Воздействие атомных станций на окружающую среду

МПСИ                  
                                                           факультет психологии








                              Реферат по экологии

                               на тему:


Воздействие
атомныхстанций
наокружающую среду




 

                                                                                          Кузьмичевой Л.А.
                                                                                                   Преподаватель
                                                                                                   Соловьев С.С.
                                                                      
                                                  
                                                   Москва, 1998г.
Содержание:
1.    Необходимость защиты окружающей среды………………………..…..3
2.    Воздействие атомных станций на окружающую среду………….….….5
-                    перенос радиоактивности в окружающей среде…………….……6
-                    воздействие радиации на организм человека……………….…....7
/виды радиоактивного излучения
/пути проникновения радиации ворганизм человека
/органы, подвергающиесяоблучению
1.    Ограничение опасных воздействий АС на экосистемы……………….8
2.    Уничтожение опасных отходов…………………………………….…..10
3.    О нормировании уровня загрязнения окружающей среды……….…..11
4.    Литература………………………………………………………….……13
1.Необходимостьзащиты окружающей среды от опасных            техногенных воздействийпромышленности на экосистемы
         Экологическое состояние многих районов нашейстраны вызывает законную тревогу общественности.В многочисленныхпубликациях показано, что во многих регионах нашей страны наблюдаетсяустойчивая тенденция к многократному, в десятки и более раз превышениюсанитарно-гигиенических норм по содержанию в атмосфере городов окисловуглерода, азота, пыли, токсичных соединений металлов, аминов и других вредныхвеществ. Имеются серьезные проблемы с мелиорацией земель, бесконтрольнымприменением в сельском хозяйстве минеральных удобрений, чрезмерным использованиемпестицидов, гербицидов. Происходит загрязнение сточными водами промышленных икоммунальных предприятий больших и малых рек, озер, прибрежных морских вод.Из-за постоянного загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземныхвод, почв, растительности происходит деградация экосистем, сокращениепродуктивных возможностей биосферы.
         Загрязнениесреды обитания вредно отражается на здоровье людей, приносит значительныеубытки народному хозяйству. В последнее времяобстановка ухудшиласьнастолько, что многие районы объявлены районами экологического бедствия.Общиевыбросы двуокиси азота оцениваются в 6,5х108 т/год,выбросы серы составляют 2,4х108 т/год, промышленность выбрасывает 5,2х107т/год всевозможных отходов. Выбросы углекислого газа, сернистых соединений ватмосферу в результате промышленной деятельности, функционированияэнергетических, металлургических предприятий ведут к возникновению парниковогоэффекта и связанного с ним потепления климата. По оценкам ученых  глобальное потепление без принятия мер посокращению выбросов парниковых газов составит от 2-х до 5 градусов в течениеследующего столетия, что явится беспрецедентным явлением за последние дестьтысяч лет. Потепление климата, увеличение уровня океана на 60-80 см к концуследующего столетия приведут к экологической катастрофе невиданного масштаба,угрожающей деградацией человеческому сообществу.
      Другая опасность связана сдефицитом чистой пресной воды. Известно, что промышленность потребляет 3000куб. км пресной воды в год, из которых примерно 40% возвращается в цикл, но сжидкими отходами, содержащими продукты коррозии, отработанное масло, органику,частицы золы, смол, технологические сбросы, в том числе вредные компоненты типатяжелых металлов и радиоактивных веществ. Эти жидкости растекаются по воднымсистемам, причем вредные вещества депонируются в фитоценозах, донныхотложениях, рыбах, распространяются по пищевым цепям, попадают на столчеловека. Расход пресной воды на сельскохозяйственные нужды — орошение,ирригацию стал в некоторых районах столь велик, что вызвал крупные необратимыесдвиги в экологическом равновесии целых регионов. Среди других экологическихпроблем, связанных с антропогенным воздействием на биосферу, следует упомянутьриск нарушения озонового слоя, загрязнение Мирового океана, деградацию почв иопустынивание зернопроизводящих районов, закисление природных сред, изменениеэлектрических свойств атмосферы.
