artikel afdrukken
bionieuws 6, 02-04-2011

achtergrond
De erfenis van Tsjernobyl

Het kernongeluk bij Tsjernobyl in 1986 staat te boek als de ernstigste milieuramp ooit. Toch is een echte apocalyps uitgebleven en lijkt de natuur in het rampgebied te floreren. Wat zijn de gevolgen van ‘dit grootste radiobiologische experiment’ in onze geschiedschrijving?

© bionieuws

‘Bezoek een van de meest desolate gebieden op aarde. Prachtige natuur is ontstaan in het gebied waar een van de grootste rampen uit de wereldgeschiedenis heeft plaatsgevonden. U bezoekt verlaten steden. U maakt een stop bij de vierde krachtcentrale en bezoekt Pripyat. Dit dorp bleef geheel verlaten achter na de kernramp.’ Een wervende tekst waarmee de Nederlandse reisorganisatie Tiara Tours haar excursie naar het rampgebied bij Tsjernobyl aanprijst. Een dagexcursie vanaf de Oekraïnse hoofdstad Kiev kost nog geen 245 euro per persoon, inclusief gids, entreegelden, lunch en ‘uitgebreide stralingsmeting met geigerteller’.

Sinds begin 2011 heeft de Oekraïne de Chernobyl Exclusion Zone officieel opengesteld voor toerisme, vooralsnog vooral dagtoerisme. Langer blijven kan wel, maar is wat ingewikkelder. De locatie trekt de onvermijdelijke ramptoeristen, maar ook natuurliefhebbers. De opleving van de natuur in het gebied is namelijk opmerkelijk. De wilde populaties wolven, everzwijnen, edelherten, elanden en bevers floreren, net als de uitgezette wisenten en przewalskipaarden. De lynx en bruine beer lijken het gebied op eigen kracht te hebben herontdekt. De opbloei van grootwild in het gebied komt waarschijnlijk voor het overgrote deel op rekening van het buitensluiten van mensen. Toch roept dit beeld van een bloeiend natuurleven de vraag op hoe ernstig de gevolgen zijn van radioactieve besmetting. Een actuele vraag, gezien de dreigende grote kernramp in een veel dichter bevolkt gebied rond de centrale van Fukushima in Japan.

Experiment
Volgens Rob Coppes, voorzitter van de Nederlandse Vereniging voor Radiobiologie en stralingsexpert en celbioloog bij het Universitair Medisch Centrum Groningen, is er wel enige grond om de Tsjernobylkernramp uit te roepen tot het grootste radiobiologische experiment ooit. ‘Het is in ieder geval een enigszins gecontroleerd experiment, in die zin dat er veel dosismetingen zijn uitgevoerd en de gezondheidseffecten zijn onderzocht. Dat eerste was zeker nog niet het geval toen in 1945 de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki vielen. Verder hebben vooral de Verenigde Staten, de Sovjet-Unie en Frankrijk in de jaren vijftig en zestig enorme hoeveelheden radioactief materiaal in de atmosfeer gebracht tijdens de bovengrondse kernproeven op allerlei atollen in de Stille Oceaan. Wat daar precies gebeurde, is helaas lang niet allemaal gepubliceerd’, aldus Coppes.

Volgens het International Atomic Energy Agency (IAEA) was de explosie die op 26 april 1986 in reactor 4 bij Tsjernobyl plaatsvond ongeveer vierhonderd keer zo krachtig als de atoombom afgeworpen op Hiroshima. Het aantal menselijke slachtoffers als gevolg van de kernramp is opmerkelijk laag te noemen, zeker in vergelijking met de 90 tot 160 duizend doden in Hiroshima. Als direct gevolg van de explosie stierven twee medewerkers, terwijl 28 reddingswerkers om het leven kwamen door acute stralingsziekten, stelde het IAEA vast. Over de gevolgen voor de volksgezondheid en het milieu op langere termijn bestaat meer onenigheid. Het door de VN in leven geroepen Chernobyl Forum schatte in 2006 dat uiteindelijk vierduizend mensen aan de gevolgen van radioactieve besmetting zullen overlijden. Een groep wetenschappers bracht in hetzelfde jaar, op verzoek van de groene fracties in het Europese Parlement, The Other Report on Chernobyl uit, waarin zij spreken over 30 tot 60 duizend mogelijke doden als gevolg van Tsjernobyl.

