Влияние атомных электростанций (АЭС) на окружающую среду
Экология |
Необходимость защиты окружающей среды от опасных техногенных влияний промышленности на экосистемы
Экологическое состояние многих районов нашей страны вызывает законную тревогу общественности. В многочисленных публикациях показано, что во многих регионах нашей страны наблюдается стойкая тенденция к многократному, в десятки и более раз превышению санитарно-гигиенических норм по содержанию в атмосфере окислов углерода, азота, пыли, токсичных соединений металлов, аминов и других вредных веществ. Имеются серьезные проблемы с мелиорацией земель, бесконтрольным применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений, избыточным использованием пестицидов, гербицидов. Происходит загрязнение стоковыми водами промышленных и коммунальных предприятий больших и малых год, озер, прибрежных морских вод.
Через постоянное загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод ґрунтів, растительности происходит деградация экосистем, сокращения производительных возможностей биосферы.
Загрязнение среды проживания вредно отражается на здоровье людей, приносит значительные убытки народному хозяйству. В последнее время обстановка ухудшилась настолько, что много районов объявлены районами экологического несчастья. Общие выбросы двуокиси азота оцениваются в 6,5х108 т/рік, выбросы серы составляют 2,4х108 т/рік, промышленность выбрасывающая 5,2х107 т/рік всяческих отходов. Выбросы углекислого газа, серистых соединений в атмосферу в результате промышленной деятельности, функционирования энергетических, металлургических предприятий ведут к возникновению парникового эффекта и связанному с ним потеплению климата.
По оценкам ученых глобальное потепление без принятия мер по сокращению выбросов парниковых газов составит от 2-х до 5 градусов на протяжении следующего столетия, которое появится беспрецедентным явлением за последние десть тысяч лет. Потепления климата, увеличения уровня океана на 60-80 см до конца следующего столетия приведут к экологической катастрофе невиданного масштаба, который угрожает деградацией человеческому содружеству.
Другая опасность связана с дефицитом чистой пресной воды. Известно, что промышленность потребляет 3000 куб. км. пресной воды в год, с каких приблизительно 40% возвращается в цикл, но с жидкими отходами, которые содержат продукты коррозии, частицы золы, смол, технологические отходы, в том числе вредные компоненты типа тяжелых металлов и радиоактивных веществ. Эти жидкости растекаются по водяным системам, причем вредные вещества депонируются в фитоценозах, донных отложениях, рыбах, распространяются по пищевым цепям, попадают на стол человека.
Затрата пресной воды на сельскохозяйственные лишения - орошение, ирригацию стал в некоторых районах настолько большой, что вызывал большие необратимые сдвиги в экологическом равновесии целых регионов. Среди других экологических проблем, связанных с антропогенным влиянием на биосферу, стоит вспомнить риск нарушения озонового слоя, загрязнения Мирового океана, деградацию ґрунтів и опустошение зерновых районов, окисления естественных сред, изменение электрических свойств атмосферы.
Характерные антропогенные радиационные влияния на окружающую среду:
загрязнение атмосферы и территорий продуктами ядерных взрывов при экзаменах ядерного оружия
отравление воздушного бассейна выбросами пыли, загрязнения территорий шлаками, которые содержат радиоактивные вещества при сжигании ископаемых топлив в казанах электростанций
Более локальные, но не менее неприятные последствия - гибель озер, год через неочищенные радиоактивные сбросы промышленных предприятий.
Значительную опасность для живых существ, для популяций организмов в экосистемах представляют аварии на предприятиях химической, атомной промышленности, при транспортировке опасных и вредных веществ. Известны аварии на химическом заводе в Бхопале (Индия), на Чернобыльской АЭС, на ПО «Маяк», аварии с нефтеналивными судами. Говорят о том, что необходим радикальный пересмотр наших отношений с природой, усиление мероприятий влияния нормативных рычагов на хозяйственную практику. Совсем недопустимо, чтобы установлены нормативами предельные концентрации вредных веществ в воздухе, воде реально превышались в сотне раз.
Нужно сделать невыгодной или даже разрушительной пренебрежение к охране окружающей среды. Право людей на чистый воздух, чистые реки и озера должно не только декларироваться, но и реально обеспечиваться всеми доступными для государства средствами.