      Характерные антропогенные радиационныевоздействия на окружающую среду:
·       загрязнение атмосферы и территорий продуктамиядерных взрывов при испытаниях ядерного оружия
·       отравление воздушного бассейна выбросами пыли,загрязнение территорий шлаками, содержащими радиоактивные вещества при сжиганииископаемых топлив в котлах электростанций,
·       загрязнение территорий при аварияхнаатомных станциях и предприятиях.
Более локальные, но не менее неприятныепоследствия — гибель озер, рек из-за неочищенных радиоактивных сбросовпромышленных предприятий.
      Значительную опасность для живых существ,для популяций организмов в экосистемах представляют аварии на предприятияххимической, атомной промышленности, при транспортировании опасных и вредныхвеществ. Известные аварии на химическом заводе в Бхопале (Индия), наЧернобыльскойАЭС, на ПО «Маяк», аварии с нефтеналивнымисудамии.д.говорят о том, что необходим радикальныйпересмотр наших отношений с природой, усиление мер воздействия нормативныхрычагов на хозяйственную практику. Совершенно недопустимо, чтобы установленныенормативами предельные концентрации вредных веществ в воздухе, воде реально превышалисьв сотни раз. Нужно сделать невыгодным или даже разорительным пренебрежение кохране окружающей среды. Право людей на чистый воздух, чистые реки и озерадолжно не только декларироваться, но и реально обеспечиваться всеми доступнымидля государства средствами.
      Особо актуальными становится вопросырегулирования ответственности за ущерб, в том числе за экологическийущерб присоздании в нашей стране основ правового государства, при переходе к рыночнымотношениям в экономике. Здесь важно найти разумные экономические рычаги,правильно соотносить выгоды и потери, доходы и расходы на компенсацию ущерба.Важной задачей является разработка вопросов нормативного разграничениядопустимых и недопустимых воздействий, оценивания стоимости экологическогоущерба.
      Основными направлениями в ограничении вредныхтехногенных воздействий на биосферу являются ресурсосбережение и разработкаэкологически чистых или безотходных технологий. Чистоту вод можно улучшитьметодами биотехнологии. Радикальный путь оздоровления экологической обстановки- сокращение вредных выбросов и сбросов, увеличение безаварийности ибезопасности опасных производств, переход на безотходные технологии,концентрация и надежное захоронение вредных отходов, разумное сотрудничество имеждународная взаимопомощь при экологических катастрофах.
      В работе по оздоровлению окружающей среды,ограничению воздействий вредных веществ на биосферу важную рольиграют службы контроля состояния природы, среды обитания людей, локального ирегионального мониторинга окружающей среды. Эти службы, вооруженные современнойизмерительной техникой и приборами контроля должны оперативно оповещатьнаселение о всех случаях приближения параметров окружающей среды к опасному уровню.Важную роль в защите среды обитания человека от загрязнения должна сыгратьглобальна система мониторинга состояния окружающей среды, охватывающая Мировойокеан и все континенты, основанная на национальных системах, но находящаяся подэгидой ООН. В сокращении выбросов углекислого газа, разрешении многихэкологических проблем все более существенную роль играет замещение традиционнойэнергетики на энергетику атомную. В настоящее время общепризнанно, чтоатомные электростанции могут быть созданы с высокими показателяминадежности ибезопасности, обеспечивающими выполнение самых строгихтребований надзорных органов, в том числе по охране биосферы от загрязнениярадиоактивными и другими вредными веществами. Однако следует предпринятьдополнительные усилия для того, чтобы снизить риск аварийна АЭС. В частностирешение этой задачи видится на пути разработки нового поколения реакторов свнутренне присущей безопасностью, т.е. реакторов с мощными внутреннимиобратными связями самозащиты и самокомпенсации.
