La massiccia contaminazione dei terreni agricoli da parte dei radionuclidi si verifica, di norma, a causa di grandi incidenti nelle imprese dell'industria nucleare o nelle centrali nucleari. Tali incidenti si sono verificati a Windscale (Inghilterra) e South Ural (Russia). Il più grande incidente è avvenuto nell'aprile 1986 alla centrale nucleare di Chernobyl. Quest'ultimo ha comportato un'intensa contaminazione dei suoli per diverse migliaia di chilometri quadrati.
I principali fattori che contribuiscono agli effetti delle radiazioni nelle aree agricole sono i seguenti:
- se le radiazioni provengono da un'esposizione singola o a lungo termine
- quantità totale di sostanze radioattive immesse nell'ambiente
- rapporto di radionuclidi nel fallout
- distanza dalla fonte di radiazioni ai terreni agricoli e agli insediamenti
- caratteristiche idrogeologiche e pedologiche dei terreni agricoli e finalità del loro utilizzo
- peculiarità del lavoro della popolazione rurale; alimentazione, approvvigionamento idrico
- tempo dall'incidente radiologico.
A seguito dell'incidente di Chernobyl più di 50 milioni di Curie (Ci) di radionuclidi per lo più volatili sono entrati nell'ambiente. Nella prima fase, che ha coperto 2.5 mesi (il "periodo dello iodio"), lo iodio-131 ha prodotto il maggior rischio biologico, con dosi significative di radiazioni gamma ad alta energia.
Il lavoro sui terreni agricoli durante il periodo dello iodio dovrebbe essere rigorosamente regolamentato. Lo iodio-131 si accumula nella ghiandola tiroidea e la danneggia. Dopo l'incidente di Chernobyl, una zona ad altissima intensità di radiazioni, dove a nessuno era permesso vivere o lavorare, è stata delimitata da un raggio di 30 km intorno alla stazione.
Al di fuori di questa zona proibita, sono state distinte quattro zone con diversi tassi di radiazioni gamma sui suoli in base ai tipi di lavoro agricolo che potevano essere eseguiti; durante il periodo dello iodio, le quattro zone avevano i seguenti livelli di radiazione misurati in roentgen (R):
- zona 1—meno di 0.1 mR/h
- zona 2: da 0.1 a 1 mR/h
- zona 3: da 1.0 a 5 mR/h
- zona 4—5 mR/h e oltre.
In realtà, a causa della contaminazione “spot” da radionuclidi durante il periodo dello iodio, il lavoro agricolo in queste zone è stato svolto a livelli di irraggiamento gamma da 0.2 a 25 mR/h. Oltre alla contaminazione irregolare, la variazione dei livelli di radiazioni gamma è stata causata da diverse concentrazioni di radionuclidi in diverse colture. Le colture foraggere, in particolare, sono esposte ad alti livelli di emettitori gamma durante la raccolta, il trasporto, l'insilaggio e quando vengono utilizzate come foraggio.
Dopo il decadimento dello iodio-131, il pericolo maggiore per i lavoratori agricoli è rappresentato dai nuclidi di lunga durata cesio-137 e stronzio-90. Il cesio-137, un emettitore gamma, è un analogo chimico del potassio; la sua assunzione da parte dell'uomo o degli animali risulta in una distribuzione uniforme in tutto il corpo ed è escreta in tempi relativamente brevi con l'urina e le feci. Pertanto, il letame nelle aree contaminate è un'ulteriore fonte di radiazioni e deve essere rimosso il più rapidamente possibile dagli allevamenti e stoccato in siti speciali.
Lo stronzio-90, un emettitore beta, è un analogo chimico del calcio; è depositato nel midollo osseo negli esseri umani e negli animali. Lo stronzio-90 e il cesio-137 possono entrare nel corpo umano attraverso latte, carne o verdure contaminati.
La divisione dei terreni agricoli in zone dopo il decadimento dei radionuclidi di breve durata viene effettuata secondo un principio diverso. Qui non viene preso in considerazione il livello di radiazione gamma, ma la quantità di contaminazione del suolo da cesio-137, stronzio-90 e plutonio-239.
In caso di contaminazione particolarmente grave, la popolazione viene evacuata da tali aree e il lavoro agricolo viene svolto secondo un programma di rotazione di 2 settimane. I criteri per la delimitazione delle zone nelle aree contaminate sono riportati nella tabella 1.
