11.4. Влияние аэс на окружающую среду и специфика овос. Влияние на окружающую среду аэс

Влияние АЭС на окружающую среду

Основные типы атомных электростанций и их радиоактивные выбросы

Атомная электростанция (АЭС) – электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. АЭС работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U. 239Pu). Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленности, которая становится серьёзным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относительному увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.

Первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась преимущественно в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (август 1955, Женева).

Наиболее часто на АЭС применяются 4 типа реакторов на тепловых нейтронах:

1) водо-водяные с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя;

2) графито-водные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем;

3) тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя;

4) графито-газовые с газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.

Выбор преимущественно применяемого типа реактора определяется, главным образом, накопленным опытом в реакторостроении, а также наличием необходимого промышленного оборудования, сырьевых запасов и т. д.

На АЭС, тепловой реактор которой охлаждается водой, обычно пользуются низкотемпературными паровыми циклами. Реакторы с газовым теплоносителем позволяют применять относительно более экономичные циклы водяного пара с повышенными начальными давлением и температурой. При работе реактора концентрация делящихся изотопов в ядерном топливе постепенно уменьшается. Поэтому со временем их заменяют свежими. Ядерное горючее перезагружают с помощью механизмов и приспособлений с дистанционным управлением. Отработавшие ТВЭЛы переносят в бассейн выдержки, а затем направляют на переработку.

При авариях в системе охлаждения реактора для исключения перегрева и нарушения герметичности оболочек ТВЭЛов предусматривают быстрое (в течение несколько секунд) глушение ядерной реакции; аварийная система расхолаживания имеет автономные источники питания.

Экономичность АЭС определяется её основными техническими показателями: единичная мощность реактора, кпд, энергонапряжённость активной зоны, глубина выгорания ядерного горючего, коэффициент использования установленной мощности АЭС за год. Для экономики АЭС характерно, что доля топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии 30-40% (на ТЭС 60-70%).

Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа развития атомной энергетики была сокращена. После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е годы темпы роста замедлились, а в 1992-1993 гг. начался спад. При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению “парникового” эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.

Радиоактивные отходы появляются на АЭС из двух источников: главным является основной технологический контур АЭС, другим источником является вспомогательные установки, например, газовый контур, контур охлаждения. Источники радиоактивных отходов активационного происхождения, например, радиоактивные продукты коррозии или образующийся в процессах деления тритий (сверхтяжелый изотоп водорода), имеют активность, строго меняющуюся во времени по известному закону. Случайным источником являются продукты деления, попадающие в теплоноситель. Их активность в теплоносителе в каждый момент времени зависит от того, сколько негерметичных ТВЭЛов в этот момент эксплуатируется в активной зоне, какова степень их негерметичности. Поскольку этот процесс случаен, данный факт учитывается на АЭС при организации постоянного радиационного контроля за состоянием теплоносителя, количеством и темпом образования радиоактивных отходов.

Технологический процесс на атомной станции предусматривает постоянное удаление из теплоносителя присутствующих и образующихся в нем газов. Газообразные отходы образуются и при дегазации различных протечек теплоносителя, в бассейнах выдержки отработанного топлива, при дегазации растворов в баках выдержки.

Отводимые из контура и технологического оборудования газы состоят обычно из азота и водорода, содержат примеси водяного пара и содержат газообразные продукты деления - радионуклиды Kr, Xe, Ar. Перед выбросом в атмосферу газы вначале подвергают выдержке, в течение которой их активность уменьшается за счет распада радиоактивных нуклидов. Для исключения образования взрывоопасных смесей с водородом газы разбавляют азотом и сжигают в специальных устройствах.

Могут также образовываться радиоактивные отходы в форме аэрозолей - это микрокапли жидких радиоактивных сред и уносимые газовым потоком твердые микрочастицы. Аэрозоли могут также появляться в результате протечек теплоносителя. Радиоактивные аэрозоли и изотопы радиоактивного йода, которые также могут возникать при истечении теплоносителя, удаляются из помещений вентиляционными системами. Перед выбросом в атмосферу воздух, содержащий газы и аэрозоли, проходит очистку на аэрозольных и йодных фильтрах, а также на угольных фильтрах-адсорберах. Дозиметрический контроль за содержанием радионуклидов в удаляемом воздухе, контроль за работой систем вентиляции и эффективностью фильтров обязательно сопровождает процесс выведения газов из помещений АЭС.

Влияние АЭС на окружающую среду и особенности санитарно-гигиенических требований к их работе

Основное воздействие АЭС на живые организмы сказывается через канцерогенное влияние возникших и распространяемых от нее радионуклидов. Общее свойство радионуклидов - мощное мутагенное действие. Они могут вызывать мутации, т.е. изменять генетическое строение клетки, нарушать течение биохимических процессов и инициировать раковые заболевания.

Многие по-прежнему считают важным лишь общий уровень облучения, т.е. когда энергия атома рассматривается с точки зрения быстрого поражения живых организмов. Действительно, в случае с АЭС такое быстрое поражение случается лишь при авариях и катастрофах, однако при обычных условиях эксплуатации станции происходит постепенное накопление каждодневно небольших доз облучения. радионуклидов способны накапливаться в органах, тканях, почвах, водоемах и т.п. При этом их концентрация может возрастать в тысячи, и даже сотни тысяч раз. Это хорошо изученное в экологии явление так называемой биоаккумуляции радиоактивности.