    2.Воздействиеатомных станций на окружающую среду
        Техногенные воздействия наокружающую среду при строительстве и эксплуатации атомныхэлектростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические,химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатацииАЭС на объекты окружающей среды.
Наиболее существенные факторы-
·       локальное механическое воздействие на рельеф — пристроительстве,
·       повреждение особей в технологических системах — приэксплуатации,
·       сток поверхностных и грунтовых вод, содержащиххимические и радиоактивные компоненты,
·       изменение характера землепользования и обменныхпроцессов в непосредственной близости отАЭС,
·       изменение микроклиматических характеристикприлежащих районов.
       Возникновение мощныхисточников тепла в виде градирен, водоемов — охладителей приэксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристикиприлежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросытехнологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказываюттравмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.
       Особое значение имеетраспространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексесложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимостьимеют проблемы безопасности атомных станций (АС),идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе.Общепризнанно, что АС при их нормальнойэксплуатации намного — не менее чем в 5-10 раз«чище» в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) наугле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей,экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей средыот вредных воздействий АС — крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики,обеспечивающая ее будущее.
        Отметим важность не толькорадиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, нои тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействиена обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристикприлежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющихна экологическое благополучие окружающей среды.
Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС                     Переносрадиоактивности в окружающей среде
      Исходнымисобытиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести квредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросырадиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые иаэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которыхвредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей,попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторыхавариях, когда горячаявода  выбрасывается ватмосферу и разделяется на пар и воду.                  
      Выбросымогут быть как постоянными, находящимися под контролемэксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движенияатмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсическиевещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмыживотных и человека. На рисунке показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредныхвеществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие какветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществна рисунке не показаны.
           Воздействиерадиоактивных выбросов на организм человека 
              Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: путивоздействия различных  радиоактивныхвеществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействиена различные органы и системы организма и последствия этого воздействия.Существует  термин «входные воротарадиации», обозначающийпути попадания радиоактивных веществ и излучений иотопов в организм.
       Различные  радиоактивные вещества по — разному проникают в организм человека. Это зависит отхимических свойств радиоактивного элемента.



