Что такое радиоактивное загрязнение территории
Радиоактивное загрязнение
Радиоактивное загрязнение – это загрязнение окружающей среды, а также продовольствия, пищевого сырья, кормов и различных предметов радиоактивными веществами в количествах, превышающих уровни, установленные Нормами радиационной безопасности (НРБ-99/2009) и Основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ).
Радиоактивное загрязнение может быть обусловлено различными причинами и источниками (см. схему):
В зависимости от типа радионуклидов, обуславливающих радиоактивное загрязнение (характера их распада) различают α-, β- и γ-загрязнения, но чаще всего на практике встречаются загрязнения.
Источники и масштабы радиоактивных загрязнений
Основным источником радиоактивного загрязнения окружающей среды и облучения людей за пределами санитарно-защитной зоны при авариях ядерных реакторов являются выбрасываемые из реактора газоаэрозольные смеси, содержащие как коротко, так и долгоживущие радионуклиды, образующиеся при делении ядерного горючего. Поднимаясь на высоту до 1,5 км и более и распространяясь под воздействием ветра на значительные расстояния (на десятки, сотни и тысячи км), выпадая, радионуклиды приводят к радиоактивному загрязнению значительных территорий. В ниже приводимой таблица в качестве примера представлены данные по радиоактивному загрязнению территорий России, Белоруссии и Украины, в результате аварии на Чернобыльской АЭС (1986).
Площади (км 2 ) с различными степенями радиоактивного загрязнения в результате аварии на Чернобыльской АЭС
| Государство | > 40 Ки/км 2 | 15-40 Ки/км 2 | 5-15 Ки/км 2 | 1-5 Ки/км 2 |
| Россия | 310 | 2130 | 5450 | 48100 |
| Белоруссия | 2150 | 4210 | 10170 | 29920 |
| Украина | 640 | 820 | 1990 | 34000 |
Радиоактивные аэрозоли после попадания на поверхность объектов закрепляются на ней. В зависимости от характера физико-химического взаимодействия между загрязненной поверхностью и носителем активности происходят адгезионный, адсорбционный и ионообменный процессы. Характерной особенностью при адгезионном загрязнении является «прилипание» частицы к поверхности и наличие границы раздела фаз между радиоактивными частицами и поверхностью. При адсорбции происходит межмолекулярное взаимодействие на поверхности раздела фаз. При физической адсорбции молекулы радионуклидов сохраняют свою индивидуальность. При хемосорбции молекулы (ионы) радионуклидов, а также их соединения образуют с адсорбентом поверхностные химические соединения. При ионном обмене происходит обратимый, а иногда и необратимый процесс эквивалентного (стехиометрического) обмена между ионами радионуклидов и загрязняемой поверхностью. Ионообменная адсорбция является основным процессом, определяющим радиоактивное загрязнение почвы.
При попадании радиоактивных веществ в глубь материала происходит глубинное (объемное для жидкой фазы) радиоактивное загрязнение. При этом радиоактивные вещества могут попасть в глубь материала объекта вследствие диффузии, затекания и других механизмов, проникновения в поры, капиллярные и трещинные системы поверхности объекта. Процессы поверхностного и глубинного загрязнений, как правило, исходят одновременно, при этом возможно сочетание различных механизмов загрязнения в определенной последовательности. В сухую погоду радиоактивные загрязнения бывают в основном поверхностными. В тоже время отдельные частицы могут проникать в выемки шероховатой поверхности, обуславливая глубинные загрязнения. При загрязнении поверхности каплями, содержащими радиоактивные вещества, первоначально происходит адгезия капель к твердой поверхности, которая в дальнейшем приводит к адсорбции радионуклидов на поверхности, ионному обмену, диффузии и капиллярному смачиванию.
