Реферат: Вплив атомних електростанцій (АЕС) на навколишнє середовище

Вихідними подіями, що розвиваючись у часі, у кінцевому рахунку можуть привести до шкідливих впливів на людину і навколишнє середовище, є викиди радіоактивності і токсичних речовин із систем АС. Ці викиди поділяють на газові й аерозольні, що викидаються в атмосферу, у яких шкідливі домішки присутні у виді розчинів чи мілкодисперсних сумішей, що попадають у водойми. Можливі і проміжні ситуації, як при деяких аваріях, коли гаряча вода викидається в атмосферу і розділяється на пару і воду.

Викиди можуть бути як постійними, що знаходяться під контролем експлуатаційного персоналу, так і аварійними, залповими. Включаючи в різноманітні рухи атмосфери, поверхневих і підземних потоків, радіоактивні і токсичні речовини поширюються в навколишнім середовищі, попадають у рослини, в організми тварин і людини. На малюнку показані повітряні, поверхневі і підземні шляхи міграції шкідливих речовин у навколишнім середовищі. Вторинні, менш значимі для нас шляхи, такі як вітрове переміщення пилу і випарів, як і кінцеві споживачі шкідливих речовин на малюнку не показані.

Вплив радіоактивних викидів на організм людини

Розглянемо механізм впливу радіації на організм людини: шляхи впливу різних радіоактивних речовин на організм, їхнє поширення в організмі, депонування, вплив на різні органи і системи організму і наслідки цього впливу. Існує термін «вхідні ворота радіації», що позначає шляхи влучення радіоактивних речовин і випромінювань ізотопів в організм.

Різні радіоактивні речовини по - різному проникають в організм людини. Це залежить від хімічних властивостей радіоактивного елемента.

Види радіоактивного випромінювання

Альфа-частинки являють собою атоми гелію без електронів, тобто два протони і два нейтрони. Ці частки відносно великі і важкі, і тому легко гальмують. Їхній пробіг у повітрі складає порядку декількох сантиметрів. У момент зупинки вони викидають велику кількість енергії на одиницю площі, і тому можуть принести великі руйнування. Через обмежений пробіг для одержання дози необхідно помістити джерело усередину організму. Ізотопами, що випускають альфа-частинки, є, наприклад, уран (235U і 238U) і плутоній (239Pu).

Бета-частинки - це негативно чи позитивно заряджені електрони (позитивно заряджені електрони називаються позитрони). Їхній пробіг у повітрі складає порядку декількох метрів. Тонкий одяг здатний зупинити потік радіації, і, щоб одержати дозу опромінення, джерело радіації необхідно помістити усередину організму, ізотопи, що випускають бета-частинки - це тритій (3H) і стронцій (90Sr).

Гамма-радіація - це різновид електромагнітного випромінювання, у точності схожа на видиме світло. Однак енергія гамма-часток набагато більше енергії фотонів. Ці частки володіють великою проникаючою здатністю, і гамма-радіація є єдиним із трьох типів радіації, здатної опромінити організм зовні. Два ізотопи, що випромінюють гамма-радіацію, - це цезій (137Сs) і кобальт (60З).

Шляхи проникнення радіації в організм людини

Радіоактивні ізотопи Радіоактивні частки з Ізотопи, що знаходяться в землі

можуть проникати в організм повітря під час чи подиху на її поверхні, випуска-

разом з їжею чи водою. можуть потрапити в легені. Але ючи гамма-випромінювання, здатні

Через органи травлення вони опромінюють не тільки опромінити організм зовні. Ці

вони поширюються по легені, а також розпо- ізотопи також переносяться атмо-

всьому організму. всюджуються по організму. сферними опадами.

Органи, що піддаються опроміненню

Обмеження небезпечних впливів АС на екосистеми

АС і інші промислові підприємства регіону роблять різноманітні впливи на сукупність природних екосистем, що складають екосферний регіон АС. Під впливом цих постійно діючих чи аварійних впливів АС, інших техногенних навантажень відбувається еволюція екосистем у часі, накопичуються і закріплюються зміни станів динамічної рівноваги. Людям зовсім небайдуже в яку сторону спрямовані ці зміни в екосистемах, наскільки вони оборотні, які запаси стійкості до значимих збурювань. Нормування антропогенних навантажень на екосистеми і призначено для того, щоб запобігати всі несприятливі зміни в них, а в кращому варіанті направляти ці зміни в сприятливу сторону. Щоб розумно регулювати відносини АС з навколишнім середовищем потрібно звичайно знати реакції біоценозів на впливи, що обумовлюються АС. Підхід до нормування антропогенних впливів може бути заснований на еколого-токсикогенній концепції, тобто необхідності запобігти "отруєння" екосистем шкідливими речовинами і деградацію через надмірні навантаження. Іншими словами не можна не тільки труїти екосистеми, але і позбавляти їхньої можливості вільно розвиватися, навантажуючи шумом, пилом, покидьками, обмежуючи їхні ареали і харчові ресурси.

