РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
Радионуклиды. Антропогенные воздействия на окружающую среду
Выполнили: студенты группы 07-711
Каримова Гульзира Дамировна,
Шакирова Руфина Наилевна
Работу проверил: профессор и
доктор наукЯмбушев Фарид
Джамалетдинович
Казань, 2018
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..………3
ГЛАВА 1 НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИОХИМИИ И РАДИОБИОЛОГИИ……………………………………………………………………………………...5
ГЛАВА 2 ЕСТЕСТВЕННЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФОН……………………………6
ГЛАВА 3 АНТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ РАДИОНУКЛЕИДОВ, НЕ СВЯЗАННЫЕ С АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ…………………………………………..11
ГЛАВА 4 ПОСТУПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИИДОВ ОТ ПРЕДПРИЯТИЙ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ…………………………………………………………………..13
ГЛАВА 5 ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ОРГАНИЗМЕ………………………………………………………………….……………..19
ГЛАВА 6 БОЛЕЗНИ, ВЫЗВАННЫЕ РАДИАЦИЕЙ………………………………22
ГЛАВА 7 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫПРИ ЯДЕРНЫХ АВАРИЯХ……………………………………………………………………………………30
ГЛАВА 8 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫВ ТЮЛЯЧИНСКОЙ И САБИНСКОЙ РАЙОНАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН………………………….…41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..…44
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ……………...…………………………………………45
ОТВЕТЫК ЗАДАНИЯМ …………………………………………………………….46
КРОССВОРД…………………………………………………………………………..47
1. ВОПРОСЫ……………………………………………………………………...47
2. СЕТКА…………………………………………………………………………..50
3. ОТВЕТЫКРОССВОРДА……………………………………………………...51
4. СЕТКА С ОТВЕТАМИ………………………………………………………...52
ТЕСТ…………………………………………………………………………………...53
|
|
ОТВЕТЫК ТЕСТУ…………………………………………………………………...59
ГЛОССАРИЙ………………………………………………………………………….60
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА………………………………………………79
ВВЕДЕНИЕ
Характерные глобальные антропогенные радиационные воздействия на окружающую среду — загрязнение атмосферы и территорий продуктами взрывов при испытаниях ядерного оружия и авариях на атомных станциях, засорение атмосферы пылью из-за эрозии почв и т.д. Более локальные, но не менее неприятные их последствия — гибель озер и рек, отравленных неочищенными радиоактивными сбросами промышленных предприятий. Проблема радиоактивного загрязнения окружающей среды возникла в 1940-х гг., когда впервые было использовано атомное оружие и началось накопление ядерного потенциала в ряде стран мира. Создание арсенала ядерных вооружений сопровождалось их регулярными испытаниями, сопряженными с рассеиванием во всей толще тропосферы естественных и искусственных радиоактивных элементов. Источником радиоактивного загрязнения стали также предприятия ядерного цикла, на которых добывалось и перерабатывалось природное радиоактивное сырье, а позднее — атомные электростанции (АЭС), в ходе эксплуатации которых образовывались газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы (рис. 1). В настоящее время средняя доза радиоактивного излучения, получаемого жителями России, возросла относительно естественного фона незначительно. Обширные территории страны оказались, однако, настолько сильно загрязненными искусственными радионуклидами, что проживание на них стало опасным. Точное количество таких территорий и объектов в России сегодня неизвестно. Косвенные оценки позволяют говорить о десятках тысяч локальных участков и тысячах крупных объектов с повышенным радиационным фоном. К началу 1993 г. только в Санкт-Петербурге было выявлено 1537 аномалий γ -излучения и примерно такое же их количество — в Москве. Причем не учтены площади, загрязненные естественными радионуклидами, поступающими от предприятий неядерной промышленности и тенлоэлектроэнергетики. После прекращения США и СССР наземных испытаний ядерного и термоядерного оружия наиболее значимыми антропогенными источниками радионуклидов стали предприятия ядерно-топливного комплекса — АЭС, заводы по получению топлива и по переработке образующихся радиоактивных отходов. Вероятно, в условиях надвигающегося дефицита органических ископаемых видов топлива развитие атомной энергетики пока еще не имеет альтернатив и поэтому будет продолжаться. Однако само ее существование требует выдвижения на первый план экологических аспектов применения ядерных технологий [1].
