Скорость распада радионуклидов определяется константой распада, или периодом полураспада.

За единицу радиоактивности принят беккерель (Бк), равный одному распаду в 1 с. В специальной системе отсчета СИ принята единица Кюри (Ки), равная 3,710¹⁰, т.е. 37 млрд распадов ядер в 1 с.

Радиоактивное загрязнение биосферы представляет собой превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано испытаниями ядерного оружия, ядерными взрывами и утечками радиоактивных компонентов в результате аварий на атомных электрических станциях (АЭС), на предприятиях по производству и обогащению ядерного топлива и ядерных боеприпасов при их транспортировке, при разрушениях на транспортных средствах с ядерным двигателем (надводные и подводные суда, космические аппараты и др.), на предприятиях по захоронению ядерных отходов, в исследовательских лабораториях, при добыче радиоактивных руд и т.д.

Основными источниками потенциальной опасности в России являются: предприятия по производству расщепляющего материала для ядерного оружия (Арзамас-16, Челябинск-40, Красноярск-45 и др.), атомные электростанции, которые производят у нас в стране более 12 % всей электроэнергии. Всего на территории России действует 31 энергетический реактор и еще 6 реакторов строятся.

С возникновением радионуклидов человечество столкнулось с новым мощным фактором вредного воздействия. Радиоактивные вещества не имеют ни запаха, ни вкуса, но обладает всеми известными неблагоприятными свойствами, такими как:

- канцерогенность - т. е. вызывает отдаленные неблагоприятные последствия для организма (например, рак);

- мутагенность - могут вызвать уродство человеческого, животного и растительного организма на любой стадии развития;

- тератогенность - способны привести к уродству при рождении;

- имеют способность к накапливанию (кумуляция);

- с радиационным загрязнением связывают также возникновение СПИДа.

Радиационное загрязнение местности и воды

Для сохранения экологического баланса необходимо проводить оценку радиационной обстановки: контроль радиоактивного загрязнения (личного состава, вооружения и боевой техники, другого имущества, а также продуктов питания и воды). С этой целью:

- должен быть установлен предельно допустимый уровень (ПДУ) радиационного воздействия на окружающую среду - это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда;

- необходимо проводить прогнозирование радиационной обстановки и нанесения на карту зон радиоактивного заражения с помощью специализированной аппаратуры.

Статья 14 Земельного кодекса Российской Федерации “Использование земель, подвергшихся радиоактивному и химическому загрязнению”, гласит:

1. Земли, которые подверглись радиоактивному и химическому загрязнению и на которых не обеспечивается производство продукции, установленной законодательством требованиям, исключению их из категории земель сельскохозяйственного назначения и могут переводиться в земли запаса для их консервации. На таких землях запрещается производство и реализация сельхозпродукции;

2. Порядок использования земель, подвергшихся радиоактивному и химическому загрязнению, установления охранных зон, сохранения находящихся на этих землях жилых домов, объектов производственного назначения, объектов социального и культурно-бытового обслуживания населения, проведения на этих землях мелиоративных и технических работ определяется Правительством РФ с учетом нормативов ПДУ радиоактивного и химического загрязнения;

3. Лица, в результате деятельности которых произошло радиоактивное загрязнение или же химическое загрязнение земель, повлекшее за собой невозможность их использования по целевому назначению или ухудшение их качества, полностью возмещают убытки и потери производства в соответствии с положением статей 57 и 58 настоящего Кодекса РФ, а также пользования по целевому назначению, или возмещают собственникам земельных участков в пределах таких земель их стоимость в случае перевода их в земли запаса для консервации.

Следствием аварии на Чернобыльской АЭС (26 апреля 1996 г.) стало крупномасштабное загрязнение лесного фонда на территориях, подвергшихся радиационному воздействию, вызвавшее значительные изменения и ограничения. Отмечается заглубление радионуклидов на глубину до 15-20 см. причем 60 % радионуклидов содержится в лесной подстилке, а 30 % - в слое почвы на глубине до 10 см в основном содержится цезий-137.

