El uranio en el medio ambiente se refiere a la ciencia de las fuentes, el comportamiento ambiental y los efectos del uranio en los seres humanos y otros animales. El uranio es débilmente radiactivo y sigue siéndolo debido a su larga vida media física (4.468 millones de años para el uranio-238 ). La vida media biológica (el tiempo promedio que tarda el cuerpo humano en eliminar la mitad de la cantidad en el cuerpo) del uranio es de aproximadamente 15 días. [1] El funcionamiento normal del riñón , cerebro , hígado , corazón y muchos otros sistemas puede verse afectado por la exposición al uranio, porque el uranio es unmetal tóxico . [2] El uso de uranio empobrecido (UD) en municiones es controvertido debido a preguntas sobre los posibles efectos a largo plazo en la salud. [3] [4]
Ocurrencia natural
El uranio es un elemento natural que se encuentra en niveles bajos en todas las rocas, el suelo y el agua. Este es el elemento con el número más alto que se encuentra naturalmente en cantidades significativas en la tierra. Según el Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas, la concentración normal de uranio en el suelo es de 300 μg / kg a 11,7 mg / kg. [5]
Se considera que es más abundante que el antimonio , el berilio , el cadmio , el oro , el mercurio , la plata o el tungsteno y es tan abundante como el estaño , el arsénico o el molibdeno . Se encuentra en muchos minerales que incluyen uraninita (el mineral de uranio más común), autunita , uranofano , torbernita y coffinita . Se producen concentraciones significativas de uranio en algunas sustancias, como los depósitos de roca fosfórica , y minerales como el lignito y las arenas de monacita en los minerales ricos en uranio (se recupera comercialmente de estas fuentes).
El agua de mar contiene aproximadamente 3,3 partes por mil millones de uranio en peso, aproximadamente (3,3 µg / kg) o 3,3 microgramos por litro de agua de mar. [6] La extracción de uranio del agua de mar se ha considerado como un medio para obtener el elemento.
Fuentes de uranio
Minería y molienda
Los peligros de la radiación de la extracción y el tratamiento del uranio no se apreciaron en los primeros años, lo que provocó que los trabajadores estuvieran expuestos a altos niveles de radiación. Los molinos convencionales de tratamiento de mineral de uranio crean desechos radiactivos en forma de relaves , que contienen uranio, radio y polonio. En consecuencia, la extracción de uranio da lugar a "la inevitable contaminación radiactiva del medio ambiente por desechos sólidos, líquidos y gaseosos". [7] La inhalación de gas radón provocó un fuerte aumento de los cánceres de pulmón entre los mineros subterráneos de uranio empleados en las décadas de 1940 y 1950. [8]
En las décadas de 1940 y 1950, los relaves de los molinos de uranio se vertieron con impunidad en las fuentes de agua, y el radio filtrado de estos relaves contaminó miles de millas del sistema del río Colorado. Entre 1966 y 1971, se descubrió que miles de viviendas y edificios comerciales en la región de la meseta de Colorado "contenían concentraciones anormalmente altas de radón, después de haber sido construidos con relaves de uranio extraídos de pilas bajo la autoridad de la Comisión de Energía Atómica". [9]
Metal
El uranio empobrecido (UD) es útil debido a su altísima densidad de 19,1 g / cm 3 (68,4% más denso que el plomo). Los usos civiles incluyen contrapesos en aviones, blindaje contra la radiación en radioterapia médica y equipos de radiografía industrial , y contenedores utilizados para transportar materiales radiactivos. Los usos militares incluyen blindaje defensivo y proyectiles perforadores de blindaje .
El uranio metálico puede dispersarse en el aire y el agua, según un estudio del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) :
- "La preocupación más importante es el potencial de contaminación futura de las aguas subterráneas por penetradores corrosivos (puntas de munición hechas de uranio empobrecido). Las puntas de munición recuperadas por el equipo del PNUMA ya habían disminuido en masa en un 10-15% de esta manera. Esta rápida velocidad de corrosión subraya la importancia de monitorear la calidad del agua en los sitios de DU sobre una base anual ". [10]
Combustión
Los estudios de la exposición a aerosoles de uranio empobrecido sugieren que las partículas del producto de la combustión del uranio se depositarían rápidamente en el aire [11] y, por lo tanto, no podrían afectar a las poblaciones a más de unos pocos kilómetros de las zonas objetivo. [12]
Estados Unidos ha admitido que ha habido más de 100 incidentes de "fuego amigo" en los que miembros del ejército estadounidense han sido alcanzados por municiones de uranio empobrecido, y que un número desconocido ha estado expuesto al uranio empobrecido por inhalación de productos de combustión de municiones de uranio empobrecido.