|
|
Цель: Трагедия Чернобыля вызвала острую дискуссию о состоянии атомной энергетики в стране. Существуют крайние точки зрения. Одни утверждают, что необходимо закрывать все АЭС и не строить новые. Другие - в основном учёные и специалисты - свидетельствуют: без АЭС невозможно представить энергетику не только в стране, но и в мире, а потому надо строить больше атомных станций. Истина, как говорили наши предки, посередине.…Да, без АЭС не обойтись, однако зачем их проектировать в густонаселённых районах или в сейсмических зонах? Почему качество строительства столь низкое и столько бракованного оборудования приходит на АЭС? И, наконец, откуда такой страх перед общественностью, которая по праву требует широкого обсуждения каждого проекта атомной станции?
|
|
Рис. 1. Радиоактивные загрязнения среды АЭС ядерного цикла.
ГЛАВА 1 НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИОХИМИИ И РАДИОБИОЛОГИИ
Для выражения радиоактивности, присущей определенным объектам, используют понятие удельной активности, т. е. активности, отнесенной к единице массы (для твердых материалов, например, почвы) или к единице объема в случае газов или жидкостей. Так, удельная активность морской воды достигает 10 кБк/м3, а для почв она составляет в среднем примерно 500 Бк/кг. В обоих случаях радиоактивность обусловлена главным образом присутствием естественного изотопа калия 40К.
В радиационной биологии и медицине оперируют понятиями поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозы.
Поглощенная доза D, измеряемая в греях (Гр), отражает количество энергии Е, поглощенное единицей массы М облучаемого вещества: D=Е/М.
Экспозиционная доза D, показывает величину электрического заряда, образующегося при взаимодействии излучения с веществом. Поэтому она определяется зарядом Q, создаваемым в единице массы вещества: Do= Q/М. Экспозиционную дозу в СИ выражают в единицах [кулон/килограмм] (Кл/кг). Для выражения экспозиционной дозы используют также внесистемную единицу рентген (Р). Один рентген γ -излучения создает в 1 см3 воздуха при нормальных условиях 2,08*108 пар ионов. Один рентген соответствует поглощенной дозе, равной 3,3*10 3 Гр в случае биологических тканей, но 8,8*10-3 Гр - в случае воздуха [2].
ГЛАВА 2 ЕСТЕСТВЕННЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФОНД
Естественную радиацию образуют излучение, падающее на Землю из космоса (космическая радиация), и радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах, строительных материалах и пище (земная радиация).
Естественные источники радиации могут воздействовать на человека внешним и внутренним путем. Среди внешних источников особого внимания заслуживают космические лучи и естественная радиация в почве и строительных материалах. Среди внутренних – радиоактивные вещества, содержащиеся в воздухе, воде, продуктах питания. Особое место среди них занимают радионуклиды 40К и 222Rn.
Естественные источники радиации
Космическая радиация
Космическая радиация бывает двух видов - галактическая и солнечная.
Космические лучи, достигающие Земли, представляют собой поток ядерных частиц. Это так называемое первичное космическое излучение. Оно включает протоны, - частицы, ядра других атомов. Среди первичных космических лучей различают высокоэнергичные (вплоть до 1021эВ) галактические космические лучи, приходящие к Земле извне Солнечной системы, и солнечные космические лучи умеренных энергий (1010эВ), связанные с активностью Солнца. При взаимодействии космических частиц с атомами атмосферы возникает вторичное космическое излучение, приводящее к образованию радионуклидов.
Солнечная радиация - это электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Во время вспышек Солнце испускает огромное количество энергии в виде излучения в области видимого, инфракрасного, ультрафиолетового и рентгеновского спектра излучения. Каждая вспышка на Солнце влияет на человека, нервные окончания которого реагируют даже на ничтожные энергии, причем колебания магнитного поля особенно сильно действуют на больных людей.
С пятнообразованием и солнечными циклами связаны различные изменения в природной среде. А. Л. Чижевский исследовал влияние Солнца на живые организмы, установил связь между изменяющейся активностью Солнца и характером реакций земных организмов. Засухи, дождливые годы, увеличение или уменьшение числа грызунов, миграции насекомых, изменение поголовья копытных животных, урожайность сельскохозяйственных культур - буквально все проходит точки минимума и максимума в зависимости от изменения активности Солнца.
