Вплив атомних електростанцій (АЕС) на навколишнє середовище - Екологія - Скачать бесплатно

ЗМІСТ

Необхідність захисту навколишнього середовища

Вплив атомних станцій на навколишнє середовище

переміщення радіоактивності в навколишньому середовищі

вплив радіації на організм людини

/види радіоактивного випромінювання

/шляхи проникнення радіації в організм людини

Обмеження небезпечних впливів АС на екосистеми

Знищення небезпечних відходів

Про нормування рівня забруднення навколишнього середовища

Література

Необхідність захисту навколишнього середовища від небезпечних техногенних впливів промисловості на екосистеми

Екологічний стан багатьох районів нашої країни викликає законну тривогу громадськості. У численних публікаціях показано, що в багатьох регіонах нашої країни спостерігається стійка тенденція до багаторазового, у десятки і більш раз перевищенню санітарно-гігієнічних норм по вмісту в атмосфері окислів вуглецю, азоту, пилу, токсичних з'єднань металів, амінів і інших шкідливих речовин. Маються серйозні проблеми з меліорацією земель, безконтрольним застосуванням у сільському господарстві мінеральних добрив, надмірним використанням пестицидів, гербіцидів. Відбувається забруднення стічними водами промислових і комунальних підприємств великих і малих рік, озер, прибережних морських вод. Через постійне забруднення атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, ґрунтів, рослинності відбувається деградація екосистем, скорочення продуктивних можливостей біосфери.

Забруднення середовища проживання шкідливо відбивається на здоров'ї людей, приносить значні збитки народному господарству. Останнім часом обстановка погіршилася настільки, що багато районів оголошені районами екологічного нещастя. Загальні викиди двоокису азоту оцінюються в 6,5х108 т/рік, викиди сірки складають 2,4х108 т/рік, промисловість викидає 5,2х107 т/рік усіляких відходів. Викиди вуглекислого газу, сірчистих з'єднань в атмосферу в результаті промислової діяльності, функціонування енергетичних, металургійних підприємств ведуть до виникнення парникового ефекту і зв'язаного з ним потепління клімату. По оцінках учених глобальне потепління без уживання заходів по скороченню викидів парникових газів складе від 2-х до 5 градусів протягом наступного сторіччя, що з'явиться безпрецедентним явищем за останні десть тисяч років. Потепління клімату, збільшення рівня океану на 60-80 см до кінця наступного сторіччя приведуть до екологічної катастрофи небаченого масштабу, що загрожує деградацією людському співтовариству.

Інша небезпека зв'язана з дефіцитом чистої прісної води. Відомо, що промисловість споживає 3000 куб. км прісної води в рік, з яких приблизно 40% повертається в цикл, але з рідкими відходами, що містять продукти корозії, частки золи, смол, технологічні відходи, у тому числі шкідливі компоненти типу важких металів і радіоактивних речовин. Ці рідини розтікаються по водяних системах, причому шкідливі речовини депонуються у фітоценозах, донних відкладеннях, рибах, поширюються по харчових ланцюгах, попадають на стіл людини. Витрата прісної води на сільськогосподарські нестатки - зрошення, іригацію став у деяких районах настільки великий, що викликав великі необоротні зрушення в екологічній рівновазі цілих регіонів. Серед інших екологічних проблем, зв'язаних з антропогенним впливом на біосферу, варто згадати ризик порушення озонового шару, забруднення Світового океану, деградацію ґрунтів і спустошення зернових районів, окислення природних середовищ, зміна електричних властивостей атмосфери.

Характерні антропогенні радіаційні впливи на навколишнє середовище:

забруднення атмосфери і територій продуктами ядерних вибухів при іспитах ядерної зброї

отруєння повітряного басейну викидами пилу, забруднення територій шлаками, що містять радіоактивні речовини при спалюванні викопних палив у казанах електростанцій,

забруднення територій при аваріях на атомних станціях і підприємствах.

Більш локальні, але не менш неприємні наслідки - загибель озер, рік через неочищені радіоактивні скидання промислових підприємств.

Значну небезпеку для живих істот, для популяцій організмів у екосистемах представляють аварії на підприємствах хімічної, атомної промисловості, при транспортуванні небезпечних і шкідливих речовин. Відомі аварії на хімічному заводі в Бхопале (Індія), на Чорнобильської АЕС, на ПО «Маяк», аварії з нафтоналивними судами. Говорять про те, що необхідний радикальний перегляд наших відносин із природою, посилення заходів впливу нормативних важелів на господарську практику. Зовсім неприпустимо, щоб установлені нормативами граничні концентрації шкідливих речовин у повітрі, воді реально перевищувалися в сотні разів. Потрібно зробити невигідною чи навіть руйнівною зневагу до охорони навколишнього середовища. Право людей на чисте повітря, чисті ріки й озера повинне не тільки декларуватися, але і реально забезпечуватися всіма доступними для держави засобами.

Особливо актуальними стають питання регулювання відповідальності за збиток, у тому числі за екологічний збиток при створенні в нашій країні основ правової держави, при переході до ринкових відносин в економіці. Тут важливо знайти розумні економічні важелі, правильно співвідносити вигоди і втрати, доходи і витрати на компенсацію збитку. Важливою задачею є розробка питань нормативного розмежування припустимих і неприпустимих впливів, оцінювання вартості екологічного збитку.

Основними напрямками в обмеженні шкідливих техногенних впливів на біосферу є ресурсозбереження і розробка екологічно чистих чи безвідхідних технологій. Чистоту вод можна поліпшити методами біотехнології. Радикальний шлях оздоровлення екологічної обстановки - скорочення шкідливих викидів, збільшення безаварійності і безпеки небезпечних виробництв, перехід на безвідхідні технології, концентрація і надійне поховання шкідливих відходів, розумне співробітництво і міжнародна взаємодопомога при екологічних катастрофах.