Помимо первичного радиоактивного загрязнения возможны последующие циклы загрязнения, так называемое «вторичное» загрязнение. Вторичным (иногда многократным) радиоактивным загрязнением считается переход радиоактивных веществ с ранее загрязненного объекта (территории) на чистый или загрязненный в меньшей степени объект. Так, радиоактивное загрязнение местности, сооружений и дорог могут переходить в воздушную среду (грунтовые воды), а затем осаждаться, вызывая радиоактивного загрязнения ранее «чистых» объектов, переноситься транспортом, людьми, животными и т.п.
Определенные особенности свойственны радиоактивному загрязнению продуктов растениеводства, уровни загрязнения которых определяются биологическими особенностями растений и фазой их развития в период загрязнения. Если на этапе распространения радионуклидов имеет место поверхностное (внекорневое) загрязнение продуктов растениеводства, то в последующем оно происходит через корневые системы растений. Причем, при внекорневом пути поступления радионуклидов наиболее подвижен 137 Cs, а при корневом – 90 Sr.
Характер радиоактивного загрязнения различных поверхностей, в том числе территорий и водоемов, зависит от агрегатного состояния загрязняющих веществ, их химической природы, вида и состояния загрязняемых поверхностей, длительности контакта радиоактивных веществ с этими поверхностями. Радиоактивное загрязнение окружающей среды является наиболее важным экологическим последствием радиационных аварий с выбросами радионуклидов, основным фактором, оказывающим влияние на состояние здоровья и условия жизнедеятельности людей на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Степень опасности поверхностей, загрязнённых радиоактивными веществами, определяется радионуклидным составом загрязнений, плотностью загрязнений, характером загрязнённых поверхностей, временем, прошедшим после загрязнения и некоторыми другими характерными для соответствующего загрязнения причинами. Допустимые уровни радиоактивного загрязнения применительно к профессиональной деятельности приведены в таблице.
Допустимые уровни радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды и средств индивидуальной зашиты, част/(см 2 · мин)
| Объект загрязнения | Альфа-активные нуклиды* | Бета-активные | |
| отдельные | прочие | нуклиды | |
| Неповрежденная кожа, спецбелье, полотенца, внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты. | 2 | 2 | 200*** |
| Основная спецодежда, внутренняя поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, наружная поверхность спецобуви. | 5 | 20 | 2000 |
| Поверхности помещений постоянного пребывания персонала и находящегося в них оборудования. | 5 | 20 | 2000 |
| Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования. | 50 | 200 | 10000 |
| Наружная поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, снимаемой в саншлюзах. | 50 | 200 | 10000 |
* Для поверхности рабочих помещений и оборудования, загрязненных альфа-активными радионуклидами, нормируется снимаемое (нефиксированное) загрязнение, для остальных поверхностей – суммарное (снимаемое и неснимаемое) загрязнение.
*** Установлены следующие значения допустимых уровней загрязнения кожи, спецбелья и внутренней поверхности лицевых частей средств индивидуальной защиты для отдельных радионуклидов: для Sr-90 + Y-90 — 40 част/(см 2 · мин).
Источники: Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009); Владимиров В.А., Измалков В.И., Измалков А.В. Радиационная и химическая безопасность населения. –М., 2005; Радиационные аспекты Чернобыльской аварии. Труды I Всесоюзной конференции. –СПб., 1993.
Причины и последствия радиоактивного загрязнения местности
Понятие радиоактивного загрязнения местности вошло в мировой обиход после обнаружения последствий ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки, а позднее — с появлением мирной ядерной энергетики — результатов аварий на АЭС в Чернобыле и Фукусиме-1. Итоги выхода из-под контроля атомных устройств оказались ужасающими как для поражённой территории, так и для проживающего там населения.
Радиация исходит из всех материалов, в состав которых входят радиоактивные изотопы различных химических элементов. Таких, например, как астат, ванадий, вольфрам, йод, кальций, осмий, цирконий. Самые известные элементы, широко применяемыми в военной промышленности, геохимии, медицине и энергетике, это изотопы или нуклиды урана и радия — уран 235, 237, 238, 239 и радий 226, 228.
