Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Влияние радиации на окружающую среду

2. Естественная радиация и утилизация радиоактивных отходов

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Радиоактивное загрязнение биосферы представляется одним из важнейших видов воздействия человека при его производственной деятельности в современных условиях, поэтому необходимо еще раз вернуться к его рассмотрению. В целом этот вид загрязнения 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, 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 т. п.), на предприятиях по захоронению ядерных отходов, в исследовательских лабораториях, при добыче радиоактивных руд и т. д. В частности, при авариях на АЭС особенно резко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, цезий-137, церий-141, йод-131, рутений-106 и др.).

Цель работы - исследование радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Задачи:

1) рассмотреть влияние радиации на окружающую среду;

2) изучить естественную радиацию и утилизацию радиоактивных отходов.

1. Влияние радиации на окружающую среду

Огромны экономические потери от Чернобыльской катастрофы: долгосрочное изъятие из хозяйственного оборота 144 тыс. га сельхозугодий, 492 тыс. га лесов, затраты на дезактивацию, на отселение жителей, охрану и т. п. В пострадавших районах резко повысилась заболеваемость анемией, сердечно-сосудистыми, легочными болезнями, раковыми опухолями, усилились вспышки инфекций, резко уменьшились показатели рождаемости. Отмечены случаи мутаций у домашних и диких животных и растений.

Прошло почти 15 лет с момента Чернобыльской катастрофы, однако ее последствия все более ощутимы. Особую угрозу для человека представляет изотоп йода-131, в общем-то с малым периодом полураспада, но создающий значительную дозу облучения примерно в течение одного месяца после своего образования. При попадании в организм человека он концентрируется в щитовидной железе. В зонах радиационного загрязнения с уровнем более 1 Ku/км² у взрослых и детей отмечались симптомы «чернобыльской болезни»: головная боль, сухость во рту, увеличение лимфоузлов; возросли случаи рака гортани и щитовидной железы. Этот изотоп нанес колоссальный радионуклидный «йодный» удар по населению огромной части Европы, что, кстати, не было должным образом оценено экспертами МАГАТЭ.

Приведенные данные должны быть учтены при планировании развития энергетики и проектировании новых АЭС. Возможно, эти АЭС и необходимы, но только при условии обеспечения абсолютного уровня безопасности. Однако для установления этого уровня нужны специальные и очень кропотливые исследования. По этому поводу В.А. Яблоков (1995 г.) отмечает: «Надо организовать глубокие (и честные!) научные исследования по влиянию радиации на живую природу и человека на базе уникальных ситуаций, данных нам трагической историей... Эти данные нужны не только России, они нужны всему мировому сообществу, чтобы объективно оценить масштабы радиоактивного загрязнения».

Влияние радиации на живые организмы действительно еще далеко не изучено, хотя использование ядерной энергии и свойств радиоактивных элементов осуществляется человеком очень и очень активно и, на наш взгляд, без оглядки, безрассудно.

Известно, что в малых дозах радиация сказывается на биоритмике в связи с расстройством работы органов, которые частично разрушаются в составляющем их органическом веществе. Под действием радиации происходит изменение изотопного состава атомов, входящих в живое вещество, что приводит к функциональным расстройствам.

Слишком большие дозы радиации (летальные) действуют комплексно, в том числе с полным или частичным разрушением информации в эпифизе, следствием же последнего может быть разрушение тканей, наблюдаемое при облучении, в том числе клеток крови и костного мозга.

Повышенная радиация ускоряет течение биологического времени, тем самым внося рассогласованность временной структуры организма. Пониженный естественный радиационный фон может Выборочно (по отношению к определенным тканям и органам) замедлять обменные процессы, т. е. приводить к временной разбалансировке биосистем. В отличие от гравитации, радиация меняет скорость протекания реакций только в ограниченном пространстве биосистем, охватывая только облученные участки. Можно предположить, что к тому моменту, когда человек научится управлять скоростью этих реакции, он сможет бороться и с радиационными поражениями.

Известно, что радиация обладает сильнейшей мутагенностью. Индикатором проблем, вызванных радиоактивным облучением, обычно бывают нарушения в кроветворной системе, что обусловлено относительно коротким периодом жизни клеток крови, в результате чего у них быстрее происходят изменения мутационного вида, иными словами, просто быстрее проявляется результат радиационного поражения.