Облучению космическими лучами подвергаются экипажи и пассажиры реактивных самолетов. Трансатлантический полет из США в Европу сопровождается дополнительным воздействием на организм космического излучения в дозе ~ 0,05 мЗВ.
Земная радиация
Земные источники радиации составляют большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они дают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением.
Главным источником поступления естественных радиоактивных веществ в окружающую среду являются горные породы, в состав которых входят радиоактивные элементы, возникшие в период формирования и развития планеты.
На процесс накопления радиоактивных веществ растениями оказывают влияние многие факторы. Так, на мелкодисперсных почвах усвоение их, как правило, происходит менее интенсивно, чем на крупнодисперсных. При внесении в почву питательных веществ снижается поступление радионуклидов в растение, причем на влажных почвах коэффициент накопления меньше, чем на сухих.
Повышение кислотности (уменьшение рН) сопровождается ростом коэффициента накопления. Вид корневой системы, продуктивность, продолжительность вегетационного периода и другие факторы также влияют на интенсивность накопления радионуклидов.
Главное место среди радиоизотопов по величине создаваемой активности занимает изотоп калия 40К, который усваивается вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Радиоактивный калий вносит значительный вклад в облучение человека при поступлении через желудочно-кишечный тракт. Суммарное количество калия в организме взрослого человека с массой 70 кг составляет 130 г (0,19%). Особенно богата калием скелетная мускулатура, нервная ткань, сердце, печень и селезенка.
Содержание калия, а следовательно, и 40К, в организме человека зависит от пола, возраста, массы тела, характера мышечной деятельности и т. д. У мужчин калия в мышцах обычно больше, чем у женщин; большее содержание калия обнаруживается у лиц, выполняющих физическую работу.
Радий (226Ra) накапливается преимущественно в костной ткани. Основная часть свинца (210Pb) содержится в скелете. С воздухом в течение суток в легкие человека поступает около 0,0007 Бк 210Ро, а в легкие человека, выкуривающего одну пачку сигарет в сутки, - до 0,07 Бк 210Ро.
Материалы, применяемые в строительстве, также могут содержать радиоактивные вещества. Представляют интерес уровни - фона в жилых зданиях. Наименьший - фон отмечается в зданиях, построенных из дерева (до 0,5 мГр/г), несколько больший - в зданиях кирпичных (до 1 мГр/г) и железобетонных (до 1,7 мГр/г). Усредненная мощность поглощенной дозы помещений равна 6*10-8 Гр/ч. Учитывая время пребывания человека в помещениях, выражаемое коэффициентом 0,8, можно подсчитать, что годовая эффективная эквивалентная доза за счет внешнего облучения внутри помещений составляет 2,9*10-4 Зв (29 мбэр), а суммарная (вне и внутри помещений) годовая эффективная эквивалентная доза за счет внешнего облучения радионуклидами земного происхождения равна 3,5*10-4 Зв (35 мбэр). Значительную дозу облучения человек получает с выдыхаемым воздухом, находясь длительное время в непроветриваемых помещениях. Наибольший вклад вносит радиоактивный газ - радон.
Среди изотопов радона известны: 222Rn с периодом полураспада 3,8 дня, 220Rn с периодом полураспада 54,5 с, 219Rn с периодом полураспада 3,9 с. Наиболее опасным из них является - излучатель 222Rn.
Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или высвобождаясь из материалов, использованных при строительстве дома, радон накапливается в закрытых непроветриваемых помещениях (подвалах, ванных комнатах, кухнях).
Если полы в домах со щелями, а вентиляция помещения слабая, то в некоторых домах индивидуальные дозы на легкие могут доходить до явно угрожающих уровней (даже до 1000 бэр/год). Не случайно, что во многих странах мира уже около 10 лет (в настоящее время и в нашей стране) ведется кропотливая работа в ранге государственных программ по выявлению и оздоровлению таких домов.
Радоновая проблема
Главным источником поступления радона в закрытые помещения является грунт. Концентрация на верхних этажах многоэтажного здания, как правило, ниже, чем на первом и цокольном этажах. Эффективным средством уменьшения концентрации радона, просачивающегося через пол, являются вентиляционные установки в подвалах. Выделение радона из стен уменьшается при покрытии их тремя слоями масляной краски или слоем обоев, а также при облицовке их пластиковыми материалами. В кухонные помещения радон попадает вместе с природным газом и водой.