Причинами радиоактивного загрязнения территории чаще всего являются сбои в функционировании систем, включающих в себя блоки с теми или иными радионуклидами. К сбоям может привести как технологический, так и человеческий фактор. Тогда на каком-то этапе эксплуатации системы количество изотопов достигает критической массы. Если произойдёт выброс избытков нуклидов во внешнюю среду, она подвергнется загрязнению.
Проблемы радиоактивного загрязнения
К основным проблемам радиационного загрязнения относится пагубное воздействие нейтронов, альфа-частиц, бета-частиц, гамма-лучей, образовавшихся при взрыве или ином выбросе продуктов распада радиоактивных веществ, а также разлитого топлива из атомного реактора на живые организмы, одежду, растения, почву, воду в водоёмах и окружающий воздух.
Особенностью радиоактивного загрязнения является большая продолжительность поражающего действия, которая напрямую зависит от времени распада радионуклида, ставшего источником заражения.
Характеристики основных радиоактивных элементов, чаще всего вызывающих загрязнение внешней среды и организма человека, показаны в таблице:
| Радионуклид | Время полураспада | Преимущественная локализация |
| Америций-241 | 433 года | биосфера |
| Йод-131 | 192 часа | щитовидная железа |
| Кобальт-60 | 5 лет и 3 месяца | биосфера |
| Стронций-90 | 28 лет и 8 месяцев | скелет |
| Цезий-137 | 30 лет | биосфера |
Причины и источники радиационного загрязнения
Атомная промышленность
В сферу атомной индустрии входит целый комплекс вспомогательных отраслей, которые обеспечивают нужды военного и гражданского направления деятельности России.
Часть радиоактивных частиц на каждом этапе данного промышленного цикла неизбежно оказывается во внешней среде, оседает в организме людей, загрязняет почву, водоёмы и атмосферу. Исходя из того, что за всё время существования атомной промышленности на планете выработано более тысячи тонн плутония (в том числе оружейного) и около 10% из этого количества оказалось в окружающей среде, примерно 10 тонн радиоактивного вещества до сих пор создают человечеству экологические проблемы.
Атомная энергетика
СССР — родина атомных электростанций. Первая из них появилась в подмосковном Обнинске. Это был 1954 год. В дальнейшем АЭС стали возникать по всему миру. Их доля в производстве электроэнергии в настоящее время превышает 17% от общего энергетического баланса планеты.
Наша страна находится на 18 месте среди производителей атомного электричества и на 1 по надёжному хранению и переработке радиоактивных отходов. Последнее обстоятельство даёт России значительные экономические преференции, поскольку сюда стекаются отходы со многих атомных электростанций мира. В то же время это увеличивает риск загрязнения радиацией территорий в местах её захоронения.
Ядерные взрывы
Медицина и наука
Применение радиации в медицине — широко распространённое явление. Это делается как в целях диагностики заболеваний, так и их лечения. Люди, прошедшие через них сами становятся источниками радиации. Во избежание радиоактивного заражения окружающих им необходимо соблюдать определённые правила поведения.
Наука также относится к тем отраслям человеческой деятельности, которые влияют на здоровье и общее состояние биосферы посредством радиоактивных воздействий своих обычных ядерных реакторов и специализированных синхрофазотронов. К началу 1992 года во всех экономически развитых странах планеты их насчитывалось примерно 500 штук. Все они представляют существенную угрозу внешнему миру.
Первое место занимали США, у них было 94 реактора. У СССР — 66. Затем шли ФРГ (25), Франция (19), Япония (19), Канада (14) и Китай (12). В 2008 году рядом с Женевой был построен БАК — большой адронный коллайдер. К его сооружению и обслуживанию были привлечены тысячи учёных, представляющих свыше сотни стран мира. В настоящее время Китай собирается превзойти это научное достижение.