Необходимо особо отметить, что радиация является одним из важнейших регуляторов жизненных процессов на Земле. Изменение радиационной обстановки на планете может привести к таким мутациям у человека, которые сделают невозможным дальнейшее развитие его жизни. Безвредных для биосферы ядерных технологий в настоящее время не существует. Кроме того, на наш взгляд, радиоактивность чужда жизненным процессам в известных нам формах жизни при протекании этих процессов в гомеостатических условиях. Воздействие радиоактивности меняет гомеостаз системы и функционирование отдельных организмов, зачастую мутагенным путем. Возникшие мутации могут закрепляться в наследственной информации и затем, в виде адаптации, изменять видовой состав экосистем. Данные изменения могут иметь как прогрессивный, так и регрессивный характер, что соответствующим образом отражается на более высоких иерархических уровнях жизни на планете.

Уже накопленные в биосфере к сегодняшнему времени проблемы в связи с радиоактивным загрязнением будут сказываться на протяжении ближайших трехсот лет. Именно поэтому мы считаем, что одной из важнейших экологических проблем, стоящих перед человечеством, является необходимость свертывания всех радиоактивных программ, полный демонтаж всех ядерных энергетических установок, а также утилизация радиоактивных отходов.

Энергетический кризис, который якобы сильно затормозит развитие цивилизации в случае демонтажа атомных электростанций, не более чем злонамеренный околонаучный миф. Даже существующих запасов нефти на Земле (уже разведанных и пока неизвестных) с учетом современного уровня потребления хватит, по меньшей мере, на 200 лет, что дает огромный запас времени для поиска других экологичных источников энергии, главным из которых было, есть и будет Солнце.

2. Естественная радиоактивность и утилизация радиоактивных отходов

радиоактивность биосфера загрязнение радиация

Следует кратко упомянуть о естественной радиоактивности, которая присуща некоторым геологическим телам. 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 нарушении. 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. По переносимости радиации 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. Отмечены случаи, когда в бетонные изделия попадали вещества с сильной 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.

В настоящее время радиационная обстановка в России определяется глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие Кыштымской (1957 г.) и Чернобыльской (1986 г.) аварий, испытаний ядерного оружия, эксплуатацией урановых месторождений, ядерного топливного цикла, судовых ядерно-энергетических установок, региональных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными зонами ионизирующих излучений, связанных с земными (природными) источниками радионуклидов.

Динамика воздействия земных источников радиоактивного излучения на человека определяется периодами полураспада естественных радионуклидов и изменением во времени, пространстве и контрастности аномальных радиационных зон в результате процессов привноса, выноса, миграции и отложения излучателей под влиянием природных и антропогенных факторов. Учет совместного действия вышеуказанных процессов связан с большими техническими и методическими трудностями. В таких случаях следует использовать выявленные закономерности поведения газообразных, жидких и твердофазных радионуклидов в «многоэтажных» системах ландшафтов (приземная атмосфера, поверхностный сток, почвенно-растительный покров, зона аэрации и подземные воды).

Наибольшим радиусом рассеяния от источника радиации обладают устойчивые газообразные и хорошо растворимые в воде радионуклиды (цезий-137, стронций-90, йод-131 и др.).

Накопление их происходит на геохимических барьерах разного рода (химическом, сорбционном, восстановительном и др.) в бессточных водоемах (озера, водохранилища), долинах рек и заболоченных низинах, у аэродинамических барьеров (рифтовые зоны и протяженные глубинные разломы, лесные массивы на водоразделах) и в подземных водах, являющихся одним из конечных резервуаров накопления компонентов загрязненного поверхностного стока и радиоактивных атмосферных осадков. Поступление радионуклидов по зонам разломов в подземные воды и вышеуказанные природные среды имеют пульсационный характер, вследствие чего могут иметь место залповые выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду.

Мониторинг показал, что концентрация радона в подпочвенном воздухе и приземной атмосфере имеет способность повышаться в зимний период, что объясняется замерзанием вод зоны аэрации, улавливающих глубинные летучие компоненты.

Серьезную проблему воздействия радиации на биосферу представляют радиоактивные отходы. К ним относятся побочные биологически или технически вредные вещества, которые содержат образовавшиеся в результате деятельности человека радионуклиды. Радиоактивные отходы опасны прежде всего тем, что содержащиеся в них радионуклиды могут рассеиваться в биосфере и вызывать различные генетические изменения в клетках живых организмов, в том числе и человека. Они классифицируются по различным признакам: агрегатному состоянию, по периоду полураспада, по удельной активности, по составу излучения и т.д.