Радон в помещениях
Как правило, природными радионуклидами насыщены гранитные породы гор. Радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже, чем гранитных пород. Скорость поступления радона в атмосферный воздух зависит от состояния почвы, ее пористости, влажности, температуры, а при наличии снежного покрова она уменьшается. Снежный покров толщиной 50 см, пролежавший до весны, на 80% экранирует земную радиацию, формируемую естественными излучателями в летний период [3].
ГЛАВА 3 АНТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ РАДИОНУКЛИДОВ, НЕ СВЯЗАННЫЕ С АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ
Любое минеральное сырье, уголь, горючие сланцы, нефть и газ в тех или иных количествах содержат примеси естественных радионуклидов. При переработке сырья они попадают в продукцию, твердые и жидкие отходы. Часть радионуклидов возгоняется и поступает в атмосферу в составе мелких фракций аэрозоля. По расчетам специалистов, в результате хозяйственной деятельности в природные среды ежегодно поступает более 105 Ки тория-232 и примерно столько же урана-238, причем половина этого потока практически не контролируется.
Приведенная оценка приблизительна, поскольку в таких отраслях промышленности, как черная и цветная металлургия, производство фосфатов, керамики и огнеупоров, естественные радионуклиды являются сопутствующими примесями, содержания которых обычно близки к фоновым. Однако в некоторых видах сырья (фосфаты, рутиловый, циркониевый и вольфрамовый концентраты) суммарная активность может превышать 70 кБк/кг, т.е. по критериям Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) они могут быть отнесены к радиоактивным веществам.
Еще одной отраслью, формирующей естественные радионуклиды, является теплоэлектроэнергетика. Угли различных месторождений всегда содержат 40К, 238U и 232Th, поэтому сжигание их в крупных масштабах приводит к сильному локальному загрязнению объектов окружающей среды этими радионуклидами. По результатам исследований примерно 1000 проб углей в США было установлено, что удельная активность по изотопам 40К, 238U и 232Th лежит в пределах 0,7-70,3-520 и 3-320 Бк/кг соответственно. В технологии получения огнеупоров температура достигает 2800 °С, тогда как температура кипения радия составляет 1140 °С. Поэтому при электродуговой плавке и на других стадиях технологического процесса может происходить практически полное удаление в составе аэрозольных выбросов содержащегося в сырье радия, изотопов 210РЬ и 210Ро.
Заметим, что в докладах Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН 210Рb и 210Ро рассматриваются как основные дозообразующие наряду с 222Rn и 232Th изотопы, поступающие от предприятий неядерной промышленности.
Еще одной отраслью, формирующей естественные радионуклиды, является теплоэлектроэнергетика. Угли различных месторождений всегда содержат 40К, 238U и 232Th, поэтому сжигание их в крупных масштабах приводит к сильному локальному загрязнению объектов окружающей среды этими радионуклидами. По результатам исследований примерно 1000 проб углей в США было установлено, что удельная активность по изотопам 40К, 238U и 232Th лежит в пределах 0,7-70,3-520 и 3-320 Бк/кг соответственно. Учитывая значительные вариации удельной активности углей из разных бассейнов мира, НКДАР ООН в качестве допустимых условно средних величин по этим изотопам калия, урана и тория принял 50, 20 и 20 Бк/кг соответственно.
Результаты измерений радиации в 1990 г. на одной из ТЭЦ, получавшей уголь из разных шахт Донецкого бассейна, показали, что средняя удельная активность 232Th составила 29,3 Бк/кг при разбросе от 6,7 до 109,6 Бк/кг. Расчеты активности 232Th в отходах ТЭЦ мощностью 2400 МВт, потребляющей антрацит со скоростью 184 кг/с, показали, что с углем за 1 с вовлекалось 6,40 кБк тория-232, из них 3,37 кБк задерживалось в составе летучей золы электрофильтрами и 1,17 кБк переходило в шлаки. В газовой фазе и в составе не задерживаемой электрофильтрами мелкой фракции аэрозоля в атмосферу выбрасывалось 1,86 Бк/с. Это составляло 29% от суммарной активности сгоравшего угля. Расчет удельной активности уносимых с отходящими газами аэрозолей дал значение 442,5 Бк/кг, что в 5,4 раза превышает этот показатель для смеси золы и шлака. Загрязненной радионуклидами из-за выбросов ТЭЦ оказалась территория площадью около 400 км2, на которой располагались несколько населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий. Согласно проведенной оценке, жители обследуемой территории ингаляционным путем за год получали дозу, эквивалентную 165 мЗв, превышающую предельно допустимую примерно в 30 раз.
