تقارير علمية

موضوع: تقارير علمية الخميس سبتمبر 11, 2008 1:01 am

مجموعة تقارير للكيمياء .,. الكيمياء الطبيعية لقد ازداد حجم التلوث الإشعاعي خلال الخمسين عاما الماضية ، فبعد أن كانت مصادر الإشعاع مقصورة على الاشعه الكونية والمصادر الطبيعية الأخرى ، مثل الاشعه المنبعثة من الصخور والاشعه المنبعثة من العناصر الطبيعية ، مثل البوتاسيوم ، تدخلت يد الإنسان لتضيف كما من الإشعاعات التي لوثت الهواء والماء والغذاء . ولقد اتضحت خطورة الإشعاعات الذرية بعد عام 1940 م ، حينما اكتشف الباحثون والأطباء العلاقة بين تعرض النساء الحوامل للاشعه السينية (x -ray ) وحدوث تشوهات للاجنحه .ويعتبر الانشطار النووي وإنشاء أول مفاعل نووي في عام 1942م هما البداية الحقيقية لتلوث البيئة بالإشعاعات النووية, ولقد ازداد حجم هذا التلوث على اثر إنتاج الأسلحة الذرية, وذلك في نهاية الحرب العالمية الثانية, وما أعقباها من حروب وانفجارات نووية, حيث شهد العالم في الفترة ما بين 1945م إلى عام 1963 نطاقاً واسعاً من تجارب الانفجارات الذرية, ولعل انفجار قنبلة هيروشيما ونجازاكي وما خلفه من غبار ذري قد إلى تلوث البيئة بالإشعاع وسبب الكثير من الأمراض والتشوهات والكوارث. وإذا كانت الانفجارات النووية تعد من اخطر مصادر التلوث الإشعاعي, فان هناك مصادر أخرى أدت إلى زيادة حجم هذا التلوث, وتشتمل هذه المصادر على المفاعلات النووية وما ينجم عنها من تلوث إشعاعي بسبب استخدامها على نطاق واسع, وبسبب انفجارها في بعض الأحيان, مثلما حدث من تلوث على اثر انفجار مفاعل تشر نوبل النووي. كما وتشمل مصادر التلوث على استخدام الذرة كمصدر للطاقة واستخدام النظائر المشعة في التجارب العلمية في مجال العلوم الطبية والعلوم البيولوجية, وتشخيص الأمراض وعلاجها إشعاعيا, بالإضافة إلى الإشعاعات الصادرة من أجهزة التليفزيون والكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى,وبعضا لأجهزة الطبية وأجهزة القوى الكهربائية لأعمال وأبحاث الفضاء والطائرات. وتنتقل المواد المشعة إلى جسم الإنسان عن طريق تلوث الغذاء والماء بالنظائر المشعة إلى جسم الإنسان أو الغبار الذري المتساقط على النباتات والحيوانات والماء, أو عن طريق استنشاق المواد المشعة أو الغبار الذري الملوث للهواء. وتكمن خطورة الإشعاعات في أنها تسبب إصابات وأمراضا كثيرة وجسمية للإنسان والحيوان, وبخاصة الأمراض السرطانية وأمراض الدم والجلد والنخاع العظمي والجهاز الهضمي والجهاز العصبي والجهاز التنفسي. بالإضافة إلى الأمراض الوراثية والتشوهات الجنينية. وحينما تفاقمت مشكلة التلوث الإشعاعي, تزايد اهتمام العلماء من مختلف دول العالم بالدراسات والأبحاث التي تختص بصفات المواد المشعة وكيفية انتقالها إلى جسم الإنسان, بالإضافة إلى دراسة أثرها الضار على الكائنات الحية ووسائل الوقاية من هذا الضرر. ومن أهم الدراسات التي أوليت عناية فائقة دراسة الصفات الطبيعية والكيميائية للنظائر المشعة, وكيفية تلوث الغذاء والماء والهواء بها, بالإضافة إلى دراسة تأثير الإشعاع الذري في الخلية وعلاقته بالأمراض وتأثيره في الصفات الوراثية. وهناك دراسات أخرى تعني بالأسس البيولوجية للوقاية من أخطار الإشعاع, ودراسات تختص بتنظيم قواعد ووسائل نقل المواد المشعة. ولقد اهتمت العديد من الدول بدراسة وسائل التخلص من نفايات المواد المشعة, بالإضافة إلى مراقبة التلوث الإشعاعي في الإنسان, وذلك نسب الإشعاع في أجسام الأفراد الذين يتعرضون للتلوث, وبخاصة الأفراد العاملين في المجالات الطبية والبيولوجية, وعمال المفاعلات الذرية التعدين والمناجم