Воздействие атомных станций на окружающую среду

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ УКРАИНЫ 

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра «химии и экологии»

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему: «Воздействие атомных станций на окружающую среду»

 

 

 

 

 

                                               Выполнил:

Студент  2курса 1 группы ФТТС

                                                          Матюшин Богдан

                                               Проверил:

                                                                             преподователь Савчук Е.В.

 

 

 

 

 

Одесса 2012

1. Необходимость защиты окружающей среды от опасных            техногенных воздействий промышленности на экосистемы         

Экологическое состояние многих районов  нашей страны вызывает законную тревогу  общественности. В многочисленных публикациях показано, что во многих регионах нашей страны наблюдается устойчивая тенденция к многократному, в десятки и более раз превышению санитарно-гигиенических норм по содержанию в атмосфере городов окислов углерода, азота, пыли, токсичных соединений металлов, аминов и других вредных веществ. Имеются серьезные проблемы с мелиорацией земель, бесконтрольным применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений, чрезмерным использованием пестицидов, гербицидов. Происходит загрязнение сточными водами промышленных и коммунальных предприятий больших и малых рек, озер, прибрежных морских вод. Из-за постоянного загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, растительности происходит деградация экосистем, сокращение продуктивных возможностей биосферы.         

Загрязнение среды обитания вредно отражается на здоровье людей, приносит значительные убытки народному хозяйству. В последнее время обстановка ухудшилась настолько, что многие районы объявлены районами экологического бедствия. Общие выбросы двуокиси азота оцениваются в 6,5х10⁸ т/год, выбросы серы составляют 2,4х10⁸ т/год, промышленность выбрасывает 5,2х10⁷ т/год всевозможных отходов. Выбросы углекислого газа, сернистых соединений в атмосферу в результате промышленной деятельности, функционирования энергетических, металлургических предприятий ведут к возникновению парникового эффекта и связанного с ним потепления климата. По оценкам ученых глобальное потепление без принятия мер по сокращению выбросов парниковых газов составит от 2-х до 5 градусов в течение следующего столетия, что явится беспрецедентным явлением за последние десть тысяч лет. Потепление климата, увеличение уровня океана на 60-80 см к концу следующего столетия приведут к экологической катастрофе невиданного масштаба, угрожающей деградацией человеческому сообществу.      

Другая опасность связана с  дефицитом чистой пресной воды. Известно, что промышленность потребляет 3000 куб. км пресной воды в год, из которых  примерно 40% возвращается в цикл, но с жидкими отходами, содержащими  продукты коррозии, отработанное масло, органику, частицы золы, смол, технологические  сбросы, в том числе вредные  компоненты типа тяжелых металлов и  радиоактивных веществ. Эти жидкости растекаются по водным системам, причем вредные вещества депонируются в  фитоценозах, донных отложениях, рыбах, распространяются по пищевым цепям, попадают на стол человека. Расход пресной  воды на сельскохозяйственные нужды - орошение, ирригацию стал в некоторых  районах столь велик, что вызвал крупные необратимые сдвиги в  экологическом равновесии целых  регионов. Среди других экологических  проблем, связанных с антропогенным  воздействием на биосферу, следует  упомянуть риск нарушения озонового  слоя, загрязнение Мирового океана, деградацию почв и опустынивание  зернопроизводящих районов, закисление природных сред, изменение электрических  свойств атмосферы.      

Характерные антропогенные радиационные воздействия на окружающую среду:

·        загрязнение атмосферы и территорий продуктами ядерных взрывов при испытаниях ядерного оружия

·        отравление воздушного бассейна выбросами пыли, загрязнение территорий шлаками, содержащими радиоактивные вещества при сжигании ископаемых топлив в котлах электростанций,

·        загрязнение территорий при авариях на атомных станциях и предприятиях.

Более локальные, но не менее неприятные последствия - гибель озер, рек из-за неочищенных радиоактивных сбросов  промышленных предприятий.      

