Что является источником радиоактивного загрязнения ответ на тест
Перейти к содержимому

Что является источником радиоактивного загрязнения ответ на тест

  • автор:

Что является источником радиоактивного загрязнения ответ на тест

1) Добыча и переработка радиоактивного минерального сырья

Из всего уранопроизводящего комплекса добыча и переработка урановых руд дает самый большой объем радиоактивных отходов, которые по физическому состоянию подразделяются на твердые и жидкие . Специфическая особенность уранового и ториевого производства – наличие во всех видах отходов радионуклидов с большим периодом полураспада. Обычно промышленное содержание урана в рудах находится в интервале 0.02-0.03%. Руды с меньшей концентрацией этого радиоактивного элемента считаются забалансовыми. «Пустые» породы содержат тысячные доли процента урана. Последние две категории минерального вещества, как и сами балансовые руды, относятся к материалам, представляющим опасность для окружающей среды, поскольку они на расстоянии 10 см от их поверхности создают мощность эквивалентной дозы более 0.1 мЗв/ч.
Отвалы пустых пород, содержание РН в которых намного превышают кларковые, занимают на рудниках и карьерах многие тысячи квадратных метров и являются источниками локального загрязнения местности. В результате ветровой эрозии происходит сдувание пыли с поверхности отвалов, а также твердых продуктов распада постоянно выделяющегося радона и перенос этого материала на значительные расстояния. Отвалы забалансовых руд и пустой породы подвергаются постоянному воздействию атмосферных осадков, которые выщелачивают РН и загрязняют ими грунтовые воды и гидрографическую сеть, что, в конечном счете, приводит к сверхнормативному загрязнению радиоактивными веществами донных отложений.
Дополнительный источник загрязнения окружающей среды – жидкие отходы, к которым относятся шахтные воды, насыщенные радионуклидами.


Рис. 5.23. Пример ореола загрязнения подземных вод ураном в районе хвостохранилища. Естественная объемная активность воды 0.3 Бк/л: a – план; б – вертикальный разрез.

Другим звеном уранового производства являются обогатительные предприятия и заводы по гидрометаллургической переработке радиоактивных руд, где главный вид отходов – хвосты переработки рудной массы, насыщенные радиоактивными жидкостями. Весь этот материал удаляется в намывные хвостохранилища, которые являются неотъемлемой частью гидрометаллургического производства урана и тория и главным источником местного загрязнения окружающей среды радионуклидами. Вокруг хвостохранилища со временем образуется постоянно функционирующий как наземный, так и подземный ореолы распространения радионуклидов (рис.5.23). Кроме того радиоактивные руды часто транспортируются по железной дороге с грубейшими нарушениями техники безопасности.
Немалый вклад в загрязнение природной среды радионуклидами вносят и химические комбинаты по производству оружейного плутония и вторичной переработке отработанного на АЭС ядерного топлива. Высокоактивные сточные воды на этих предприятиях собираются в герметичные контейнеры, а малоактивные воды сбрасываются в открытые водоемы.
В качестве дополнительного источника естественных РН, поступающих в биосферу в результате деятельности человека, можно назвать добычу и переработку сырья, используемого для производства фосфорных удобрений, поскольку добываемые фосфориты и апатитовая руда характеризуются повышенным содержанием природного урана.

2) Уголь как источник естественной радиации

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля – растительные остатки, произраставшие миллионы лет назад. Вместе с тем, уголь всегда содержит природные радиоактивные вещества уранового и актиноуранового рядов ( 238 U и продукты его распада 234 U, 226 Ra, 222 Rn, 210 Pb, 210 Po и т.д.; 235 U и продукты его распада 219 Rn и т.д.), ториевого ряда ( 232 Th и продукты его распада 220 Rn, 216 Po), а также долгоживущий радиоактивный изотоп 40 K. Таким образом, естественная радиоактивность угля формируется за счет природных радионуклидов. Уран в окислительных условиях земной поверхности, как правило, присутствует в виде хорошо растворимых соединений, и поэтому значительно более широко рассеян, чем торий, хотя среднее содержание урана в земной коре почти на порядок ниже, чем тория.
В углях в результате инфильтрации уран концентрируется в низкомолекулярном органическом веществе торфов, лигнитов, бурых углей. Большая часть урана находится в виде мелкодисперсных оксидов. В антрацитах и каменных углях количество урана незначительно.
Концентрация РН в разных угольных пластах различается в сотни раз. В среднем содержание радионуклидов в угле примерно соответствует гранитным кларкам. За счет привнесенного урана содержание радионуклидов может увеличиваться. Так, в подмосковном угле содержание урана в среднем составляет 9.15 г/т, а тория 11.65 г/т. Радиоактивность золы и выбрасываемых в атмосферу твердых частиц, образующихся при его сжигании, превышает 370 Бк/кг (достигая временами 520 Бк/ кг ), в то время как при сжигании кузбасских углей радиоактивность составляет 20-40 Бк/ кг . По мере выработки месторождения концентрация радионуклидов в угле может меняться.

Таблица 5.2. Удельные активности естественных радионуклидов
в углях некоторых Российских месторождений

Месторождения углей Удельная активность, Бк/кг
40 K 226 Ra 232 Th
уголь зола шлак уголь зола шлак уголь зола шлак
Интинское 152 420 393 15 39 43 18 37 46
Райчихинское 137 399 38 89 34 90
Нерюнгринское 67 180 38 142 35 160
Ургальское 46 186 282 12 78 87 8 56 65
Харанорское 61 404 373 24 83 89 19 67 69
Чегдомынское 153 472 51 151 33 117
Лучегорское (Бикинское) 47 334 299 21 89 90 10 70 54

На рис.5.24 в качестве иллюстрации приведены характерные удельные активности основных изотопов – 40 K, 226 Ra и 232 Th для 10 российских месторождений. В табл. 5.2 приведены аналогичные данные для Интинского и основных дальневосточных месторождений угля с учетом изменения концентрации РН в золе и шлаке.

Рис. 5.24. Средние значения удельной активности радионуклидов 40 К, 226 Ra, 232 Th: а) в углях различных месторождений: 1– среднемировые концентрации; 2 – Интинское; 3 – Воркутинское; 4 – Кузнецкое; 5 – Хакасское; 6 – Райчихинское; 7 – Нерюнгринское; 8 – Ургальское; 9 – Харанорское;
10 – Чегдомынское; 11 – Лучегорское; b) в угле Интинского месторождения и продуктах его сжигания. с) Интинская ТЭС (внеший вид).

ЕРН уранового ряда при формировании техногенных соединений образуют в большинстве своем соединения, практически не отличающиеся от известных природных минералов. ЕРН ториевого ряда изучены не так подробно, но есть основания предполагать, что сформированные техногенные соединения тория будут отличаться от природных. Отметим, что торий и калий обычно связываются с неорганической фракцией, в то время как уран имеет тенденцию к связи с органикой, выбрасываемой в атмосферу с парогазовой фракцией, и концентрируется в аэрозолях.
При определенных условиях мобилизация ЕРН возможна даже на объектах с содержанием ниже кларка, поэтому в процессе добычи, переработки, использования и транспортировки радиоактивные элементы, содержащиеся в субкларковых количествах, могут накапливаться в окружающей среде и в дальнейшем представлять опасность для персонала и населения прилегающих территорий. При этом достаточно большие объемы добычи минерального сырья предопределяют значимое накопление суммарного количества ЕРН.

