Что такое радиоактивное загрязнение
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.
Наименование радиоактивного вещества | Периоды полураспада | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Йод-131 | 8-10 суток | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стронций-90 | около 29 лет | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Америций-241 | 434 годаПоследствия радиоактивного загрязненияПроникающее излучение и тяжелые последствия радиоактивного загрязнения для окружающей среды сохраняются долгое время. Радиация оказывает негативное влияние на человека, животных, микроорганизмы, нарушает экологический баланс. Воздействие на человека и животныхОрганизм справляется с радиацией, пока доза облучения не превысит естественный фон в сотни раз. Превышение разрушает клетки человека, убивает иммунную систему. Незащищенный организм перестает сопротивляться, развиваются серьезные онкологические болезни. При получении высокой дозы облучения, происходит стремительное развитие острой лучевой болезни и человек погибает. Воздействие радиоактивного загрязнения зависит от типа вредных частиц.
Опасность зависит от полученных доз: Повышенный радиоактивный фон действует на зрение, молекулу ДНК, вызывает бесплодие, мутации. Радиационное загрязнение угрожает и животным. Крупный рогатый скот Белоруссии после Чернобыльской катастрофы уменьшился в размерах. Молоко коров содержит повышенное содержание йода-131. Снизилось количество особей птиц, питающихся зерном, из-за гибели 50% потомства. У птиц, для которых пищей служат насекомые, погибло 65% молодых особей. У животных развивается катаракта, уменьшается объем мозга.
Влияние на экологиюПовышенный радиационный фон ухудшает экологию Земли. Научно-технические достижения человечества, строительство АЭС, ГЭС, промышленных предприятий повышает уровень радиоактивного загрязнения в городах. Радионуклиды поражают почву, водоемы, атмосферу. Они вызывают нарушения экосистемы. После разрушения четвертого блока Чернобыльской АЭС пострадал хвойный лес площадью 650 гектаров в радиусе 30 км. Сократилась площадь посевных полей на 145 тысяч га из-за загрязнения радиацией. Опасные облака и выбросы обогнули планету, донесли негативные частицы до Италии, Франции, Испании, Германии. Последствия аварии будут ощущаться еще сотни лет. Методы борьбы с последствиями радиоактивного загрязненияОсновной способ защиты от радиоактивного загрязнения – это изоляция и недопустимость попадания частиц в организм с пищей, водой и воздухом. К методам борьбы с последствиями относят: Способ борьбы выбирается в зависимости от величины проблемы. Текущая ситуация радиоактивного загрязненияС конца XX века страны мира наращивают строительство АЭС, как более чистых источников энергии. Станции уменьшают выбросы соединений серы, азота. Построено почти 430 атомных реакторов. Но их использование связано с негативными последствиями для человечества. Повышается радиационный фон на планете из-за аварий, утечек ядерного топлива. В миреХалатное отношение человека привело к загрязнению морей Северной Атлантики – Северного, Норвежского, Белого, Гренландского, Баренцева. В 1993 году были сброшены радиоактивные отходы в Японском море. И количество источников загрязнения постоянно растет. Мировой океан ежегодно получает новые порции цезия-137, стронция-90, церия-144. Опасные вещества поедаются рыбами и попадают на стол человека.
В РоссииОбщий фон российской территории соответствует нормам. Но при исследованиях найдены сотни городов, где загрязнение повышенной радиацией может угрожать здоровью населения. Чернобыль 1986 года добавил миллионы вредных частиц, повысив радиоактивное загрязнение. По активности он равен 550 Хиросимам. Загрязнено 80% районов Белоруссии, Украины, до 20 областей России. Кроме аварийных ситуаций остро стоит вопрос об утилизации опасных отходов. Это сложный технологический этап. Проблему общего радиоактивного загрязнения усугубляет то, что ни на одной атомной станции нет безопасного оборудования для обеззараживания мусора. Не решен вопрос с уничтожением отработанных атомных лодок, которые стоят на стоянках временного хранения.