Приведенный пример показывает, что теплоэлектроэнергетика, которая использует ископаемые топлива, служит значительным источником радионуклидов и существенно влияет на формирование эквивалентной дозы [1].
ГЛАВА 4 ПОСТУПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИИДОВ ОТ ПРЕДПРИЯТИЙ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Характерным воздействием на окружающую среду, связанным с деятельностью предприятий атомной энергетики и промышленности, является радиационное воздействие, государственное регулирование которого предусматривает нормирование деятельности в сфере использования источников ионизирующего излучения, обязательный контроль за соблюдением установленных норм. Имеющиеся в отрасли радиоэкологические проблемы, как правило, связаны с прошлым периодом работы предприятий по оборонным программам. Эффективное и скоординированное решение накопленных радиоэкологических проблем предусмотрено в рамках ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года». Реализация этой программы позволит решить комплекс ресурсоемких экологических проблем, связанных как с прошлой оборонной деятельностью, так и с недостаточными темпами создания инфраструктуры в предшествующие десятилетия для безопасного обращения с радиоактивными отходами.
По данным Росатома, в 2007 г. радиационная обстановка в районах расположения предприятий атомной отрасли не претерпела существенных изменений, оставалась стабильной и соответствовала нормативным требованиям в области радиационной безопасности. За 2007 г., как и в предыдущие годы, аварий, последствия которых негативно сказались бы на состоянии окружающей среды, не было. Основными факторами, формирующими радиационную обстановку в районах расположения предприятий атомной отрасли, являются природная радиоактивность и техногенные радионуклиды глобального происхождения.
В 2007 г. деятельность предприятий атомной отрасли сопровождалась воздействием на окружающую среду на уровне предшествующих лет. Поступление радионуклидов с газоаэрозольными выбросами и сбросами сточных вод находилось в пределах установленных нормативов, по отдельным показателям отмечалось снижение техногенной нагрузки.
Выбросы радиоактивных веществ в атмосферу. На предприятиях атомной отрасли в 2007 г. радиационных инцидентов, связанных с поступлением радионуклидов в атмосферный воздух, не зарегистрировано. Суммарная активность радионуклидов, поступивших в атмосферу с газоаэрозольными выбросами предприятий за 2007 г., снизилась на 3,5% по сравнению с предыдущим годом. Доля 60Co, 90Sr, 95Zr, 95Nb,103Ru, 106Ru, 131I, 134Cs, 137Cs в выбросах составляет соответственно от 1,0 до 6,0% от установленного норматива по этим радионуклидам.