По состоянию на 2009 год в мире действовало 437 энергетических ядерных реактора, генерирующих почти 16 процентов мировой электроэнергии. Для обеспечения этих АЭС ядерным топливом необходимо ежегодно почти 4000 т природного урана.
При ядерных реакциях, происходящих в активной зоне реактора, выделяются радиоактивные газы: ксенон 133 Xe (Т 1/2 = 5 сут), криптон 85 Kr (Т 1/2 =10 лет), радон 222 Rn (Т 1/2 =3.8 сут) и другие. Эти газы поступают в фильтр-адсорбер, где теряют свою активность и только после этого выбрасываются в атмосферу. В окружающую среду поступает также некоторое количество изотопа углерода 14 С и трития 3 Н.
Другой источник родионуклидов, попадающих в окружающую среду от функционирующих АЭС, – дебалансная и техническая вода. ТВЭЛы, находящиеся в активной зоне реактора, часто деформируются, и продукты деления попадают в теплоноситель. Дополнительным источником радиации в теплоносителе являются РН, образующиеся в результате облучения материалов реактора нейтронами. Поэтому периодически вода первого контура обновляется и очищается от РН.
Чтобы не произошло загрязнение окружающей среды, вода всех технологических контуров АЭС включается в систему оборотного водоснабжения. Тем не менее, часть жидких стоков сбрасывают в водоем-охладитель, имеющийся при каждой АЭС. Этот водоем является слабопроточным бассейном (чаще всего это искусственное водохранилище), поэтому сброс в него жидкостей, содержащих даже малое количество радионуклидов, может привести к опасной их концентрации. Сброс жидких радиоактивных отходов в водоемы-охладители категорически запрещен Санитарными правилами. В них можно направлять только жидкости, в которых концентрация радиоизотопов не превышает допустимые нормы.
Наносят ли вред окружающей среде атомные электростанции? Опыт эксплуатации отечественных АЭС показал, что при правильном техническом обслуживании и налаженном мониторинге окружающей среды они практически безопасны. Радиоактивное воздействие на биосферу этих предприятий не превышает 2% от местного радиационного фона.
Выбросы АЭС на 99.9% состоят из инертных радиоактивных газов (ИРГ). В процессе деления образуется около 20 радиоизотопов криптона и ксенона, из которых основной вклад в ИРГ вносят изотопы криптона 88 Kr (период полураспада 2.8 ч) и ксенона 133 Хе (5.3 сут), 135 Хе (9.2 ч) дающие различный вклад, в зависимости от типа реактора. На долю всех оставшихся радионуклидов (в основном это 131 I, 60 Co, 134 Cs, 137 Cs и тритий 3 H) приходится менее одного процента. Еще в меньшем количестве наблюдаются выбросы небольшого количества продуктов коррозии реактора и первого контура и осколков деления ядер урана 51 Cr, 54 Mg, 95 Nb, 106 Ru, 144 Cs. Для Российских АЭС в среднем в численном выражении это составляет на 1 ГВт·ч выработанной электроэнергии 5∙10 12 Бк для ИРГ, и 4∙10 7 Бк для суммы всех остальных радионуклидов.
Большинство радионуклидов газоаэрозольных выбросов, включая ИРГ, имеют довольно небольшой период полураспада и без ущерба для окружающей среды распадаются, не успевая поступить в атмосферу. Тем не менее, для обеспечения безопасности по отношению к этим радионуклидам на АЭС, как правило, предусмотрена специальная система задержки газообразных выбросов в атмосферу.
Характер и количество газообразных радиоактивных выбросов зависит от типа реактора и системы обращения с этими отходами. В табл.5.3 на примере трех АЭС разных поколений приведено сопоставление выбросов в окружающую среду основных изотопов.

Таблица 5.3. Сопоставление выбросов в окружающую среду
основных изотопов на примере трех АЭС (данные за 2010 г.).

Радионуклид Нововоронежская Белоярская Ленинградская
Всего На 1 ГВт . ч Всего На 1 ГВт . ч Всего На 1 ГВт . ч
СУММА ИРГ 4.2 . 10 13 3.57 . 10 12 5.47 . 10 12 1.39 . 10 12 2.29 . 10 14 8.31 . 10 12
131 I 2.2 . 10 8 1.87 . 10 7
60 Co 2.0 . 10 8 1.70 . 10 7 3.20 . 10 5 8.14 . 10 4 2.50 . 10 8 9.07 . 10 6
134 Cs 8.6 . 10 7 7.31 . 10 6 1.79 . 10 7 6.50 . 10 5
137 Cs 1.3 . 10 8 1.10 . 10 7 1.4 . 10 7 3.56 . 10 6 4.40 . 10 7 1.60 . 10 6

Наиболее опасным в выбросах современных АЭС считается тритий. Он может замещать водород во всех соединениях с кислородом, серой, азотом. А эти соединения составляют значительную часть массы животных организмов. Доказано, что он легко связывается протоплазмой живых клеток и накапливается в пищевых цепях. Распадаясь, тритий превращается в гелий и испускает β-частицы. Такая трансмутация должна быть очень опасна для живых организмов, т.к. при этом поражается генетический аппарат клеток. В организм человека 3 Н поступает в виде газа и тритиевой воды 1 Н 3 НО через легкие, кожу и желудочно-кишечный тракт. Газообразный 3 H 2 в 500 раз менее токсичен, чем сверхтяжелая вода 3 H 2 О. Это объясняется тем, что молекулярный тритий, попадая с воздухом в легкие, быстро (примерно за 3 мин) выделяется из организма, тогда как тритий в составе воды задерживается в нем на 10 суток и успевает за это время передать организму значительную дозу радиации. Половина тритиевой воды выходит из организма каждые 10 дней.

В радиационном отношении гораздо более опасны тепловые электростанции, поскольку сжигаемые на них уголь, торф и газ содержат природные радионуклиды семейств урана и тория. Средние индивидуальные дозы облучения в районе расположения тепловых электростанций мощностью 1 ГВт/год составляют от 6 до 60 мкЗв/год, а от выбросов АЭС – от 0.004 до 0.13 мкЗв/год. Таким образом, АЭС при нормальной их эксплуатации являются экологически более чистыми, чем тепловые электростанции.

Радио­
нуклид
Бк/ГВт·ч Период полураспада
220 Rn 4.07·10 9 55.6 с
222 Rn 8.14·10 9 3.8 сут
238 U 5.55·10 7 4.5 млрд. лет
234 U 5.55·10 7 245 тыс. лет
226 Ra 4.44·10 7 1600 лет
218 Po 1.41·10 8 3 мин
214 Pb 1.41·10 8 27 мин
214 Po 1.41·10 8 0.00016 с
2l0 Pb 1.41·10 8 22 года
2I0 Po 1.41·10 8 138 сут
216 Po 8.88·10 7 8 0.15 с
212 Pb 8.88·10 7 11 час
40 K 1.96·10 8 1.3 млрд. лет

Наибольшую опасность представляют ТЭС, работающие на угле. Во время сжигания угля большая часть урана, тория и продуктов их распада выделяются из исходной матрицы угля и распределяются между газовой и твердой фракциями. Практически 100% присутствующего радона переходит в газовую фазу и выходит с дымовыми газами.
Кроме дымовых газов, к основным источникам поступления радионуклидов в окружающую среду при сжигании угля на электростанции относят вынос частиц угля с открытых площадок углехранилищ (углеунос) и золоотвал. При сгорании большая часть минеральной фракции угля плавится и образует стекловидный зольный остаток, значительная доля которого остается в виде шлака. Тяжелые частицы при этом попадают в золу, однако наиболее легкая часть золы, так называемая «летучая зола», вместе с потоком газов уносится в трубу электростанции. Удельная эффективность золы-уноса повышается с увеличением ее дисперсности. Высокодисперсная зола практически не улавливается оборудованием по очистке газов ТЭС, поэтому дымовые газы являются основным источником загрязнения от действия электростанций.
Например, в выбросах от Назаровской ТЭС содержатся в среднем 90% U, 76% Th и 60-88% Ra от их исходного содержания. Прибалтийская ТЭС, работающая на сланцах, выбрасывает в атмосферу с дымовыми выбросами до 90% урана, 28-60% радия и до 78% тория. В результате деятельности ТЭС вокруг нее образовалась зона повышенных концентраций ЕРН с радиусом примерно 40 высот труб станции, в которой произошло увеличение концентраций ЕРН для верхнего слоя почвы (3 см) на порядок. Концентрация ЕРН в факеле составляет: радия – до 50 мкБк/м 3 , тория – до 10 мкБк/м 3 и урана – до 100 мкБк/м 3 при фоне 1 мкБк в 1 м 3 воздуха.
Суммарный выброс радионуклидов на угольных электростанциях, в среднем, составляет около 1,33∙10 10 Бк на 1 ГВт·ч. В табл. 5 приведены среднегодовые выбросы радионуклидов ТЭС США в расчете на 1 ГВт . ч. Видно, что основную долю вносят изотопы радона, которые в сумме дают 1.2∙10 10 Бк на каждый ГВт . ч электроэнергии.
Необходимо отметить, что в продуктах сгорания происходит концентрирование микроэлементов, в том числе и радионуклидов. Степень концентрирования зависит от многих факторов, в число которых входит первоначальная концентрация радионуклидов в угле. Зольность, способ сжигания и условия работы электростанции. Коэффициенты обогащения могут существенно различаться. Особенно интенсивно за счет термохимических процессов накапливается в золе изотоп 210 Pb, так что его концентрация увеличивается в 5-10 раз. Известно, что свинец и его соединения токсичны. В частности, попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.
Летучая зола, выбрасываемая в воздух, представляет большую опасность из-за своей способности распространяться на значительные расстояния и проникать в легкие человека. Тонкие фракции летучей золы обогащены различными вредными веществами. Помимо радионуклидов, они содержат тяжелые металлы и микроэлементы Co, V, Cu, Zn, Cr, Ni, Cd, As, Be.