Tabella 1. Criteri per le zone di contaminazione
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Zone di contaminazione |
Limiti di contaminazione del suolo |
Limiti di dosaggio |
Tipo di azione |
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1. Zona di 30 km |
- |
- |
Residente di |
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2. Incondizionato |
15 (ci)/km2 |
0.5 cSv/anno |
Il lavoro agricolo viene eseguito con un programma di rotazione di 2 settimane sotto stretto controllo radiologico. |
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3. Volontariato |
5–15 Ci/km2 |
0.01-0.5 |
Vengono intraprese misure per ridurre |
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4. Radioecologico |
1–5 Ci/km2 |
0.01 cSv/anno |
Il lavoro agricolo è |
Quando le persone lavorano su terreni agricoli contaminati da radionuclidi, può verificarsi l'assunzione di radionuclidi da parte dell'organismo attraverso la respirazione e il contatto con il suolo e le polveri vegetali. Qui, sia gli emettitori beta (stronzio-90) che gli emettitori alfa sono estremamente pericolosi.
A seguito di incidenti nelle centrali nucleari, parte dei materiali radioattivi che entrano nell'ambiente sono particelle a bassa dispersione e altamente attive del combustibile del reattore - "particelle calde".
Durante i lavori agricoli e nei periodi ventosi si generano notevoli quantità di polvere contenente particelle calde. Ciò è stato confermato dai risultati delle indagini sui filtri dell'aria del trattore prelevati da macchine che sono state azionate sui terreni contaminati.
La valutazione dei carichi di dose sui polmoni dei lavoratori agricoli esposti a particelle calde ha rivelato che al di fuori della zona di 30 km le dosi ammontavano a diversi millisievert (Loshchilov et al. 1993).
Secondo i dati di Bruk et al. (1989) l'attività totale del cesio-137 e del cesio-134 nella polvere inspirata negli operatori delle macchine era compresa tra 0.005 e 1.5 nCi/m3. Secondo i loro calcoli, durante il periodo totale di lavoro sul campo la dose efficace ai polmoni variava da 2 a
70 csv.
È stata stabilita la relazione tra la quantità di contaminazione del suolo da parte del cesio-137 e la radioattività dell'aria nella zona di lavoro. Secondo i dati dell'Istituto per la salute sul lavoro di Kiev, è stato rilevato che quando la contaminazione del suolo da cesio-137 ammontava a 7.0-30.0 Ci/km2 la radioattività dell'aria della zona di respirazione ha raggiunto 13.0 Bq/m3. Nell'area di controllo, dove la densità di contaminazione era compresa tra 0.23 e 0.61 Ci/km3, la radioattività dell'aria nella zona di lavoro variava da 0.1 a 1.0 Bq/m3 (Krasnyuk, Chernyuk e Stezhka 1993).
Le visite mediche degli operatori di macchine agricole nelle zone “pulite” e contaminate hanno evidenziato un aumento delle malattie cardiovascolari nei lavoratori delle zone contaminate, sotto forma di cardiopatia ischemica e distonia neurocircolatoria. Tra gli altri disturbi sono stati registrati più frequentemente la displasia della ghiandola tiroidea e un aumento del livello di monociti nel sangue.
Requisiti igienici
Orari di lavoro
Dopo grandi incidenti nelle centrali nucleari, di solito vengono adottati regolamenti temporanei per la popolazione. Dopo l'incidente di Chernobyl sono state adottate norme provvisorie per un periodo di un anno, con il TLV di 10 cSv. Si presume che i lavoratori ricevano il 50% della loro dose a causa delle radiazioni esterne durante il lavoro. In questo caso, la soglia dell'intensità della dose di radiazioni durante la giornata lavorativa di otto ore non dovrebbe superare i 2.1 mR/h.
Durante il lavoro agricolo, i livelli di radiazione nei luoghi di lavoro possono fluttuare in modo significativo, a seconda delle concentrazioni di sostanze radioattive nel suolo e nelle piante; fluttuano anche durante le lavorazioni tecnologiche (insilamento, preparazione di foraggi secchi e così via). Al fine di ridurre i dosaggi ai lavoratori, viene introdotta la disciplina dei limiti di tempo per il lavoro agricolo. La figura 1 mostra i regolamenti che sono stati introdotti dopo l'incidente di Chernobyl.
Figura 1. Limiti di tempo per il lavoro agricolo a seconda dell'intensità della radiazione di raggi gamma nei luoghi di lavoro.
Agrotecnologie
Quando si eseguono lavori agricoli in condizioni di elevata contaminazione di suoli e piante, è necessario osservare rigorosamente le misure dirette alla prevenzione della contaminazione da polvere. Il carico e lo scarico di sostanze secche e polverose dovrebbe essere meccanizzato; il collo del tubo convogliatore deve essere ricoperto di tessuto. Le misure dirette alla diminuzione del rilascio di polvere devono essere intraprese per tutti i tipi di lavoro sul campo.