Щоб уникнути травмування екосистем повинні бути визначені і нормативно зафіксовані деякі граничні надходження шкідливих речовин в організми, інші межі впливів, що могли б викликати неприйнятні наслідки на рівні популяцій. Іншими словами повинні бути відомі екологічні ємності екосистем, величини яких не повинні перевищуватися при техногенних впливах. Екологічні ємності екосистем для різних шкідливих речовин варто визначати по інтенсивності надходження цих речовин, при яких хоча б в одному з компонентів біоценозу виникне критична ситуація, тобто коли нагромадження цих речовин наблизиться до небезпечної межі, буде досягатися критична концентрація. У значеннях граничних концентрацій токсикогенів, у тому числі радіонуклідів, звичайно, повинні враховуватись і перехресні ефекти. Однак цього, очевидно, недостатньо. Для ефективного захисту навколишнього середовища необхідно законодавчо ввести принцип обмеження шкідливих техногенних впливів, зокрема викидів небезпечних речовин. За аналогією з принципами радіаційного захисту людини, згаданими вище, можна сказати, що принципи захисту навколишнього середовища полягають у тому, що

повинні бути виключені необґрунтовані техногенні впливи,

нагромадження шкідливих речовин у біоценозах, техногенні навантаження на елементи екосистем не повинні перевищувати небезпечні межі,

надходження шкідливих речовин в елементи екосистем, техногенні навантаження повинні бути настільки низькими, наскільки це можливо з обліком економічних і соціальних факторів.

АС роблять на навколишнє середовище - тепловий, радіаційний, хімічний і механічний вплив. Для забезпечення безпеки біосфери потрібні необхідні й достатні захисні засоби. Під необхідним захистом навколишнього середовища будемо розуміти систему мір, спрямованих на компенсацію можливого перевищення припустимих значень температур середовищ, механічних і дозових навантажень, концентрацій токсикогенних речовин у екосфері. Достатність захисту досягається в тому випадку, коли температури в середовищах, дозові і механічні навантаження середовищ, концентрації шкідливих речовин у середовищах не перевершують граничних, критичних значень.

Отже, санітарні нормативи гранично - припустимих концентрацій, припустимі температури, дозові і механічні навантаження повинні бути критерієм необхідності проведення заходів щодо захисту навколишнього середовища. Система деталізованих нормативів по межах зовнішнього опромінення, межам змісту радіоізотопів і токсичних речовин у компонентах екосистем, механічним навантаженням могла б нормативно закріпити границю граничних, критичних впливів на елементи екосистем для них захисту від деградації. Іншими словами повинні бути відомі екологічні ємності для всіх екосистем у розглянутому регіоні по всіх типах впливів.

Різноманітні техногенні впливи на навколишнє середовище характеризуються їх частотою повторення й інтенсивністю. Наприклад, викиди шкідливих речовин мають деяку постійну складову, відповідної нормальної експлуатації, і випадкову складову, залежну від ймовірностей аварій, тобто від рівня безпеки розглянутого об'єкта. Ясно, що чим тяжча, небезпечніша аварія, тим імовірність її виникнення нижча. Нам відомо зараз по гіркому досвіді Чорнобиля, що соснові ліси мають радіочутливість схожу на те, що характерно для людини, а змішані ліси і чагарники - у 5 разів меншу. Міри попередження небезпечних впливів, їхнього запобігання при експлуатації, створення можливостей для їхньої компенсації і керування шкідливими впливами повинні прийматися на стадії проектування об'єктів. Це припускає розробку і створення систем екологічного моніторингу регіонів, розробку методів розрахункового прогнозування екологічного збитку, визнаних методів оцінювання екологічних ємностей екосистем, методів порівняння різнотипних збитків. Ці міри повинні створити базу для активного керування станом навколишнього середовища.

Знищення небезпечних відходів

Особливу увагу варто приділяти такому заході, як нагромадження, збереження, перевезення і поховання токсичних і радіоактивних відходів.

Радіоактивні відходи є не тільки продуктом діяльності АС але і відходами застосування радіонуклідів у медицині, промисловості, сільському господарстві і науці. Збір, збереження, видалення і поховання відходів, що містять радіоактивні речовини, регламентуються наступними документами:

СПЗРВ-85 Санітарні правила звертання з радіоактивними відходами. Москва: Міністерство охорони здоров'я СРСР, 1986;

Правила і норми по радіаційній безпеці в атомній енергетиці. Том 1. Москва: Міністерство охорони здоров'я СРСР (290 сторінок), 1989;

ОСП 72/87 Основні санітарні правила.

Для знешкодження і поховання радіоактивних відходів була розроблена система "Радон", що складається із шістнадцяти полігонів поховання радіоактивних відходів. Керуючись Постановою Уряду №1149-г від 5.11.91р., Міністерство атомної промисловості в співробітництві з декількома зацікавленими міністерствами й установами розробило проект державної програми по звертанню з радіоактивними відходами з метою створення регіональних автоматизованих систем обліку радіоактивних відходів, модернізації діючих засобів збереження відходів і проектування нових полігонів поховання радіоактивних відходів.