والصناعات التي تدخل فيها المواد المشعة. مصادر التلوث الإشعاعي تشمل مصادر التلوث الإشعاعي مصادر طبيعية وأخرى ناتج عن أنشطة الإنسان , وتضم الإشعاعات الطبيعية الاشعه الكونية وأشعة اكس ألا رضيه وأشعة جاما المنبعثة من الصخور والبوتاسيوم المشع . أما المصادر الناتجة عن أنشطة الإنسان فتشمل أشعة اكس ولادويه المشعة المستخدمة في المجالات الطبية والمواد المشعة المستعملة في العلوم البيلوجيه , بالاضافه إلى الاشعه الصادرة من المفاعلات النووية والاسلحه النووية والاجهزه الاليكترونيه . ( أولا ) : المصادر الطبيعية : تشمل المصادر الطبيعية ما يلي : ( 1 ) الاشعه الكونية تختلف كمية الإشعاعات الكونية باختلاف ارتفاع المكان عن سطح البحر وباختلاف الموقع الجغرافي , حيث يقل مقدارها في الأماكن القريبة من سطح البحر , وتزداد كلما ارتفعنا عنه , فنجد كلما ارتفعنا عنه بمقدار عشرة آلاف قدم كلما تضاعف مقدار الاشعه الكونية ثلاث مرات . وتجد الاشاره إلى أن الغلاف الجوي يعتبر حاجزا واقيا من الاشعه الكونية , ويتكون في الغلاف الجوي بعض المواد المشعة نتيجة تفاعل مواد أخرى مع مكوناتها , حيث يتكون الكربون 14 المشع مثلا نتيجة تفاعل الاشعه الكونية مع النيتروجين 14 . ( 2 ) الإشعاعات الناتجة من التربة : تحتوي القشرة الخارجية للكره ألا رضيه على كميات ضئيلة من عناصر مشعة , مثل اليورانيوم والثوريوم , ويختلف تركيز العناصر المشعة بالتربة باختلاف نوعها , فنجد أن تركيزها يزداد بالصخور الجرانيتيه ويقل في التربة الرملية . تحتوي التربة أيضا على نسبه ضئيلة من الكالسيوم 48 المشع . تتكون الإشعاعات الصادره من التربة أساسا من إشعاعات جاما , حيث تمتص ألفا وبيتا داخل القشرة الخارجية للتربه . ( 2 ) المواد المشعة الموجودة في الطعام وداخل جسم الإنسان : توجد بعض العناصر المشعة الطبيعية مثل الكربون 14 والبوتاسيوم 40 في طعام الإنسان وداخل جسمه . ويوجد بجسم الإنسان أيضا الراديوم 226 والبولونيوم 210 والاسترونشيوم 90 . وتختلف كمية ألا شعاع من عضو لاخر بجسم الإنسان , فمثلا تزداد كمية الإشعاعات الطبيعية في الرئة عنها في نخاع العظام , وتجدر الاشاره إلى أن رئات المدخنين تحتوي على قدر اكبر من المواد المشعة وذلك بالمقارنة برئات غير المدخنين , ويعتبر ارتفاع نسبة المواد المشعة في رئة المدخن من أهم أسباب الاصابه بسرطان الرئة . ( ثانيا ) الإشعاعات المستخدمة أو الاصطناعية : ( 1 ) الإشعاعات المستخدمة في مجال العلوم الصحية : تستخدم الاشعه السينية أو النووية في مجال تشخيص الأمراض وعلاجها , كما تستخدم ألا دويه التي تحتوي على عناصر ضئيلة في علاج بعض الأمراض مثل التسمم الدرقي الذي يستخدم اليود المشع في علاجه . وتشير الدراسات إلى أن استعمال ألا دويه المشعة يتزايد عاما بعد عام , ولذلك فان هذه ألا دويه تعتبر مصدرا هاما من مصادر تعرض الإنسان للإشعاع . ( 2 ) المفاعلات النووية : بعد اكتشاف الانشطار النووي , أقيم أول مفاعل نووي في عام 1942 , ثم أعقبه مشروع مانهاتان بإنشاء أول أسلحه ذريه , وذلك في نهاية الحرب العالمية الثانية . ولقد استخدمت المفاعلات النووية , وما زالت تستخدم , لتوليد الطاقة , وينجم عن استعمال هذه المفاعلات تلوث البيئة بالإشعاع , وبخاصة البيئة المحيطة بالمفاعلات , وقد ترتفع نسبة التلوث البيئي ارتفاعا كبيرا بسبب حوادث انفجار المفاعلات النووية , مثل حادث انفجار تشرنوبل النووي . تنقسم المواد المتسربة من المفاعلات النووية بسبب الحوادث إلى مواد طياره وأخرى غير طياره , وتمثل المواد الطيارة المشعة , مثل اليود والترتيوم والأجزاء