Загрязняющие компоненты
Основными радиоактивными загрязнителями, представляющими опасность для живых существ и биосферы в целом, считаются нуклиды:
Другим не менее опасным фактором, поражающим как живую, так и неживую природу, является космическое излучение. Это рассеянная радиация, исходящая от солнца. В нормальных погодных условиях барьером от неё выступает атмосфера. Если она по тем или иным причинам становится разреженной, угроза от солнечных лучей увеличивается.
Степени радиоактивного загрязнения
Уровнем радиоактивного загрязнения в науке принято считать величину превышения естественного радиационного фона природных объектов, в том числе людей и животных. Цифровое выражение её пропорционально площади и глубине поражения поверхностей, попавших под воздействие радиации.
Зоны радиоактивного загрязнения
Классификация районов радиоактивного загрязнения опирается на степень поражения местности радиацией и на удалённость рассматриваемой территории от источника заражения. Чем больше первый показатель и меньше второй, тем выше загрязнённость местности радионуклидами.
Среди зон радиоактивного загрязнения в классификации выделяются зоны А, Б, В и Г. Эти буквы обозначают следующие степени загрязнения:
Г — чрезвычайно опасное.
Локализация указанных зон указана на данной карте радиоактивного загрязнения:
С учётом степени опасности каждой зоны местным жителям необходимо соблюдать правовой режим территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению.
Последствия радиоактивного загрязнения
На основании всего вышесказанного каждому следует осознать, что контакт с любым источником радиоактивного загрязнения опасен, и люди должны придерживаться определённых правил, которые выработало человечество в процессе общения с различными видами радиации.
Вывоз и утилизация твердых коммунальных отходов (ТКО)
Способы утилизация ТБО: захоронение, компостирование, пиролиз и плазменная переработка
Что входит в состав ТКО? Морфологический состав твердых бытовых отходов
Как рассчитать среднюю плотность ТКО?
Чем отличаются твердые бытовые отходы и твердые коммунальные отходы?
Правила сортировки твердых бытовых отходов
Появилась новая строка в квитанции – обращение с ТКО
Что такое твердые промышленные отходы, их классификация и способы утилизации
Утилизация жидких и твердых отходов
Вывоз ТБО из многоквартирных домов – это коммунальная или жилищная услуга?
Расшифровка понятий ТБО и КГМ: одно и то же или нет?
Правила организации и содержания контейнерных площадок для сбора ТБО
Радиоактивное загрязнение
Причины радиоактивного загрязнения
Среди важнейших радиоактивных источников следует назвать следующие:
Загрязняющие компоненты
Существует множество радиоактивных загрязняющих компонентов. Основной из них – это йод-131, во время распада которого происходит мутация и гибель клеток живых организмов. Он попадает и оседает в щитовидной железе людей и животных. Стронций-90 является очень опасным, откладывается в костях. Цезий-137 считается основным загрязнителем биосферы. Среди других элементов, опасен кобальт-60 и амерций-241.
Все эти вещества попадают в воздух, воду, землю. Они заражают предметы живой и неживой природы, и вместе с тем попадают в организмы людей, растений и животных. Даже если люди не имеют непосредственное взаимодействие с радиоактивными веществами, воздействие на биосферу оказывают космические лучи. Такое излучение наиболее интенсивно в горах и на полюсах земли, на экваторе – менее влияет. Те породы, которые залегают на поверхности земной коры, также выделяют излучение, особенно радий, уран, торий, встречающиеся в гранитах, базальтах и других магнетических породах.
Последствия радиоактивного загрязнения
Радиоактивные вещества имеют колоссальное влияние на всё живое в нашем мире. Они проникают в воздух, воду, почву и автоматически становятся частью биосферного круговорота. Избавиться от вредных веществ невозможно, но влияние их многие недооценивают.
Радиоактивные вещества могут оказывать внешнее и внутреннее воздействие. Существуют такие соединения, которые накапливаются в организме и наносят непоправимый ущерб. К особо опасным веществам относят тритий, радиоизотопы иода, торий, радионуклиды урана. Они способны проникать в организм и передвигаться по пищевым цепям, тканям. Попадая вовнутрь, они облучают человека и замедляют процессы роста молодого организма, обостряют проблемы у зрелого человека.