Сбросы радионуклидов в открытую гидрографическую сеть в атомной отрасли в 2007 г. не превышали установленных нормативов. По сравнению с предыдущим годом объем сточных вод, отводимых в поверхностные водоемы, увеличился на 200 млн. м3, в том числе на ФГУП «ПО «Маяк» (г. Озерск Челябинской области) на 146 млн. м3 за счет увеличения суммарного объема стока по каналам из-за высокой водности 2006–2007 гг. и увеличения объема транзита вод из оз. Иртяш. Основная доля активности отводимых вод приходится на короткоживущие нуклиды. Доля наиболее радиационно опасных нуклидов составляет менее 1% от общего сброса (90Sr – 0,3%, 137Cs – 0,05%). Следует отметить, что 99% 90Sr, поступившего в открытую гидрографическую сеть, составляют фильтраты боковых дамб левобережного и правобережного обводных каналов ФГУП «ПО «Маяк», а 64% 137Cs, поступившего в поверхностные водные объекты, составляет поверхностно-склоновый сток с территорий, загрязненных в результате аварии 1957 г. на ФГУП «ПО «Маяк»
Радиоактивные отходы. За 2007 г. на предприятиях образовалось 4,2 млн. м3 жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и более 1,19 млн. т твердых радиоактивных отходов (ТРО). Из общего объема образовавшихся ЖРО основную часть (96,7%) составляют низкоактивные отходы, суммарная активность которых составляет около 0,03% суммарной активности всех образовавшихся ЖРО. Доля образовавшихся за год высокоактивных отходов (ВАО) составляет менее 0,26% общего объема, а их суммарная активность – 82,7% общей активности образовавшихся ЖРО. Большая часть ЖРО образовалась на трех предприятиях: ФГУП «ПО «Маяк», ФГУП «Сибирский химический комбинат» (г. Северск Томской области) и ФГУП «Горнохимический комбинат» (г. Железногорск Красноярского края). На ФГУП «ПО «Маяк» ведется переработка как вновь образовавшихся ЖРО, так и накопленных ранее, в результате чего суммарная активность накопленных ЖРО снижается. Годовой объем переработки ЖРО – 3,97 млн. м3. После переработки высокоактивных ЖРО на ФГУП «ПО «Маяк» получено 595,5 т остеклованных отходов. За 2007 г. переработано около 1,85 тыс. т ТРО, в основном (около 98%) – это отходы низкой активности, среднеактивные отходы составили 2% массы переработанных ТРО. Более половины объема переработки ТРО (56%) приходится на атомные станции концерна «Росэнергоатом».
Территории, загрязненные радионуклидами, и их реабилитация. За 2007 г. общая площадь загрязненных радионуклидами территорий практически не изменилась. На ряде предприятий выявлены загрязненные участки, проведены мероприятия по их реабилитации, уточнены площади загрязненных участков и уровни их загрязнения, что привело к перераспределению земель по зонам нахождения (промышленная площадка, санитарно-защитная зона и зона наблюдения).
Мероприятия по снижению радиационного воздействия на окружающую среду. Всего в организациях атомной промышленности и энергетики в 2007 г. на эти цели использовано 2475,14 млн. руб., в том числе из федерального бюджета – 801,96 млн. руб. Природоохранные мероприятия проводились на ряде промышленных предприятий, атомных станциях и в научно-исследовательских институтах и были направлены на: обезвреживание и сокращение радиоактивных отходов; сокращение выбросов радионуклидов; сокращение сброса радионуклидов в водные объекты; реабилитацию загрязненных территорий; локализацию радиоактивных отходов; другие природоохранные мероприятия.
Радиационный контроль объектов окружающей среды в районах расположения атомных станций – это единая система организационно-технических решений, обеспечивающих получение и обработку данных, необходимых и достаточных для оценки АЭС как источника радиационного воздействия при нормальной эксплуатации атомных станций, а также данных, необходимых для своевременного принятия мер по защите населения в случае возникновения аварийных ситуаций. Ограничения радиационного воздействия АЭС на население и окружающую среду (газоаэрозольные выбросы и жидкие сбросы) определяют СанПиН 2.6.1.24–03 «Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций» (СП АС-03), введенные в действие в 2003 г. В 2007 г. газоаэрозольные выбросы и жидкие сбросы всех АЭС были значительно меньше установленных допустимых значений (ДВ и ДС) и создали дополнительно к фоновому облучению населения от природных источников излучения (2,2 мЗв) дозу не более: 0,1 мкЗв на АЭС с ВВЭР-1000; 0,5 мкЗв на АЭС с реакторами ВВЭР-440; 2,0 мкЗв на АЭС с реакторами РБМК-1000.
Контроль мощности дозы гамма-излучения (радиационный фон) в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения АЭС проводится метрологически аттестованными переносными приборами и автоматизированными системами контроля радиационной обстановки (АСКРО). Основным назначением АСКРО является осуществление непрерывного контроля радиационной обстановки на постах контроля, расположенных на территории санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения АЭС, и информационно-аналитическая поддержка противоаварийных структур, руководства АЭС, органов управления и государственной власти различных уровней в случае аварии на АЭС.
Результаты систематических измерений концентрации радиоактивных веществ в атмосферном воздухе, водоемах-охладителях, продуктах питания, а также в почве и растительности в контрольных точках, расположенных на расстоянии до 50 км от АЭС, подтверждают отсутствие обнаруживаемого влияния работы атомных станций на состояние объектов внешней среды.