Значительную опасность для  живых существ, для популяций  организмов в экосистемах представляют аварии на предприятиях химической, атомной промышленности, при транспортировании опасных и вредных веществ. Известные аварии на химическом заводе в Бхопале (Индия), на Чернобыльской АЭС, на ПО «Маяк», аварии с нефтеналивными судамии.д. говорят о том, что необходим радикальный пересмотр наших отношений с природой, усиление мер воздействия нормативных рычагов на хозяйственную практику. Совершенно недопустимо, чтобы установленные нормативами предельные концентрации вредных веществ в воздухе, воде реально превышались в сотни раз. Нужно сделать невыгодным или даже разорительным пренебрежение к охране окружающей среды. Право людей на чистый воздух, чистые реки и озера должно не только декларироваться, но и реально обеспечиваться всеми доступными для государства средствами.      

Особо актуальными становится вопросы  регулирования ответственности  за ущерб, в том числе за экологический ущерб при создании в нашей стране основ правового государства, при переходе к рыночным отношениям 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 разграничения допустимых и недопустимых воздействий, оценивания стоимости экологического ущерба.      

Основными направлениями в ограничении  вредных техногенных воздействий  на биосферу являются ресурсосбережение  и разработка экологически чистых или  безотходных технологий. Чистоту  вод можно улучшить методами биотехнологии. Радикальный путь оздоровления экологической  обстановки - сокращение вредных выбросов и сбросов, увеличение безаварийности и безопасности опасных производств, переход на безотходные технологии, концентрация и надежное захоронение  вредных отходов, разумное сотрудничество и международная взаимопомощь при  экологических катастрофах.      

В работе по оздоровлению окружающей среды, ограничению воздействий  вредных веществ на биосферу важную роль играют службы контроля состояния природы, среды обитания людей, локального и регионального мониторинга окружающей среды. Эти службы, вооруженные современной измерительной техникой и приборами контроля должны оперативно оповещать население о всех случаях приближения параметров окружающей среды к опасному уровню. Важную роль в защите среды обитания человека от загрязнения должна сыграть глобальна система мониторинга состояния окружающей среды, охватывающая Мировой океан и все континенты, основанная на национальных системах, но находящаяся под эгидой ООН. В сокращении выбросов углекислого газа, разрешении многих экологических проблем все более существенную роль играет замещение традиционной энергетики на энергетику атомную. В настоящее время общепризнанно, что атомные электростанции могут быть созданы с высокими показателями надежности и безопасности, обеспечивающими выполнение самых строгих требований надзорных органов, в том числе по охране биосферы от загрязнения радиоактивными и другими вредными веществами. Однако следует предпринять дополнительные усилия для того, чтобы снизить риск аварий на АЭС. В частности решение этой задачи видится на пути разработки нового поколения реакторов с внутренне присущей безопасностью, т.е. реакторов с мощными внутренними обратными связями самозащиты и самокомпенсации.     

2. Воздействие атомных станций на окружающую среду        

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.

Наиболее существенные факторы -

·        локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

·        повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

·        сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

·        изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

·        изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.       

Возникновение мощных источников тепла  в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.        

Особое значение имеет распространение  радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных  вопросов по защите окружающей среды  большую общественную значимость имеют  проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.         

Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

Выбросы и  сбросы вредных веществ при эксплуатации АС                     Перенос радиоактивности в окружающей среде      

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут  привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности  и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.                        

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. Нарисунке показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие как ветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществ на рисунке не показаны.            

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека               

Рассмотрим механизм воздействия  радиации на организм человека: пути воздействия  различных  радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует  термин «входные ворота радиации», обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений иотопов в организм.       

Различные  радиоактивные  вещества по - разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

 
                     

Виды радиоактивного излучения                  

PRIVATEАльфа-частицы представляют 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  организм человека       

Радиоактивные изотопы         Радиоактивные частицы из          Изотопы, находящиеся в земле