Dadogva énekelnek a kakukkok, elfogynak a füsti fecskék, és csökken a madarak fajgazdagsága Csernobil környékén 30 évvel az atomerőmű katasztrófája után. Kormányprogramok, nagy projektek helyett az emberi történelem eddigi legnagyobb atombalesetének következményeit maroknyi, sugárvédelmi öltözetbe bújt, madarakat számláló lelkes kutató vizsgálja.

Írta: Fuisz Tibor István¹, Horváth Ákos²

¹ Magyar Természettudományi Múzeum, Madárgyűjtemény, ² MTA Energiatudományi Kutatóközpont

Az emberi történelem legnagyobb horderejű atomerőmű-balesete 1986. április 26-án következett be az akkor még a Szovjetunióhoz tartozó, ma Ukrajna területén található Csernobil és Pripjaty városok közelében álló Lenin Atomerőműben. A robbanás nemcsak a biztonságos atomenergia-termelésbe vetett hitet, hanem a katasztrófa eltitkolása miatt a szocialista Szovjetunió megreformálására indított peresztrojka és glasznoszty hitelét is megrengette. Bár azóta a Szovjetunió már szétesett, és a csernobili romokat csak katasztrófa-turisták látogatják, az élővilág a mai napig sem heverte ki a robbanás következményeit.

Üzemviteli kísérletet hajtottak végre

A négy darab, egyenként 1 gigawatt teljesítményű RBMK (grafitmoderátorú, nyomottcsöves, vízhűtéses reaktor) típusú reaktorblokkból álló erőmű akkoriban Ukrajna elektromos energiaszükségletének 10 %-át adta. Az atomerőmű négyes blokkjának 1986-ban esedékes felújítási munkálatai mellett egy rosszul tervezett és még több hibával kivitelezett üzemviteli kísérletet hajtottak végre. Az operátorok több fontos védelmi rendszert kikapcsoltak, és az írott üzemviteli utasításokat, biztonsági előírásokat is többszörösen megsértették. Ennek és a reaktor konstrukciós hibáinak következményeként a reaktor megszaladt, azaz a láncreakció szabályozhatatlanná vált, és a reaktor teljesítménye néhány másodperc alatt a névleges érték százszorosára ugrott fel. A teljesítményugrás következtében nagy mennyiségű gőz szabadult fel, amely feltépte a hűtőcsatornák falát, és forró víz áramolhatott a grafitra. Az első robbanást két-három másodperccel később egy második követte, amely feltételezhetően a grafit és a gőz reakciójaként felszabaduló robbanóképes gázok következménye volt. A robbanás következtében a reaktor fedele és a hűtőrendszer is megsemmisült, és az atomerőmű tetőszerkezete is átszakadt. (A balesetet kiváltó okok bemutatását és pontos időrendjét elemző, gazdagon illusztrált leírást ezen a webcímen találnak.)

 A hivatalos jelentés

A hivatalos jelentés szerint a reaktor üzemanyagának mintegy 3,5–4%-a (elsősorban sugárzó jód, cézium és stroncium) került a környezetbe. A baleset nagyságrendjének megítélését talán megkönnyíti, hogy 400-szor annyi radioaktív anyag került a légkörbe, mint a Hirosimára ledobott atombombából. A környezetbe kikerülő radioaktivitást növelte az a körülmény, hogy a reaktor szerkezeteként használt mintegy 800m3 grafit a robbanások hatására meggyulladt, és csak tíz nap után tudták eloltani.
A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség adatai szerint 56 közvetlen áldozat (9 gyermek és 47 atomerőműben dolgozó munkás) halála köthető a csernobili eseményekhez, akiknek a halálát az óriási sugárterhelés hatására létrejött pajzsmirigyrák okozta. A kísérletet végző operátorok és az atomerőműben védőruha nélkül dolgozó személyzet nagy része 3 héten belül életét vesztette, és a helyszínre érkező tűzoltók is komoly sugárterhelést kaptak, közülük hatan elhunytak. A 4-es blokk tűzoltását és elszigetelését végző egyik helikopter sajnos lezuhant, és négyfős személyzete tovább növelte a halálos áldozatok számát. A későbbiekben 4000 pajzsmirigyrák és szövődményei következtében elhunyt áldozat köthető közvetlenül az atomerőmű katasztrófájának emberi veszteséglistájához.
A főleg orosz nyelven közölt orvosi cikkek arról számoltak be, hogy Ukrajna sugárszennyezett területein jelentősen nőtt a vetélések száma.