Все эти факты говорят, что радиоактивное загрязнение не улучшает экосистему планеты. ЗаключениеРадиация всегда была и будет. Важно, чтобы естественный фон не переходил в загрязнение, угрожающее природе и жизни на Земле. Бережное, внимательное отношение к источникам, дающим тепло и свет, предотвратит угрозу. Радиоактивное загрязнение и защита от радиацииРадиация может вести к генетическим мутациям, разрушать клетки и ткани организма, способствовать образованию канцерогенных веществ и химически активных свободных радикалов, повреждающих клетки организма. Известно, что свободные радикалы в небольших дозах всегда присутствуют в нашем организме, образуясь, например, при различных биохимических реакциях. Однако при воздействии радиации и химических загрязнений процесс образования свободных радикалов становится очень интенсивным. На защитные системы организма при этом падает непосильная нагрузка. Иммунные реакции подавляются и создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и опухолевых клеток. Организм утрачивает способность сопротивляться разнообразным заболеваниям. Непросто сегодня сохранить своё здоровье, выжить и вырастить здоровых детей. Для этого нужно уметь защищаться от вредного воздействия радиоактивных веществ, что во многом зависит от нас самих. Помочь себе в борьбе с загрязнением радиоактивными веществами мы можем, в частности, с помощью соответствующего питания. Очень важно, чтобы в рационе было достаточно антиокислителей (витаминов С, Е, А), которые обезжиривают свободные радикалы и тем самым противодействуют внутриклеточному окислению жиров, возрастающему при ионизирующем облучении. В зонах радиоактивного загрязнения внешней среды как работающие, так и население могут подвергаться внешнему и внутреннему (от попавших внутрь радионуклидов) облучению. Радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов) способны аккумулироваться в продуктах растительного и животного происхождения, откуда они вместе с пищей могут попадать в организм человека. После всасывания из пищеварительного тракта и лёгочной ткани радионуклиды накапливаются в органах и тканях. Поэтому применение мер профилактики должно быть своевременным. Выведение радионуклидов, циркулирующих в крови, в значительной степени происходит через кишечник, где они связываются с пектинами и другими пищевыми волокнами. Пищевые волокна содействуют выведению радионуклидов, они являются ценным компонентом продуктов. Много пищевых волокон в необработанном зерне, овощах и фруктах (столовая свёкла, редис, морковь, сладкий перец, тыква, зелёный горох, яблоки, абрикосы, цитрусовые, чёрная смородина). В ежедневном рационе должно быть в достаточном количестве минеральных солей калия, кальция и фосфора (насыщение ими организма препятствует накоплению радионуклидов). Хорошим источником калия являются курага, картофель, горох, томаты, чёрная смородина и др. Много кальция содержится в фасоли, капусте и моркови. Достаточно большое количество фосфора имеется в яйцах, крупах, ржаном хлебе. Особое внимание необходимо уделять достаточному потреблению витаминов и микроэлементов: Причины и последствия радиоактивного загрязнения местностиПонятие 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. Вас в школе обучали действиям во время ЧП на АЭС? 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.