Verschillen die volgens Coppes illustreren hoe lastig het is blootstelling aan radioactieve straling te vertalen in biomedische gevolgen. ‘Bij mensen is dit nog het beste onderzocht in een gecontroleerde, medische setting. Bij andere organismen, zeker als die in het wild leven, tasten we nog voor een groot deel in het duister’, aldus Coppes. Dat maakt het ook lastig om uitspraken te doen over het precieze effect van de Tsjernobylramp op de natuur. ‘Allereerst is het belangrijk te onderscheiden om welke vorm van straling het precies gaat en op welke manier de organismen eraan zijn blootgesteld. Bij alfa- en bètastraling gaat het echt om deeltjes die zich in de lucht slechts over een beperkte afstand kunnen verspreiden. Zolang je een paar meter bij de radioactieve bron vandaan blijft, is er dus niets aan de hand. Het wordt een heel ander verhaal als je via stof of voeding radioactieve isotopen binnenkrijgt. Als die vervolgens bétadeeltjes gaan uitstralen, is de kans op dna-schade wel groot.’

Bij de explosie uit 1986 is veel radioactief materiaal de lucht ingegaan. In totaal gaat het om meer dan honderd verschillende isotopen, maar de belangrijkste zijn Jodium-131 (131I), Cesium-137 (137Cs) en Strontium-90 (90Sr), die alle drie bij verval voornamelijk bètadeeltjes uitstoten. Jodium-131 is verantwoordelijk voor een groot deel van de achttienhonderd gedocumenteerde gevallen van schildklierkanker bij kinderen in de regio. De korte halveringstijd – acht dagen – betekent echter dat deze bron ook weer relatief snel uit het ecosysteem verdween. Anders ligt het met Cesium-137 en Strontium-90, met halfwaardetijden van respectievelijk 29 en 30 jaar. Die bronnen zijn nog alom aanwezig in de Chernobyl Exclusion Zone, maar met name Cesium-137 is door de wind ook verspreid naar Scandinavië, Noordwest-Europa en de rest van de wereld. Coppes: ‘In Duitsland worden nu nog wel eens wilde zwijnen geschoten die een te hoge concentratie Cesium-137 in zich hebben. Als je een paar maanden wacht, zakt die concentratie in zwijnen overigens vanzelf tot niveaus die wel als veilig worden beschouwd.’

In de Chernobyl Exclusion Zone is vrij veel onderzoek gedaan naar de consequenties van de verhoogde concentratie radioactieve stoffen op flora en fauna. Behalve de directe afsterving en roodverkleuring van een flink stuk naaldwoud – het zogeheten Rudyi Lis of rode woud – zijn weinig echt schokkende gevolgen voor de natuur beschreven. In 2005 publiceerde de Amerikaanse journaliste Mary Mycio het boek Wormwood Forest: A Natural History of Chernobyl. Daarin schrijft ze dat het gebied door de afwezigheid van mensen een soort walhalla voor de natuur is geworden. De Deense ecoloog Anders Pape Møller en zijn Amerikaanse collega Tim Mousseau bestrijden dat beeld fel. In een overzichtartikel in Trends in Ecology and Evolution (april 2006) stellen zij dat de verhoogde stralingsniveaus duidelijke gevolgen hebben gehad voor onder meer de verspreiding en mutatie-snelheden van planten en dieren.

Zo hebben zij onderzoek gedaan naar het verhoogd optreden van partieel albinisme bij boerenzwaluwen in het gebied. De vogels hebben daardoor witte vlekjes in de normaal geheel roodbruine keelvlek. Uit experimenteel onderzoek blijkt dat dit hun voortplantingssucces negatief beïnvloedt. Hetzelfde geldt voor afwijkingen in de symmetrie van de gevorkte staarten van deze zwaluwen. Recent publiceerden Møller en Mousseau dat vogels rond Tsjernobyl een tot vijf procent kleinere herseninhoud hebben dan soortgenoten die leven in gebieden met een lagere achtergrondstraling (Plos One, 4 februari online). Een zoektocht door de literatuur levert verder wat kleine gevolgen op, zoals verhoogde mutatiesnelheid in graan en veldmuizen, een ophoping van radioactief cesium in paddenstoelen en versterkte methylisering van dna in dennen.