المتناثرة من عنصر البلوتونيوم , خطورة على الإنسان , حيث يستنشق المواد المشعة مع هواء البيئة الملوث . ( 3 ) ألا سلحه النووية : فجر أول سلاح من ألا سلحه النووية عام 1945 م في هيروشيما ونجازاكي في اليابان , ثم توالت تجارب ألا سلحه النووية بعد ذلك على نطاق واسع حتى عام 1963 , حيث أجريت عدة تجارب نووية في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي والمملكة المتحدة . ولقد اتفقت القوى الثلاث في عام 1963 على منع إجراء التجارب النووية فوق سطح الأرض , إلا أن هذه التجارب لم تتوقف على المستوى العالمي حيث أجريت في فرنسا والصين تجارب محدودة بعد هذه الفترة . ولقد استمرت التجارب النووية بعد الاتفاقية التي عقدت بين الدول الكبرى الثلاث , وذلك بأجرائها تحت الأرض بهدف حماية البيئة من التلوث , وبالرغم من هذه الاحتياطات , إلا أن التجارب التي أجريت تحت الأرض اضافت قليلا من الغبار الذري المحمل بالمواد المشعة للبيئة . من النظائر التي مثلت خطورة على الإنسان على اثر الانفجارات النووية استونشيوم 89 واسترونشيوم 90 وزوركونيوم 95 وروثينيوم 106 وروثينيوم 193 وسيزيوم 134 وسيزيوم 141 وسيزيوم 144 . ( 4 ) مصادر أخرى : بالاضافه إلى المصادر السابقة , التي تشكل الجزء الأكبر من تلوث البيئة بالإشعاع , هناك مصادر أخرى مثل التلفزيون والكمبيوتر والاجهزه الالكترونيه , كما تشمل المصادر الأخرى ماكينات الاشعه السينية المستخدمة في الصناعة الطائرات ورحلات الفضاء , بالاضافه إلى استعمال النظائر المشعة كمصدر لقوة ناظمة إيقاع القلب . .,. إن التزايد المطرد فى استخدام المصادر والنظائر المشعة فى مختلف الأغراض فى حياة الإنسان سواء زراعية - صناعية - عسكرية أو طبية، قد تزيد من فرص التلوث الإشعاعى وكذلك كمية التعرض للأشعة المؤينة خارجياً وداخلياً وعليه تتزايد الحاجة إلى معرفة طرق تقدير العناصر المشعة، وقياس النشاط الإشعاعى فى عينات الغذاء الصلبة والسائلة ومياه الشرب . كذلك تزايد استخدامات التكنولوجيا النووية (سلمياً وعسكرياً) يؤدى بالطبع إلى زيادة احتمالات وقوع الحوادث النووية، والتى تؤدى إلى كوارث تلوث إشعاعي لا يعترف بالحدود الجغرافية، وإنما يشمل العديد من البلاد على مستوى الكون ولعل أبلغ ما حدث فى مفاعل تشرنوبيل فى أبريل 1986 ، فلقد دفع هذا الانفجار بكميات ضخمة من النواتج المشعة إلى الجو فى صورة سحابة هائلة من الغاز والغبار المشع حملتها الرياح فى دورة شملت الكثير من الدول الأوربية حيث وصلت آثار الإشعاع إلى فنلندا والسويد بعد يومين من الحادث ثم وصلت لألمانيا وفرنسا وبريطانيا في 29/4/1986 ثم استدارت السحابة مع الرياح حيث وصلت إلى إيطاليا ثم شمال البحر الأبيض المتوسط خاصة تركيا وقد تم التعرف على كثير من النظائر المشعة والتى كونت هذه السحابة وشملت الاسترانشيوم 90 ، والروثنيوم103، واليود 131، التليريوم 132، السيزيوم 134و137 ، الباريوم 140. وقد تسببت السحابة المشعة فى تلوث المزارع ومختلف المحاصيل وتبعها تلوث الألبان ولحوم الحيوانات التى تغذت على غذاء ملوث إشعاعياً. ومما يؤسف له أن بعض الدول الأوربية قامت بالتخلص من بعض الأغذية الملوثة إشعاعياً بإرسالها للدول الفقيرة فى العالم الثالث، وهو عمل لا يتسم بالأمانة ولا بالإنسانية. ولقد كان لهذا الحادث وقع سيئ فى كل أنحاء العالم فقد أدى الانفجار إلى وفاة 32 ألف شخص فى الحال، وتم تجهيز13.500 من سكان المنطقة وتعرضت أعداد كبيرة من الأفراد لجرعات مختلفة من الإشعاع خاصة فى الاتحاد السوفيتى السابق والدول المجاورة له ، كذلك فإن نحو مليونى هكتار من الأراضى الزراعية