К категории радиационно опасных объектов относятся спецкомбинаты ФГУП СК «Радон», являющиеся предприятиями природоохранного характера, их основные фонды эксплуатируются более 40 лет фактически без ремонта и модернизации и достигли критического значения. На всех спецкомбинатах хранилища заполнены на 70–90%, что не позволяет принимать радиоактивные отходы и источники ионизирующего излучения (ИИИ) из закрепленных регионов в необходимых объемах. Такая ситуация приводит к появлению бесхозных источников с активностью, достаточной для причинения вреда жизни и здоровью населения. На недостаточном уровне находятся реконструкция существующих пунктов хранения радиоактивных отходов и строительство новых из-за отсутствия необходимых средств федерального бюджета.
На объектах нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности основными источниками загрязнения природными радионуклидами являются отходы нефтегазодобычи (пластовые воды, газовый конденсат и нефтешлам), содержащие радиобаритные отложения – соли бария Ва(Rа)SО4. В ОАО «Газпром» к радиационно опасным объектам относятся: объект «Вега», располагающий 15 подземными емкостями, сооруженными в массиве каменной соли с помощью ядерно-взрывной технологии, и 7 хранилищ радиоактивных веществ ОАО «Газпромгеофизика», а также пункт временного хранения радиоактивных отходов и закрытые радионуклидные источники, используемые для производственных целей. Закрытые радионуклидные источники (1067 источников общей суммарной активностью ИИИ 144,26 + 15 Бк) используются при проведении геофизических исследованиях скважин. Угроза радиоактивного загрязнения может возникнуть в случае их разгерметизации и представляет опасность только для персонала.
Немаловажна в электроэнергетике проблема загрязнения регенерата фильтров водоочистки теплоэлектросетей радиоактивным изотопом 226Rа и другими естественными радионуклидами при использовании подземного тепла геотермальных вод. В металлургической промышленности используется более 10 тыс. приборов, содержащих источники ионизирующих излучений, а также твердые радиоактивные отходы в виде радиоактивного металлического лома. В судостроительной промышленности на 20 судостроительных и судоремонтных заводах и предприятиях используются открытые радиоактивные источники специального назначения, содержащие радионуклиды до 1800 наименований. К ним относятся трепаны, вырезанные из корпусов ядерных реакторов, образцы конструкционного материала после нейтронного облучения и другие закрытые радионуклидные источники. Значительную опасность представляют транспортные средства для перевозки радиоактивных отходов и отработавших источников ионизирующего излучения; предприятия по транспортировке природного газа, имеющие в своем составе лаборатории неразрушающего контроля.
В Российской Федерации, по данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор), с источниками ионизирующего излучения работают более 15 тыс. объектов, большую часть из которых составляют медицинские учреждения (70%) и промышленные предприятия (18%). В 2007 г. имели место радиационные аварии и ситуации, которые регистрировались в 31 субъекте Российской Федерации. Основную часть радиационных аварий (65,6%) составляют факты обнаружения радиоактивных источников в ломе цветных и черных металлов (Краснодарский, Хабаровский, Приморский края, Кемеровская, Астраханская, Ростовская, Челябинская области и др.). Зарегистрировано 6 случаев хищений и утерь ИИИ, в частности, в Калининградской области похищен и разукомплектован радиоизотопный термоэлектрический генератор. Зафиксировано 5 случаев обрыва источников при проведении геологических и геофизических исследований (один в Кемеровской области и четыре в Ханты-Мансийском автономном округе), случай радиационной аварии, связанный с нарушением работ по рентгеновской дефектоскопии (Челябинская область) [4].
ГЛАВА 5 ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ОРГАНИЗМЕ
Источники внешнего облучения являются космическое излучение и естественные радионуклиды, содержащиеся в почве, воде и воздухе, а также рентгенодиагностические процедуры, цветные телевизоры и полеты на самолетах на больших высотах. Хотя вклад двух последних факторов и невелик.
Уровни облучения населения за счет глобальных выпадений продуктов ядерных взрывов в настоящее время существенно снизилось по сравнению с годами максимальных выпадений в 1963 - 1966 годах.
Каково соотношение внешнего и внутреннего облучения? Например, после Чернобыльской аварии в течение первых двух лет внешнее достигало 90% от общей дозы, затем стало преобладать внутреннее облучение, подступившее в 1992 г. к 80%.