Corrosión
Se ha informado de que la corrosión de uranio en una sílice ricos forma una solución acuosas tanto de dióxido de uranio y trióxido de uranio . [13]
En agua pura, se forma schoepita {(UO 2 ) 8 O 2 (OH) 12 .12 (H 2 O)} [14] [15] en la primera semana y luego, después de cuatro meses, studtita {(UO 2 ) O 2 · Se formó 4 (H 2 O)}.
El uranio metálico reacciona con el agua para formar hidrógeno gaseoso, esta reacción forma dióxido de uranio y 2% a 9% de hidruro de uranio . Es importante señalar que la tasa de corrosión debida al agua es mucho mayor que la causada por el oxígeno a temperaturas de alrededor de 100 ° C (212 ° F). A valores de pH por debajo de 2, la velocidad de corrosión a 100 ° C disminuye considerablemente, mientras que a medida que los valores de pH van de 7 hacia arriba, la velocidad de corrosión disminuye. La irradiación gamma tiene poco efecto sobre la velocidad de corrosión. [dieciséis]
El gas oxígeno inhibe la corrosión del uranio por el agua. . [17]
Desperdicios nucleares
El combustible de dióxido de uranio gastado es muy insoluble en agua, es probable que libere uranio (y productos de fisión ) incluso más lentamente que el vidrio de borosilicato cuando entra en contacto con el agua. [18]
Tenga en cuenta que, si bien la gran mayoría del uranio se elimina mediante el reprocesamiento nuclear de PUREX , una pequeña cantidad de uranio queda en el refinado del primer ciclo del proceso PUREX. Además, debido a la descomposición de los actínidos menores de transplutonio y el plutonio residual en los desechos, la concentración de uranio aumentará en los desechos. Esto ocurrirá en una escala de tiempo de cientos y miles de años.
Efectos en la salud
Las sales de uranio solubles son tóxicas , aunque menos que las de otros metales pesados como el plomo o el mercurio . El órgano más afectado es el riñón . Las sales de uranio solubles se excretan fácilmente en la orina , aunque se produce cierta acumulación en los riñones en el caso de exposición crónica. La Organización Mundial de la Salud ha establecido una "ingesta tolerada" diaria de sales de uranio solubles para el público en general de 0,5 μg / kg de peso corporal (o 35 μg para un adulto de 70 kg): no se cree que la exposición a este nivel dé lugar a ningún efecto significativo. Daño en el riñón. [19] [20]
El tiron se puede utilizar para eliminar el uranio del cuerpo humano, en forma de terapia de quelación . [21] El bicarbonato también se puede utilizar ya que el uranio (VI) forma complejos con el ion carbonato .
Humanos
Cáncer
En 1950, el servicio de salud pública de EE. UU. Inició un estudio exhaustivo de los mineros de uranio, que dio lugar a la primera publicación de una correlación estadística entre el cáncer y la minería de uranio, publicada en 1962. [22] El gobierno federal finalmente reguló la cantidad estándar de radón en las minas. , estableciendo el nivel en 0,3 WL el 1 de enero de 1969. [23]
De los 69 sitios de molienda de uranio actuales y anteriores en 12 estados, 24 han sido abandonados y son responsabilidad del Departamento de Energía de EE. UU . [24] Las emisiones accidentales de los molinos de uranio incluyen el derrame del molino de uranio de Church Rock en 1979 en Nuevo México, llamado el mayor accidente de desechos relacionados con la energía nuclear en la historia de Estados Unidos, y el derrame de combustible de Sequoyah Corporation en 1986 en Oklahoma. [25]
En 1990, el Congreso aprobó la Ley de Compensación por Exposición a la Radiación (RECA), que otorga reparaciones a los afectados por la minería, con enmiendas aprobadas en 2000 para abordar las críticas a la ley original. [22]
Exposición al uranio empobrecido
El uso de uranio empobrecido (UD) en municiones es controvertido debido a preguntas sobre los posibles efectos a largo plazo en la salud. [3] [4] El funcionamiento normal del riñón , cerebro , hígado , corazón y muchos otros sistemas puede verse afectado por la exposición al uranio, porque el uranio es un metal tóxico . [2] El aerosol producido durante el impacto y la combustión de municiones de uranio empobrecido puede potencialmente contaminar amplias áreas alrededor de los sitios de impacto, lo que puede provocar una posible inhalación por parte de seres humanos. [26] Durante un período de conflicto de tres semanas en 2003 en Irak , se utilizaron entre 1.000 y 2.000 toneladas de municiones de uranio empobrecido. [27]
La toxicidad aguda y crónica real del uranio empobrecido también es un punto de controversia médica. Múltiples estudios que utilizan células cultivadas y roedores de laboratorio sugieren la posibilidad de efectos leucemogénicos , genéticos , reproductivos y neurológicos de la exposición crónica. [3] Una revisión epidemiológica de 2005 concluyó: "En conjunto, la evidencia epidemiológica humana es consistente con un mayor riesgo de defectos de nacimiento en la descendencia de personas expuestas al uranio empobrecido". [28] La Organización Mundial de la Salud , la autoridad directiva y coordinadora de la salud dentro de las Naciones Unidas que es responsable de establecer normas y estándares de investigación en salud, brindar apoyo técnico a los países y monitorear y evaluar las tendencias de salud, [29] declara que no hay riesgo de Se han informado efectos reproductivos, de desarrollo o carcinogénicos en humanos debido a la exposición al uranio empobrecido. [30] [31] Este informe ha sido criticado por el Dr. Keith Baverstock por no incluir los posibles efectos a largo plazo del uranio empobrecido en el cuerpo humano. [32]
Defectos de nacimiento
La mayoría de los estudios científicos no han encontrado ningún vínculo entre el uranio y los defectos congénitos, pero algunos afirman que existen correlaciones estadísticas entre los soldados expuestos al uranio empobrecido y los que no, en relación con las anomalías reproductivas.