Рис.5.25.Типичные золоотвалы.

Рассеивание загрязнений с дымовыми газами происходит на большие площади, поскольку выбросы ТЭС в атмосферу осуществляются на высоте 100-300 м. В качестве иллюстрации можно привести следующий факт. В большинстве случаев зона влияния промышленных предприятий не превышает 0.5-1.5 км. Вблизи дорог такая зона составляет до 50 м , а нарушение или даже полная деградация растительного покрова вблизи ТЭС, особенно работающих на низкокачественных углях, наблюдается в радиусе 4-15 км . В снежном покрове в зоне влияния ТЭС, являющимся индикатором техногенного загрязнения, содержание радионуклидов может достигать значений: 40 K – 22.2-45.3 Бк/л, 226 Ra – 4-9 Бк/л, 232 Th – 3,4-7,8 Бк/л. Средние выбросы основных радионуклидов, плотность загрязнения территории и их содержание в атмосфере в районе расположения номинальной среднестатистической ТЭС представлены в табл. 5.5.

Таблица 5.5. Средние выбросы основных радионуклидов, плотность загрязнения территории и концентрация РН в воздухе в расчете на 1 ГВт . ч в районе расположения номинальной ТЭС.

Показатели Радионуклиды
226 Ra 228 Ra 210 Pb 210 Po 232 Th 40 K
Годовой выброс, 10 10 Бк 1.96 1.11 8.14 7.40 1.96 19.61
Плотность загрязнения территории, 10 7 Бк/км 2 38.85 9.25 114.70 70.30 388.5
Концентрация в воздухе, 10 –8 Бк/л 6.29 4.07 14.80 14.43 6.29

В табл.5.6 представлена оценка количества радионуклидов поступающих в атмосферу при сжигании такого угля на ТЭС-1 г. Северодвинска, работающей на угле Интинского месторождения Печорского угольного бассейна. Концентрация урана в этом угле существенно меньше средних мировых значений, не превышает кларкового содержания и составляет 0.5-0.7 г/т, тория – порядка 2.9 г/т.
Как показали проводившиеся по заказу Еврокомиссии исследования, мелкодисперсная угольная пыль ежегодно приводит к смерти около 300 тысяч европейцев. В России дополнительная смертность от проживания вблизи угольных ТЭС оценивается в 8-10 тыс. человек в год. В то же время, имеющиеся в разных странах данные свидетельствуют, что по реальному воздействию на человека атомная промышленность находится во втором десятке вредных факторов. На первом месте по показателям профзаболеваний находится угольная промышленность (20-50 заболеваний против 0.4-0.7 в атомной промышленности на 10000 работающих).
Средняя ТЭС требует около 6 млн. т угля в год. Громадное количество твердых отходов ТЭС не имеет никакой энергетической ценности, а изготовленное новое топливо из 50 т ОЯТ, расходуемых за год, позволяет заместить 2 млн. т угля, или 1.6 млрд. м 3 газа, или 1.2 млн. т нефти.

Таблица 5.6. Поступление радионуклидов в окружающую среду
при работе ТЭС-1 Северодвинска
на углях Интинского месторождения
Печорского угольного бассейна.

Изотоп Количество РН, поступающего в среду, Бк на 1 ГВт . ч Всего
Углеунос Золоотвал Дым
40 K 1.22 . 10 7 2.46 . 10 12 3.15 . 10 5 2.46 . 10 12
226 Ra 1.19 . 10 6 2.48 . 10 11 3.45 . 10 4 2.48 . 10 11
232 Th 1.41 . 10 6 2.51 . 10 11 4.28 . 10 4 2.51 . 10 11
Всего 1.48 . 10 7 2.96 . 10 12 3.92 . 10 5 2.96 . 10 12

Мировая статистика показывает, что добыча этих 6 млн. т угля обойдется в 24 человеческие жизни и 90 травм шахтеров.
В то же время, годовая доза дополнительного облучения для живущих вблизи АЭС почти в 20 раз меньше среднего естественного фона на поверхности Земли (1 мЗв/год). Риск от проживания вблизи АЭС оценивается в 7·10 –7 (см. табл. 5.7).

Таблица 5.7. Индивидуальные годовые риски смерти для населения России

Факторы риска Подвержено, млн чел. Риск
Все причины 69 (мужчины) 2.0·10 -2
Несчастные случаи 69 (мужчины) 3.3·10 — 3
Сильное загрязнение окружающей среды 15.2 10 — 3
Проживание вблизи ТЭС, работающих на угле 15-20 5·10 -4
Зона отселения ЧАЭС 0.1 8·10 -5
Проживание вблизи НПЗ 2.5 10 -5
Проживание в 30-км. зоне ГХК 0.16 3·10 — 6
Проживание вблизи АЭС 0.3 7·10 -7

Однако следует отметить, что только при нормальной эксплуатации АЭС, они в экологическом отношении чище тепловых электростанций на угле. При авариях АЭС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей и экосистемы. Даже при значительных авариях на электростанциях, таких, например как авария на Саяно-Шушенской ГЭС, их экологические последствия носят преимущественно локальный характер. Этого нельзя сказать об авариях на АЭС. И Чернобыльская катастрофа, и авария на японских АЭС в 2011 г. приобрели характер мировых катастроф. Поэтому право на существование атомная энергетика имеет только в случае обеспечения предельно высокого уровня безопасности её предприятий, недопущения какого либо выноса радиоактивных продуктов из технологического оборудования за пределы, ограниченные технологическими помещениями (барьеры безопасности) при любых обстоятельствах.

5) Полигоны для испытания ядерного оружия

Рис. 5.26 (левый). Полигон Новая Земля.
1 – Новоземельская впадина (захоронение контейнеров, реактора АПЛ, лихтера-перевозчика жидких РАО); 2 – залив Неупокоева (твердые РАО); 3 – залив Цивольки (контейнеры, лихтер, отсек ледокола «Ленин» с аварийными реакторами); 4 – залив Ога (контейнеры); 5 – залив Стенового (контейнеры, два реактора АПЛ); 6 – залив Абросимова (контейнеры, отсеки четырех АПЛ); 7 – залив Благополучия (контейнеры); 8 – залив Течений (аварийный реактор); 9, 10 – контейнеры в море; 11, 12, 13 – места ядерных взрывов; 14 – место предполагаемого могильника РАО (по В.И.Булатову).
Рис.5.27 ( правый ). Глобальные атмосферные выпадения 90 Sr (по данным Департамента энергии США). Максимальное значение соответствует 1963 г.

Официально известны четыре ядерных полигона, принадлежащие сверхдержавам: Невада (США, Великобритания), Новая Земля (Россия), Моруроа (Франция), Лобнор (Китай). Кроме того, в СССР интенсивно использовался Семипалатинский полигон, который в настоящее время не функционирует. Именно в этих пунктах произведена основная масса испытательных взрывов ядерных и термоядерных зарядов. Их насчитывается 2077 (по другим источникам – 1900), из которых 1090 принадлежит США, 715 – СССР, 190 – Франции, 42 – Великобритании, 40 – Китаю.
В результате испытаний ядерного оружия в окружающую среду выброшено около 30 млн. кюри 137 Cs и 20 млн. кюри 90 Sr. В шестидесятые годы в биосферу попало около 5 т 239 Pu. Все это привело к мощной вспышке глобального радиационного фона. В настоящее время большая часть радионуклидов, выброшенных в атмосферу в результате ядерных испытаний, осела на поверхность Земли и смыта в океаны.
Трагедия ядерных полигонов заключается не только в том, что обширные территории превращены атомными взрывами в «мертвые зоны», которые в обозримом будущем не могут быть обустроены человеком. Площади полигонов часто используются как пункты захоронения РАО. В России это особенно это касается архипелага Новая Земля, который вместе с прилегающими акваториями Северного Ледовитого океана превращен в гигантский могильник отработанных реакторов и других частей атомных кораблей. У Новой Земли затоплены многие тысячи контейнеров с жидкими и твердыми РАО и компонентами отработанных ядерных устройств (рис.5.26).