I lavori con macchine agricole devono essere eseguiti tenendo conto della pressurizzazione della cabina e della scelta del corretto senso di marcia, preferendo il vento laterale. Se possibile è auspicabile innaffiare prima le aree coltivate. Si raccomanda l'ampio utilizzo di tecnologie industriali in modo da eliminare il più possibile il lavoro manuale sui campi.
È opportuno applicare al suolo sostanze in grado di favorire l'assorbimento e la fissazione dei radionuclidi, trasformandoli in composti insolubili e impedendo così il trasferimento dei radionuclidi nelle piante.
Macchinari agricoli
Uno dei maggiori rischi per i lavoratori sono le macchine agricole contaminate da radionuclidi. Il tempo di lavoro consentito sulle macchine dipende dall'intensità della radiazione gamma emessa dalle superfici della cabina. Non solo è richiesta la completa pressurizzazione delle cabine, ma anche il dovuto controllo dei sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria. Dopo il lavoro, è necessario eseguire la pulizia a umido delle cabine e la sostituzione dei filtri.
Durante la manutenzione e la riparazione delle macchine dopo le procedure di decontaminazione, l'intensità della radiazione gamma sulle superfici esterne non deve superare 0.3 mR/h.
Edifici
La pulizia a umido di routine deve essere eseguita all'interno e all'esterno degli edifici. Gli edifici dovrebbero essere dotati di docce. Nella preparazione di mangimi che contengono componenti polverosi, è necessario attenersi a procedure atte a prevenire l'aspirazione di polvere da parte degli operatori, nonché a tenere lontana la polvere da pavimenti, attrezzature e quant'altro.
La pressurizzazione dell'apparecchiatura dovrebbe essere sotto controllo. I luoghi di lavoro devono essere dotati di un'efficace ventilazione generale.
Uso di pesticidi e fertilizzanti minerali
L'applicazione di polveri e pesticidi granulari e fertilizzanti minerali, nonché l'irrorazione da aeroplani, dovrebbe essere limitata. Sono preferibili la spruzzatura meccanica e l'applicazione di prodotti chimici granulari e di fertilizzanti misti liquidi. I fertilizzanti minerali in polvere devono essere immagazzinati e trasportati solo in contenitori ben chiusi.
I lavori di carico e scarico, la preparazione di soluzioni antiparassitarie e altre attività devono essere eseguiti utilizzando la massima attrezzatura di protezione individuale (tute, caschi, occhiali, respiratori, guanti di gomma e stivali).
Approvvigionamento idrico e dieta
Dovrebbero esserci appositi locali chiusi o autocarri senza correnti d'aria dove i lavoratori possono consumare i pasti. Prima di consumare i pasti, i lavoratori devono pulire i propri indumenti e lavarsi accuratamente le mani e il viso con sapone e acqua corrente. Durante i periodi estivi i lavoratori nei campi dovrebbero essere riforniti di acqua potabile. L'acqua deve essere conservata in contenitori chiusi. La polvere non deve entrare nei contenitori durante il riempimento con acqua.
Visite mediche preventive dei lavoratori
Le visite mediche periodiche devono essere effettuate da un medico; sono obbligatorie le analisi di laboratorio del sangue, l'ECG e le prove di funzionalità respiratoria. Laddove i livelli di radiazione non superano i limiti consentiti, la frequenza degli esami medici non deve essere inferiore a una volta ogni 12 mesi. In presenza di livelli più elevati di radiazioni ionizzanti gli esami dovrebbero essere eseguiti con maggiore frequenza (dopo la semina, il raccolto e così via) tenendo conto dell'intensità delle radiazioni nei luoghi di lavoro e della dose totale assorbita.
Organizzazione del controllo radiologico delle aree agricole
I principali indici che caratterizzano la situazione radiologica dopo il fallout sono l'intensità della radiazione gamma nell'area, la contaminazione dei terreni agricoli da parte dei radionuclidi selezionati e il contenuto di radionuclidi nei prodotti agricoli.
La determinazione dei livelli di radiazioni gamma nelle aree consente di tracciare i confini delle aree gravemente contaminate, stimare le dosi di radiazioni esterne alle persone impegnate in lavori agricoli e stabilire i relativi programmi che prevedono la sicurezza radiologica.
Le funzioni di monitoraggio radiologico in agricoltura sono di norma affidate ai laboratori radiologici del servizio sanitario, nonché ai laboratori radiologici veterinari e agrochimici. La formazione e l'istruzione del personale addetto al controllo dosimetrico e alle consulenze per la popolazione rurale sono svolte da questi laboratori.