PGO-LEIDRAAD ALGEME NATUURWETENSCHAPPEN

MODULE: materieGROEPSLEDEN: Groepsleden: Erik Hernaamt, Joost Bus, Kenji van Keeken, Ruben StollmanARTIKEL (TITEL): De gevaren van radioactieve straling en kernenergie

1. Verhelder onduidelijke termen en begrippen-

2. Definieer het centrale probleem / vraag van het artikelWat doet radioactiviteit met het ecosysteem?Hoe kan het dat het ecosysteem in Fukushima wordt bedreigd, terwijl in Tsjernobyl de natuur in bloei staat?

3. Analyseer het artikel / de rode draadPlanten en dieren hebben het vermogen om kleine dna-beschadigingen te herstellen dus de kleine hoeveelheid straling die door de kosmos en de aarde komen zijn niet schadelijke maar dit is anders in een gebied waar een nucleaire ramp heeft plaats gevonden. In tsjernobyl bijvoorbeeld is een 1986 een kerncentrale ontploft. De mate waarin planten en dieren gevoelig zijn voor radioactiviteit   [8] , hangt af van hun bouw. Hoe ingewikkelder de bouw van een organisme, des te meer schade wordt ondervonden van straling. Zoogdieren hebben veel actieve weefsels, met sneldelende cellen en een uitgebreide stofwisseling, zoals het beenmerg. Zulke weefsels zijn het gevoeligst voor straling. Bij een kernramp zijn zoogdieren dus het eerst de pineut, simpele beestjes als wormen komen er beter mee weg. De kennis die we tot nu toe hebben komt vooral door het onderzoek in tsjernobyl.Hier zijn door een plotselinge blootstelling aan een grote hoeveelheid radioactiviteit door een ontploffing, veel dieren en planten komen te sterven. Zelfs de kleine diertjes die er normaal gesproken niet zo heel veel last van hebben zijn komen te sterven.Nu is het ecosysteem daar weer goed op gang gekomen maar nog steeds is de straling in het gebied hoger dan normaal wat zal dit voor effecten hebben op langere termijn?Er zijn vele studies geweest om de lange termijn gevolgen te ontdekken een van die studies ontdekte dat er veel afwijkingen in de vogels waren: mutaties   [14]  in geslachtscellen, verminderde levensvatbaarheid van eieren, albinisme   [15] , en vervroegde dood. Maar critici betwisten de resultaten: de onderzoekers zouden geen rekening hebben gehouden met andere mogelijke oorzaken, en zouden de data verkeerd hebben geïnterpreteerd.De onderzoeken zijn op he moment vaag. Het blijft dus erg onduidelijk wat radioactiviteit op de lange termijn doet met een ecosysteem. Er lopen dan weliswaar veel dieren rond in Tsjernobyl, maar of zij ook zo oud worden als eerst en net zo goed kunnen voortplanten blijft voorlopig nog een onbeantwoorde vraag.

4. Orden de ideeën uit de analyse van het probleem-planten en dieren kunnen een kleine hoeveelheid straling aan. Ze hebben het vermogen om de schade te herstellen.-als er veel straling is zullen vooral de organisme met een ingewikkelde bouw veel schade oplopen-de kennis die we tot nu toe hebben is niet heel betrouwbaar en vaak vaag -de schade op korte termijn zin grotendeels bekend maar op lange termijn blijft het nog een raadsel

-het grote verschil met Tsjernobyl en Fukushima is dat in Tsjernobyl een ontploffing heeft plaats gevonden en alles in een keer vrij kwam in fukushima komen er steeds beetjes vrij voor een langere tijd. Ook heeft Tsjernobyl heel lang gehad om het ecosysteem weer op gang te laten komen.