6) Ядерные взрывы в мирных целях

Ядерные взрывы производились не только на всем известных полигонах. Существовало более сотни других испытательных пунктов, информация о которых в последние годы все больше проникает в литературу. В СССР существовала Программа «Ядерные взрывы для народного хозяйства». Начало ее реализации относится к 1965 г.
В рамках этой программы в СССР с 1965 по 1988 годы было проведено 124 промышленных ядерных взрыва (рис.5.28) с подрывом 135 зарядов. Из них 130 зарядов взорваны в скважинах, 4 – в штольнях и один заряд – в шахте. Многие из этих испытательных пунктов использовались многократно, являясь, по сути дела, испытательными полигонами. Из общего числа этих подземных ядерных взрывов 119 были камуфлетными (т.е. без выброса радиоактивных веществ в атмосферу) и 5 – экскавационными (т.е. с выбросом грунта, а, следовательно, и части радионуклидов). Камуфлетные взрывы преследовали разные цели. В частности, глубинное сейсмическое зондирование земной коры и литосферы, создание подземных резервуаров для хранения нефтепродуктов, захоронение глубоко под землей опасных химических веществ – отходов нефтехимического производства, предупреждение внезапных выбросов газа и угольной пыли в шахтах, создание плотин, гашение горящих газовых факелов и пр.

Мирные ядерные взрывы производились и другими странами, но в гораздо меньших масштабах. Например, США в период с 1961 по 1973 годы осуществили 27 промышленных ядерных взрывов с 33 ядерными зарядами.
При производстве камуфлетных взрывов выброса радионуклидов на дневную поверхность и в атмосферу не происходило. При экскавационных взрывах и взрывах для рыхления грунта происходил выход значительного количества радиоактивных продуктов в атмосферу с образованием радиоактивного облака и последующим разносом радионуклидов на большие расстояния. Так, при проведении экскавационного взрыва на объекте «Тайга» (на трассе строительства канала для переброски вод р. Печоры на юг) образовался радиоактивный след длиной 25 км, а радиоактивные продукты фиксировались в скандинавских странах и даже на территории США.
Объекты подземных ядерных взрывов долгоживущие. Они не могут быть уничтожены и являются потенциально опасными источниками радиации, долгосрочные прогнозы поведения которых пока отсутствуют. К сказанному следует добавить, что после проведения подземных ядерных взрывов часто производилось вскрытие радиоактивных полостей буровыми скважинами для проведения различных научных экспериментов, что приводило к загрязнению радионуклидами (в первую очередь стронцием, цезием и тритием) бурового оборудования и грунта на рабочих площадках. После завершения работ радиоактивный грунт, буровые трубы и другие промышленные отходы закапывались в землю возле устья скважины. Все это создает дополнительную радиационную опасность данных объектов, над которыми должен быть установлен постоянный радиационный контроль.
Большинство из объектов подземных ядерных взрывов в настоящее время в России практически бесхозны.

7) Загрязнение морей атомными кораблями

Одной из трудно решаемых проблем атомного флота являются жидкие радиоактивные отходы – отработанная вода, используемая для охлаждения реакторов. Ее просто сливают в моря Северного Ледовитого океана, а также в Охотское и Японское моря. Опасными в радиационном отношении являются все базы подводных лодок, места переоборудования и ликвидации боевых ракет атомных подводных лодок.
Срок эксплуатации подводных лодок составляет 20-30 лет, после чего они должны быть утилизированы, а ядерные реакторы и детали с наведенной радиоактивностью захоронены по действующим правилам и инструкциям, что нередко не соблюдается по причине недостатка денежных средств или по халатности. В результате во всех морях Северного Ледовитого океана имеются затопленные реакторы подводных лодок даже с невыгруженным ядерным топливом (рис.5.26).
Корабли атомного флота по разным причинам терпят аварии и погружаются на дно океана вместе с реакторами и ядерными зарядами. Так, 7 апреля 1989 г. в 400 км севернее побережья Норвегии в результате аварии затонула подводная лодка «Комсомолец», в результате чего на дне Норвежского моря, помимо ядерных боеголовок, лежит реактор с обогащенным 235 U весом 116 кг. Подъем лодки невозможен, поэтому сейчас организованы постоянные наблюдения за радиационной обстановкой у побережья Норвегии. В настоящее время на дне Атлантического океана покоятся пять погибших АПЛ (две американских и три отечественных), которые являются потенциальными источниками техногенных радионуклидов. Однако, как показали многолетние наблюдения за АПЛ «Комсомолец», поступление радионуклидов за пределы корпуса лодки происходит крайне медленно, кроме того, многие радионуклиды прочно сорбируются донными осадками, так что серьезной опасности для окружающей среды затонувшие АПЛ, по-видимому, не представляют.

Таблица 5.6. Некоторые аварии на морских и воздушных судах и космических аппаратах

Аварийная ситуация Дата Место Оценка радиоактивности
АПЛ «Трэшер» 10.04.1963 Атлантический океан, глубина 2590 м 1147 ТБк в атомном реакторе
ИСЗ SNAP-9A 21.04.1964 Над Индийским океаном 629 ТБк 238 Рu
Катастрофа самолета с ядерным оружием 1966 Паломарес, юго-восточное побережье Испании
Катастрофа самолета с ядерным оружием январь 1968 Туле, Гренландия Около 1 ТБк плутония
АПЛ «Скорпион» 27.05.1968 Атлантический океан, глубина >3000 м 1295 ТБк (1 реактор + вооружение)
АПЛ К-8 11.04.1970 Бискайский залив, глубина 4000 м 9000 ТБк (2 реактора + вооружение)
ИСЗ «Космос-954» 24.01.1978 Канада 3.11 TBK 90 Sr, 181 ТБк 131 I, 3.18 ТБк 137 Cs
АПЛ K-2I9 06.10.1986 Район Бермудских островов, глубина 5500 м 9000 ТБк (2 реактора + вооружение)
АПЛ К-278 «Комсомолец» 07.04.1989 Норвежское море, 1685 м 3600 ТБк (1 реактор +
2 торпеды

В 1964 г. потерпел аварию американский навигационный спутник SNAP-9A: он не вышел на орбиту и упал в Индийский океан. Авария спутника привела к распылению в атмосфере 629 ТБк 238 Рu. Около 95% этого плутония выпало на поверхность Земли к концу 1970 г. Падение SNAP-9A привело к существенному изменению соотношения 238 Pu/ 239,240 Pu в глобальных выпадениях. Авария советского спутника «Космос-954» в 1978 г. привела к поступлению в окружающую среду продуктов деления из бортового атомного реактора. Примерно 3/4 от общего количества РН рассеялись в верхних слоях атмосферы. Падение обломков произошло на территории Северной Америки.

9) Боеприпасы с обедненным ураном

С 1990-х гг. дополнительным источником радиоактивного загрязнения окружающей среды в зонах локальных военных конфликтов (война в Пер­сидском заливе – 1991 г., военные действия в Боснии и Герцеговине – 1994 г., Сербии – 1999 г. и, наконец, в Ираке – 2003 г.) стал обедненный уран (ОУ).
Обедненному урану были посвящены обширные исследования окружающей среды, несколько научных конференций, а также многочисленные публикации в научной литературе. Использование ОУ в военных целях связано с тем, что он является очень плотным металлом (плотность 19 г/см 3 ), имеет высокую температуру плавления (1132°С), весьма пирофорен 1 и обладает пределом прочности на разрыв, соизмеримым с пределами для большинства типов сталей. Это делает его идеальным для применения в бронебойных боеприпасах и усиленной броне (рис.5.29).

Пыль ОУ, образующаяся при столкновении с мишенью, может рассеяться и загрязнить окружающую среду. По оценкам обычно 10-35% (максимально до 70%) пробойника из ОУ превращается в аэрозоли при соударении или при возгорании ОУ. Размеры большей части пылевых частиц меньше 5 мкм, поэтому они удерживаются в воздухе в течение длительного времени и разносятся ветром. Согласно исследованиям, проведенным на местах испытаний в США, большая часть осевшей пыли ОУ выпадает в пределах 100 м от мишени. Однако пыль ОУ может переноситься на расстояния до 40 км, оставаясь в воздухе в течение значительного времени.
Гражданское использование ОУ ограничено в основном производством стабилизаторов для самолетов и судов. Подсчитано, что только в США к настоящему времени накоплено примерно 600 000 т ОУ. Около 320 т ОУ было рассеяно в окружающей среде во время войны в Персидском заливе в начале 1990-х гг., и около 15 т – было использовано через несколько лет на Балканах.
Вопреки общественному заблуждению, главная опасность для здоровья связана не с радиоактивностью ОУ, а, как и в случае других тяжелых металлов, с его химической токсичностью (поражает в основном почки). Однако ОУ, полученный в результате переработки облученного ядерного топлива, использовавшегося в ядерных реакторах, содержит широкий спектр трансурановых радионуклидов, что повышает его радиационную опасность. Так в боеголовках из ОУ, собранных в Косово, были обнаружены следы 236 U и 239+240 Pu. Сообщалось, что также присутствовали следовые количества Am, Np и 99 Тс.
Опасность для здоровья может возникать в результате вдыхания или поступления с пищей аэрозолей или частиц, которые образуются при возгорании снарядов и брони из ОУ во время удара или в результате проникновения фрагментов в почву или другие поверхности. Особенно важен размер частиц, ассоциированных с радионуклидами: большие частицы (5-30 мкм) обычно оседают в верхней части дыхательных путей, в то время как малые частицы (~1 мкм) могут достигать нижних частей дыхательной системы и оседать в альвеолах, подвергая легочные ткани облучению, и в пределе переходить в циркуляционные отделы с биологическим периодом полувыведения около 1 года. Повышенные содержания урана в моче ветеранов войны в Заливе, имеющих в своих телах вонзившиеся осколки шрапнели с ОУ, обнаруживались даже спустя 7 лет после военных действий.