Особенно актуальными становятся вопросы регуляции ответственности за убыток, в том числе за экологический убыток при создании в нашей стране основ правового государства, при переходе к рыночным отношениям в экономике. Здесь важно найти умные экономические рычаги, правильно соотносить выгоды и потери, доходы и расходы на компенсацию убытка. Важной задачей является разработка вопросов нормативного разграничения допустимых и недопустимых влияний, оценивания стоимости экологического убытка.
Основными направлениями в ограничении вредных техногенных влияний на биосферу является ресурсозбереження и разработка экологически чистых или безвидхидних технологий. Чистоту вод можно улучшить методами биотехнологии. Радикальный путь оздоровления экологической обстановки - сокращение вредных выбросов, увеличения безаварийности и безопасности опасных производств, переход на безвидхидни технологии, концентрация и надежное захоронение вредных отходов, умное сотрудничество и международная взаимопомощь при экологических катастрофах.
В работе из оздоровления окружающей среды, ограничению влияний вредных веществ на биосферу важную роль играют службы контроля состояния природы, среды проживания людей, локального и регионального мониторинга окружающей среды.
Эти службы, вооруженные современной измерительной техникой и приборами контроля должны оперативно оповещать население обо всех случаях приближения параметров окружающей среды к опасному уровню. Важную роль в защите среды проживания человека от загрязнения должна сыграть глобальная система мониторинга состояния окружающей среды, которая охватывает Мировой океан и все континенты, основанный на национальных системах, но находится под эгидой ООН. В сокращении выбросов углекислого газа все более существенную роль играет замещение традиционной энергетики на энергетику атомную. В настоящее время общепризнанно, что атомные электростанции могут быть созданы с высокими показателями надежности и безопасности, что обеспечивают выполнение самих строгих требований наблюдательных органов, в том числе по охране биосферы от загрязнения радиоактивными и другими вредными веществами.
Однако стоит начать дополнительные усилия для того, чтобы снизить риск аварий на АЭС. В частности решение этой задачи видится на пути разработки нового поколения реакторов с внутренне свойственной безопасностью, то есть реакторов с могучими внутренними обратными связками самозащиты и самокомпенсации.
Влияние атомных станций на окружающую среду
Техногенные влияния на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций разнообразные. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного влияния эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Наиболее существенные факторы -
локальное механическое влияние на рельеф - при строительстве
стек поверхностных и ґрунтових вод, которые содержат химические и радиоактивные компоненты
изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС
изменение микроклиматических характеристик прилегающих районов.
Возникновение могучих источников тепла в виде градирень, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилегающих районов. Рух воды в системе внешнего тепловидводу, сброс технологических вод, которые содержат разнообразные химические компоненты
влияют на популяции, флору и фауну экосистем.
Особенное значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающим пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), которые идут на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе.
Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЕС) на кутье. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное влияние на людей, экосистемы. Потому обеспечения безопасности екосфери и защиты окружающей среды от вредных влияний АС - большая научная и технологическая задача ядерной энергетики, которая обеспечивает ее будущее.
Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных влияний АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое влияние на жителей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилегающих к АС районов, то есть весь комплекс техногенных влияни
Исходными событиями, что развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным влияниям на человека и окружающую среду, есть выбросы радиоактивности и токсичных веществ из систем АС. Эти выбросы разделяют на газовых и аэрозольных, что выбрасывающие в атмосферу, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или милкодисперсних смесей, которые попадают в водоемы. Возможные и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывающая в атмосферу и разделяющаяся на пару и воду.
Выбросы могут быть как постоянными, что находятся под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включая в разнообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсичные вещества распространяются в окружающим среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.
На рисунке показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающим среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие как ветровое перемещение пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществ на рисунке не показаны.
Влияние радиоактивных выбросов на организм человека
Рассмотрим механизм влияния радиации на организм человека: пути влияния разных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, влияние на разные органы и системы организма и последствия этого влияния. Существует срок «входные ворота радиации», которая помечает пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм.
АС и другие промышленные предприятия региона оказывают разнообразные влияния на совокупность естественных экосистем, которые составляют екосферний регион АС. Под воздействием этих постоянно действующих или аварийных влияний АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совсем небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они оборотны, какие запасы стойкости к значимым возмущениям. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы и назначенно для того, чтобы предотвращать все неблагоприятные изменения в них, а в лучшем варианте направлять эти изменения в благоприятную сторону. Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно обычно знать реакции биоценозив на влияния, которые обусловливаются АС.
Подход к нормированию антропогенных влияний может быть основан на еколого-токсикогенний концепции, то есть необходимость предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию через избыточные нагрузки. Другими словами нельзя не только отравлять экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.
Во избежание травмирования экосистем должны быть определенные и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ в организмы, другие границы влияний, которые могли бы вызывать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных влияниях. Экологические емкости экосистем для разных вредных веществ стоит определять по интенсивности поступление этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценозу возникнет критическая ситуация, то есть когда нагромождение этих веществ приблизится к опасной границе.
В значениях предельных концентраций токсикогенив, в том числе радионуклидов, конечно, повинные учитываться и перекрестные эффекты. Однако этого, очевидно, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных влияний, в частности выбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды заключаются в том, что
должны быть исключены необґрунтовані техногенные влияния
нагромождение вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные границы
поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов.
АС делают на окружающую среду - тепловое, радиационное, химическое и механический влияние. Для обеспечения безопасности биосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимой защитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных на компенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред, механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенних веществ в екосфери. Достаточность защиты достигается в том случае, когда температуры в средах, дозовые и механические нагрузки сред, концентрации вредных веществ в средах не превосходят предельных, критических значений.
Следовательно, санитарные нормативы предельно - допустимых концентраций, допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по границам внешнего облучения, границам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границю предельных, критических влияний на элементы экосистем для них защите от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассмотренном регионе по всем типам влияний.
Разнообразные техногенные влияния на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующей нормальной эксплуатации, и случайную составляющую, зависимую от вероятностей аварий, то есть от уровня безопасности рассмотренного объекта. Ясно, что чем более тяжелая, более опасная авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Нам известно сейчас по горьком опыте Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно для человека, а смешаны леса и кустарники - в 5 раз более малую. Меры предупреждения опасных влияний, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными влияниями должны приниматься на стадии проектирования объектов.
Это допускает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического убытка, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных убытков. Эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.
Уничтожение опасных отходов
Особенное внимание стоит уделять таком мероприятии, как нагромождение, сохранение, перевозка и захоронение токсичных и радиоактивных отходов.
Радиоактивные отходы являются не только продуктом деятельности АС но и отходами применения радионуклидов в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и науке. Сбор, сохранение, удаление и захоронение отходов, которые содержат радиоактивные вещества, регламентируются следующими документами:
СПЗРВ-85 Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами. Москва: Министерство здравоохранения СССР, 1986;
Правила и нормы по радиационной безопасности в атомной энергетике. Том 1. Москва: Министерство здравоохранения СССР (290 страниц), 1989;
ОСП 72/87 Основные санитарные правила.
Для обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов была разработана система "Радон", который состоит из шестнадцати полигонов захоронения радиоактивных отходов. Руководствуясь Постановлением Правительства №1149-г от 5.11.91р., Министерство атомной промышленности в сотрудничестве с несколькими заинтересованными министерствами и учреждениями разработало проект государственной программы по обращению с радиоактивными отходами с целью создания региональных автоматизированных систем учета радиоактивных отходов, модернизации действующих средств сохранения отходов и проектирования новых полигонов захоронения радиоактивных отходов.
Выбор земельных участков для сохранения, захоронения или уничтожения отходов осуществляется органами местного самоуправления по согласованию с территориальными органами Минприроды.
Вид тары для сохранения отходов зависит от их класса опасности: от герметических стальных баллонов для сохранения особенно опасных отходов к бумажным мешкам для сохранения менее опасных отходов. Для каждого типа накоплений промышленных отходов (ставки-отстойники, накопители-выпарщики.) определены требования по защите от загрязнения ґрунту, подземных и поверхностных вод, по снижению концентрации вредных веществ в воздухе и содержания опасных веществ в накоплениях. Строительство новых накоплений промышленных отходов допускается только в том случае, когда представлены доказательства того, которое не представляется возможным перейти на использование мало отходных или безвидхидних или технологий использовать отходы для каких-либо других целей.