Technogenic nature of radionuclide distribution at operating uranium sorption sites in Uzbekistan: a comprehensive assessment of air, surface, and soil compartments

في المناظر الطبيعية القاحلة في آسيا الوسطى، وتحت الرمال المتحركة لصحراء قيزيل كوم، تكمن رواسب هائلة من اليورانيوم. هذا العنصر، وهو معدن ثقيل يوجد طبيعيًا في القشرة الأرضية، هو الوقود الذي يشغل الطاقة النووية. ولاستخراجه، غالبًا ما تستخدم شركات التعدين طريقة تسمى الاستخلاص بالمحلول الموضعي. فبدلاً من حفر حفر مفتوحة ضخمة أو إنشاء أنفاق عميقة تحت الأرض، يقومون بضخ محلول سائل خاص في باطن الأرض لإذابة اليورانيوم مباشرة من الصخور. ثم يُضخ السائل، الذي يحمل الآن المعدن المذاب، عائدًا إلى السطح. وهناك، يمر عبر نظام ترشيح حيث يتم التقاط اليورانيوم على حبيبات خاصة، تمامًا مثل الإسفنجة التي تمتص الماء، تاركًا بقية السائل خلفها. هذه العملية فعالة وتترك السطح دون اضطراب كبير، لكنها تجلب تحديًا خفيًا: إذ يطلق محلول اليورانيوم غازًا عديم اللون والرائحة يسمى الرادون، كما يمكن أن تصبح جزيئات دقيقة من الغبار المشع محملة في الهواء. ولأن هذه المواد غير مرئية، يجب على العلماء قياسها بعناقة لفهم ما إذا كان عملية التعدين تخلق خطرًا إشعاعيًا على العمال والمجتمعات المجاورة، أم أن المستويات هي مجرد جزء من الإشعاع الخلفي الطبيعي الموجود في كل مكان على الأرض.

لقد انطلق فريق من الباحثين من جامعات في أوزبكستان لحل هذا اللغز في ستة مواقع نشطة لامتصاص اليورانيوم في منطقة سمرقند. كان هدفهم هو تحديد ما إذا كانت مستويات الإشعاع الموجودة حول هذه المرافق ناتجة عن تقنية التعدين نفسها أم عن الجيولوجيا الطبيعية للمنطقة. وللقيام بذلك، لم يعتمدوا على قياس واحد؛ بل أجروا مسحًا شاملاً بحث في الهواء، والأرض، وأسطح الآلات، والتربة. قاموا بقياس تركيز غاز الرادون ونواتج تحلله في الهواء، وفحصوا مستوى إشعاع غاما — النوع الذي يمكنه اختراق الجدران والوصول إلى جسم الإنسان — حول المعدات، واختبروا أسطح الآلات بحثًا عن التلوث الإشعاعي. كما قاموا بحفر عينات من التربة لتحليل العناصر المشعة الطبيعية الموجودة في الأرض. ومن الأهمية بمكان، أنهم قارنوا كل هذه القياسات بالبيانات التي جُمعت من ثمان نقاط تحكم في قرى سكنية مجاورة، بعيدة عن النشاط الصناعي، لتحديد خط أساس لما يبدو عليه البيئة بدون تأثير المنجم.

رسمت النتائج صورة واضحة لمصدر الإشعاع. فداخل مناطق التشغيل، وتحديدًا عند منصة تبادل الراتنج (الراتنج) حيث يتم فصل اليورانيوم عن السائل، وعند أعمدة الامتصاص حيث تحدث العملية، كان الهواء أكثر إشعاعًا بشكل ملحوظ مما هو عليه في القرى المحيطة. كان تركيز غاز الرادون والغبار المشع طويل العمر في مناطق العمل المحددة هذه أعلى بنحو أربعة أضعاف من مستويات الخلفية الموجودة في قرى التحكم. وبالمثل، كان معدل جرعة الإشعاع من الأرض والمعدات في هذه المناطق يصل إلى خمسة أضعاف الخلفية الطبيعية. كما وجد الباحثون أن أسطح الآلات، وخاصة المضخات ومنصات التبادل، كانت ملوثة بمواد مشعة. وفي عدة حالات، تجاوز التلوث على هذه الأسطح حدود السلامة التي وضعتها المعايير الدولية للمواد منخفضة السمية. كان هذا النمط ثابتًا: فكلما اقتربت نقطة القياس من المعالجة النشطة لمحلول اليورانيوم، ارتفعت مستويات الإشعاع.