После запрещения испытаний ядерного оружия в трех сферах проблема уничтожения радиоактивных отходов, образующихся в процессе использования атомной энергии в мирных целях, занимает одно из первых мест среди всех проблем радиационной экологии.
По физическому состоянию радиоактивные отходы (РАО) подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Жидкие и твердые радиоактивные отходы подразделяются по удельной активности на 3 категории: низкоактивные , среднеактивные и высокоактивные .
Для сбора радиоактивных отходов в организации должны быть специальные сборники. Места расположения сборников должны обеспечиваться защитными приспособлениями для снижения излучения за их пределами до допустимого уровня.
Передача РАО из организации на переработку или захоронение должна производиться в специальных контейнерах. Переработку, долговременное хранение и захоронение РАО, как правило, производят специализированные организации.

Рис.5.30. Общая схема обращения с радиоактивными отходами.

Хранилища радиоактивных отходов размещаются глубоко под землей (не менее 300 м), причем, за ними устанавливается постоянное наблюдение, так как радионуклиды выделяют большое количество тепла. Подземные хранилища РАО должны быть долговременными, рассчитанными на сотни и тысячи лет. Для облегчения захоронения и надежности последнего жидкие высокоактивные РАО превращают в твердые инертные вещества. В настоящее время основными методами переработки жидких РАО являются цементирование и остеклование с последующим заключением в стальные контейнеры, которые хранятся под землей на глубине нескольких сотен метров. Радиоактивные отходы в большом количестве производят атомные электростанции, исследовательские реакторы и военная сфера (ядерные реакторы кораблей и подводных лодок).

Глубокое захоронение РАО используется не случайно. Естественные изменения геологической среды сопровождаются возникновением глубинных источников сейсмических колебаний, вызывающих на поверхности землетрясения различной интенсивности вплоть до разрушительных. Естественная сейсмичность является фактором, лимитирующим создание ответственных сооружений, в том числе связанных с обращением с отходами. Применительно к глубинному захоронению жидких, в том числе радиоактивных, отходов оценка сейсмической опасности имеет свои особенности, что обусловлено уменьшением сейсмического воздействия с глубиной.
По данным оценок Канадских геологов по заказу компании «Онтарио-Гидро» в связи с захоронением отвержденных РАО, интенсивность сейсмического воздействия с глубиной уменьшается по зависимости, близкой к экспоненциальной. В мировой практике известны случаи, например в Китае, когда при землетрясениях горные выработки сохраняли устойчивость и все из находящихся в них шахтеры поднимались на поверхность, хотя населенный пункт рядом с шахтой был полностью разрушен. При разрушительном Газлийском землетрясении глубокие буровые скважины, использующиеся для добычи газа, практически не были повреждены, хотя поверхностное оборудование претерпело разрушения.
В связи с этим ограничение создания полигонов захоронения жидких РАО по сейсмичности относится, прежде всего, к поверхностным сооружениям – павильонам скважин, трубопроводам, насосным станциям и т.д., которые при необходимости могут быть построены в сейсмостойком исполнении. Тем не менее, в районах, характеризующихся повышенной сейсмичностью и подобными землетрясениями, глубинное захоронение жидких РАО обычно не проводится.
Иной характер может иметь деятельность человека. Бурение глубоких скважин в местах захоронения РАО, проходка горных выработок может привести к вскрытию коллекторских горизонтов, содержащих отходы, попаданию компонентов отходов на поверхность, в неглубокозалегающие грунтовые воды.
Для предупреждения подобных явлений в районе полигонов захоронения отходов вводятся ограничения пользования недрами.

Жидкие РАО Военно-Морского флота хранятся в береговых и плавучих емкостях в регионах, где базируются корабли с атомными двигателями. Годовое поступление таких РАО около 1300 м 3 . Они перерабатываются двумя техническими транспортными судами (один на Северном, другой на Тихоокеанском флотах). Кроме того, в связи с интенсификацией применения ионизирующего излучения в хозяйственной деятельности человека, с каждым годом возрастает объем отработанных радиоактивных источников, поступающих с предприятий и учреждений, использующих в своей работе радиоизотопы. Большая часть таких предприятий находится в Москве (около 1000), областных и республиканских центрах. Эта категория РАО утилизируется через централизованную систему территориальных организаций.
Кроме РАО существует проблема отработанного ядерного топлива АЭС. Отработанное топливо перевозится на радиохимические комбинаты со специальными подземными хранилищами. Затем оно регенерируется и отправляется на АЭС для повторного использования в качестве ядерного горючего.

Рис.5.31. Окончательное удаление РАО в хранилища: низкоактивные – в приповерхностные, среднеактивные – в подземные, высокоактивные – в глубокие геологические формации.
Рис. 5.32. Районы сброса жидких РАО на Дальнем Востоке.

В России разработана и осуществляется федеральная целевая программа «Обращение с РАО и отработавшими ядерными материалами, их утилизация и захоронение», утвержденная постановлением Правительства РФ. Поскольку Россия не в состоянии своими силами ускорить темп утилизации списанных АПЛ, частичное финансирование этих работ на безвозмездной основе осуществляют Норвегия, США, Франция и Великобритания.
В настоящее время Россия прекратила сброс РАО в северные моря, в результате чего списанные и выведенные из эксплуатации атомные подводные лодки с невыгруженным ядерным горючим переполняют гавани и побережье Арктики, где расположены базы Северного флота, а также судостроительные и судоремонтные заводы.
США и страны Западной Европы затапливали свои РАО в северо-восточной части Тихого океана, в северо-восточном и северо-западном секторах Атлантики.

В США политика в области обращения с атомными отходами была сформулирована в 1982 году, когда был принят Акт о политике в области обращения с атомными отходами (Nuclear Waste Policy Act), который предусматривал геологическое захоронение высокоактивных отходов без переработки, а все предприятия ядерно-энергетического комплекса отчисляют в фонд специальный налог. Захоронение военных отходов оплачивается Федеральным правительством.
После принятия этого акта было предложено для изучения девять площадок в шести штатах. Некоторое время планировалось организовать хранилище радиоактивных отходов в округе Деф-Смит, но в дальнейшем отказались от этой идеи в пользу Юкка-Маунтин. Самой ранней предполагаемой датой для начала строительства репозитория считается 2013 г. В результате атомная промышленность США до сих пор не имеет возможности долговременного захоронения радиоактивных отходов. Существующее в США глубокое геологическое хранилище Waste Isolation Pilot Plant принимает отходы только от оборонной индустрии. В настоящее время радиоактивные отходы в США хранятся на местах производства, что гораздо более опасно и накладно, чем перевозка и захоронение их в репозитории. Поэтому отказ администрации Обамы от продолжения проекта вызвал множество судебных исков, где защитниками проекта являются представители атомной промышленности и муниципалитетов, в которых находятся временные склады радиоактивных отходов, а с другой стороны – представители штата Невада, ряда экологических и общественных групп и в настоящее время федеральных властей.
К существенным загрязнениям морской среды привела работа западноевропейских предприятий, перерабатывающих отработанное ядерное топливо. Наибольшее значение имеют два британских предприя­тия (Селлафилд и Доунрей) и французское «Кожема», расположенное на мысе Аг (рис. 5.34). Так, находящийся на восточном побережье Ирландского моря комплекс Селлафилд с 1951 г. проводит плановые сбросы низ­коактивных жидких отходов по трубопроводам в Ирландское море. Два других крупных европейских предприятия внесли существенно меньший вклад в загрязнение окружающей среды искусственными радионуклидами.