Un estudio concluyó que la evidencia epidemiológica es consistente con un mayor riesgo de defectos de nacimiento en la descendencia de personas expuestas al uranio empobrecido. [28] Los grupos ambientalistas y otros han expresado su preocupación por los efectos en la salud del uranio empobrecido, [33] y existe cierto debate al respecto. Algunas personas han expresado su preocupación sobre el uso de este material, particularmente en municiones, debido a su mutagenicidad, [34] teratogenicidad en ratones, [35] [36] y neurotoxicidad, [37] y su potencial carcinogénico sospechado. Otras preocupaciones se refieren a las municiones de uranio empobrecido sin detonar que se filtran al agua subterránea con el tiempo. [38]
Varias fuentes han atribuido el aumento en la tasa de defectos congénitos en los hijos de los veteranos de la Guerra del Golfo y en los iraquíes a la exposición a la inhalación de uranio empobrecido, [36] [39] Un estudio de 2001 de 15.000 de febrero de 1991, los veteranos de combate de la Guerra del Golfo de EE. encontró que los veteranos de la Guerra del Golfo tenían 1.8 (padres) a 2.8 (madres) veces más propensos a tener hijos con defectos de nacimiento. [40] En un estudio de las tropas del Reino Unido, "En general, el riesgo de cualquier malformación entre los embarazos informados por hombres fue 50% mayor en los veteranos de la Guerra del Golfo (GWV) en comparación con los no GWV". La conclusión del estudio indicó: "No encontramos evidencia de un vínculo entre el despliegue paterno en la guerra del Golfo y un mayor riesgo de muerte fetal, malformaciones cromosómicas o síndromes congénitos. Se encontraron asociaciones entre el servicio de los padres en la guerra del Golfo y un mayor riesgo de aborto espontáneo. y malformaciones menos bien definidas, pero estos hallazgos deben interpretarse con precaución, ya que dichos resultados son susceptibles de sesgo de memoria. El hallazgo de una posible relación con las anomalías renales requiere una mayor investigación. No hubo evidencia de una asociación entre el riesgo de aborto espontáneo y el servicio de las madres en el golfo ". [41]
Animales
Se ha informado que el uranio ha causado defectos reproductivos y otros problemas de salud en roedores , ranas y otros animales. Se demostró que el uranio tiene efectos citotóxicos, genotóxicos y cancerígenos en estudios con animales. [42] [43] Se ha demostrado en roedores y ranas que las formas de uranio solubles en agua son teratogénicas . [28] [35] [36]
Bioquímica bacteriana
Se ha demostrado que las bacterias y proteobacterias como Geobacter y Burkholderia fungorum (cepa Rifle) pueden reducir y fijar el uranio en el suelo y las aguas subterráneas . [44] [45] [46] Estas bacterias transforman el U (VI) soluble en el ión U (IV) altamente insoluble que forma el complejo , deteniendo así la lixiviación química .
Comportamiento en el suelo
Se ha sugerido que es posible formar una barrera reactiva agregando algo al suelo que hará que el uranio se fije. Un método para hacer esto es usar un mineral ( apatita ) [47] mientras que un segundo método es agregar una sustancia alimenticia como acetato al suelo. Esto permitirá que las bacterias reduzcan el uranio (VI) a uranio (IV), que es mucho menos soluble. En suelos similares a la turba , el uranio tenderá a unirse a los ácidos húmicos , esto tiende a fijar el uranio en el suelo. [48]
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