Coppes heeft een mogelijke verklaring voor het relatief kleine aantal gevonden gevolgen. ‘Straling is onzichtbaar, kan weefsels en dna beschadigen en mutaties veroorzaken. Dat voedt de angst dat het wel schadelijk moet zijn. Maar cellen beschikken over veel herstelmechanismen die zulke stralingschade repareren. De kans dat een mutatie in een functioneel gen en in de cellen van de kiemlijn plaatsvindt, blijft vrij klein. Bovendien sterven individuen met een schadelijke mutatie meestal vroegtijdig af, zeker in de natuur. Wat je dan ook eerder ziet gebeuren, is dat mutanten die juist goed met stralingsschade kunnen omgaan zich in de populatie verspreiden. Het leven laat zich niet het zwijgen opleggen door een beetje verhoogde straling.’


Kader:Tsjernobylreactor nog niet veilig
Na de explosie in 1986 hebben reddingswerkers onder extreme omstandigheden en met gevaar voor eigen leven haastig reactor nummer 4 overdekt met een constructie van staal en beton. Deze tijdelijke sarcofaag is zijn houdbaarheidsdatum al ruim gepasseerd. Binnen het omhulsel bevindt zich 740 duizend kuub aan vervuild puin, waaronder 16 ton uranium en plutonium en 200 ton radioactieve lava. Door corrosie en scheuren in het beton sijpelt inmiddels water binnen, waardoor een gevaarlijke radioactieve soep ontstaat. De European Bank for Reconstruction and Development (EBRD) is daarom sinds 1995 bezig geld te vinden om een nieuwe beschermende constructie aan te brengen. Die nieuwe Chernobyl Shelter gaat zo’n 1,6 miljard euro kosten, veel meer dan aanvankelijk begroot. Eind 2010 was voor in totaal aan 990 miljoen euro aan toezeggingen binnen, waaronder bijna 5,7 miljoen van Nederland. Het Franse consortium Novarka werkt al sinds 2007 aan de via rails verrijdbare constructie met een spanwijdte van 250 meter, die in 2013 klaar moet zijn. Rond de 25ste verjaardag van de Tsjernobylramp organiseert de EBRD een donorconferentie om het resterende financiële gat te dichten. De verwachtte houdbaarheid van de nieuwe beschermkoepel is honderd jaar.

Kader:Stralingetende schimmels
Een voorbeeld van het aanpassingvermogen aan de extreme omstandigheden rond Tsjernobyl zijn schimmels die radioactieve straling als energiebron lijken te gebruiken. Tien jaar geleden publiceerden Russische microbiologen over de schimmels Cladosporium sphaerospernum en Alternaria alternata. Die werden door een robot bij de reactor in Tsjernobyl verzameld en bleken hoge concentraties van het pigment melanine rond hun celmembraan op te hopen (Mikrobiolohichny zhurnal, 2001). Hierdoor geïnspireerd experimenteerde hun landgenote Ekaterina Dadachova in New York met schimmelsoorten met een verhoogd melaninegehalte. De aldus extra gepigmenteerde schimmelssoorten Wangiella dermatitides en Cryptococcus neoformans groeien juist harder dan de controlegroep als ze worden blootgesteld aan een stralingsniveau van vijfhonderd keer de achtergrondstraling. Cladosporium sphaerospernum heeft bij bestraling zelfs een verhoogde groei als er weinig voedingsstoffen aanwezig zijn. Dadachova en collega’s vonden aanwijzingen dat straling de elektronenstructuur van melanine wijzigt en veronderstellen dat de schimmels daarmee mogelijk straling als voeding gebruiken (Plos One, 2007). Zoals planten en algen het pigment chlorofyl gebruiken om met zichtbare straling suikers te produceren, zo weten deze schimmels met melanine ioniserende straling als energiebron te benutten. Het zijn schimmels die een streepje voor hebben als onverhoopt kernrampen gemeengoed worden.