Рис. 5.34. Европейские предприятия по переработке ядерного топлива: 1 – Селлафилд, 2 – мыс Аг,
3 – Доунрей.
Рис. 5.35. Годовые сбросы 137 Cs в Ирландское море комплексом Селлафилд.

На рис. 5.35 представлены изменения годового сброса 137 Cs предприятием в Селлафилде. Максимальный сброс по β-излучающим РН пришелся на 1975 г. (9 ПБк), а по α-излучающим –
на 1973 г. (180 ТБк). Общая активность сбросов за 1952-1994 гг. оценивается в 39 ПБк 3 Н, 41 ПБк 137 Cs, 6 ПБк 134 Cs, 6 ПБк 90 Sr, 120 ТБк 238 Рu, 610 ТБк 239,240 Pu, 22 ПБк 241 Рu, 540 ТБк 241 Am. К 1992 г. сбросы многих долгоживущих РН (137Cs, трансурановых элементов) уменьшились примерно на два порядка по сравнению с серединой 1970-х гг. Тем не менее, загрязнение Северной Атлантики и Арктики 129 I к 1997 г. выросло примерно в 2.5 раза по сравнению с началом 1990-х гг., сбросы 99 Тс достигли максимума к 1995 г.
Дальнейшая миграция РН, сбрасываемых в Ирландское море и Ла-Манш, определяется преобладающими течениями. Огибая Великобританию с юга и востока, радионуклиды поступают в Северное море, далее через Датские проливы проникают в Балтику. Значительная часть радионуклидов движется вдоль северо-западного побережья Норвегии, где делится на две основные ветви, одна из которых направляется к западу от Шпицбергена, другая – в сторону Баренцева моря. По усредненным оценкам, время переноса радионуклидов с водными массами из Селлафилда в Баренцево и Карское моря составляет 5-6 лет.

Мы все заслуженно гордимся достижениями космонавтики. С помощью космических аппаратов землян изучали Луну, все планеты Солнечной системы, их спутники, астероиды и кометы. Космические аппараты «Пионер-10» и «Вояджеры» стартовавшие более 30 лет тому назад и запущенный на околоземную орбиту телескоп «Хаббл» позволили получить уникальные сведения о планетах Солнечной системы и далеких звездных системах. Сегодня ни одна развитая страна мира не может обойтись без мобильной связи, телевидения, радиосвязи, средств наблюдения за опасными участками земной поверхности, космической навигации, космической разведки и т.п. И все это заслуги ИСЗ и космонавтики.
Однако у космических исследований есть также и «обратная сторона»: запуски ракет, разрушение и падение фрагментов космических аппаратов приводят к серьезным экологическим проблемам на Земле и в космосе.
Проблема экологии космической деятельности возникла практически после первых запусков крупных ракет, однако потребовались десятилетия, чтобы осознать всю ее серьезность.
Влияние запусков ракет на поверхность планеты во многом зависит от массы стартующих ракет, частоты запусков, т.е. грузопотока на орбиту. Последний составляет около 2200, 700 и 600 тонн в год для космодромов Байконур, мыс Канаверал и Плесецк соответственно.
Высота самой большой ракеты «Аполлон» (именно с ее помощью были осуществлены пилотируемые полеты на Луну) превышала 100 метров, а масса была близка к 3 тыс. тонн. В настоящее время самая крупная ракета имеет массу около 2 тыс. тонн и высоту около 50 м. Такая ракета в секунду сжигает почти 10 т топлива и выбрасывает в атмосферу далеко не безвредные продукты сгорания. Самые «маленькие» космические ракеты имеют массу около 100 т. Масса топлива в ракетах всех типов – почти 90% массы ракеты.
Наименее безобидным топливом считается жидкий водород. В результате его сгорания образуется водяной пар. Такое топливо использовалось в ракетах-носителях «Спейс Шаттл» (США). Кроме того, в этих же ракетах находят применение и твердотопливные ускорители, которые приводят к очень вредным выбросам. Украинская ракета «Зенит–2», как и российская «Союз», использует керосин – сравнительно безобидное топливо. В российской ракете «Протон» применяется очень агрессивное и высокотоксичное топливо – гидразин, гептил.
Падение первых ступеней ракеты . Все ракеты имеют разное число ступеней – от 2 до 6. Нулевая и первая ступени ракеты-носителя работают около 1–2 минут. После сгорания топлива ступени отстреливаются и падают сравнительно недалеко (на расстоянии около 100 км) от места старта ракеты. Вторые и третьи ступени падают на удалениях около 800 и 2500 км соответственно. Для запуска ракет отчуждается участок земной поверхности площадью от 1.5 до 5 тыс. км 2 . Только в СНГ под районы падений частей ракет отведены участки с суммарной площадью около 200 тыс. км 2 , что составляет 20% площади Украины.
Опасность представляют как сами ступени ракет, так и особенно остатки топлива, нередко токсичного. Только в странах СНГ остаткам топлива от ракет «Протон», «Циклон» и «Космос» загрязнено около 10 тыс. км 2 поверхности земли.

Вот один из примеров нарушения экологического равновесия. Жители алтайского села Саратан рассказали, что первые несчастья у них начались еще в 1959 г. На альпийских лугах Алтая стали находить крупные обломки какой-то техники (многие думали инопланетной (о Байконуре в селе еще ничего не знали). Стали гибнуть лошади, коровы и овцы. Постепенно была уничтожена практически вся растительность, исчезли прекрасные высокогорные цветы. Затем улетели птицы: косачи, белые куропатки, глухари, кукушки и даже неприхотливые воробьи. Из окрестных лесов ушли лоси, волки и медведи. Наступила мертвая тишина. Жители алтайских сел стали рано седеть, страдать от заболеваний почек, печени, гипертонии, наблюдались случаи выпадения волос, зарегистрировано много случаев онкологических и странных психических заболеваний. Были отмечены случаи рождения детей-уродов. Столичные врачи связывали все это с воздействием ракетного топлива гептила, но правду больным не сообщали.

Падение космических аппаратов и их фрагментов , отработавших на орбите и более неуправляемых, особенно если такие спутники имели ядерные силовые установки. Для штатного затопления грузовых КА «Прогресс» отведен район в южной части Тихого океана, восточнее Новой Зеландии. Его площадь составляет несколько миллионов квадратных километров, что в несколько раз превышает площадь Украины. Однако регулярно случаются и внештатные ситуации. Одна из таких угрожающих ситуаций возникла, например, 11 июля 1979 г. при падении обломков орбитальной станции (ОС) «Скайлэб» (США). Фрагменты рассеялись на площади в несколько тысяч квадратных километров, задев север Австралии и южную часть Индийского океана.
Но даже управляемые спуски ОС таят в себе большую опасность. Дело в том, что на ОС возникает собственная загрязненная атмосфера, в которой развиваются малоизученные микроорганизмы. За 11 лет функционирования ОС «Мир» на ней появилось 140 видов микроорганизмов, у некоторых из них сменилось около 190 тыс. поколений. По мнению японских специалистов, эти микроорганизмы-мутанты представляют собой бактериологическое оружие. Они уже ставят космонавтов в экстремальные условия и угрожают землянам. Как поведут себя микробы после падения ОС в океан – не ясно и сегодня. В настоящее время на околоземных орбитах находится 58 объектов с ядерными и радиоизотопными установками. Их падение (а все КА рано или поздно падают) чревато серьезными экологическими последствиями.
Влияние КА на приземную атмосферу заключается, прежде всего, в том, что именно она первой принимает на себя удар стартующей ракеты. Здесь происходят наибольшие по массе выбросы продуктов сгорания. Здесь генерируются наибольшие по мощности акустические и электромагнитные (включая оптические) излучения.

Например, одна из наиболее экологически чистых ракет – «Спейс Шаттл» выбрасывает в атмосферу около 1850 т продуктов сгорания, примерно половину этой массы – в приземную атмосферу. Одной соляной кислоты инжектируется в среду 160 т, из них более 90 т – в приземную атмосферу. После этого на больших площадях наблюдаются обильные кислотные дожди.