Вибір земельних ділянок для збереження, поховання чи знищення відходів здійснюється органами місцевого самоврядування за узгодженням з територіальними органами Мінприроди.

Вид тари для збереження відходів залежить від їхнього класу небезпеки: від герметичних сталевих балонів для збереження особливо небезпечних відходів до паперових мішків для збереження менш небезпечних відходів. Для кожного типу нагромаджувачів промислових відходів (ставки-відстійники, накопичувачі-випарники, …) визначені вимоги по захисту від забруднення ґрунту, підземних і поверхневих вод, по зниженню концентрації шкідливих речовин у повітрі і змісту небезпечних речовин у нагромаджувачах. Будівництво нових нагромаджувачів промислових відходів допускається тільки в тому випадку, коли представлені докази того, що не представляється можливим перейти на використання мало відхідних чи безвідхідних чи технологій використовувати відходи для яких-небудь інших цілей.

Поховання радіоактивних відходів відбувається на спеціальних полігонах. Такі полігони повинні знаходитися у великому видаленні від населених пунктів і великих водойм. Дуже важливим фактором захисту від поширення радіації є тара, у якій містяться небезпечні відходи. Її чи розгерметизація підвищена проникність

може сприяти негативний вплив небезпечних відходів на екосистеми.

Про нормування рівня забруднення навколишнього середовища

У Українському законодавстві маються документи, що визначають обов'язки і відповідальність організацій по схоронності, захисту навколишнього середовища. Такі акти, як Закон про охорону навколишньої природного середовища, Закон про захист атмосферного повітря, Правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами відіграють визначену роль у заощадженні екологічних цінностей. Однак у цілому ефективність природоохоронних заходів у країні, заходів для запобігання випадків високого чи навіть екстремально високого забруднення навколишнього середовища виявляється дуже низкою.

Природні екосистеми мають широкий спектр фізичних, хімічних і біологічних механізмів нейтралізації шкідливих і забруднюючих речовин. Однак при перевищенні значень критичних надходжень таких речовин, можливе настання деградаційних явищ - ослаблення виживаності, зниження репродуктивних характеристик, зменшення інтенсивності росту, рухової активності. В умовах живої природи, постійної боротьби за ресурси така втрата життєстійкості організмів грозить втратою ослабленої популяції, за якої може розвитися ланцюг втрат інших взаємодіючих популяцій. Критичні параметри надходження речовин у екосистеми прийнято визначати за допомогою поняття екологічних ємностей. Екологічна ємність екосистеми -- максимальна місткість кількості забруднюючих речовин, що надходять у екосистему за одиницю часу, що може бути зруйнована, трансформована і виведена з меж екосистеми чи депонована за рахунок різних процесів без істотних порушень динамічної рівноваги в екосистемі. Типовими процесами, що визначають інтенсивність "перемелювання" шкідливих речовин, є процеси переносу, мікробіологічного окислювання забруднюючих речовин. При визначенні екологічної ємності екосистем повинні враховуватися як окремі канцерогенні і мутагенні ефекти впливів окремих забруднювачів, так і їхні підсилювальні ефекти через спільну дію.

Який же діапазон концентрацій шкідливих речовин слід контролювати? Приведемо приклади гранично припустимих концентрацій шкідливих речовин, що будуть служити орієнтирами в аналізі можливостей раціонального моніторингу навколишнього середовища. В основному нормативному документі по радіаційній безпеці - Нормах радіаційної безпеки (НРБ-76/87) дані значення граничнодопустимих концентрацій радіоактивних речовин у воді і повітрі для професійних працівників і обмеженої частини населення. Дані по деяким важливих, біологічно активних радіонуклідах приведені в таблиці.

Значення припустимих концентрацій для радіонуклідів.

Нуклід, N	Період напіврозпаду, Т1/2 років	Вихід при розподілі урану, %	Припустима концентрація, Ku/л		Припустима концентрація
			у повітрі	у повітрі	у повітрі, Бк/м3	у воді, Бк/кг
Тритій-3 (окис)	12,35	-	3*10-10	4*10-6	7,6*103	3*104
Вуглець-14	5730	-	1,2*10-10	8,2*10-7	2,4*102	2,2*103
Залізо-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	0,293			3,5*102	2,2*103
Стронцій-90	29,12	5,77	4*10-14	4*10-10	5,7	4,5*101
Йод-129	1,57*10+7	-	2,7*10-14	1,9*10-10	3,7	1,1*101
Йод-131	8,04 сут	3,1	1,5*10-13	1*10-9	1,8*101	5,7*101
Цезій-135	2,6*10+6	6,4			1,9*102	6,3*102
Свинець-210	22,3	-	2*10-15	7,7*10-11	1,5*10-1	1,8
Радій-226	1600	-	8,5*10-16	5,4*10-11	8,6*10-3	4,5
Уран-238	4,47*10+9	-	2,2*10-15	5,9*10-10	2,8*101	7,3*10-1
Плутоній-239	2,4*10+4	-	3*10-17	2,2*10-9	9,1*10-3	5