Az erősen károsodott egyedek elpusztulnak, terméktelenek lesznek, vagy károsodott utódokat nemzenek

Az emberiségre gyakorolt hatás nagyságrendje máig nem tisztázott, és a tudományos szempontok mellett politikai és gazdasági érdekek is egymásnak feszülnek a pontos adatok nyilvánosságra hozása és értékelése során. Egy évtizeddel ezelőtt még az ENSZ szakértői csoportjának Csernobilról szóló jelentéseiben az a nézet kapott hangot, hogy a csernobili atomerőmű körüli védőövezetekben ritka fajok jelentek meg, és virul az élővilág. Több kutatás is igazolja azonban, hogy a szemmel látható, közvetlen és kézzel fogható károkon túl az élővilágra gyakorolt káros hatások még a baleset után 30 évvel is kimutathatók. Bár sokkal eredményesebb lenne, ha a kormányok több jelentős tudományos szervezettel együttműködve összehangolt kutatások keretében vizsgálnák a baleset következményeit, úgy tűnik, a kutatók szűk csoportja egyénileg igyekszik felmérni ennek a példa nélküli, és remélhetőleg egyszeri atombalesetnek a környezetre gyakorolt hatását. Közismert tény, hogy a radioaktív sugárzás károsítja az élőlények örökítőanyagát, a DNS-t, és megnövekedett mutációs rátát, kromoszóma rendellenességeket okoz. Az erősen károsodott egyedek elpusztulnak, terméktelenek lesznek, vagy károsodott utódokat nemzenek. A csernobili katasztrófa által sújtott területen vizsgált lakosság körében emelkedett a spontán vetélések száma és a deformitással világra jött csecsemők aránya is. A 33 fajra kiterjedt vizsgálatban számos kromoszóma aberrációt, a testi és csíravonal sejtekben kimért megnövekedett mutációs rátát, nagyobb halandóságot mutattak ki az embertől a házi egéren, halakon és füsti fecskén át a fenyőkig.

Párválasztás és túlélés

A katasztrófa harmincadik évfordulójának közeledtével érdekes cikket jelentetett meg Anders Pape Møller, a Francia Tudományos Kutatási Központ (French National Centre for Scientific Research) kutatója és Timothy A. Mousseau, a Dél-Karolinai Egyetem professzora, akik munkatársaikkal az 1990-es évektől vizsgálják a katasztrófa élővilágra gyakorolt hatásait. Viselkedésökológiai kutatásai során Møller sok tanulmányt írt a füsti fecskék párválasztásáról, túléléséről, és először Csernobil környékén is ezzel a fajjal foglakozott. Első vizsgálataiban arra a következtetésre jutott, hogy a füsti fecskék termékenysége és a fiókák túlélése egyaránt kisebb a szennyezett területen élő párok esetében, mint a normál háttérsugárzású élőhelyeken. A szennyezett területen élő kifejlett tojók 23 %-a nem költött, pedig ennél a fajnál a kifejlett egyedek szinte kivétel nélkül tojásokat raknak, és fiókát nevelnek.

füsti fecske (fotó: Fuisz Tibor István)

Kimutatták azt is, hogy a Csernobil környékén élő füsti fecskék körében nagymértékben (néhol 5–10- szeresére) nőtt a részlegesen albínó egyedek gyakorisága. A füsti fecskék legszélső, meghosszabbodott faroktollai között nagy aszimmetriát mutató hímek száma is többszörösére nőtt. E jelleg szimmetrikus volta az egyedfejlődés zavartalanságát jelzi, és a tojók számára rendkívül fontos párválasztási bélyeg.