В азиатской части России находятся зоны, образовавшиеся в результате радиационных аварий на предприятиях ядерного топливного цикла. К ним относятся зоны: восточно-уральского «стронциевого» следа, возникшего в 1957 г.; повышенного загрязнения цезием-137 в районе Сибирского химического комбината. По данным Минатома России, на территории этого комбината в зоне наблюдения, расположенной на расстоянии 25 км к северу, содержание цезия-137 в почве превышает фоновый уровень в 3 раза, а для стронция-90 - в 10 раз.

Распространению радиационных загрязнений способствует широкое применение радиационных материалов во многих отраслях народного хозяйства: медицине, машиностроении, производстве искусственного волокна, пищевой промышленности и т.д.

Главное инженерное мероприятие, направленное на предупреждение распространения радиации, заключается в захоронении радиоактивных отходов, количество которых постоянно возрастает. Переработкой и захоронением радиоактивных (неядерных) отходов занимается, в частности, Московское государственное унитарное предприятие - «Радон».

Перед захоронением радиоактивных отходов проводят их сортировку, демонтаж, фрагментирование, дезактивацию, компактирование, остекловывание, цементирование, битумирование, сжигание и т.д.

Используется еще и природный барьер, который представляет собой бетонную емкость глубиной до 4,5 м, в которую заключают контейнеры с переработанными отходами.

Помимо радиации, вызываемой человеческой деятельностью, на планете существует естественная радиация, иногда, превышающая искусственную. Естественная радиация образуется в результате космического излучения и излучения некоторых геологических тел. К ним следует отнести руды радиоактивных элементов, которые залегают в относительно концентрированных рудных телах или россыпях и обладают присущей им радиоактивностью той или иной интенсивности. Кроме того, отдельные горные породы обладают повышенной относительно других естественной радиоактивностью. К их числу относят, например, некоторые граниты и им подобные породы. Естественная радиоактивность создает определенный радиационный фон, в условиях которого осуществляются жизненные процессы приуроченных к ним экосистем. Радиоактивность прежде всего влияет на процессы преобразования элементов в организме - ядерное превращение путем изменения изотопного состава атомов. Под действием радиации некоторые превращения не могут реализоваться, что может приводить к патологиям. При этом важно отметить, что в организмах не предусмотрена возможность компенсации подобных нарушений. Естественный фон радиоактивности очень важен, он сильно влияет на генетический статус организмов, в который изначально закладываются барьеры уровня радиации, соответствующие радиационному фону в месте формирования организма. Если организм, «генетически скорректированный» на один уровень радиации, попадает в условия, где имеются повышения этого уровня, то происходит либо разрушение биосистемы, либо ее мутация. Именно поэтому районы с повышенным уровнем естественного радиационного фона всегда были местами активного видообразования. Для разных людей (генетически сформировавшихся в условиях различного радиационного фона) допустимые нормы радиации различны. Их отличие может выражаться сотнями процентов.

В коммунальных условиях внешнее облучение может практически полностью определяться радиоактивностью строительных материалов - это уже упомянутый выше гранит, который используется в виде плит, блоков, бутового камня, щебня; пемза, а также цемент, при производстве которого использовались глинозем, фосфогипс и кальций-силикатный шлак, обладающие довольно высокой удельной радиоактивностью. В закрытых и непроветриваемых помещениях продукты распада урана и тория (в том числе радон) накапливаются и создают высокие уровни радиации.

Уран и другие радионуклиды могут в значительных количествах выбрасываться в атмосферу при работе ТЭЦ, котельных, автотранспорта. Это связано с тем, что различные угли и нефти иногда характеризуются повышенной радиоактивностью на базе ураноносности. Площадь такого радиоактивного загрязнения может быть обширной.

Сильным воздействием естественной радиации в быту могут быть дозы, источником которых является тяжелый газ радон, не имеющий ни цвета, ни запаха. Он попадает в воздух жилых помещений естественным образом, вследствие выделения из почвы, где могут быть его большие концентрации. Поэтому рекомендуется проводить защитные мероприятия при объемной активности радона более 220 Бк/м³. Простым способом защиты является проветривание помещений, особенно расположенных в подвалах и на первых этажах, прежде всего спальных комнат, кухни, ванны. Есть сведения о повышенной радиоактивности воздуха, связанной с пользованием душа, разбрызгивающим теплую воду.