Влияние на погоду и климат . До последнего времени такое влияние аргументированно отрицалось. Сейчас отдельные специалисты, проведя наблюдения, их статистическую обработку и компьютерное моделирование, пришли к выводу, что запуски всего 60 аппаратов типа «Спейс Шаттл» в год должны привести к изменению метеоусловий по обе стороны Атлантики. Влияние запусков ракет на Байконуре является более локальным. Они обычно сопровождаются усилением осадков. Так ли это – покажет будущее. Если подобное влияние существует, то оно, скорее всего, связано со спусковыми эффектами и процессами самоорганизации в атмосфере. Кроме рассмотренного воздействия, запуски КА сопровождаются тепловым, газодинамическим, электромагнитным воздействием струи, динамическим воздействием корпуса ракеты и другими эффектами.
Разрушение озоносферы происходит за счет выбросов хлора и оксидов азота. При стартах ракет ежегодно в атмосферу инжектируется около 5 тыс. т хлора и 100 т оксидов азота. Исследования показали, что твердотельные ракеты наносят больший вред озоносфере, чем жидкостные. К счастью, пока что запуски КА способны разрушать озонсферу лишь вблизи места пролета ракеты, радиус возмущенной зоны не превышает нескольких километров. Глобальное влияние запусков при нынешней их интенсивности мало.
Влияние космической деятельности на геокосмос (примерно от 100 до 36 000 км). Благодаря сильной разреженности геокосмос значительно более уязвим, чем приземная атмосфера. Космическая деятельность влияет на экологию геокосмоса по нескольким каналам. К ним относятся выбросы больших объемов химических веществ, часто отсутствующих в естественных условиях, инжекция акустической, электромагнитной и тепловой энергии, засорение околоземной среды фрагментами ракет и космических аппаратов («космическим мусором»).
Космический мусор состоит из закончивших свою активную работу ИСЗ, последних ступеней ракет, разгонных блоков, обломков ракет и спутников, возникших в результате преднамеренных и аварийных взрывов. Необходимо помнить, что от 4 до 10% запусков ракет являются аварийными. За более чем 50 лет космической эры в геокосмос запущено более 25 тысяч искусственных космических объектов. Более 16 тысяч из их упали на поверхность Земли. Из остальных – в среднем только около 600 является действующими.
Размеры фрагментов космического мусора изменяются от долей миллиметра до 5–6 метров. Только фрагментов размером более 10 см в геокосмосе находится около 8 тысяч. За ними ведется постоянное слежение, все данные о них занесены в специальные каталоги. Масса этих фрагментов превышает 3 тысячи тонн.
Весь опыт человечества показывает: к чему бы человек ни прикоснулся – непременно наряду с несомненными благами появляются новые проблемы, в том числе и экологического характера. Уже сейчас экологическая проблема геокосмоса во весь рост стоит перед человечеством. Таков неизбежный итог техногенной деятельности человека в космосе. Научный и технологический прогресс остановить нельзя, остается лишь минимизировать его вредные экологические последствия.

1. Пирофорность – способность твёрдого материала в мелкораздробленном состоянии к самовоспламенению на воздухе при отсутствии нагрева.

2. Natural Resources Defense Council (NRDC) – некоммерческая, беспартийная международная экологическая правозащитная группа. Основана в 1970 г., включает около 1,3 млн. членов и онлайн-активистов в США и более 300 сотрудников: юристов, ученых и других экспертов политики.

Ионизирующее излучение и его последствия для здоровья

Ионизирующее излучение – вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- и рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета- и альфа-частицы). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды идентифицируются уникальным образом по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель – это один акт распада в секунду. Периодом полураспада называют время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента – время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 – 5730 лет).

Источники излучения

Человек каждый день подвергается воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение имеет много источников, включая более 60 природных радиоактивных веществ, присутствующих в почве, воде и воздухе. Главным источником естественного излучения является радон – природный газ, выделяющийся из горных пород и почвы. Радионуклиды ежедневно вдыхаются человеком из воздуха и поступают в пищеварительный тракт с пищей и водой.

Человек подвергается также воздействию естественной радиации космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, приходится на естественные наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных географических зонах, а в некоторых районах его уровень может быть в 200 раз выше среднемирового показателя.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников различного происхождения, от производства атомной энергии до использования радиации в медицинских целях при диагностике и лечении заболеваний. Самыми распространенными на сегодняшний день искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские устройства, в частности рентгеновские аппараты и компьютерные томографы.

Воздействие ионизирующего излучения

Человек может подвергаться воздействию ионизирующего излучения при различных обстоятельствах: в быту или общественных местах (облучение в общественных местах), на рабочем месте (профессиональное облучение) или при получении медицинской помощи (медицинское облучение).

Излучение может воздействовать на человека внутренними или внешними путями.

Внутреннее воздействие ионизирующего излучения имеет место при вдыхании радионуклидов, их поступлении в пищеварительный тракт или проникновении в кровоток (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма самопроизвольно (с экскрементами) или в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникать при оседании радиоактивных веществ из воздуха (пыль, жидкость, аэрозоли) на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела мытьем. Подвергнуться ионизирующему излучению можно также из внешнего источника, например при применении рентгеновского оборудования в медицинских целях. Внешнее облучение прекращается, когда его источник экранируется или человек покидает облучаемое поле.

Для целей защиты от радиации можно выделить три ситуации воздействия ионизирующего излучения: планируемое облучение, существующая подверженность и аварийное облучение. Планируемое облучение имеет место в ситуациях намеренного внедрения и использования источников излучения с определенными целями, например при медицинском применении таких источников для диагностики или лечения заболеваний у пациентов или их использовании на производстве или в ходе научных исследований. Существующая подверженность имеет место тогда, когда излучение уже присутствует и от него необходимо вырабатывать меры защиты; примерами служат воздействие радона в жилых и рабочих помещениях, а также воздействие фонового естественного излучения в окружающей среде. Ситуации аварийного облучения являются результатом непредвиденных происшествий, в частности ядерных аварий или злонамеренных действий, и требуют срочного принятия ответных мер.

На использование излучения в медицине приходится 98% всей дозы облучения населения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится более 4200 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 40 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 8,5 миллиона процедур лучевой терапии.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр). Потенциальный ущерб от поглощенной дозы зависит от вида излучения и чувствительности различных тканей и органов.

Способность ионизирующего излучения причинить вред оценивается при помощи эффективной дозы. Единицей эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность тканей и органов, является зиверт (Зв). Она позволяет измерять ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Важным параметром, помимо количества радиации (дозы), является скорость поступления (мощность) дозы, которая выражается в микрозивертах в час мкЗв/час или миллизивертах в год (мЗв/год).

Облучение, превышающее определенные пороговые значения, может нарушить функционирование тканей и/или органов и вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более выраженными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Так, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза облучения является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. При этом не исчезает риск возникновения долгосрочных последствий излучения, таких как катаракта или рак, которые могут проявиться спустя годы или даже десятилетия. Подобные последствия возникают не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Риск последствий выше у детей и подростков, поскольку они гораздо более чувствительны к воздействию радиации по сравнению со взрослыми людьми.

Эпидемиологические исследования, проведенные среди подвергшегося облучению населения, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы или получавших лучевую терапию, демонстрируют значительное увеличение риска развития рака при дозах выше 100 мЗв. По данным проведенных в последнее время эпидемиологических исследований среди лиц, подвергавшихся медицинскому облучению в детском возрасте (КТ в детском возрасте), риск развития онкологических заболеваний может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50–100 мЗв).

Воздействие ионизирующего излучения на плод в утробе матери может вызвать повреждение головного мозга плода при сильной дозе свыше 100 мЗв на 8–15 неделях беременности и 200 мЗв на 16–25 неделях беременности. В ходе исследований с участием беременных было установлено, что облучение до 8 недели или после 25 недели беременности не создает риска для развития головного мозга плода. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака после облучения плода в утробе матери аналогичен риску после облучения в раннем детском возрасте.

Деятельность ВОЗ

Деятельность ВОЗ направлена на повышение эффективности радиационной защиты пациентов, работников и населения во всем мире. Организация предоставляет государствам-членам научно обоснованные руководства, методики и специализированные рекомендации по актуальным вопросам защиты здоровья населения, связанным с воздействием ионизирующего излучения. Уделяя основное внимание медико-санитарным аспектам радиационной защиты, ВОЗ вырабатывает мероприятия по оценке радиационных рисков, их ограничению и распространению информации о них.

В соответствии с одной из своих основных функций – «установление норм и стандартов, содействие их соблюдению и мониторинг их осуществления» – ВОЗ совместно с семью другими международными организациями внесла вклад в разработку, продвижение и утверждение международных основных норм безопасности (ОНБ) и в настоящее время содействует внедрению ОНБ на территории своих государств-членов.

Ученые обнаружили действующий источник радиоактивного загрязнения Арктики

В конце 1962 года на Северном испытательном полигоне Новая Земля (СИПНЗ) была произведена серия ядерных взрывов, радиоактивные продукты которых выпадали на поверхность ледника.