فى أوكرانيا وبيلاروسيا قد أصبحت ملوثة بالإشعاع نتيجة تساقط المواد المشعة مع الأمطار . ولذلك اهتمت الدول بالرقابة البيئية على الواردات للتأكد من عدم تلوثها إشعاعياً وللتأكد من خلوها من النشاط الإشعاعى ووضعت المعايير التى تحكم كمية الملوثات الإشعاعية الطبيعية التى لابد وأن تصاحب بعض الأغذية بحيث ألا تكون الجرعة الإشعاعية المتكاملة والتى يتعرض لها السكان تتعدى المستوى الآمن المتفق عليه دولياً (طبقاً للوكالة الدولية للطاقة الذرية ومنظمة الصحة العالمية والفاو) .ودون أن يعوق هذا الحد حركة الأغذية وتجارة الغذاء بين دول العالم ، وعموماً فقد تم وضع هذا الحد بناءً على دراسات وبحوث علمية فمثلاً يجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى للألبان عن 370 بيكريل Becquerel / كجم ألبان ومنتجاته، ويجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى لأى نوع من الأطعمة الأخرى عن. 600 بيكريل / كجم (البيكريل يساوى تفكك إشعاعى واحد فى الثانية الواحدة). ويجب أن نعلم أن تلوث الأغذية بالمواد المشعة يمكن أن يحدث نتيجة لمصادر بيئية طبيعية مثل محتوى التربة أو الماء الجوفى من البوتاسيوم 40 ، والثوريوم 232 ، واليورانيوم 238 . ويوضح جدول رقم ، كمثال ما تم رصده من نظائر مشعة انطلقت نتيجة كارثة مفاعل تشرنوبيل عام 1986 . كما يوضح جدول رقم تركيزات بعض العناصر المشعة الطبيعية في التربة . ويدخل عنصر البوتاسيوم ضمن المكونات الطبيعية للغذاء ويحتوى عنصر البوتاسيوم طبيعياً على 0.0119% من وزن النظير المشع للبوتاسيوم 40 ويحتوى الجسم البشرى (الوزن العيارى 70 كجم) على حوالى 140 جم من البوتاسيوم والتى تحتوى بدورها على حوالى 0.1 ميكروكورى من البوتاسيوم 40 . وتوجد بعض أنواع من الصخور التى تحتوى على تركيزات عالية من المواد المشعة مثل صخور الفوسفات (فلوريدا) حيث يصل تركيز اليورانيوم إلى 270 بيكوكورى / جم وعليه فإن سماد الفوسفات المستخلص من تلك الصخور يحتوى على نسبة عالية من اليورانيوم وبإضافة هذا السماد إلى الأراضي الزراعية يتم انتقال جزء بالغسيل مع مياه الصرف إلى الأنهار والمجارى المائية أو خزانات المياه الجوفية كما يتم امتصاص جزء بواسطة النباتات النامية وبالتالى يتداخل فى سلسلة الغذاء ويرفع من نسب تواجد اليورانيوم فى الأغذية أو مياه الشرب . والبيتش بلند أو الرمال السوادء هى أحد الخامات الأساسية لليورانيوم ويحتوى على أكسيد اليورانيوم الأسود U3O3. وقد لوحظ كلاً من مارى كورى وبير كورى أن شدة الإشعاع تختلف حسب نوع مصدر الخام فمثلاً الخام الناتج من منجم جوشيمستال كان أقوى أربع مرات من خام كورنوول واستنتجوا أن هذه الخامات تحتوى على مصدر أكثر فعالية ، وقد أدى ذلك إلى اكتشاف البولونيوم ثم الراديوم والذى تم تحضيره واستخلاص كبريتاته ثم فصلها عن الباريوم باستخدام الفصل التجزيئى للكلوريد وهذا أنتج 0.3 جم راديوم من كل طن رمال سوداء ، ومعلوم أن الراديوم يزيد نشاطه عن اليورانيوم مليون مرة . ويبين الرسم المرفق سلسلة الانحلال النووى لليورانيوم حتى يستقر فى صورة الرصاص ، وتختلف درجة الانحلال وفترات نصف العمر من نظير لآخر حيث يستغرق السلسلة آلاف السنين . ومن الأسباب الرئيسية لتلوث البيئة بالمواد المشعة إجراء التفجيرات النووية والحوادث الإشعاعية والتى تؤدى فى النهاية إلى تعرض الإنسان لجرعة خارجية أو داخلية حتى وإن كانت ضعيفة إلا أن العدد الكبير من الأفراد الذين يتعرضون لهذه الجرعة يؤدى إلى جرعة مجمعة عالية ذات مردود صحى محسوس .

زائر

موضوع هايل جدااااااااا
وغاية في الأهمية
بارك الله فيك