Вредные вещества достаточно легко приспосабливаются и имеют свои особенности, например, некоторые из них избирательно накапливаются в определенных органах и тканях. Ученые выявили, что некоторые вещества способны транспортироваться из растений в организм сельскохозяйственных животных, а далее вместе с мясом и кисломолочными продуктами попадают в организм человека. Как следствие, люди страдают от болезней печени и проблем с функционированием половых органов. Особо опасным последствием является влияние на потомство.
Радиоактивные вещества могут по-разному влиять на организм человека. Так, некоторые воздействуют уже через несколько минут, часов, в то время как другие способны проявиться через год и даже десятилетия. Насколько сильным будет воздействие, зависит от дозы радиации. Доза же зависит от мощности радиации и длительности её воздействия на организм. Очевидно, что чем больше человек будет находиться в радиоактивной зоне, тем серьезней будут последствия.
Установлено, что около 25% радиоактивных веществ, попадающих в организм через органы дыхания, остаются в нём. В данном случае внутреннее облучение во много раз сильнее и опаснее, чем внешнее.
Радиация способна кардинально изменить среду обитания человека и всех живых организмов на земле.
Крупнейшие катастрофы
За историю человечества можно назвать два крупных случая, когда произошло глобального радиоактивное загрязнение планеты. Это аварии на Чернобыльской АЭС и на АЭС Фукусима-1. В зоне поражения загрязнению поддалось все, а люди получили огромное количество радиационного излучения, что привело либо к смерти, либо к серьезным заболеваниям и патологиям, передающимся по наследству.
Все виды животных и растений могут нормально существовать в условиях оптимальной радиации, происходящей в естественной среде. Однако в случае аварий или любых других катастроф, радиационное загрязнение приводит к серьезным последствиям.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды
Источники радиоактивного загрязнения
При возникновении радиационных источников заражается местность, предметы и человек. Расщепленные изотопы атомов выбрасывают альфа, бета, гамма-частицы. Происходит процесс радиоактивного загрязнения.
Источники радиации делятся на 2 вида:
Первый вид происходит в естественных условиях без вмешательства человека. Второй – результат антропогенных действий.
Естественные источники радиации
К причинам природных радиоактивных загрязнений причисляют излучение межзвездных объектов и радионуклидов, образованных земной корой. Они могут быть долгоживущими, короткоживущими, образованными от взаимосвязи космических частиц с ядром атома.
Излучение, образовавшееся от взрыва звезд, рассеивается в межзвездном пространстве, но высокий процент энергии доходит до Земли. Оно состоит из опасных протонов и альфа-частиц.
Если бы планету не защищали атмосфера и магнитное поле, шансов на выживание у человечества не было бы. Больше всего космос поражает полюса, горные районы высотой более 2000 м.
Справка. Самолет с пассажирами, поднявшись на высоту 12 км, облучается в 25 раз больше, чем на земле.
Некоторые виды горных пород содержат торий, уран, радон. Например, песчаные пляжи Бразилии загрязнены изотопами тория, что говорит о повышенной радиации.
Самая большая опасность исходит от радона и его продуктов распада. Он предрасположен к миграции и повсеместному проникновению, нет запаха, бесцветен. Идентифицировать его без технологичного оборудования невозможно.
Антропогенные источники радиации
К естественному радиоактивному излучению человек своей деятельностью добавляет порцию опасных веществ. Угроза заражения идет от следующих техногенных объектов:
При заражении самые опасные загрязнители – частицы йода, америция, стронция.
Справка. 1964 стал годом, когда потерпел аварию спутник США, оборудованный ядерной установкой с 960 г радиоактивного плутония. 95% смертельно опасного вещества попало в атмосферу Земли.
Каждый изотоп имеет свой период распада. Это длится годами, десятками лет, столетиями.