A mutációs ráta akár a hússzorosára is nőtt a szennyezett területeken

2006-ban a madárközösségek fajgazdagságát, egyedszámát pontszámlálások segítségével mérték fel a csernobili atomerőmű körüli, különböző sugárterhelésű területeken. A sugárzási szint a normál háttérsugárzásnak megfelelő értéktől annak tízezerszereséig terjedt a mérési pontokon. A madarak fajgazdagsága a legmagasabb háttérsugárzással jellemezhető területeken a felére csökkent a kontrol területekhez viszonyítva. Az összes faj egybevont egyedszáma még drasztikusabban, a normális területekre jellemző szám egyharmadára csökkent. Azt is kimutatták, hogy a légykapók sokkal nagyobb arányban foglalják el a nem szennyezett területeken található fészekodúkat, mint a szennyezett területeken lévőket. A kutatócsoport a háttérsugárzás függvényében vizsgálta egyes ízeltlábú csoportok fajgazdagságát és a populációk egyedszámát is. Megállapította, hogy a növekvő háttérsugárzással párhuzamosan csökken az ízeltlábúak mennyisége, különösen a talaj felső rétegében ahol a legmagasabb a kiülepedett sugárzó anyagok koncentrációja. Ennek megfelelően a talajlakó ízeltlábúakat fogyasztó madárfajok populációi csökkentek a legerőteljesebben. A 2006 és 2008 között 731 ponton végzett madárszámlálással azt is felmérték, hogy Ukrajna és Fehéroroszország területén a ritka madarak kizárólag a legkevésbé szennyezett és magas biodiverzitással jellemezhető helyeken találhatók. Állat- és növényfajok széles skáláján azt is kimutatták, hogy a mutációs ráta akár a hússzorosára is nőtt a szennyezett területeken. A megemelkedett mutáció az egyedek túlélésére, immunreakcióira és szaporodási rátájára is erősen negatív hatást gyakorol.

Megdöbbentő eredmény volt, hogy a vizsgált több mint ötven madárfaj esetében a szennyezett területeken élő hímek több mint negyede egyáltalán nem termelt hímivarsejteket.

A kakukkok éneke

2016-ban, a katasztrófa 30. évfordulója előtt nem sokkal a kutatók egy egyfajos vizsgálat eredményeiről is beszámoltak. A kakukk hímek a faj nevét adó két tónusú hangadással csalogatják magukhoz a párjukat, és ez a hang szolgál a területhatárok kijelölésére, a rivális hímek távol tartására is. A hímek minőségét, kondícióját tükrözi, hogy hányszor képesek ismételni ezt a hangot, azaz milyen intenzitással tudnak párt csalogatni. A szakirodalom szerint egy hím akár 200-szor is ismételheti a kakukkolást. Ez a párt kereső tojók számára információt adhat a hím rátermettségéről, pillanatnyi fizikai állapotáról és a hím által védett terület minőségéről. Csak az egészséges, jó táplálék-ellátottságú területeken élő hímek képesek hosszan énekelni. Természetesen mindez a rivális hímek számára is értékes információ lehet ahhoz, hogy eldönthessék, a területtulajdonossal érdemes-e csatába szállni. A kutatócsoport több élőhelyen és többféle helyzetben vizsgálta a kakukkok énekét. Eredményeik azt mutatják, hogy a kakukkolás úgynevezett „őszinte jelzés”. A hímek kevesebb hangot adnak nőstények hiányában, mint a jelenlétükben. Sőt, ha egy idegen hím jelenik meg a területükön, akkor is gyakrabban hallatják hangjukat. Kiderült, hogy a jobb minőségű területen élő hímek egy nőstény vagy egy vetélytárs hím megjelenésének hatására nagyobb mértékben képesek növelni a kibocsátott hangadások számát, mint a kevésbé jó területen élők. A csernobili atomerőműhöz közeli, nagyobb háttérsugárzással jellemezhető területeken a hímek kevesebb hangot adnak, mint a nem sugárszennyezett területen élők, ráadásul a nőstény jelenlétében tett extra erőfeszítés esetükben kisebb, mint a nem szennyezett területen élő madaraké. Ez arra utal, hogy nincsenek olyan mértékű, a pár csalogatásra fordítható energiatartalékaik, mint a nem szennyezett területen élő hímeknek.

Az egyszerű ka-kukk hangadás nem tanult ének, azaz a hangok képzése elsősorban genetikailag kódolt. A szennyezett területen élő madarak közül nagyobb hányad ad abnormálisan ismételt hangot (pl. ka-ka-kukk). Feltételezhető, hogy az erősebben radioaktív területeken élő kakukkoknak nemcsak a fizikai kondíciója, hanem a genetikai állománya is gyengébb a nem szennyezett területeken élőkénél.