Природные радиоактивные элементы содержаться в строительных материалах, особенно в бетонных конструкциях. Плохая вентиляция, особенно в домах с плотно закрывающимися окнами, может увеличить дозу облучения, обусловленную вдыханием радиоактивных аэрозолей за счет распада газа радона, который образуется в свою очередь при естественном распаде радия, содержащегося в почве и строительных материалах. Использование в сельском хозяйстве фосфорных удобрений, содержащих естественные радионуклиды рядов урана и тория, является дополнительным фактором облучения организма человека. Эти радионуклиды накапливаются в почве, затем с пылью и продуктами питания попадают в организм. Могут выбрасывать в атмосферу радиоактивную золу тепловые электростанции. Облучение зависит от исходного сырья, условий его сгорания, эффективности золоулавливающих систем. Человек может получать некоторую дозу за счет газо-аэрозольных выбросов атомных электростанций и оседания на почву техногенных радионуклидов.
Выпадающие на поверхность почвы радионуклиды на протяжении многих лет остаются в ее верхних слоях. Если почвы бедны такими минеральными компонентами, как кальций, калий, натрий, фосфор, то связываются благоприятные условия для миграции радионуклидов в самих почвах и по цепи почва - растение. В первую очередь это относится к дерново-подзолистым и песчано-суглинистым почвам. Так, например, лишайники в тундре на почвах, бедных минеральными компонентами, захватывают цезий-137 в 200 - 400 раз больше, чем травы. Это обстоятельство способствует накоплению в организме северных оленей повышенного количества радионуклидов. В черноземных почвах подвижность радионуклидов крайне затруднена.
Аккумулятором радионуклидов является лес, особенно хвойный, который содержит в 5 - 7 раз больше радионуклидов, чем другие природные ценозы. При пожарах сконцентрированные в лесной подстилке, коре древесине радионуклиды поднимаются с дымовыми частицами в воздух и попадают в тропосферу и даже стратосферу. Радиоактивному облучению, таким образом, подвергается население на значительных территориях. А пожары в Свердловской, Челябинской, Тюменской и Курганской областях только в 1989 г. дали 23% всех лесных пожаров бывшего СССР.
Мало радиоактивных веществ поступает в рацион с пищевыми продуктами морского происхождения, так как из-за высокой минерализации морской воды продукты моря очень слабо загрязнены стронцием и цезием. Свободны от загрязнения радионуклидами глобальных выпадений артезианские и многие грунтовые воды благодаря изоляции от поверхности земли. А вот воды подземных водоемов, талые, дождевые воды могут служить источником поступления некоторых радионуклидов в организм человека.
Исследования показали, что с вдыхаемым атмосферным воздухом человек может получать 1 - 2% радионуклидов от их общего количества, поступающих с пищей и водой.
Хлебопродукты являются ведущим поставщиком радионуклидов в организм - от одной трети до половины их общего поступления. На втором месте по значимости стоит молоко, на третьем - картофель, овощи и фрукты, затем мясо и рыба. Например, накопление радионуклидов у рыб разных пород даже в одном и том же водоеме может различаться в 2 - 3 раза. Для хищных рыб (щука, окунь и др.) характерны минимальные показатели и накопления стронция-90 и максимальные цезия-137. Растительноядные рыбы (карп, карась и др.) наоборот накапливают стронция больше, а цезия в несколько раз меньше, чем хищники. Наибольшие уровни накопления радионуклидов характерны для пресноводных рыб северных районов нашей страны, где воды поверхностных водоемов, особенно озер, слабоминерализованы.
На накопление радионуклидов в тканях рыб влияет тепловое загрязнение водоемов. Размещение рыбохозяйственных комплексов у мест удаления тепловых вод теплоэлектростанций и особенно АЭС способствует также более интенсивному усвоению и накоплению в тканях рыб находящихся в воде радионуклидов. Согласно данным, полученным в условиях лабораторных экспериментов, установлено, что уровни накопления цезия-137 в тканях карпа, обитавшего в воде с температурой 25 оС, вдвое выше, чем при обитании этой рыбы в воде с температурой 12 – 15 оС [5].
ГЛАВА 6 БОЛЕЗНИ, ВЫЗВАННЫЕ РАДИАЦИЕЙ