Экологическая безопасность

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

Белгородский  государственный технологический 

университет им. В.Г. Шухова

 

 

 

 

РАСЧЕТНО- ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ (РГЗ)

По почвоведению «Радиоактивные вещества в атмосфере : источники поступления и последствия»

                                                                                    

 

 

 

 

 

 

                                                                                                Выполнила: Денежко Н. Н.,

Институт – АСИ, Городской кадастр, группа К11

                                                                                         Руководитель: Василенко Т. А.

 

 

                                         Белгород 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ
Теоретическая часть
Практическая часть
Вывод
Список литературы и источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Введение

В данной работе нужно рассказать о радиоактивности  и выполнить расчеты связанные  с выбросов газовоздушной смеси  аммиака и асбеста .

  Оценить годовой экономический  ущерб от загрязнения различных  территорий города выбросами  промышленных предприятий. Учитывая, что выброс газовоздушной смеси  известного состава из одиночного  горячего источника мощностью  М (г/сек) со средней скоростью  выхода w₀ (м/с) загрязняет атмосферу территории указанного экономического района площадью S_заз (км²), рассчитать:

1. Максимальное значение концентрации примеси С_м (мг/м³) при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях (НМУ) на расстоянии Х_м (м) от источника выброса;

2. Величину предельно допустимого выброса (ПДВ, г/сек и т/год) вредных веществ для данного одиночного источника выброса, если известны ПДК_ссi и фоновые концентрации С_фi компонентов смеси;

3. Величину валового фактического  выброса (М_вал, т/год) вредных веществ.

4. Определить величину платы  (П_атм, руб.) за загрязнение воздуха окружающей атмосферы газовоздушными выбросами с представленными выше характеристиками.

5. Эколого-экономический ущерб  (У_атм, руб.) от загрязнения атмосферы конкретной территории j-го типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Теоретическая часть

Радиоактивное загрязнение природной  среды  обитания человека в настоящее время обусловлено следующими источниками:

• Отработанное ядерное топливо , изъятое из реактора после его отработки;
• Долгоживущие радиоактивные изотопы – в основном это продукты испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей.  Они относятся к глобально распределенным ;
• Радиоактивные отходы в любом агрегатном состоянии
• При плановых и аварийных выбросах радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности ;
• При выбросах в атмосферу и сбросах в водные системы радиоактивных веществ с действующих атомных электростанций в процессе их нормальной эксплуатации.

Отработанное ядерное топливо  - это особый вид радиоактивных материалов . Облученные тепловыделяющие элементы , извлеченные из реактора после их обработки, обладают значительной накопленной активностью и относятся к высокоактивным отходам, если не подвергаются дальнейшей переработке.

         В некоторых странах (США, Швеция, Канада) ОЯТ полностью относят к радиоактивным отходам. В России часть ОЯТ считается радиоактивными отходами, а часть поступает на переработку на радиохимические заводы. На радиохимических заводах применяется технология разомкнутого ядерного топливного цикла, при которой осуществляется переработка ОЯТ для извлечения урана -235, плутония- 239 и топливного сырья ( урана – 238) для повторного использования.

        На всех этапах производства  образуется большой объем РАО, различных по уровню активности, форм и степени опасности для окружающей среды и здоровья человека.

Поэтому многие зарубежные страны ориентируются  на долговременное ( до 50 лет)

хранение  ОЯТ на месте производства , что  дает возможность подготовить к  окончательному захоронению, но не исключает  его химической переработки в  дальнейшем.

В производстве, медицине, радиоизотопной энергетике, контрольно – измерительной и облучаемой технике, а также в научных исследованиях применяют искусственные источники ионизирующего излучения: радиоактивные изотопы различного типа.

Производство  и использование радиоактивных  изотопов влечет за собой образование  значительного количества РАО, которое  необходимо утилизировать по специальной  программе после окончания срока  работы источников ионизирующего  излучения.

          Радиоактивные отходы образуются  при испытании ядерного оружия  и подземных взрывов ядерных  устройств. Испытания ядерного  оружия, проводившиеся в атмосфере  на полигонах планеты с 1945г., стали глобальным источником  радиоактивного загрязнения природной  среды. Суммарная активность выброшенного  в атмосферу цезия -137 составила  8,2 МКи, стронция -90 … 4,3 МКи .  При этом 75% радионуклидов поступают  в стратосферу и впоследствии  выпадают по всему земному  шару. В верхние слои атмосферы  ( выше 50 км)  попадает около 3% всех  радионуклидов. Приняты следующие  величины фоновой плотности загрязнения: для цезия -137 ..0,08 Ки/км², стронция- 90 … 0,045 Ки/км², плутония – 0,005 Ки / км².

Таким образом, самое большое количество РАО образуется: в процессе реализации военных программ и во всей цели ядерного топливного цикла (создание ядерного оружия на основе высокообогащенного урана и плутония);

При эксплуатации и списании  наводных и подводных  кораблей военного - морского и гражданского флотов с ядерными энергетическими  установками  и баз их обслуживания;

При эксплуатации и закрытии предприятий ядерного топливного цикла (добыча и обогащение урановой руды, производство тепловой и электроэнергии в реакторах, изготовление тепловыделяющих элементов, переработка отработанного ядерного топлива);

В процессе консервации предприятий военного и гражданского ядерного комплекса.

       К радиоактивным относятся не  подлежащие дальнейшему использованию  отходы в любом агрегатном  состоянии ( материалы, изделия, оборудование, газообразная среда, грунт, а также порода, руды и отходы обогащения и выщелачивания руд), в которых содержание радионуклидов превышает уровень, установленный нормативными и правовыми актами.