                     Видырадиоактивного излучения                  
    PRIVATEАльфа-частицыпредставляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие разрушения.Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо поместить источник внутрь организма. Изотопами, испускающими альфа- частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu).
    Бета-частицы — это отрицательно или положительно заряженные электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны). Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения, источник радиации необходимо поместить внутрь организма,изотопы,испускающие бета-частицы — это тритий (3H) и стронций (90Sr).
    Гамма-радиация — это разновидность электромагнитного излучения, в точности похожая на видимый свет. Однако энергия гамма-частиц гораздо больше энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих гамма-радиацию, — это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

  Пути проникновения радиации в организмчеловека       Радиоактивные изотопы         Радиоактивные частицы из          Изотопы, находящиеся в земле
могутпроникать в организм        воздуха вовремя дыхания            или на ееповерхности, испус-
вместе  с пищей  или водой.        могут попасть в легкие. Но          кая гамма-излучение, способны
Через  органы пищеварения        они   облучают не  только           облучить организм снаружи. Эти
они   распространяются   по        легкие,   а  также распро-            изотопы такжепереносятся атмо-
всемуорганизму.                          страняются по  организму.          сферными осадками.Органы, подвергающиеся облучению

  
Ограничение опасных воздействий АС на экосистемы
      АС и другие промышленныепредприятия региона оказывают разнообразные воздействия на совокупностьприродных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этихпостоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузокпроисходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляютсяизменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какуюсторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковызапасы устойчивости до значимых возмущений. Нормирование антропогенных нагрузокна экосистемы и предназначено для того, чтобы предотвращать все неблагоприятныеизменения в них, а в лучшем варианте направлять эти изменения в благоприятнуюсторону. Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужноконечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Подход кнормированию антропогенных воздействий может быть основан наэколого-токсикогенной концепции, т.е. необходимости предотвратить«отравление» экосистем вредными веществами и деградацию из-зачрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но илишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами,ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.
        Чтобы избежать травмированияэкосистем должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторыепредельные поступления вредных веществ в организмы особей, другие пределывоздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровнепопуляций. Другими словами должны быть известны экологические емкостиэкосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях.Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следуетопределять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы водном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когданакопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигатьсякритическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, втом числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и перекрестные эффекты.Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающейсреды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенныхвоздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии спринципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, чтопринципы защиты окружающей среды состоят в том, что
-        должны быть исключены необоснованные техногенныевоздействия,
-        накопление вредных веществ в биоценозах, техногенныенагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные пределы,
-        поступление вредных веществ в элементы экосистем,техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно сучетом экономических и социальных факторов.
      АС оказывают на окружающуюсреду — тепловое, радиационное,химическое и механическое воздействие. Для обеспечения безопасностибиосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимойзащитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных накомпенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред,механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенных веществ в экосфере.Достаточность защиты достигается в том случае, когда температуры в средах,дозовые и механические нагрузки сред, концентрации вредных веществ в средах непревосходят предельных, критических значений.
      Итак, санитарные нормативы предельно-допустимыхконцентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузкидолжны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающейсреды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения,пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем,механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных,критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации.Другими словами должны бытьизвестны экологическиеемкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.
      Разнообразные техногенные воздействия наокружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью.Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую,соответствующуюнормальной эксплуатации, и случайную составляющую,зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемогообъекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснееавария, тем вероятность еевозникновения ниже. Нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, чтососновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно длячеловека, а смешанные леса и кустарники — в 5 раз меньшую. Меры предупрежденияопасных воздействий, их предотвращения приэксплуатации, созданиявозможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должныприниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку исоздание систем экологическогомониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозированияэкологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостейэкосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. Эти меры должнысоздать базу для активного управления состоянием окружающей среды.
