El uranio presente en el medio ambiente es un problema de salud mundial y proviene tanto de fuentes naturales como artificiales. Además del uranio de origen natural, la minería, los fosfatos en la agricultura , la fabricación de armas y la energía nuclear son fuentes antropogénicas de uranio en el medio ambiente. [1]
En el entorno natural, la radiactividad del uranio es generalmente baja, [1] pero el uranio es un metal tóxico que puede alterar el funcionamiento normal de los riñones, el cerebro, el hígado, el corazón y muchos otros sistemas. [2] La toxicidad química puede causar problemas de salud pública cuando el uranio está presente en las aguas subterráneas, especialmente si las concentraciones en los alimentos y el agua aumentan debido a la actividad minera. [1] 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. [3]
La radiactividad del uranio puede presentar problemas ambientales y de salud en el caso de residuos nucleares producidos por centrales nucleares o por la fabricación de armas.
El uranio es débilmente radiactivo y sigue siendo así debido a su larga vida media física (4.468 millones de años para el uranio-238 ). El uso de uranio empobrecido (DU) en municiones es controvertido debido a las dudas sobre los posibles efectos a largo plazo sobre la salud. [4] [5]
El uranio es un elemento que se encuentra de forma natural en niveles bajos en todas las rocas, el suelo y el agua. Es el elemento de mayor número que se encuentra de forma natural en cantidades significativas en la Tierra. Según el Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas, la concentración normal de uranio en el suelo es de 300 μg/kg a 11,7 mg/kg. [6]
Se considera que es más abundante que el antimonio , el berilio , el cadmio , el oro , el mercurio , la plata o el tungsteno y es casi tan abundante como el estaño , el arsénico o el molibdeno . Se encuentra en muchos minerales, incluidos la uraninita (el mineral de uranio más común), la autunita , la uranofanía , la torbernita y la coffinita . [7] Hay concentraciones significativas de uranio en algunas sustancias, como los depósitos de roca fosfórica y minerales como el lignito y las arenas de monacita en minerales ricos en uranio . (Se recupera comercialmente de estas fuentes). Las cenizas volantes de carbón que contienen uranio son particularmente ricas en uranio, y ha habido varias propuestas para "extraer" este producto de desecho por su contenido de uranio. [8] [9] Debido a que parte de las cenizas producidas en una planta de energía a carbón se escapan a través de la chimenea, la contaminación radiactiva liberada por las plantas de energía a carbón en funcionamiento normal es en realidad mayor que la de las plantas de energía nuclear. [10] [11]
El agua de mar contiene aproximadamente 3,3 partes por mil millones (3,3 μg/kg de uranio en peso o 3,3 microgramos por litro ). [12]
La minería es la mayor fuente de contaminación del medio ambiente por uranio. [1] La extracción de uranio genera residuos radiactivos en forma de relaves que contienen uranio, radio y polonio. En consecuencia, la extracción de uranio produce "la inevitable contaminación radiactiva del medio ambiente por desechos sólidos, líquidos y gaseosos". [13]
El setenta por ciento de los recursos mundiales de uranio se encuentran en tierras tradicionales [ aclaración necesaria ] pertenecientes a pueblos indígenas o adyacentes a ellas, y los riesgos ambientales percibidos asociados con la minería de uranio han dado lugar a conflictos ambientales que involucran a múltiples actores, en los que las campañas locales se han convertido en debates nacionales o internacionales. [14]
Algunos de estos conflictos ambientales han limitado la exploración de uranio. Los incidentes en la mina de uranio Ranger en el Territorio del Norte de Australia y las disputas sobre los derechos territoriales de los indígenas llevaron a una mayor oposición al desarrollo de los depósitos cercanos de Jabiluka y a la suspensión de ese proyecto a principios de la década de 2000. De manera similar, el daño ambiental causado por la minería de uranio en tierras tradicionales de los navajos en el sudoeste de los Estados Unidos resultó en restricciones a la minería adicional en tierras de los navajos en 2005. [14]
En los primeros años no se valoraron los riesgos de radiación que entrañaba la extracción y el procesamiento del uranio, por lo que los trabajadores estaban expuestos a altos niveles de radiación. La inhalación de gas radón provocó un marcado aumento de los cánceres de pulmón entre los mineros de uranio que trabajaban en la minería subterránea en los años 1940 y 1950. [15]
La actividad militar es una fuente de uranio, especialmente en los sitios de pruebas nucleares o de municiones. El uranio empobrecido (DU) es un subproducto del enriquecimiento de uranio que se utiliza para blindaje defensivo y proyectiles perforantes . Se ha encontrado contaminación por uranio en sitios de prueba en el Reino Unido, en Kazajstán y en varios países como resultado de municiones de DU utilizadas en la Guerra del Golfo y las guerras yugoslavas . [1] Durante un período de tres semanas de conflicto en 2003 en Irak , se utilizaron entre 1.000 y 2.000 toneladas de municiones de DU. [16]
La combustión y el impacto de las municiones de uranio empobrecido pueden producir aerosoles que dispersan el metal uranio en el aire y el agua, donde puede ser inhalado o ingerido por los seres humanos. [17] Un estudio del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) ha expresado preocupación por la contaminación de las aguas subterráneas causada por estas municiones. [18] Los estudios sobre la exposición a aerosoles de uranio empobrecido sugieren que las partículas de uranio se depositarían rápidamente en el aire, [19] y, por lo tanto, no deberían afectar a las poblaciones que se encuentran a más de unos pocos kilómetros de las zonas objetivo. [17]
La industria de la energía nuclear también es una fuente de uranio en el medio ambiente en forma de residuos radiactivos o a través de accidentes nucleares como Three Mile Island o el desastre de Chernóbil . [14] Los riesgos percibidos de contaminación asociados con esta industria contribuyen al movimiento antinuclear . [14]
En 2020, había más de 250.000 toneladas métricas de desechos radiactivos de alto nivel almacenados en contenedores temporales en todo el mundo. Estos desechos son producidos por plantas de energía nuclear e instalaciones de armas y constituyen un grave problema para la salud humana y el medio ambiente. Hay planes para eliminar permanentemente los desechos de alto nivel en depósitos geológicos profundos , pero ninguno de ellos está operativo. La corrosión de los viejos contenedores temporales ha provocado que algunos desechos se filtren al medio ambiente. [20]
Como 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. [21]
Las sales solubles de uranio 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 solubles de uranio se excretan fácilmente en la orina , aunque se produce cierta acumulación en los riñones en caso de exposición crónica. La Organización Mundial de la Salud ha establecido una "ingesta tolerada" diaria de sales solubles de uranio para la población 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 produzca ningún daño renal significativo. [22] [23]
El tiron se puede utilizar para eliminar uranio del cuerpo humano, en una forma de terapia de quelación . [24] El bicarbonato también se puede utilizar ya que el uranio (VI) forma complejos con el ion carbonato .
La minería de uranio produce relaves tóxicos que son radiactivos y pueden contener otros elementos tóxicos como el radón . El polvo y el agua que salen de los relaves pueden transportar elementos radiactivos de larga duración que ingresan a las fuentes de agua y al suelo, aumentan la radiación de fondo y eventualmente son ingeridos por humanos y animales. Un análisis de 2013 en una revista médica encontró que, "Los efectos de todas estas fuentes de contaminación en la salud humana serán sutiles y generalizados, y por lo tanto difíciles de detectar tanto clínica como epidemiológicamente". [25] Un análisis de 2019 de la industria mundial del uranio dijo que la industria estaba trasladando las actividades mineras hacia el Sur Global , donde las regulaciones ambientales suelen ser menos estrictas; y que las personas en las comunidades afectadas "seguramente experimentarían consecuencias ambientales adversas" y problemas de salud pública derivados de las actividades mineras llevadas a cabo por poderosas corporaciones multinacionales o compañías mineras con sede en países extranjeros. [26]
