المخاطر المهنية المرتبطة بعنصر البولونيوم

أهمية الكشف عن الخصائص المرتبطة بعنصر البولونيوم:

يُعد البولونيوم أول عنصر مشع فصلته “ماري وبيير كوري” عن خام اليورانيوم بيتشبليند، كما أن لديه أكثر من 25 نظيراً بأعداد كتلتها (192-218)، وأن جميعها مشعة ومعظمها من بواعث ألفا، حيث أن العديد منها لها فترات نصف عمر قصيرة جداً.

حيث أن أحد أسباب الاهتمام بجزيئات ألفا من البولونيوم هو وجودها كبُنات الرادون، لكن وفي الواقع وفيما يتعلق بجرعة الإشعاع المهمة؛ فإن مشكلة الرادون ترجع إلى حد كبير إلى البولونيوم، كما أن هناك أسباب أخرى للاهتمام بالبولونيوم.

ومن الأهمية الأساسية في المقام الأول النظير (210-Po)، والذي يبلغ عمر نصفه حوالي 138 يوماً ويتحلل إلى نظير مستقر للرصاص (206-Pb) عن طريق انبعاث “جسيمات ألفا” نقية تقريباً، حيث أدت هذه الخصائص إلى استخدامه في الكثير من الأعمال التجريبية التي تتطلب جسيم ألفا، ومصدر مع طاقة مفيدة ونصف عمر مناسب.

الدراسات البشرية على المرضى والعاملين بعنصر البولونيوم:

يتسبب البولونيوم في تغييرات دموية تسبب ضعف في الكبد والكلى والأعضاء التناسلية، حيث تم الإبلاغ عن التغيرات في استقلاب البروتين والكربوهيدرات والصبغة لدى العمال الروس الذين أدمجوا (1-5) درجة مئوية من (210-Po)، حيث أن هذه النتيجة متوافقة مع النتائج في التجارب على الحيوانات، ويمكن أن تكون المثال الوحيد الموثق لتأثيرات البولونيوم في الإنسان.

كما أن هناك مصدر مختلف للبولونيوم في العمال، وهو نموه التدريجي من اضمحلال (226-Ra) المترسب في الهيكل العظمي لرسامي الاتصال المضيء وكيميائيين الراديوم، أو كمنتج نهائي للتعرض للرادون (222) وترسب (210-Pb) في العظام.

وفي في كلتا الحالتين، فقد يتشكل البولونيوم في الموقع وقد يتم أو لا يتم نقله بعيداً عن موقع ترسب السلائف، ونتيجة لذلك؛ يوجد المزيد من البولونيوم في العظام في هذه الحالات واحتمال حدوث تأثيرات في العظام أكبر من ذلك بعد الامتصاص المباشر، لذلك قام العلماء بتحليل كل من تركيز (210-Po) و (210-Pb) في أنسجة العديد من رسامي الاتصال الهاتفي السابقين.

حيث كانت نسبة تراكيز البولونيوم في العظام إلى تركيز الأنسجة الرخوة أعلى بكثير مما كانت عليه في أي وقت مضى عندما دخلت الجسم مباشرة، وفي إحدى الحالات، فقد احتوت عظام رسام الاتصال الراديوم السابق على (210-Po) في ( pCi /1500 kg و 226-Ra)، وذلك عند حوالي ( pCi /4000 kg).

وفي حالة عدم التعرض لسلائف محددة، تم العثور على تركيزات (210-Pb) في الأنسجة الرخوة منخفضة للغاية، حيث افترض العالم هولتزمان أن الأشخاص العاديين يكتسبون جزءاً صغيراً فقط من عبء (210-Po) في الأنسجة الرخوة من تحلل الهيكل العظمي (226-Ra) أو (210-Pb).

وفيما بعد؛ فقد أكدت التجربة على الإنسان بشكل كبير السلوك الأيضي للبولونيوم كما لوحظ ذلك في الدراسات العميقة على الحيوانات، ومع ذلك؛ فإن التجربة مع التأثيرات على الرغم من توافقها مع النتائج في الحيوانات، كانت قليلة للغاية لدعم أي تقديرات مباشرة للمخاطر الصحية على الإنسان في الوقت الحاضر.

البولونيوم والمخاطر الحقيقية على البيئة:

بعد اضمحلال الرادون أو بناته في الهواء؛ فإنه يترسب على النباتات، بحيث تأخذ حيوانات الرعي كميات ملحوظة من (210-Po) من البيئة، حيث تم العثور على تركيزات أعلى من (1000 pCi/ كجم) في بعض الأنسجة الحيوانية في السلسلة الغذائية في القطب الشمالي وفي مناطق هطول الأمطار الغزيرة.

كما قدم العلماء ملخصاً لمحتوى (210-Po) من الأطعمة البشرية والحيوانية المختلفة، وكان معظمها من المملكة المتحدة، كما تراوحت الكميات من ( pCi /1 kg)، وخاصةً في الجزر والبطاطا في المملكة المتحدة إلى (pCi /10000 kg) في عينة من الأشنة الجافة و ( pCi /16000 kg) في عينة من العشب المجفف وكلاهما من المملكة المتحدة.