4.     Уничтожение опасных отходов
      Особоевнимание следует уделять такому мероприятиям, как накопление, хранение,перевозка и захоронение токсичных и радиоактивных отходов.
      Радиоактивные отходы, являютсяне только продуктом деятельности АС но и  отходами применения радионуклидов в медицине,промышленности, сельском хозяйстве и науке. Сбор, хранение, удаление изахоронение отходов, содержащих радиоактивные вещества, регламентируютсяследующими документами:
·       СПОРО-85 Санитарныеправила обращения с радиоактивными отходами. Москва: Министерствоздравоохранения СССР, 1986;
·       Правила и нормыпо радиационной безопасности в атомной энергетике. Том 1. Москва:Министерство здравоохранения СССР (290 страниц), 1989;
·       ОСП 72/87 Основныесанитарные правила.
      Для обезвреживания и захоронениярадиоактивных отходов была разработана система «Радон», состоящая изшестнадцати полигонов захоронения радиоактивных отходов. РуководствуясьПостановлением Правительства Российской Федерации №1149-г от 5.11.91г., Министерствоатомной промышленности Российской Федерации в сотрудничестве с несколькимизаинтересованными министерствами и учреждениями разработало проектгосударственной программы по обращению с радиоактивными отходами с цельюсоздания региональных автоматизированных систем учета радиоактивных отходов,модернизации действующих средств хранения отходов и проектирования новыхполигонов захоронения радиоактивных отходов.
      Выбор земельных участков дляхранения, захоронения или уничтожения отходов осуществляется органами местногосамоуправления по согласованию с территориальными органами Минприроды иГоссанэпиднадзора.
Вид тары для храненияотходов зависит от их класса опасности: от герметичных стальных баллонов дляхранения особо опасных отходов до бумажных мешков для хранения  менее опасных отходов.Для каждого типанакопителей промышленных отходов (т.е. хвосто- и шламохранилища, накопителипроизводственных сточных вод, пруды-отстойники,накопители-испарители)определены требования по защите от загрязнения почвы, подземных и поверхностныхвод, по снижению концентрации вредных веществ в воздухе и содержанию опасныхвеществ в накопителях в пределах или ниже ПДК. Строительство новых накопителейпромышленных отходов допускается только в том случае, когда представленыдоказательства того, что не представляется возможным перейти на использованиемалоотходных или безотходных технологий или использовать отходы для каких-либодругих целей.
        Захоронение радиоактивных отходовпроисходит на специальных полигонах. Такие полигоны должны находиться в большомудалении от населенных пунктов и крупных водоемов. Очень важным фактором защитыот распространения радиации является тара, в которой содержатся опасные отходы. Ее разгерметизация или повышеннаяпроницаемость
может способствоватьотрицательное воздействие опасных отходов на экосистемы.
    5. О нормировании уровнязагрязнения окружающей среды
        В Российскомзаконодательстве имеются документы, определяющие обязанности и ответственностьорганизаций по сохранности, защите окружающей среды. Такие акты, как Закон об охране окружающей природной среды, Закон о защитеатмосферного воздуха, Правила охраны поверхностных водот загрязнениясточными водами играют определенную роль в сбережении экологических ценностей.Однако в целом эффективность природоохранных мероприятий в стране, мер попредотвращению случаев высокого или даже экстремально- высокого загрязненияокружающей среды оказывается очень низкой.
        Природные экосистемыобладают широким спектром физических, химических и и биологических механизмовнейтрализации вредных и загрязняющих веществ. Однако при превышении значенийкритических поступлений таких веществ, возможно наступление деградационныхявлений — ослабление выживаемости, снижение репродуктивных характеристик,уменьшение интенсивности роста, двигательной активности особей. В условияхживой природы, постоянной борьбы за ресурсы такая потеря жизнестойкостиорганизмов грозит потерей ослабленной популяции, за которой может развитьсяцепь потерь других взаимодействующих популяций. Критические параметрыпоступления веществ в экосистемы принято определять с помощью понятияэкологических емкостей. Экологическая емкость экосистемы  — максимальная вместимость количествазагрязняющих веществ, поступающих в экосистему за единицу времени, котораяможет бытьразрушена, трансформированаи выведенаиз пределовэкосистемы или депонированаза счет различных процессов без существенныхнарушений динамического равновесия в экосистеме. Типичными процессами,определяющими интенсивность «перемалывания» вредных веществ, являютсяпроцессы переноса, микробиологического окисления и биоседиментации загрязняющихвеществ. При определении экологической емкости экосистем должны учитываться какотдельные канцерогенные и мутагенныеэффекты воздействий отдельных загрязнителей,так и их усилительные эффекты из-за совместного, сочетанного действия.
         Какой же диапазонконцентраций вредных веществ надлежит контролировать? Приведем примерыпредельно допустимых концентраций вредных веществ, которые будут служитьориентирами в анализе возможностей радиационального мониторинга окружающейсреды. В основном нормативном документе по радиационной безопасности — Нормах радиационной безопасности(НРБ-76/87) даны значения предельно-допустимых концентраций радиоактивныхвеществ в воде и воздухе для профессиональных работников и ограниченной частинаселения. Данные по некоторым важным, биологически активным радионуклидамприведены в таблице.
                    Значениядопустимых концентраций для радионуклидов.
PRIVATEНуклид,
N
Период полураспада,
Т1/2 лет
Выход при делении урана,
%
Допустимая концентрация,
Ku/л
Допустимая концентрация
в воздухе
в воздухе
в воздухе, Бк/м3
в воде, Бк/кг
Тритий-3
(окись)
12,35
-
3*10-10
4*10-6
7,6*103
3*104
Углерод-14
5730
-
1,2*10-10
8,2*10-7
2,4*102
2,2*103
Железо-55
2,7
-
2,9*10-11
7,9*10-7
1,8*102
3,8*103
Кобальт-60
5,27
-
3*10-13
3,5*10-8
1,4*101
3,7*102
Криптон-85
10,3