Основные причины загрязненияРадиация образуется на планете в результате жизнедеятельности и космического излучения, которое не опасно для здоровья. Деятельность в сфере ядерных разработок может привести к возникновению загрязнения на любом этапе: от исследований до эксплуатации. Дополнительным фактором могут служить природные катаклизмы, как это было в Японии в 2011 году при аварии на АЭС. Основные источники радиоактивных загрязнений: Естественные источникиНекоторые источники загрязнения встречаются в естественной среде. Среди них выделяются постоянно действующие: В обоих случая доза облучения не угрожает жизни и здоровью человека. Существенное влияние на радиационный фон оказывают горные породы, которые могут содержать радиоактивные элементы. Такие зоны характеризует излучение от земной поверхности, усиливающееся в местах скопления следующих материалов: палладий, уран, радий, радон. Антропогенные источникиОсновную угрозу радиационному фону Земли представляют действия, выполняемые людьми: Развитие отрасли позволило решить ряд задач по поиску автономных источников электропитания, удешевлению электроэнергии. Техногенные аварииМеждународная организация МАГАТЭ, занимающаяся развитием атомной энергии, составила специальную семибалльную шкалу для оценки техногенных аварий. К настоящему моменту произошло только два события, получившие высшую оценку опасности: Подобные инциденты произошли по разным причинам. Несмотря на это, в отрасли ключевой приоритет деятельности – безопасность. Для этого новые объекты проектируют с учетом воздействия самых тяжелых негативных факторов. Последствия испытаний ядерного оружияКрупнейшие ядерные державы имеют полигоны для тренировки взрывов, а после полной отработки территория используется в качестве могильника. Например, такая ситуация сложилась на архипелаге Новая Земля (Россия), в штате Невада (США). В первом случае опасность исходит только в течение первого времени, во втором – от накопления, непосредственного контакта. Радиационные отходыРяд предприятий осуществляет деятельность в сфере обработки отходов, включая радиоактивные. Такие операторы обычно обслуживают ядерные объекты: электростанции, военные полигоны, научные лаборатории. Выделяется 3 вида радиационных отходов: По правилам безопасности такие отходы должны обрабатываться в специальной таре, исключающей утечку сырья в окружающую среду. Применяются следующие меры по обработке: упаривание, сжигание, прессовка, захоронение в могильниках. Утечки из реакторов или других радиоактивных источниковВ результате нарушения технологических процессов или несовершенства конструкции объекта может произойти непроизвольная утечка вредных веществ во внешнюю среду. На основании прошлых ошибок современные ядерные объекты надежно защищены от возможных ошибок оператора. Обычно последствия ошибок сразу оказываются крупными. Добыча и переработка радиоактивного сырьяНекоторые природные материалы обладают радиоактивным излучением: радий, радон, палладий, уран. Добыча указанных материалов ведется путем вскрытия горных пород и обработки каменной массы. Добываемые породы используются и в ядерной отрасли. Например, при производстве боевых ядерных ракет применяется уран, который обогащается до необходимого значения.
Действие радиации на организмПоследствие радиоактивного загрязнения сказывается на здоровье человека в самых тяжелых вариантах последствий. Ожог кожи, лучевое облучение, разрушения костей, изменение состава крови возникает при превышении радиации допустимого уровня. При этом низкие дозы, полученные от радиоактивных элементов, увеличивают риск возникновения разных заболеваний, например, рака. Полученную организмом дозу, принято классифицировать по физической величине измерения, называемой Зиверт. Это эффективная единица измерения, позволяющая оценить силу ионизирующего излучения с точки зрения объёма нанесённого вреда. Абсолютное значение зиверта является большим. На практике используются миллизиверт (мЗв), микрозиверт (мкЗв). Физический смысл действия радиации состоит в реализации следующих явлений: Международными требованиями по защите от радиации в 1990 году, а также нормативными документами НРБ-96 (1996 г.) оговорены следующие значения доз: Загрязняющие радиоактивные компонентыРадиационное загрязнение состоит компонентов, формирующих опасную среду. У каждого из них собственные физико-химические характеристики, главная из которых – период полураспада. Это срок, показывающий через какое время компонент утратит свои свойства до момента расщепления на части. Среди компонентов особенно выделяются по степени опасности и сроку полураспада:
Возможные последствияВлияние радиоактивного загрязнение на здоровье живых организмов и природы велико. Опасные вещества легко вступают в контакт с новыми живыми формами, накапливаясь в них и разрушая изнутри. Нарушаются физические и биологические функции организмов. Некоторый уровень радиации присутствует в окружающей среде и является допустимым. Превышение уровня – проблемы для биосферы, частью которой являются люди, животные, окружающая среда. Воздействие на человека и животныхРадиоактивное заражение попадает в живые организмы несколькими путями: В зависимости от объема попадания вредных веществ начинают проявляться негативные симптомы: чем дольше контакт с источником заражения – тем серьезнее симптомы. Проявление отрицательных признаков возможно в разные временные интервалы: от нескольких минут до десятилетий. Радиоактивные частицы проникают в клетки живых организмов, нарушая развитие особи. Симптомы проявляются следующие: кашель с выделениями крови, тошнота, головокружение, одышка, проблемы с кожей. Кроме нарушения текущего состояния, радиоактивное заражение приносит ряд болезней жертвам: бесплодие, анемию, мутации, катаракту, смену кровяного состава. Болезни влияют на оставшуюся жизнь и на потомство, которое может прекратиться. Влияние на экологиюМестность, которая оказалась подвергнута радиоактивному заражению, остается опасной до момента полного разложения всех вредных веществ. Срок оздоровления земли может достигать сотни лет. Ситуация осложняется тем, что опасные частицы проникают в почву и воду, тем самим распространяясь на новые территории, попадания к новым организмам. Зараженная территория опасна для посещения, а если визит состоялся, то живое существо является разносчиком болезней для незараженных территорий. Виды ионизирующих излученийАльфа-излучение — поток ядер гелия, заряд (+), малая проникающая способность, высокая степень ионизации. Бета-излучение — поток электронов, заряд (-), ионизирующая способность бета-излучения ниже, а проникающая способность выше, чем альфа-частиц. Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра — нейтронов. Имеет значительную проникающую способность и создаёт высокую степень ионизации. Текущая ситуация радиоактивного загрязненияПод влиянием естественных или антропогенных факторов на планете образовались основные источники радиоактивного загрязнения. К ним относятся: В миреВыделяются несколько очагов зараженных территорий в мире, где сосредоточены источники загрязнения: Одно из самых загрязненных мест в мире – Майлу-Суу в Киргизии. Здесь хранятся отработавшие элементы урановой добычи. В данном случае место косвенно связано с естественным источником загрязнения: здесь добывался уран. В РоссииНекоторые российские области затронула Чернобыльская авария: Брянская, Калужская, Тульская, Орловская, Рязанская области. Облако радиационных частиц после взрыва было подхвачено и рассеяно над северными регионами Украины, южными – Беларуси, юго-западными – России. Нормирование ионизирующих излученийДопустимые дозы ионизирующих излучений регламентируются Нормами радиационной безопасности (НРБ). Установлены три категории облучаемых лиц и три группы критических органов. Категория А и Б – персонал радиационных объектов Категория В — остальное население (не нормируется). 1 группа критических органов — всё тело, красный костный мозг; 2 группа — мышцы, щитовидная железа и др.; 3 — костная ткань и др. Например, при общем облучении для группы А норма 50 мЗв/год (5Р/год); для группы Б норма 10 мЗв/год (1Р/год); для группы В — 0,5Р/год. Радиационно опасные объекты (РОО) — это АЭС, испытательные ядерные взрывы; атомные суда, корабли, подводные лодки, реакторы в научно-исследовательских центрах. Ядерные реакторы — это устройства, в которых осуществляется управляемая реакция деления ядер урана и при этом кинетическая энергия превращается в тепловую. За счёт ядерной энергии урановые стержни разогреваются и отдают своё тепло прямому или промежуточному теплоносителю, который превращается в пар. Пар подаётся на турбогенератор и вырабатывается электроэнергия. Методы борьбы с загрязнениемЛиквидировать последствия заражения территории невозможно, поэтому земля изымается из хозяйственного оборота до момента полного самооздоровления. Основная задача работы с радиоактивными материалами – предотвращение утечек. Для этого используются специальные методы обработки отходов, включая их фильтрацию, изоляцию от внешней среды. Основные мероприятия на зараженной территории: Высокая скорость выполнения мероприятий препятствует распространению вредных элементов по округе. Причины и последствия радиоактивного загрязнения местностиПонятие 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.
Проблемы радиоактивного загрязненияК 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:
Причины и источники радиационного загрязненияАтомная промышленностьВ 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 энергетикаСССР — 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.
Ядерные взрывыМедицина и наукаПрименение 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 компонентыОсновными 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 загрязненияУровнем 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 загрязненияКлассификация 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 загрязненияНа 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
|