Весьма опасно содержание в воде даже при очень малых концентрациях радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение.

Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде - стронций-90, уран, радий-226, цезий и др. Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов, отходов и последующего просачивания вглубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

В водоемах, расположенных на загрязненных территориях европейской части России, наблюдались повышенные концентрации цезия-137 и стронция-90.

Для профилактики радиационных поражений в результате радиоактивного загрязнения основное внимание необходимо уделять предупреждению или максимальному ограничению облучения людей, личного состава, что достигается использований убежищ, укрытий, защитных свойств техники, ограничением пребывания на зараженной территории, проведением мероприятий по обеззараживанию различных объектов.

Кроме того, имеются медикометозные радиозащитные средства - радиопротекторы, которые обладают свойством снижать радиочувствительность организма и действие лучевой болезни.

Лучевая болезнь - это общее заболевание всего организма, вызванное облучением его дозами 1 Гр (грей) и более. Ее особенность заключается в несоответствии между мизерным количеством поглощенной лучевой энергии и тяжелым смертельным последствиям облучения.

Грей - системная величина поглощенной дозы излучения, равная передаче 1 Дж энергии ионизирующего излучения 1 кг вещества.

Известные и рекомендуемые в настоящее время радиопротекторы подразделяются на несколько групп:

аминотиоловые соединения - цистеалин и аминопропил-аминоэтилтиофосфат (АПАЭТФ);

индоламиновые соединения (серотонин).

Радиопротекторы усиливают восстановительные процессы ДНК в клетке. При профилактическом введении радиопротекторов лучевая болезнь протекает в более легкой форме, уменьшая поражение костного мозга и нарушение гемопоэза (кроветворения), быстрее происходят восстановительные процессы.

Одним из существенных недостатков радиозащитных средств является то, что защитное действие проявляется только при введении их в больших - субтоксических или токсических - дозах, что ограничивает их применение. Для уменьшения побочного эффекта целесообразно примерять комплекс радиопротекторов - аминотиолов с индоламинами.

Основными показателями, характеризующими воздействие загрязняющих веществ на природную среду, являются:

- предельно допустимая концентрация (ПДК) - норматив - количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства;

- предельно допустимый выброс (ПДВ) - предельное количество вредного вещества, разрешаемого к выбросу от данного источника, которое не создает приземную концентрацию, опасную для жизни людей, животного и растительного мира.

В качестве примера в табл. 5.6 приведено влияние загрязнений на состояние атмосферы.

Таблица 5.6 Влияние среднесуточных концентраций загрязнителей на токсическое состояние атмосферы

5.11 Санитарно-защитные зоны

Согласно санитарных норм и правил «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», любые объекты, которые являются источниками выбросов в окружающую природную среду вредных веществ, а также источниками шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, радиочастот, статического электричества, необходимо в обязательном порядке отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Поэтому сейчас они стали обязательными компонентами промышленных предприятий и многих других объектов, являющихся источником вредного воздействия на природную среду и здоровье человека.

Под санитарно-защитной зоной подразумевают зону пространства и растительности, которая специально выделяется между промышленным предприятием и районом проживания населения. Эта зона должна удовлетворять специальным гигиеническим требованиям, быть озеленена надежным образом, для того чтобы обезопасить территорию от вредных выбросов.

В зависимости от количества объектов на данной территории, их мощности, условий эксплуатации, характера и количества выбросов в атмосферу токсичных веществ для предприятий были установлены минимальные размеры СЗЗ: предприятия первого класса опасности - 2000 м; 2-го - 1000 м; 3-го - 500 м; 4-го - 300 м; 5-го - 100 м. Допускается и 500 м для предприятий легкой промышленности, пищевой промышленности, общественного питания, культурных объектов.

Санитарно-защитная зона является полосой, отделяющей промышленное предприятие от селитебной территории. Селитебная зона - жилая зона, т.е. район населенного пункта, в пределах которого размещены жилые дома и в котором запрещено строительство промышленных, транспортных и иных предприятий, загрязняющих окружающую среду.

При озеленении территории промышленных предприятий и их СЗЗ, обочин дорог выбирают древесные, кустарниковые, цветочные и газонные растения, в зависимости от климатического района, характера производства и эффективности данной породы для очистки воздуха, а также ее устойчивости к вредным газам. Наиболее стойкие из них - клен яснолистный, акация белая, атлант высокий.