В 2015 году состоялся 63-ий рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш», которым руководил член-корреспондент РАН, профессор Михаил Флинт. В ходе выполнения программы рейса ученые исследовали радиационное состояние компонентов окружающей среды ледника, геохимических ландшафтов и донных отложений. Исследования проходили на Северном ледниковом куполе (СЛК) и на прилегающей свободной ото льда территории в 30-ти километрах от мыса Желания, а также на Голубом леднике в заливе Ога. В результате проведенных радиационно-гляциологических исследований ученые установили, что покровный ледник Северного острова в настоящее время является вторичным источником радиоактивного загрязнения.

У самого края СЛК в почвенных пробах были обнаружены крайне высокие уровни удельной активности радиоцезия (137Cs), достигающие 420-650 Бк/кг, что стало несомненным доказательством того, что СЛК в настоящее время начал освобождаться от радиоактивного загрязнения прошлого века. Беккерель — единица измерения радиоактивности в Международной системе единиц. Один беккерель определяется как активность источника, в котором за одну секунду происходит в среднем один радиоактивный распад.

Движение радиоактивных облаков над архипелагом Новая Земля после радиоактивных испытаний в 1962 году

Алексей Мирошников

Окончательное подтверждение этой гипотезы дали результаты изучения радиоактивности на леднике Голубом, который разгружается в залив Ога и находится в 300 км южнее СЛК. В пробах криоконитов (мельчайший пылевой материал, образующийся на поверхности ледника при его выветривании), отобранных с поверхности ледника Голубого были зафиксированы еще более высокие уровни удельной активности радиоцезия, находящиеся в интервале 1230-2700 Бк/кг. А обнаруженное присутствие в этих пробах радионуклидов америция указывает на единственно возможный источник радиоактивного загрязнения — ядерные взрывы в атмосфере.

«Изучение образцов ледяных кернов, полученных в результате неглубокого бурения трех скважин на СЛК, пока не выявило значимых активностей радиации. Однако проведенные исследования позволили впервые получить данные о ранее не изучавшемся леднике, опираясь на которые были сделаны предварительные расчеты о параметрах нахождения радиационно-загрязненного слоя. Подобные исследования в этом районе до сих пор не проводились ни российскими, ни международными научными коллективами», — рассказал, автор статьи, старший научный сотрудник Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН) Алексей Мирошников.

Тест по экологии на тему «Загрязнение окружающей среды»

Тест «Загрязнение окружающей среды»

  • Рабочий лист по Обществознанию. Тема:

2 слайд
1. Определите, на сколько градусов поднялась температура Земли с 1980 года в результате парникового эффекта:
а) 1 градус
б) 0,1 градус
в) 0,5 градуса
г) 2 градуса
2. Локальное загрязнение – загрязнение, которое возникает:
а) на сравнительно небольшой территории
б) на территории региона
в) вследствие дальнего переноса ЗВ на расстояние, превышающее тысячи км от источника загрязнения
г) вследствие переноса в атмосферу ЗВ на расстояния более 40 км от источника загрязнения

3. Совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияю.

3 слайд 3. Совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека — ____________ загрязнение.
а) шумовое
б) световое
в) электромагнитное
г) звуковое
4. Загрязнения природной среды живыми организмами это такой вид загрязнения:
а) антропогенные
б) радиоактивные
в) химические
г) биологические
5. Самый опасный класс отходов это отходы __ класса:
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4

6. Страна, которая является лидером по производству мусора на душу населения.

4 слайд 6. Страна, которая является лидером по производству мусора на душу населения:
а) Канада
б) США
в) Индия
г) Россия
7. Самая загрязненная река в мире находится в этой стране:
а) России
б) Индии
в) Индонезии
г) Китае
8. Определите основную цель экологии:
а) предотвращение природных катаклизм и стабилизация всех ресурсов земли
б) вывести человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворения жизненных потребностей
в) изучение жизни, как таковой, в любых ее формах и проявлениях

9. Эти заболевания являются самыми распространенными заболеваниям, возникающи.

5 слайд 9. Эти заболевания являются самыми распространенными заболеваниям, возникающими из-за ухудшения состояния окружающей среды:
а) инфекционные заболевания
б) болезни пищеварительного тракта
в) онкологические заболевания
10. Особо охраняемые территории, которые больше не используются в хозяйстве, и на которых ведутся научные наблюдения:
а) заповедники
б) заказники
в) памятники природы
г) национальные парки
11. Для окружающей среды особую опасность представляет загрязнение:
а) тяжелыми металлами
б) пылью
в) газообразными смесями

12. Основной загрязнитель воды это: а) бытовой мусор б) промышленные отходы в.

6 слайд 12. Основной загрязнитель воды это:
а) бытовой мусор
б) промышленные отходы
в) нефть и нефтепродукты
13. Где формируются дыры в озоновом слое?
а) над Экватором
б) над полюсами
в) над тропиками
14. Выберите, что не является основными источниками загрязнения окружающей среды:
а) транспорт
б) строительство
в) предприятия химической промышленности
г) высадка новых лесов

15. Определите, что относят к компонентам природной среды: а) атмосферный воз.

7 слайд 15. Определите, что относят к компонентам природной среды:
а) атмосферный воздух, вода, почва
б) биосфера, земля, полезные ископаемые
в) стратосфера, растения, животные
16. Парниковый эффект это проблема ________ масштаба.
а) локального
б) регионального
в) национального
г) глобального
17. Как называются территории, создаваемые на определенный срок для сохранения или восстановления природных комплексов?
а) заповедники
б) заказники
в) природные парки
г) национальные парки

18. Правильными являются следующие суждения: а) загрязнение — привнесение в о.

8 слайд 18. Правильными являются следующие суждения:
а) загрязнение — привнесение в окружающую среду химических агентов;
б) к химическим загрязнителям относятся продукты генной инженерии;
в) наиболее опасное является тепловое загрязнение биосферы;
г) биосфера загрязнена выбросами в атмосферу диоксида углерода.
19. Человеческая деятельность, которая ведет к утрате природой ее полезных свойств – это____________ воздействие.
а) негативное
б) позитивное
в) разрушительное

20. Что создается для исключения попадания загрязнителей в подземные воды на.

9 слайд 20. Что создается для исключения попадания загрязнителей в подземные воды на полигонах?
а) гидроизоляция
б) ферментация
в) компостирование
г) пиролиз
21. Что такое выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнениями?
а) социальный ущерб
б) социально-экономический ущерб
в) экологический ущерб
г) экономический ущерб
22. Название международного союза охраны природы и природных ресурсов:
а) МСОП
б) ЮНЕСКО
в) МАГАТЭ
г) ВМО

23. В этом государстве впервые принята сортировка бытовых отходов в разноцвет.

10 слайд 23. В этом государстве впервые принята сортировка бытовых отходов в разноцветных контейнерах:
а) Япония
б) США
в) Германия
г) Италия
24. Антропогенные факторы приводят к:
а) сокращению площади пахотных земель
б) сокращению площади лесов
в) улучшению среды обитания
г) изменению природы как среды обитания живых организмов или сказываются на их жизни
25. Главнейший и наиболее распространенный вид отрицательного воздействия человека на биосферу называется так:
а) сокращение численности и видов животных и растений
б) вырубка лесов
в) исчерпание природных ресурсов
г) загрязнение

26. Выберите типы загрязнений окружающей среды по природе загрязнителя (неско.

11 слайд 26. Выберите типы загрязнений окружающей среды по природе загрязнителя (несколько вариантов ответа):
а) глобальное
б) химическое
в) биологическое
г) естественное
д) антропогенное
е) физическое
27. Что такое Черная книга?
а) официальные издания, содержащие описания и состояния животных и растений, находящихся под большей или меньшей опасностью исчезновения;
б) официальные издания, содержащие описания вымерших животных и растений;
в) официальные издания, содержащие описания выживших животных и растений после их охраны, и которым не угрожает опасность;
г) издания, авторов которых нет в живых.

28. Что происходило в процессе исторического развития? Роль воздействия челов.

12 слайд 28. Что происходило в процессе исторического развития? Роль воздействия человека на природу:
а) не менялась
б) незначительно усилилась
в) ослабевает
г) значительно усилилась
29. Хозяйственная деятельность в охранных зонах вокруг заповедников:
а) запрещена
б) ограничена
в) разрешена
г) приостановлена
30. Этот вид транспорта — основной источник загрязнения воздуха:
а) водный
б) воздушный
в) автомобильный
г) железнодорожный

Правильные ответы

13 слайд Правильные ответы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *