze ambele ghiduri, daca vor sa disperseze laptele pe pamant. Laptele contaminat cu radionuclizi peste nivelul specificat de Curtea Europeana este considerat material de foarte mare risc si dispersarea acestuia nu va fii permisa. Totusi acest fapt contrazice Codul Bunei Practici Agricole Pentru Protectia Apelor, care aproba dispersarea laptelui pe sol. Este important ca Guvernul sa clarifice aceasta anomalie, deoarece tehnic vorbind dispersarea laptelui pe sol, este realizabila (Marchant, J. K. and Nisbet, A. F., 2002).
Dispersarea laptelui la nivelul solului, este practicata de fermieri in cazul in care, cantitatea de lapte depaseste normele sau in cazul in care, laptele este contaminat, actiune ce este asociata cu costuri foarte mici. In cazul in care laptele dispersat pe sol intalneste in calea lui un izvor poate polua apele invecinate, de aceea este esential sa se respecte legea in vigoare pentru a ne asigura ca impactul asupra mediului este minim (Marchant, J. K. and Nisbet, A. F., 2002).
O reglementare stricta (tabel 1) si un control al laptelui de consum, sunt suficiente pentru a limita problema radionuclizilor. Laptele contaminat, va fii declarat impropriu pentru consum si va fii retras din circuitul de distributie.
Sursa: Valori propuse de FAO/OMS si adoptate de comisia Codului Alimentar (iulie 1989) si reglementarea Euratom.
Radionuclizi Doze
Am-241 Pu-239 1 Bq/kg
Ae 90 100 Bq/kg
Os-134 Cs-137 1 000 Bq/kg
Tabel 1. Cantitatea de radionuclizi ce nu trebuie depasita in lapte si alte alimente
Nota: In caz de accident nuclear reglementarea Euratom prevede a nu se mai depasi cantitatea de 400 Bq/kg [1 becquerel (Bq) reprezinta o dezintegrare per secunda, 1 becquerel per kilogram (1 Bq/Kg) = 0,027 picocuries per gram (0,027 pCi/g)] pentru Cesiu (134 si 137).
Legea nr. 111/10.10.1996 privind desfasurarea in siguranta a activitatilor nucleare, republicata in Monitorul Oficial, Partea I nr. 552 din 27/06/2006 privind desfasurarea in siguranta, reglementarea, autorizarea si controlul activitatilor nucleare, cu modificarile si completarile ulterioare (http://www.cncan.ro).
Ordin 314 din 06.11.2006 privind aprobarea instructiunilor referitoare la crearea cadrului legal pentru aplicarea regulamentelor consiliului si Comisiei Europene referitoare la stabilirea nivelurilor maxime admise de contaminare radiologica a produselor alimentare si furajere, dupa un accident nuclear sau in caz de urgenta radiologica, la conditiile speciale de export a produselor alimentare si furajere, ca urmare a unui accident nuclear sau ca urmare a altor situatii de urgenta radiologica, precum si la conditiile care guverneaza importurile produselor originare din alte tari ca urmare a accidentului de la centrala nuclearo-electrica de la Cernobyl. Prezentul Ordin a intrat in vigoare la data de 1 ianuarie 2007 si va fii publicat in Monitorul Oficial. El contine 5 articole si o Anexa ce contine inca 5 articole (http://www.cncan.ro).
BIBLIOGRAFIE
- Mihaiu M., Rotaru O. – Igiena alimentelor si sanatatea publica Vol.II, Editura Risoprint, Cluj Napoca (2006)
- Duftschmid, K. E. – TLD personnel monitoring systems – the present situation. Radiation. Protection. Dosimetry. 2, 2-12 (1982)
- Marchant, J. K. and Nisbet,A. F. – Management Options for Food Production Systems Affected by a Nuclear Accident. Task 6: Landspreading as a Waste Disposal Option for Contaminated Milk (May 2002)
- Murthy, G.K., Masurovsky, E.B., Campbell, J.E., Edmondson, L.F. – Method for removing cationic radionuclides from milk (www.osti.gov). OSTI ID: 4832726 (1961 Dec 01)
- Smith, M – Mobile radiation unit helps fight food contamination, International Atomic Energy Agency, P.O. Box 100, Wagramer Strasse 5, A-1400 Vienna, Austria (Copyright 2003-2007) (http://www-tc.iaea.org)
- Lecompte Y. – Radioecologie et Radiotoxicologie du Strontium 90, Ecole du Service de Sante des Armees de Lyon-Bron 331, avenue Charles de Gaulle, Lyon Pharmaceutique (2001)
- Le magazine de Green Cross Suisse, Editeur Green Cross Suisse, Zurich (www.greencross.ch)
- Hanlon, Edward A. – Naturally Occurring Radionuclides in Agricultural Products, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville (2004) (http://edis.ifas.ufl.edu)
- Coughtrey PJ, Jackson D et Thorne MC – Radionuclides distribution and transport in terrestrial and aquatic ecosystems, Vol.3, Balkema (Ed)., Rotterdam (1983) (http://net-science.irsn.org/net-science/liblocal/docs/docs_DEI/fiches_RN/Iode_I129_v1.pdf)
- Health Canada Online – Canadian Radiological Monitoring Network, Publishing and Depository Services 350 Albert Street, 4th Floor, Ottawa, Ontario, Canada (pentru poza cu aparatul de spectro-fotometrie)
- http://www.epa.gov
- http://enrin.grida.no/htmls/romania/soe2000/rom/index.htm
- http://www.clemson.edu/ep/radiation2.htm
- http://www.cncan.ro
- http://www.fao.org