5.12 Качество природной среды г. Новосибирска

Качество приземного слоя атмосферного воздуха г. Новосибирска, как и других промышленных центров, определяется суммированием выбросов загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников и метеоусловий. В последние годы на качество атмосферы г. Новосибирска большое влияние оказывают выбросы автотранспорта. В 2003 г выбросы вредных веществ в атмосферу города от передвижных источников составили 68,4 % от суммарного выброса.

Районами с наиболее загрязненной атмосферой на протяжении ряда лет являются Заельцовский, Кировский, Центральный, Железнодорожный, Дзержинский. В меньшей степени загрязнена атмосфера Октябрьского, Первомайского, Калининского и Советского районов.

Для города Новосибирска характерно повышенное содержание в приземном слое атмосферного воздуха взвешенных веществ, диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена, фенола.

Взвешенные вещества поступают в атмосферный воздух, как с выбросами автотранспорта, так и с выбросами промышленных предприятий. Значительное влияние на повышенную запыленность воздуха оказывает недостаточная благоустроенность территории, плохое качество дорог и наличие на них большого количества грязи, недостаточное количество зеленых насаждений, а также метеорологические условия (скорость ветра, количество и интенсивность атмосферных осадков, временной период) как правило, в переходные периоды года (начало и конец вегетации растений), когда растительный покров не способен улавливать загрязняющие вещества, в воздухе отмечаются высокие концентрации взвешенных веществ, а именно почвенной пыли. Повышенные концентрации пыли отмечаются в Первомайском районе в 2,3-3,5 раза, в Ленинском в 2 раза, в Центральном и Заельцовском районе в 1,5 раза. Менее всего запылены Кировский и Советский районы.

Оксид углерода в основном поступает в атмосферу с выхлопными газами автомобилей, а также с выбросами предприятий черной металлургии, тепловых электростанций и других промышленных предприятий. Несмотря на ежегодное увеличение количества автотранспорта на дорогах города и повышение интенсивности движения, содержание оксида углерода в атмосферном воздухе существенно не изменяется. В 2003 г. средняя концентрация оксида углерода составила 0,7 ПДК.

Диоксид азота также как и оксид азота образуется в результате горения. Количество возникающей при этом двуокиси азота зависит в первую очередь от температуры выходящих газов. Для г. Новосибирска характерно повышенное содержание диоксида азота в атмосфере и составляет 1,3-1,5 ПДК. Наиболее загрязненными диоксидом азота являются Центральный, железнодорожный, Заельцовский, Первомайский, калининский и Ленинский районы. Менее всего загрязнена атмосфера Советского района, где уровень ПДК ниже среднесуточной.

Формальдегид выбрасывают в атмосферу предприятия по производству пластмасс, лаков и красок, деревообработки и транспорт. Последние выходя на первое место по общим выбросам органических соединений. Среднемесячные концентрации формальдегида в городе изменялись от 1,0 до 2,3 ПДК. Его повышенное содержание отмечается в теплый период года.

Основные источники выброса сажи - это котельные, работающие на угле и мазуте, частный сектор, а также автотранспорт, работающий на дизельном топливе. Увеличение концентрации сажи в городе обычно происходит в холодный период года. Более всего сажей загрязнен Первомайский район.

Поверхностные водные объекты Новосибирской области представлены водотоками - реками, ручьями и осушительными каналами и водоемами - озерами, водохранилищами, прудами и болотами. Гидрохимические наблюдения за состоянием поверхностных вод показали, что общий уровень загрязненности воды рек Обского бассейна характеризуется 3-4 классами качества (умеренно загрязненные и загрязненные). Вода загрязнена нефтепродуктами, фенолом, соединениями азота, меди. В течение 2003 г. Новосибирским центром мониторинга окружающей среды было проанализировано 249 проб воды и в 52 случаях была обнаружена ртуть. Были отмечены случаи содержания на уровне 2,0 ПДК.

Водные объекты Новосибирской области испытывают значительное антропогенное воздействие. Увеличивается объем воды, забираемой из природных поверхностных источников по результатам наблюдений качество воды несколько улучшилось, хотя общий уровень загрязненности по-прежнему высок. Анализ экологической ситуации дает основание утверждать, что заметное улучшение качества воды в ближайшее время не будет.

В течение нескольких лет в г. Новосибирске успешно используется метод микробиологической очистки водоемов, грунтовых поверхностей, промышленных сточных вод, технических резервуаров из-под нефтепродуктов. Микробиологические методы основаны на использовании нефтеокисляющих бактерий.

В настоящее время в г. Новосибирске возникла серьезная проблема, вызванная образованием большого количества отходов. В 2003 г. на территории Новосибирской области образовалось 2 039 599 т различных отходов, в том числе:

1-го класса опасности - 1 641 т;

2-го класса опасности - 406 т;

3-го класса опасности - 105 189 т;

4-го класса опасности - 556 649 т;

5-го класса опасности 1 375 714 т.

До настоящего времени не решена проблема утилизации мусора. Вывоз отходов на свалки характеризуется следующими недостатками:

отсутствует предварительная сортировка по видам;

организованный вывоз бытовых отходов характерен для многоэтажных застроек и практически не охватывает частный сектор

отсутствует система вторичной переработки ТБО.

Кроме того, под свалки отторгается значительная часть плодородных земель, площадь которых, в настоящее время составляет ~ 4000 га.

Список литературы

1. Соколова Л.П. Экология: Учебник для средних специальных учебных заведений. - М.: Приор-издат, 2004. - 256 с.

2. Челноков А.А. Основы промышленной экологии: Учеб. пособие / А.А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. - Мн.: Выш. шк., 2001. - 343 с.: ил.

3. Куклев Ю.И. Физическая экология: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 2001. - 357 с.: ил.

4. Потапов А.Д. Экология: Учеб. для строит. спец. вузов / А.Д. Потапов. - М.: Высш. шк., 2002. - 446 с.: ил.

5. Доклад о состоянии окружающей среды Новосибирской области в 2003 г. - Новосибирск, 2004. - 232 с.

6. Материалы III Всероссийского съезда по охране природы. - Москва, осень 2004.

7. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов, средних школ и колледжей. - 2-е изд., испр. и доп. / Ю.В. Новиков. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 560 с.

8. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 480 с.

Нормативные акты

1. Земельный кодекс РФ от 25.10.2001 № 136-ФЗ (в ред. от 30.06.2003).

2. Водный кодекс РФ от 16.11.95 № 167-ФЗ (в ред. от 30.06.2003, с изм. От 23.12.2003).

3. Лесной кодекс РФ от 29.01.97 3 22-ФЗ (в ред. от 23.12.2003).

4. Федеральный закон от 24.04.95 № 53-ФЗ «О животном мире» (в ред. от 11.11.2003).

5. Федеральный закон от 04.05.99 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»

6. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

7. Федеральный закон от 23.11.95 № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» (в ред. от 15.04.1998).

8. Федеральный закон от 09.01.96 № 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения» .

9. Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (в ред. от 10.01.2003).

10. Федеральный закон от 30.03.99 № 52-ФЗ «О санитарно-эпи-демиологическом благополучии населения» (в ред. от 30.06.2003).

11. Федеральный закон от 19.07.97 № 109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» (в ред. от 10.01.2003).

12. Федеральный закон от 10.01.96 № 4-ФЗ «О мелиорации земель» (в ред. от 10.01.2003).

13. Федеральный закон от 14.03.95 № 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях» (в ред. от 30.12.2001).

14. Постановление Правительства РФ от 31.03.2003 № 177 «Об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды»

15. Положение «О государственном контроле за охраной атмосферного воздуха» (утв. Постановлением Правительства РФ от 15.01.2001 № 31).

16. Постановление Правительства РФ от 28.11.2002 № 847 «О порядке ограничения, приостановления или прекращения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на атмосферный воздух».

17. Положение об осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов», утв. Постановлением Правительства РФ от 16.06.97 № 716.

Владимир Викторович Ларичкин

Основы ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ

Для слушателей Народного факультета нгту

Учебное пособие

Компьютерная верстка С. Н. Кондратенко

Отпечатано в типографии

Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Размещено на Allbest.ru