生態系に対する核放射性降下物の影響

この記事では、チェルノブイリを、生態系に対する核放射性降下物の影響のケーススタディとして取り上げます。

チェルノブイリ

当局は、1986年のチェルノブイリ原発事故後の潜在的な核降下物がどのようなものかを予測するため、水文気象学的データを使用した。 [ 1 ]この方法を使用することで、周辺地域の放射性核種の分布を特定し、原子炉自体からの放出物を発見した。 [ 1 ]これらの放出物には、燃料粒子、放射性ガス、エアロゾル粒子が含まれていた。[ 1 ]燃料粒子は、原子炉内の高温の燃料と冷却水との激しい相互作用によって発生したもので、[ 2 ]これらの粒子にはセリウム、ジルコニウム、ランタン、ストロンチウムが付着していた。[ 3 ]これらの元素はすべて揮発性が低く、大気中に凝縮して蒸気として存在するよりも、液体または固体の状態でとどまることを好みます。[ 4 ]

  • セリウムとランタンは細胞膜を劣化させ、生殖能力に影響を与え、神経系を麻痺させることで海洋生物に不可逆的な損傷を与える可能性があります。[ 5 ]
  • ストロンチウムは非核同位体では安定しており無害ですが、放射性同位体であるSr90が大気中に放出されると、貧血や癌を引き起こし、酸素不足を引き起こす可能性があります。[ 5 ]
  • エアロゾル粒子には、胎児の発育に問題を引き起こす可能性のある有毒元素であるテルルの痕跡と、不安定で非常に反応性が高く有毒な元素であるセシウムの痕跡が含まれていました。 [ 6 ]
  • エアロゾル粒子中には濃縮ウラン235も検出された。[ 7 ]
  • 検出された放射性ガスの中で最も多かったのはラドンで、これは無臭、無色、無味の希ガスであり、大気や水域にも放出される。 [ 8 ]ラドンは肺がんとも直接関連しており、国民の肺がんの原因の第2位となっている。[ 8 ]

これらの元素はすべて、半減期としても知られる放射性崩壊によってのみ劣化します。 [ 3 ]これまでに説明した核種の半減期は、数時間から数十年に及びます。[ 3 ]前述の元素の中で最も短い半減期は、ジルコニウムの同位体である Zr 95で、崩壊に 1.4 時間かかります。[ 3 ]最も長いのは Pu 235で、崩壊に約 24,000 年かかります。[ 3 ]これらの粒子と元素の初期の放出はかなり多かったものの、チェルノブイリでの最初の事故の後、少なくとも 1 か月間は低レベルの放出が複数回発生しました。[ 3 ]

局所的な影響

チェルノブイリの爆発により、周辺の野生生物や動物相は甚大な影響を受けた。周囲の風景に豊富に生息する針葉樹は、放射線被曝に対する生物学的感受性のために大きな影響を受けた。最初の爆発から数日のうちに、半径4km以内の多くの松の木が枯れ、120km離れた場所でも、軽減しつつあるものの依然として有害な影響が観察された。[ 9 ]多くの木々の成長が阻害され、生殖が阻害され、形態学的変化が複数回観測された。高温の粒子もこれらの森林に落下し、木々に穴や空洞が焼けついた。周囲の土壌は放射性核種で覆われ、大幅な新規成長が妨げられた。アスペン、シラカバ、ハンノキ、オークなどの落葉樹は、針葉樹よりも放射線被曝に耐性があるが、完全に免れるわけではない。これらの木に見られた損傷は、松の木に観察されたほど深刻ではなかった。多くの落葉樹の新芽は壊死（生体組織の死滅）に苦しみ、既存の樹木の葉は黄色に変色して落葉しました。落葉樹は回復力があり、かつて針葉樹（主にマツ）が多数生育していた場所に再び生育しています。[ 9 ]草本植物も放射線の影響を受けました。[ 9 ]細胞の色の変化、クロロフィルの変異、開花の欠如、生育抑制、そして植生の枯死が数多く観察されました。[ 9 ]

哺乳類は放射線感受性の高い動物種であり、チェルノブイリ周辺地域でのネズミの観察では個体数の減少が見られた。[ 9 ]胎芽死亡率も上昇したが、げっ歯類の移動パターンにより被害を受けた個体数は再び増加した。[ 9 ]影響を受けた小型げっ歯類では、血液と肝臓の問題が増加していることが観察されており、これは放射線被ばくと直接相関している。[ 9 ]肝硬変、脾臓肥大、組織脂質の過酸化物酸化の増加、酵素レベルの低下などの問題はすべて、放射性爆発に被ばくしたげっ歯類に存在していた。[ 9 ]大型の野生動物もあまり状況は良くなかった。ほとんどの家畜は安全な距離に移されたが、チェルノブイリの放射能から6km離れた孤島にいた馬と牛も影響を受けた。[ 9 ]甲状腺機能亢進症、発育障害、そしてもちろん死が島に残された動物たちを苦しめました。[ 9 ]