5. Formuleer leerdoelenHet gevolg van radioactiviteit op de geslachtscellen?

6. Beantwoord je leerdoelen

7. Schrijf een korte samenvatting van de ‘oplossing’ van dit probleem

Radioactiviteit in het ecosysteem

Als er iets misgaat met een kerncentrale richt iedereen zijn aandacht op de gevolgen voor de menselijke gezondheid. Logisch. Maar planten en dieren ondervinden ook schade van straling. Alleen begrijpt men nog altijd niet welke effecten een kernramp nu precies heeft op een ecosysteem. De kernramp in Japan biedt wetenschappers een kans een einde te maken aan die onduidelijkheid.

door Mariska van Sprundel

Prezwalski_paarden

In Tsjernobyl leven veel wilde dieren, zoals deze (geïntroduceerde) paarden.

Tim Mousseau

Groene planten en bomen, vogels die af en aan vliegen, zelfs de zeldzame lynx [1] is teruggekeerd. Rondom Tsjernobyl, waar in 1986 een kerncentrale ontplofte, is een prachtig natuurgebied ontstaan.

Ondertussen rinkelen in Japan echter de alarmbellen. Radio-ecologen vrezen voor schade aan ecosystemen [2] na het ongeluk met de Fukushima-kerncentrale [3]. Dat blijkt uit een Frans onderzoek [4] dat recent verscheen. Hoe kan het dat het ecosysteem in Fukushima wordt bedreigd, terwijl in Tsjernobyl de natuur in bloei staat?

Biologische effecten

Natuurlijke radioactiviteit [5] uit de aarde en de kosmos [6] is zo laag dat planten en dieren er weinig van te vrezen hebben. Net als wij, zijn zij uitgerust met het vermogen om kleine DNA-beschadigingen [7] te herstellen. Maar dat wordt een ander verhaal in gebieden die radioactief vervuild zijn door nucleaire rampen.

De mate waarin planten en dieren gevoelig zijn voor radioactiviteit [8], hangt af van hun bouw. Hoe ingewikkelder de bouw van een organisme, des te meer schade wordt ondervonden van straling. Zoogdieren hebben veel actieve weefsels, met sneldelende cellen en een uitgebreide stofwisseling, zoals het beenmerg. Zulke weefsels zijn het gevoeligst voor straling. Bij een kernramp zijn zoogdieren dus het eerst de pineut, simpele beestjes als wormen komen er beter mee weg.

Red_forest

Het ‘rode bos’ van dode dennenbomen in Tsjernobyl.

Wikimedia Commons / Helferc

De kennis die we hebben van de gevolgen van radioactiviteit op het ecosysteem, komt grotendeels uit onderzoek rondom Tsjernobyl [9]. Tijdens de ontploffing van de kerncentrale kwam er acuut een hoge stralingsdosis vrij. Die overdosis leidde tot massale sterfte van dennenbomen en zoogdieren binnen een paar kilometer van de kernreactor. Ook de bodemdiertjes werden hier niet gespaard: aantallen werden dertig keer zo klein. Zelfs dennenbomen tot aan tientallen kilometers verderop maakten jaren geen zaadjes.

Op dit moment leven weer veel planten en dieren in het gebied waar de kernramp plaatsvond. Maar nog altijd is de radioactiviteit wat hoger dan normaal. Heeft de natuur geen last van deze straling? Het lijkt erop van niet. Maar wat langdurige blootstelling aan een lage dosis radioactiviteit doet met een ecosysteem is vrij onbekend. Mensen hebben bijvoorbeeld kans op ziektes op latere leeftijd, zoals kanker [10]. Bij dieren spelen die ziektes bijna geen rol: dieren gaan meestal eerder dood aan andere oorzaken, zoals honger, roofdieren of mensen.

Zwaluwen

Mousseau en Møller zagen dat veel boerenzwaluwen die rondom Tsjernobyl leven gedeeltelijk albino zijn (linkervogel).

Tim Mousseau 2000

Gevolgen op de lange termijn

Er zijn talloze studies uitgevoerd om de gevolgen van Tsjernobyl op de lange termijn te onderzoeken. Eén daarvan is het onderzoek uit 2007 [11] van de ecologen Tim Mousseau en Anders Møller, van de Pierre & Marie Curie Universiteit [12] in Parijs, naar DNA-afwijkingen in boerenzwaluwen [13] rondom Tsjernobyl. Ze zagen veel afwijkingen in de vogels: mutaties [14] in geslachtscellen, verminderde levensvatbaarheid van eieren, albinisme [15], en vervroegde dood. Maar critici betwisten de resultaten: de onderzoekers zouden geen rekening hebben gehouden met andere mogelijke oorzaken, en zouden de data verkeerd hebben geïnterpreteerd.

Møller en Mousseau deden ook onderzoek naar aantallen organismen en soorten [16]. In 2009 toonde zij aan dat tussen 2006 en 2008 het aantal insecten afnam naarmate de afstand tot de kernreactor kleiner werd. Insecten zijn nodig om planten te bestuiven, zonder insecten zou het hele ecosysteem verstoord kunnen worden. De onderzoekers verwachtten dan ook dat de vruchtbaarheid van planten verminderd zou zijn. Maar of ze dat echt hebben waargenomen? Daar staat niks over in hun rapport.

De studies tot nu toe geven vage en dubbelzinnige resultaten. Het blijft dus erg onduidelijk wat radioactiviteit op de lange termijn doet met een ecosysteem. Er lopen dan weliswaar veel dieren rond in Tsjernobyl, maar of zij evenveel succes hebben in de voortplanting, en of ze even oud worden als de dieren in andere gebieden erbuiten, is niet te voorspellen.

Zeewier

Het zeeleven heeft een aardige opdonder gekregen door de lekkage van radioactiviteit in Fukushima.

Noriko Hayashi / Greenpeace

Herkansing

Wetenschappers vinden het jammer dat er destijds in Tsjernobyl zo weinig ecologische studies zijn gedaan naar de langetermijngevolgen van radioactiviteit. Maar ze krijgen een herkansing. Fukushima is nu de nieuwe speeltuin voor onderzoekers om begrip te krijgen van ecologische schade door radioactiviteit.

Onderzoekers van het Franse Instituut voor Nucleaire Veiligheid [17] beten de spits af. Twee weken na het ongeval namen zij water- en bodemmonsters rondom Fukushima en berekenden de dosis die groepen organismen waarschijnlijk binnen kregen. Het leven op land kampte met een honderd keer hogere dosis dan veilig is: genoeg om het voortplantingssucces te beperken. Zeedieren als platvissen [18], weekdieren [19], kreeftachtigen en zeewier kwamen er slechter van af: in de maand na het ongeluk kregen zij een duizend keer hogere dosis, wat waarschijnlijk leidt tot sterfte. Maar is dat wel zo erg, als je weet hoe het ecosysteem rond Tsjernobyl er nu voor staat?

Natuur_tsjernobyl2

Door de menselijke afwezigheid heeft de natuur terrein herwonnen in Tsjernobyl.

Tiblu 2003-2007

Fukushima vs. Tsjernobyl

De ecologische gevolgen van de twee kernrampen zijn eigenlijk niet met elkaar te vergelijken. In Tsjernobyl ontplofte de kerncentrale, waardoor bijna de hele inhoud aan radioactieve stoffen in één klap naar buiten kwam. Dat doodde veel levende wezens in de directe omgeving. Daarna kon het kale gebied weer herbevolkt worden door migrerende soorten. Bovendien heeft de natuur in Tsjernobyl vijfentwintig jaar de tijd gehad om er weer bovenop te komen. En het feit dat daar nog altijd geen mensen wonen, heeft zeker zijn steentje bijgedragen: de natuur kan lekker zijn gang gaan.

In Fukushima ligt het anders. Daar lekken lage concentraties radioactieve stoffen langzaam de zee in. Er is daarom geen sprake van plotselinge massale sterfte van organismen. Maar wat straling op de lange termijn zal doen met het ecosysteem op land en in zee, is ook hier niet duidelijk. In Japan gaan driehonderd experts precies bijhouden hoeveel radioactieve stoffen zich ophopen in spieren, organen, eitjes en botten van allerlei organismen. Het is de bedoeling dat er twee keer per jaar monsters worden genomen. Wat radioactiviteit doet met het ecosysteem? Hopelijk kunnen we die vraag over vijfentwintig jaar wél beantwoorden.