En 1950, el servicio de salud pública de los EE. UU. comenzó un estudio exhaustivo sobre los mineros de uranio, lo que condujo a la primera publicación de una correlación estadística entre el cáncer y la minería de uranio, publicada en 1962. [27] 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. [28]
De los 69 sitios de molienda de uranio actuales y antiguos en 12 estados, 24 han sido abandonados y son responsabilidad del Departamento de Energía de los EE. UU . [29] Los derrames accidentales de las plantas de uranio incluyen el derrame de la planta 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 los EE. UU., y el derrame de combustibles de Sequoyah Corporation en Oklahoma en 1986. [30]
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. [27]
El uso de uranio empobrecido (DU) en municiones es controvertido debido a las dudas sobre los posibles efectos a largo plazo sobre la salud. [4] [5] [31] El funcionamiento normal de los riñones , el cerebro , el hígado , el corazón y muchos otros sistemas puede verse afectado por la exposición al uranio, porque el uranio es un metal tóxico . [2] Algunas personas han expresado su preocupación por el uso de municiones de DU debido a su mutagenicidad, [32] teratogenicidad en ratones, [33] [34] neurotoxicidad , [35] y su supuesto potencial cancerígeno. Otras preocupaciones se refieren a las municiones de DU sin explotar que se filtran en las aguas subterráneas con el tiempo. [36]
La toxicidad del uranio empobrecido es un tema de controversia médica. Múltiples estudios realizados con células cultivadas y roedores de laboratorio sugieren la posibilidad de efectos leucemogénicos , genéticos , reproductivos y neurológicos por exposición crónica. [4] 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". [37] La Organización Mundial de la Salud afirma que no se ha informado de ningún riesgo de efectos reproductivos, de desarrollo o cancerígenos en humanos debido a la exposición al uranio empobrecido. [38] [39] Este informe ha sido criticado por el Dr. Keith Baverstock por no incluir posibles efectos a largo plazo. [40]
La mayoría de los estudios científicos no han encontrado ningún vínculo entre el uranio y los defectos de nacimiento, pero algunos afirman que existen correlaciones estadísticas entre los soldados expuestos al uranio empobrecido y los que no lo estuvieron, en lo que respecta a las anomalías reproductivas.
Un estudio encontró evidencia epidemiológica de un mayor riesgo de defectos de nacimiento en la descendencia de personas expuestas al uranio empobrecido. [ 37] Varias fuentes han atribuido una mayor tasa de defectos de nacimiento en los hijos de veteranos de la Guerra del Golfo y en iraquíes a la inhalación de uranio empobrecido. [34] [41] Un estudio de 2001 de 15.000 veteranos de combate de la Guerra del Golfo y 15.000 veteranos de control encontró que los veteranos de la Guerra del Golfo tenían entre 1,8 (padres) y 2,8 (madres) veces más probabilidades de tener hijos con defectos de nacimiento. [42] Un estudio de veteranos de la Guerra del Golfo del Reino Unido encontró un riesgo 50% mayor de embarazos malformados informados por hombres en comparación con los veteranos que no fueron de la Guerra del Golfo. El estudio no encontró correlaciones entre el despliegue de la Guerra del Golfo y otros defectos de nacimiento como muerte fetal, malformaciones cromosómicas o síndromes congénitos. El servicio del padre en la Guerra del Golfo se asoció con una mayor tasa de abortos espontáneos, pero no así el servicio de la madre. [43]
El uranio causa defectos reproductivos y otros problemas de salud en roedores , ranas y otros animales. También se ha demostrado que el uranio tiene efectos citotóxicos, genotóxicos y cancerígenos en animales. [44] [45] Se ha demostrado en roedores y ranas que las formas solubles en agua del uranio son teratogénicas . [37] [33] [34]
Las bacterias y Pseudomonadota , como Geobacter y Burkholderia fungorum (cepa Rifle), pueden reducir y fijar el uranio en el suelo y el agua subterránea . [46] [47] [48] Estas bacterias transforman el U(VI) soluble en el ion U(IV) formador de complejos altamente insoluble, deteniendo así la lixiviación química .
Se ha sugerido que es posible formar una barrera reactiva añadiendo algo al suelo que haga que el uranio se fije. Un método para hacerlo es utilizar un mineral ( apatita ) [49] mientras que un segundo método es añadir una sustancia alimenticia como el 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. [50]