チェルノブイリ（「立入禁止区域」とも呼ばれる）では、人口が減少したことで生態系が回復しました。[ 9 ]農業活動が減ったため、除草剤、殺虫剤、肥料の使用量は減少しました。[ 9 ]植物や野生生物の生物多様性は増加し、[ 9 ]動物の個体数も増加しました。[ 9 ]しかし、放射線は地元の野生生物に影響を与え続けています。[ 9 ]

世界的な影響

降雨量、風の流れ、チェルノブイリでの最初の爆発などの要因により、核降下物がヨーロッパ、アジア、北米の一部に広がりました。[ 10 ]前述のさまざまな放射性元素が広がっただけでなく、ホットパーティクルと呼ばれるものの問題もありました。[ 10 ]チェルノブイリ原子炉は、エアロゾル粒子、燃料粒子、放射性ガスを排出しただけでなく、放射性核種と融合したウラン燃料も追加的に排出しました。[ 10 ]これらのホットパーティクルは数千キロメートルに広がり、液体ホットパーティクルと呼ばれる雨滴の形で濃縮物質を生成する可能性があります。[ 10 ]これらの粒子は、低レベルの放射線地域でも潜在的に危険でした。[ 10 ]各ホットパーティクルの放射能レベルは10 kBqまで上昇する可能性があり、これはかなり高い放射線量です。[ 10 ]これらの液体の高温粒子の液滴は、主に食物や水からの摂取と吸入の2つの方法で吸収される可能性がある。[ 10 ]

進化の影響

変異した生物自体も、すぐ近くの地域を超えて影響を及ぼす。[ 11 ] MøllerとMousseau 2011は、有害な突然変異を持つ個体はすぐに淘汰されるのではなく、何世代にもわたって生き残ることを発見した。[ 11 ]そのため、それらの個体は、それらを生み出した汚染地域から遠く離れた場所に子孫を残し、それらの個体群を汚染し、適応度の低下を引き起こすことが予想される。[ 11 ]

参考文献

  1. ^ a b cネステレンコ, ヴァシリー・B.; ヤブロコフ, アレクセイ・V. (2009). 「第1章 チェルノブイリ汚染：概要」. Annals of the New York Academy of Sciences . 1181 (1): 4– 30. Bibcode : 2009NYASA1181....4N . doi : 10.1111/j.1749-6632.2009.04820.x . ISSN  1749-6632 . S2CID  86142366 .
  2. ^ 「チェルノブイリ | チェルノブイリ事故 | チェルノブイリ災害 - 世界原子力協会」 www.world-nuclear.org . 2019年4月18日閲覧。
  3. ^ a b c d e f「第2章 放射性核種の放出、拡散、沈着 - チェルノブイリ：放射線と健康への影響の評価」 www.oecd-nea.org . 2019年4月18日閲覧。
  4. ^ "11.5: 蒸気圧" . Chemistry LibreTexts . 2014年11月18日. 2019年4月18日閲覧。
  5. ^ a b「ストロンチウム（Sr） - 化学的性質、健康および環境への影響」 www.lenntech.com . 2019年4月18日閲覧。
  6. ^ a b ChemiCool 元素と化学の周期表. 2011-03-01.
  7. ^ Murphy, DM; Froyd, KD; Apel, E.; Blake, D.; Blake, N.; Evangeliou, N.; Hornbrook, RS; Peischl, J.; Ray, E.; Ryerson, TB; Thompson, C.; Stohl, A. (2018年4月). 「遠隔地上層対流圏で遭遇した濃縮ウランを含むエアロゾル粒子」. Journal of Environmental Radioactivity . 184– 185: 95– 100. Bibcode : 2018JEnvR.184...95M . doi : 10.1016/j.jenvrad.2018.01.006 . hdl : 11250/2499076 . PMID 29407642 . 
  8. ^ a b「ラドン」 .国立環境健康科学研究所. 2019年4月18日閲覧。
  9. ^ a b c d e f g h i j k l m n oスミス, ジム; ベレスフォード, ニコラス A. (2005).チェルノブイリ — 大惨事とその影響 | SpringerLink . Springer Praxis Books. doi : 10.1007/3-540-28079-0 . ISBN 978-3-540-23866-9。
  10. ^ a b c d e f gネステレンコ, ヴァシリー・B.; ヤブロコフ, アレクセイ・V. (2009). 「第1章 チェルノブイリ汚染：概要」. Annals of the New York Academy of Sciences . 1181 (1): 4– 30. Bibcode : 2009NYASA1181....4N . doi : 10.1111/j.1749-6632.2009.04820.x . ISSN 1749-6632 . S2CID 86142366 .  
  11. ^ a b c
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