У роботі з оздоровлення навколишнього середовища, обмеженню впливів шкідливих речовин на біосферу важливу роль грають служби контролю стану природи, середовища проживання людей, локального і регіонального моніторингу навколишнього середовища. Ці служби, озброєні сучасною вимірювальною технікою і приладами контролю повинні оперативно оповіщати населення про усі випадки наближення параметрів навколишнього середовища до небезпечного рівня. Важливу роль у захисті середовища проживання людини від забруднення повинна зіграти глобальна система моніторингу стану навколишнього середовища, що охоплює Світовий океан і всі континенти, заснований на національних системах, але знаходиться під егідою ООН. У скороченні викидів вуглекислого газу усе більш істотну роль грає заміщення традиційної енергетики на енергетику атомну. В даний час загальновизнано, що атомні електростанції можуть бути створені з високими показниками надійності і безпеки, що забезпечують виконання самих строгих вимог наглядових органів, у тому числі по охороні біосфери від забруднення радіоактивними й іншими шкідливими речовинами. Однак варто почати додаткові зусилля для того, щоб знизити ризик аварій на АЕС. Зокрема рішення цієї задачі бачиться на шляху розробки нового покоління реакторів із внутрішньо властивою безпекою, тобто реакторів з могутніми внутрішніми зворотними зв'язками самозахисту і самокомпенсації.

Вплив атомних станцій на навколишнє середовище

Техногенні впливи на навколишнє середовище при будівництві й експлуатації атомних електростанцій різноманітні. Звичайно говорять, що маються фізичні, хімічні, радіаційні й інші фактори техногенного впливу експлуатації АЕС на об'єкти навколишнього середовища.

Найбільш істотні фактори -

локальний механічний вплив на рельєф - при будівництві,

стік поверхневих і ґрунтових вод, що містять хімічні і радіоактивні компоненти,

зміна характеру землекористування й обмінних процесів у безпосередній близькості від АЕС,

зміна мікрокліматичних характеристик прилеглих районів.

Виникнення могутніх джерел тепла у виді градирень, водойм - охолоджувачів при експлуатації АЕС звичайно помітним образом змінює мікрокліматичні характеристики прилеглих районів. Рух води в системі зовнішнього тепловідводу, скидання технологічних вод, що містять різноманітні хімічні компоненти впливають на популяції, флору і фауну екосистем.

Особливе значення має поширення радіоактивних речовин у навколишнім просторі. У комплексі складних питань по захисту навколишнього середовища велику суспільну значимість мають проблеми безпеки атомних станцій (АС), що йдуть на зміну тепловим станціям на органічному викопному паливі. Загальновизнано, що АС при їхній нормальній експлуатації набагато - не менш чим у 5-10 разів "чистіше" в екологічному відношенні теплових електростанцій (ТЕС) на куті. Однак при аваріях АС можуть робити істотний радіаційний вплив на людей, екосистеми. Тому забезпечення безпеки екосфери і захисту навколишнього середовища від шкідливих впливів АС - велика наукова і технологічна задача ядерної енергетики, що забезпечує її майбутнє.

Відзначимо важливість не тільки радіаційних факторів можливих шкідливих впливів АС на екосистеми, але і теплове і хімічне забруднення навколишнього середовища, механічний вплив на мешканців водойм-охолоджувачів, зміни гідрологічних характеристик прилеглих до АС районів, тобто весь комплекс техногенних впливів, що впливають на екологічне благополуччя навколишнього середовища.

Викиди шкідливих речовин при експлуатації АС. Переміщення радіоактивності в навколишнім середовищі

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

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.

Очевидно, що всі питання захисту навколишнього середовища складають єдиний науковий, організаційно - технічний комплекс, який варто називати екологічною безпекою. Варто підкреслювати, що мова йде про захист екосистем і людини, як частини екосфери від зовнішніх техногенних небезпек, тобто що екосистеми і люди є суб'єктом захисту. Визначенням екологічної безпеки може бути твердження, що

екологічна безпека - необхідна і достатня захищеність екосистем і людини від шкідливих техногенних впливів

Звичайно виділяють захист навколишнього середовища як захищеність екосистем від впливів АС при їхній нормальній експлуатації і безпека як система захисних мір у випадках аварій на них. Як видно, при такім визначенні поняття "безпека" коло можливих впливів розширений, уведені рамки для необхідної і достатньої захищеності, що розмежовують області незначущих і значимих, припустимих і неприпустимих впливів. Відзначимо, що в основі нормативних матеріалів по радіаційній безпеці (РБ) лежить ідея про те, що слабкішою ланкою біосфери є людина, якого і потрібно захищати всіма можливими способами. Вважається, що якщо людина буде належним образом захищений від шкідливих впливів, навколишнє середовище також буде захищене, оскільки радіорезистентність елементів екосистем як правило істотне вище людини.

Ясно, що це положення не є абсолютно безперечним, оскільки біоценози екосистем не мають таких можливостей, які є в людей - досить швидко й розумно реагувати на радіаційні небезпеки. Тому для людини в нинішніх умовах основна задача – зробити все можливе для відновлення нормального функціонування екологічних систем і не допускати порушень екологічного балансу.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Д. Нікітін, Ю. Новиков "Навколишнє середовище і людина", 1986 р.

2. Ю.А. Израэль "Проблеми всебічного аналізу навколишнього середовища і принципи комплексного моніторингу", Ленінград, 1988 р.

3. В.В. Бадев, Ю.А. Егоров, С.В. Козаків "Охорона навколишнього середовища при експлуатації АЕС", Москва, Енергоатоміздат, 1990 р.