Uranij u pepelu iz ugljena – što kaže znanost?

Termoelektrane odlažu tisuće tona šljake i pepela iz stotina tisuća tona sagorjelog ugljena. Je li to štetno za okoliš? Je li opasno za ljudsko zdravlje? Evo odgovora naših znanstvenika.

Nenad Raos subota, 1. srpnja 2023. u 06:00

Ugljen bi mogao postati gorivo za nuklearne reaktore. Kako? U ugljenu ima prosječno jedan ppm (gram po toni) uranija, pa kako se u svijetu godišnje iskopa oko osam milijardi tona ugljena iz njega bi se se, pokazuje jednostavan proračun, moglo izdvojiti 8.000 tona uranija – a to je šestina svjetske proizvodnje (50.000 t) tog nadasve važnog metala. Sav uranij, a s njime i drugi metali, zaostaju u šljaki i pepelu pa bi oni mogli poslužiti kao vrijedan izvor ne samo uranija nego i žive, vanadija i molibdena. No umjesto iskorištavanja rudnog bogatstva ugljena, nalazimo anorganske ostatake njegova izgaranja na bolje ili gore saniranim deponijima koji stvarno ili potencijalno ugrožavaju okoliš.

Jednim se takvim deponijem pozabavio i tim znanstvenika (Ivica Prlić i Božena Skoko) iz zagrebačkog Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI) u suradnji sa Školom  narodnog zdravlja Andrija Štampar (Željka Kuharić i Mirela Jukić), Agronomskim fakultetom (Željka Zgorelec i Aleksandra Perčin), Zavodom za botaniku zagrebačkog Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (Sandra Radić Brkanac) te sa dva slovenska znanstvenika (Marko Štrok i Leja Rovan) iz Instituta Jožef Štefan u Ljubljani. Deponij se nalazi u Hrvatskoj, na obali Kaštelanskog zaljeva. Riječ je o smjesi svih vrsta pepela što ga je u mnogo godina rada termoelektrana danas zatvorene tvornice Jugovinil odlagala na površinu od 2,3 hektara. Tu se nalazi 200 tisuća kubičnih metara otpada na kojem rastu biljke – što je bio razlog za angažiranje agronoma i botaničara u istraživanju.

Problem koji su naši znanstvenici htjela riješiti vidi se već iz naslova njihova rada objavljenog ove godine u časopisu Journal of Hazardous Materials: „Does exposure to weathered coal ash with an enhanced content of uranium-series radionuclides effect flora? Changes in the physiological indicators of five referent plant species.“ I što su našli i pronašli?

Od 25 kemijskih elementa koje su određivali, pronašli su da u deponiju ima signifikantno više vanadija, arsena, stroncija, molibdena, antimona i žive nego u okolnom tlu. U uzorcima pepela je bilo dva puta više arsena i antimona, a čak četiri puta više vanadija te osam puta više molibdena nego što ih ima u tlu obližnjeg Čiova. Bi li se pepeo mogao iskoristiti za dobivanje tih vrijednih metala – najviše ima vanadija (102 – 250 mg/kg), dakle četvrt kilograma po toni – teško je reći, no koncentracije arsena, žive i vanadija dva do tri puta premašuju razinu koja je dozvoljena u tlu za poljoprivrednu proizvodnju.

Najzanimljiviji je dakako bio uranij (238U) i njegovi raspadni produkti, prije svega radij (226Ra). Mjerenje njihove aktivnosti pokazalo je da uranija i radija ima oko 24 puta više na deponiju u Kaštel Sućurcu nego u vrletima Čiova. Opasnost od radijacije? Treba li po kaštelanskom deponiju i oko njega hodati u zaštitnom odijelu sa zaštitnom maskom? Kaštel Sućurac nije Černobil: srednja koncentracija aktivnosti uranija-238 iznosi 1139 Bq/kg; ima ga dakle oko 100 grama po toni. Radionuklidi ulaze u biljke koje rastu na deponiju, pa i one, razumije se, postaju radioaktivne – i to 7 do 12 puta više od okolnog bilja. To su pokazala mjerenja obavljena na pet vrsta divljih biljaka (alepski bor, tršlja, prohulja, kupina te ljepljivi bušak ili metina). Je li to opasne po zdravlje?

Mogle bi biti, ali je malo vjerojatno. Izmjerene brzine doze zračenja za navedenih pet biljnih vrsta iznosile su 5 – 69 μGy/h, što je iznad vrijednosti (5 μGy/h) pri kojoj zračenje nema štetnog djelovanja, no ipak od manje od brzine doze zračenja (450 μGy/h) pri kojoj zračenje može naštetiti populaciji, a ne samo jedinki.

Kad ovo pročitamo mogli bismo reći da nam se ništa neće dogoditi ako jedemo blitvu,  raštiku ili mišanciju izraslu na kaštelskom smetištu. No nije tako. Drugi dio istraživanja (za koje su zaslužni botaničari i agronomi) jasno je pokazalo da pepeo od ugljena utječe na metabolizam biljaka, prije svega na razinu klorofila, biljnih pigmenata i enzima (no to se događa, smatraju autori, zbog onečišćenja tla teškim metalima, a ne radionuklidima). Stoga je dobro biti što dalje od šljake i pepela.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 15 znanstveno-popularnih knjiga, posljenja je "Kemičar u kući - kemija svakodnevnog života".