وكدليل متراكم في الأبحاث المختبرية على أن بواعث ألفا كانت مواد مسرطنة رئوية قوية عند استنشاقها كأيروسولات من البلوتونيوم أو البولونيوم، وعلى الآثار الصحية لعمال “مناجم اليورانيوم”؛ فقد تحول الانتباه إلى الدور المحتمل للبولونيوم الطبيعي في إنتاج سرطان الرئة لدى المدخنين.

كما أظهر العمل الذي تم في العديد من المختبرات أن محتوى البولونيوم في التبغ يختلف اختلافاً كبيراً في أنواع مختلفة من التبغ وفي مواقع مختلفة، حيث كان البولونيوم ورقياً إلى حد كبير، وهذا يعني ترسباً من الهواء بدلاً من امتصاصه من التربة.

كما تم استخدام نسب (210-Pb) إلى (210-Po) لتحديد المدة التي بقيت فيها الجسيمات غير القابلة للذوبان من دخان السجائر على ظهارة الشعب الهوائية، وأيضاً تم قياس محتويات البولونيوم في العديد من النباتات، ولم يتم العثور على اختلافات كبيرة في المحتويات الأولية.

ومع ذلك؛ فقد تم تثبيت نشاط (210-Pb) للتبغ على جزيئات غير قابلة للذوبان من خلال عملية المعالجة، و أيضاً؛ فقد دخلت الأشكال الثلاثية الصغيرة الموجودة على سطح أوراق التبغ في تيار الدخان وترسبت في الرئتين، حيث أنتجت مصادر إشعاع ألفا محلية عالية بنمو (210-Po)، وعلاوة على ذلك؛ فإن نفس الأشكال الثلاثية مغطاة بمادة لزجة كارهة للماء تجعل رواسب الأوراق (210-Pb) أو (210-Po) تلتصق بأوراق التبغ، في حين أنها قد تغسل أوراق النباتات الأخرى.

تقديرات المخاطر المتعلقة بعنصر البولونيوم:

ليس هناك مقياس مباشر للمخاطر بالنسبة لمعظم نظائر البولونيوم، وذلك استناداً إلى الخبرة في البشر، لكن آثاره الصحية تمثل تأثيرات إشعاع جسيمات ألفا في الأنسجة الرخوة، لذلك يجب أن تستند تقديرات المخاطر بالنسبة للإنسان إلى بواعث جسيمات ألفا أخرى ذات مكونات ملموسة من الجرعة للأنسجة الرخوة.

وقد تكون الدراسات على الرادون وبناته وبعض مركبات الثوريوم مفيدة في تقدير مخاطر البولونيوم، وذلك من المحتمل أن يكون تقييم المخاطر الذي يعتمد على تعرض الى الرادون، وهو الخطر الذي يعتمد على نظائر البولونيوم قصيرة العمر، ومع ذلك؛ فإنه ينطبق فقط على سرطان الرئة، وقد ينطبق ذلك أو لا ينطبق على (210-Po) طويل العمر.

كما أن تقييم المخاطر على أساس الثوريوم من شأنه أن يقدم الكثير من عدم اليقين بسبب تعقيدات سلسلة اضمحلال الثوريوم، كما يتم توزيع بعض نظائر الثوريوم في الجسم بشكل مختلف تماماً عن البولونيوم، كذلك من المحتمل أن يكون أفضل مرشح هو الشكل الغرواني لثاني أكسيد الثوريوم المسمى (Thorotrast)، لأنه يبحث عن الجهاز الشبكي البطاني وينقل معظم جرعة ألفا إلى نسيج الترسب.

وهناك تقديرات المخاطر المستندة إلى (Thorotrast)، حيث ستكون إلى حد كبير تلك الخاصة بتطور أورام الكبد، خاصةً إذا كان من الممكن توسيعها إلى “النظام الشبكي البطاني” بشكل عام؛ فسيكون هناك بعض الاحتمال للارتباط.

كما يمكن أن يعتمد نهج مختلف تماماً على نسب السمية التجريبية بين البلوتونيوم والبولونيوم والراديوم التي تم تطويرها في التجارب الكبيرة مع الفئران، حيث أن هناك حوالي 5 أضعاف الراديوم، ومع ذلك؛ فإن الفترة الزمنية لهذه التجارب لا تزال قصيرة، وذلك بالنسبة إلى العمر الافتراضي للإنسان والحيوانات الأخرى طويلة العمر.

وفي ضوء نصف الوقت الإشعاعي والفعال للبولونيوم، قد يكون من التحفظ المفرط افتراض أن النسبة المبلغ عنها في التجارب على الحيوانات للبلوتونيوم يمكن أن تنطبق على المخاطر طويلة الأجل من البولونيوم في البشر.