Ezek az eredmények szöges ellentétben állnak azzal az egyes szerzők által sugallt képpel, miszerint a csernobili atomerőmű közelében található védelmi zónákban az emberi behatás kizárása miatt idilli feltételek mellett, ritka fajokban gazdag jó minőségű élőhelyek alakultak ki.

A csernobili balesethez vezető emberi és tervezési hibákból levonható következtetések beépültek az elmúlt harminc év atomerőművekkel kapcsolatos felügyeleti, tervezési és üzemeltetési gyakorlatába. Egy biztonságos erőműben a reaktor a fizikai elvekből adódóan képes önmagát visszaszabályozni. A blokkokba beépített további aktív biztonsági berendezéseket pedig az üzemeltető nem kapcsolhatja ki. Az emberi hibákra visszavezethető események kizárása érdekében a személyzet folyamatos képzésben részesül az erőművekben létesített teljes léptékű szimulátorokban. A ma már kötelezően beépítendő nyomásálló burkolat és az erőmű körül kijelölt biztonsági zóna pedig az esetleges súlyos balesetek radiológiai következményeit csökkentik. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség az 1990-es években kidolgozta a mélységi védelem elvét, amely a mérnöki gátakon, technikai megoldásokon kívül az egész atomerőmű üzemeltetési gyakorlatát is érinti és a vészhelyzeti intézkedési tervet is magában foglalja. Érdemes megemlíteni, hogy a csernobili baleset után a már megkezdett atomerőművek befejezését követően Európában, Oroszországban és az Egyesült Államokban évtizedekre leállt az új atomerőművek építése.

Talán itt lenne az ideje, hogy a katasztrófa hosszú távú hatásait összehangolt, jól megtervezett vizsgálatokkal vegyék górcső alá a különféle tudományok művelői, hogy a remélhetőleg soha többet nem ismétlődő sugárszennyezés hatásait minél pontosabban dokumentálják, és ezzel a döntéshozók és szavazók a valós helyi értékén tudják kezelni bolygónk növekvő energiaigényének égető kérdéseit.

Ajánlott Irodalom:

Aszódi A., Csernobil 20 éve, Fizikai Szemle, 2006/04

Alison Katz: A csernobili katasztrófa eltemetett aktái

Chernobyl Forum 2005: Chernobyl’s legacy: health, environmental and socio-economic impacts. New York, NY: IAEA, WHO, UNDP.

Chernobyl Forum 2005: Chernobyl: The true scale of the accident. 20 years later a UN report provides definitive answers and ways to repair lives. New York, NY: IAEA, WHO, UNDP.

Møller, A. P., Mousseau, T. A.  2006 Biological consequences of Chernobyl: 20 years after the disaster. Trends Ecol. Evol. 21, 200–207. (doi:10.1016/j.tree.2006.01.008)

Møller, A. P., Mousseau, T. A. 2007: Species richness and abundance of birds in relation to radiation at Chernobyl. BIOLOGY LETTERS, 2007

Møller, A. P., Mousseau, T. A. 2007: Birds prefer to breed in sites with low radioactivity in Chernobyl. Proc. R. Soc. B 274, 1443–1448. (doi:10.1098/rspb.2007.0005)

Møller, A. P., Mousseau, T. A. 2012: The effects of natural variation in background radioactivity on humans, animals and other organisms. BIOLOGICAL REVIEWS, 2012

Møller, A. P., Mousseau, T. A. 2012: Conservation consequences of Chernobyl and other nuclear accidents Biological Conservation 144 (2011) 2787–2798

Møller, A. P., Mousseau, T. A., Milinevsky, G., Peklo, A., Pysanets, E. & Sze´p, T. 2005: Condition, reproduction and survival of barn swallows from Chernobyl. J. Anim. Ecol. 74, 1102–1111. (doi:10.1111/j.1365-2656.2005.01009.x)

UN Chernobyl Forum Expert Group “Environment” 2005: Environmental consequences of the Chernobyl accident and their remediation: twenty years of experience. New York,

NY: IAEA, WHO, UNDP.

Szatmáry Z., Aszódi A.: Csernobil / Tények, okok, hiedelmek - Typotex, Budapest, 2005. ISBN: 963 9548 68 5

https://hu.wikipedia.org/wiki/A_csernobili_atomkatasztr%C3%B3fa_%C3%A1ldozatainak_list%C3%A1ja