ومع ذلك، تغيرت القصة عندما نظر الباحثون إلى التربة. فإذا كانت عملية التعدين تنشر المواد المشعة على نطاق واسع في الأرض، فيجب أن تظهر التربة بالقرب من المصانع مستويات أعلى بكثير من العناصر المشعة الطبيعية مقارنة بالتربة في القرى. أظهرت البيانات واقعًا مختلفًا؛ فبينما كانت التربة بالقرب من مواقع اليورانيوم تحتوي على مستويات أعلى قليلاً من النويدات المشعة الطبيعية مقارنة بقرى التحكم، إلا أن الفرق كان ضئيلاً، حوالي ثمانية عشر بالمائة فقط. والأهم من ذلك، أن مستويات الإشعاع في التربة، حتى في المواقع، ظلت أقل بكثير من حدود السلامة الدولية الموصى بها لعامة السكان. قام الباحثون بحساب مؤشرات سلامة مختلفة بناءً على تكوين التربة، وجاءت جميعها آمنة. كان هذا الاكتشاف حاسمًا لأنه استبعد فكرة أن الخلفية الجيولوجية للمنطقة هي السبب الرئيسي لارتفاع قراءات الإشعاع الموجودة في الهواء وعلى المعدات. كانت التربة متجانسة نسبيًا، مما يعني أنه لا يمكن إلقاء اللوم على الجيولوجيا الطبيعية في الارتفاعات الحادة للإشعاع في الهواء وعلى الأسطح.

ومن خلال الجمع بين هذه الخطوط المختلفة من الأدلة، خلصت الدراسة إلى أن مستويات الإشعاع المرتفعة كانت نتيجة مباشرة للعملية التكنولوجية. إن الارتباط القوي بين مستويات الرادون العالية، والغبار المشع، وإشعاع غاما، والتلوث السطحي، يشير جميعًا إلى المصدر نفسه: وهو التعامل مع المحاليل الحاملة لليورانيوم. إن حقيقة أن هذه المستويات العالية كانت محصورة في المناطق المحددة التي تعمل فيها التكنولوجيا، بينما ظلت التربة نظيفة وآمنة نسبيًا، أكدت أن الإشعاع لم يكن سمة طبيعية للمناظر الطبيعية، بل كان نتاجًا للنشاط الصناعي. كما استخدمت الدراسة الأساليب الإحصائية لإظهار أن هذه المؤشرات الإشعاعية المختلفة تتحرك معًا؛ فعندما يكون أحدها مرتفعًا، يكون الآخر مرتفعًا أيضًا، مما يعزز فكرة أنها تشترك في أصل واحد.

إن الآثار المترتبة على هذه النتائج محددة وعملية. يشير البحث إلى أن الخطر الرئيسي على صحة الإنسان في هذه المرافق ليس من الأرض تحت أقدامهم، بل من الهواء الذي يتنفسونه والأسطح التي يلمسونها داخل المناطق الصناعية. إن العمال الذين يشغلون منصات تبادل الراتنج وأعمدة الامتصاص هم الأكثر عرضة لهذه المستويات المرتفعة. وتقترح الدراسة أن جهود الوقاية من الإشعاع يجب أن تركز بكثافة على هذه المناطق المحددة، وضمان حماية العمال بشكل جيد وأنظمة التهوية تزيل الغاز والغبار المشع بفعالية. وبينما تظل البيئة المحيطة والتربة آمنة، فإن مناطق التشغيل تتطلب إدارة صارمة للحفاظ على تعرض العمال ضمن الحدود الآمنة. يوفر هذا العمل خريطة مفصلة لمكان وجود الإشعاع وأين لا يوجد، مما يقدم أساسًا علميًا لحماية الأشخاص الذين يديرون إنتاج اليورانيوم.