Среди радиоактивных отходов по агрегатному состоянию наиболее распространенными считаются жидкие, возникающие на АЭС, радиохимических заводах и исследовательских центрах. Значительны также количества твердых радиоактивных отходов, в частности в реакторах АЭС общей электрической мощностью 1 ГВт за год образуется 300-500 м³ твердых отходов, а от переработки облученного топлива еще 10 м³ высокоактивных, 40 м³ среднеактивных и 130 м³ низкоактивных отходов.

Во многих странах, имеющих АЭС и радиохимические заводы по производству плутония, накопились значительные количества радиоактивных отходов. В настоящее время на территории России суммарная активность незахороненных отходов составляет более 4 млрд. Кu, что равняется 80 «Чернобылям». В Великобритании отходы атомной промышленности к 2000 г. составили (тыс. м³): высокой активности - 5, средней активности - 80, низкой активности - 500. Много отходов образуется при переработке отработавшего ядерного топлива (таких предприятий в России - 16).

Пока не решена проблема радиоактивных отходов и не видно приемлемых путей ее решения. Сейчас используются безнадежно устаревшие методы обращения с радиоактивными отходами: высокоактивные отходы концентрируются и изолируются, средне- и низкоактивные разбавляются и распыляются, загрязняя окружающую среду. Наиболее приемлемый вариант решения проблемы радиоактивных (и высокотоксичных!) отходов - это захоронение их на значительную глубину в земную кору. Так, высокоактивные отходы чаще всего хранят в наземных и подземных емкостях (шахты, штольни, преимущественно в залежах каменной соли, скважинах в монолитных скальных породах и т.п.).

На территории России есть крупные центры по утилизации жидких радиоактивных отходов и их захоронению (Челябинск-65, Красноярск-26 и др.). К сожалению, существующие методы обезвреживания (цементирование, остеклование, битумизация и др.), а также сжигание твердых радиоактивных отходов в керамических камерах, как, например, на НПО «Радон», представляют достаточно большую опасность для окружающей среды. На полигоне «Маяк» (под Челябинском) ежегодно образуется до 100 млн. Кu жидких радиоактивных отходов, часть которых попадает в поверхностные и подземные воды - зона загрязнения земель уже составляет около 3 млн. га.

Проблема захоронения со временем может стать еще более острой и актуальной, так как, по данным МАГАТЭ, после 2000 г. более 65 ядерных реакторов АЭС и 260 используемых в научных целях ядерных устройств, у которых срок работы превысит 30 лет, должны быть ликвидированы. По данным экспертов МАГАТЭ, при их демонтаже потребуется обезвредить около 150 млн. кубических футов низкоактивных отходов и обеспечить захоронение более 100 тыс. высокоактивных отходов.

Заключение

Итак, влияние радиации на живые организмы действительно еще далеко не изучено, хотя использование ядерной энергии и свойств радиоактивных элементов осуществляется человеком очень и очень активно и без оглядки, безрассудно.

Известно, что радиация обладает сильнейшей мутагенностью. Также радиация является одним из важнейших регуляторов жизненных процессов на Земле. Изменение радиационной обстановки на планете может привести к таким мутациям у человека, которые сделают невозможным дальнейшее развитие его жизни. Безвредных для биосферы ядерных технологий в настоящее время не существует. Кроме того радиоактивность чужда жизненным процессам в известных нам формах жизни при протекании этих процессов в гомеостатических условиях.

К естественной радиоактивности следует отнести руды радиоактивных элементов, которые залегают в относительно концентрированных рудных телах или россыпях и обладают присущей им радиоактивностью той или иной интенсивности. Естественная радиоактивность создает определенный радиационный фон, в условиях которого осуществляются жизненные процессы приуроченных к ним экосистем.

Серьезную проблему воздействия радиации на биосферу представляют радиоактивные отходы. Радиоактивные отходы опасны прежде всего тем, что содержащиеся в них радионуклиды могут рассеиваться в биосфере и вызывать различные генетические изменения в клетках живых организмов.

Список использованной литературы

1. Акимова Т.А., Хоскин В.В. Экология. М.: ЮНИТИ, 2013. 455 с.

2. Горелов А.А. Экология. М.: Центр, 2010. 240 с.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов н/Д.: Феникс, 2013. 576 с.

4. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2014. 320 с.

5. Потапов А.Д. экология. М.: Высш. шк., 2012. 446 с.

Размещено на Allbest.ru