Радиоактивные отходы в зависимости от агрегатного  состояния делятся на газообразные , жидкие и твердые. Газообразные РАО, образующиеся в процессе работы реактора, загрязняют производственные помещения  и через систему вытяжки, фильтров и воздухоочистки, а также  после  выдержки в течении трех месяце выбрасываются  в окружающую среду через 150-метровую газоотводную трубку, что способствует рассеиванию радиоактивных веществ и уменьшению их концентрации в приземном слое атмосферы.

     Газообразные РАО включают в  себя не только газообразную, но и в меньшей степени аэрозольную  фазу выброса АЭС. Риск глобального  изменения биосферы может быть  сведен к минимуму путем внедрения на АЭС новых технологических систем, способных улавливать эти радионуклиды ( аргон -4, криптон – 85 и ксенон – 1334, тритий и углерод- 14, радионуклиды йода – 131 в виде замены оборудования, проведения различных испытаний и др.) Коэффициент использование АЭС равен 69,1%.

Объем первичных  жидких РАО может достигать 100 тыс. м³ в год на энергоблок для реакторов типа РБМК- 1000 и 40 тыс. м³ для реакторов типа ВВЭР – 1000. Объем первичных твердых отходов составляет около 120 тыс. м³ в год. Активность РАО, образующихся за год на крупной российской АЭС, составляет 32000 Ки.

      Перед закладной на хранении  первичных радиоактивных отходы  подвергают кондиционированию ( в форму , удобную для хранения, транспортировки, захоронения) и  переработки, что приводит к  значительному уменьшению их  объема.

РАО, образующиеся на АЭС, относятся в основном к категории низко – среднеактивных и содержат радионуклиды с периодом полураспада менее 30 лет. Однако существующая система обращения с РАО не отвечает современным требованиям экологической безопасности.

    Необходимо отметить, что РАО  и радиоактивные загрязнения  будут оказывать отрицательное  влияние на биосферу на протяжении  сотен лет. Поэтому одной из  главнейших задач всех стран  мира, имеющих ядерную промышленности, является решение вопроса о  долговременном и безопасном  хранении накопленных РАО, а  также их захоронении.

Радиоактивные загрязнения биосферы – это увеличение концентраций радиоактивных веществ в живых организмах и среде их обитания в результате деятельности человека. К радиоактивному загрязнению биосферы привела интенсификация промышленного производства и как функция появления на Земле большой группы антропогенных радионуклидов. Их суммарная активность в среднем соизмерима с активностью естественного радиоактивного фона, но на некоторых участках может превышать его.

Радиоактивность бывает естественного  происхождения, обусловленная присутствием в природной среде радиоактивных элементов; например, часть Новосибирской области подвержена естественному радоновому загрязнению, так как в подстилающих коренных горных породах фиксируются повышенные кларки урана- 238, продуктом распада которого и является  радон – 222. Количество естественных радионуклидов незначительно причем наиболее распространен  уран – 238 ( 99,2%). Радионуклиды естественного происхождения возникают при извлечении и переработке многих полезных ископаемых, особенно фосфатных руд, с концентрацией урана – 238. В результате этих процессов в биосфере появляются локальные участки с концентрацией радионуклидов, которые существенно повышают естественный радиоактивный фон. Такие участки можно отнести к разряду малоактивных загрязнений. Однако участие в радионуклидах некоторых долгоживущих естественных элементов с очень большим периодом полураспада делает загрязнение подобного рода опасными. Существует несколько путей воздействия радионуклидов естественного происхождения на человека, например :

1. Применение минеральных фосфатных удобрений через сельскохозяйственную продукцию ( внутренние облучение)
2. Использование в качестве строительного материала более радиоактивных по сравнению с почвой геологических пород ( при повышенном содержании урана – 238, тория – 232 и калия- 40 в таких традиционных строительных материалах, как : строительный камень, песок, гравий и др.)
3. Использование материалов, произведенных из промышленных отходов.

Кроме того, естественные радионуклиды поступают  в окружающую среду при сжигании угля, а также в случаи применения угольной залы в производстве цемента  и бетона в качестве наполнителя  для дорожных покрытий.

       Радиоактивность  искусственного происхождения обусловлена антропогенной деятельностью человека. Это строительство АЭС, строительство подводных атомных лодок, применение радиоактивных элементов в медицине, строительстве и других отраслях.

Радионуклиды  искусственного происхождения делятся  на три вида :

• Ближние, или локальные , выпадения, которые представлены относительно крупными ( более 100 мкм) частицами, оседающими на землю преимущественно под действием силы тяжести;
• Промежуточные, или тропосферные, выпадения, представленные мелкими частицами ( несколько микрометров и менее). Эти частицы формируются в тропосфере, ниже тропопаузы, на высоте 11…16 км. Период полувыведения частиц из тропосферы составляет 20….30 суток. На тропосферные выпадения при наземных взрывах мощностью в несколько мегатонн приходится 5% радиоактивности;
• Глобальные, или стратосферные, выпадения, которые состоят из частиц от нескольких сотых до десятых долей микрометра, забрасываемых в стратосферу на высоту 10 …. 30км. Оттуда они переносятся в тропосферу струйными течениями и циклональными вихрями либо с воздушными массами через разрывы в тропопаузе.

         В умеренных широтах глобальные  выпадения с атмосферными осадками  ( влажные выпадения) составляют 60 ….70% от общей суммы радиоактивных выпадений, остальная часть ( 30….40 %) представлена сухими выпадениями. Следует отметить, что глобальные выпадения радионуклидов искусственного происхождения распределяются по всей поверхности Земли. Еще одна особенность глобальных выпадений. В водный раствор переходит около 50% от общего количества радионуклидов; в водонерастворимой форме поступает до 95% стронция – 90 и до 70% цезия – 137; в растворимой форме – 30% цезия- 144 и 40% циркония- 95.