Дополнительную сложность выяснению эффекта биоаккумуляции придает тот факт, что внутри организма радионуклидов распределены обычно неравномерно. Одни (например, тритий, радиоуглерод, рубидий-87, цезий-137) распределяются более или менее равномерно, другие концентрируются в определенных органах (например, стронций - в скелете, йод - в щитовидной железе).

Необходимо отметить, что концентрация радионуклидов зависит от множества факторов, а это значит, что даже незначительные исходные выбросы и концентрации радионуклидов могут непредсказуемо стать значимыми и опасными.

Один из самых обычных в выбросах АЭС радионуклид цезий-137. Он быстро "движется" в пищевых цепочках, и, попадая в организм человека, задерживается в мускульных клетках, являясь причиной одного из разновидностей раковых заболеваний саркомы.

Кроме того, к недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.

Безопасная работа АЭС может быть обеспечена при соблюдение следующих требований:

1) соблюдение принципа глубоко эшелонированной защиты, основанной на применении систем и барьеров на пути возможного выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду и системы технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффективности;

2) существовании система локализации аварии, которая включает в себя герметичные ограждения - защитную оболочку (гермооболочку) и спринклерную систему. Защитная оболочка представляет собой строительную конструкцию с необходимым набором герметичного оборудования для транспортировки грузов при ремонте и прохода через оболочку трубопроводов, электрокабелей и людей (люки, шлюзы, герметичные проходки труб и кабелей и т.д.).

3) наличие массивных строительных конструкций, которые обеспечивают надежную защиту персонала и населения от ионизирующего излучения.

4) постоянный контроль параметров среды в гермооболочке в процессе эксплуатации (давления, температуры, активности).

5) наличие спринклерной системы, которая разбрызгивает холодную воду внутри гермооболочки, конденсирует образующийся при течах первого контура пар и тем самым снижает давление и температуру в оболочке. Спринклерная система используется также для организации связывания йода, содержащегося в паре и воздухе герметичных помещений, для Чего на всос спринклерных насосов добавляется специальный раствор с метаборатом калия. Система состоит из 3-х независимых каналов подачи спринклерного раствора под оболочку, каждый из которых состоит из спринклерного насоса, водоструйного насоса, бака химреагентов, арматуры и трубопроводов.

6) существование система обеспечения радиационной безопасности персонала АЭС и населения.

Контроль выбросов АЭС. Опыт эксплуатации

Атомная электростанция - такое же производство, как и другие, поэтому во время основного технологического процесса - отвода тепла от активной зоны реактора для выработки электроэнергии, образуются и радиоактивные отходы. Поскольку из теплоносителя постоянно нужно удалять разнообразные примеси, при очистке теплоносителя выделяются радиоактивные газы. Захватывая микрочастицы жидкости и твердые микрочастицы, газы переходят в аэрозольную форму. Радиоактивные отходы также могут быть и жидкими, и твердыми.

Твердые радиоактивные отходы на АЭС - детали демонтированных частей оборудования, отработанные аэрозольные и прочие фильтры, различные приспособления с наведенной радиоактивностью и др. - при неправильном обращении могли бы попасть за пределы АЭС и стать опасными для людей. Именно поэтому на АЭС так организуются учет и хранение ТРО, чтобы абсолютно исключить их бесконтрольное попадание в окружающую среду. Все ТРО собирают в специальные контейнеры в местах их образования. Одновременно с загрузкой в контейнеры производится сортировка ТРО по уровню активности. Крупногабаритное оборудование разбирают и разрезают на части, часть твердых отходов сразу же перерабатывают - сжигают или прессуют (как, например, загрязненную спецодежду). Конечно, после сжигания дымовые газы ни в коем случае не выбрасывают сразу в вентиляционную трубу, вначале газы проходят систему грубых и тонких фильтров. В результате такой очистки от твердых частиц удаляемые газы практически уже не содержат радиоактивных веществ. Далее ТРО помещают в здание хранилища отходов. Емкость специальных ячеек для хранения ТРО рассчитывается так, чтобы они были заполнены не ранее, чем через 10 лет после начала эксплуатации АЭС, и, кроме того, чтобы была возможность создания дополнительных ячеек.

Существуют нормативные значения общей активности воздуха, удаляемой в сутки через вентиляционные трубы АЭС. Приведем небольшую таблицу для сравнения проектных величин для АЭС и нормативных величин, обеспечивающих спокойную жизнь населению и отсутствие вреда для окружающей среды. Во второй колонке таблицы представлено в процентах отношение проектных величин удаляемой активности к нормативным значениям.

Радиоактивные благородные газы	90%
Йод-131	5%
Долгоживущие нуклиды	11%
Короткоживущие нуклиды	12.5%

Как видно, проектируемые величины выбросов АЭС намного меньше тех норм, которые обеспечивают отсутствие загрязнения внешней среды. Однако эти оценки приведены для проектных выбросов, которые на самом деле намного выше тех, которые имеют место в реальности. Так, например, суточные газоаэрозольные выбросы на АЭС с реактором такого же типа - ВВЭР-1000 (речь идет о Хмельницкой, Запорожской АЭС) - составляют для радиоактивных благородных газов лишь 1.5%, для йода-131 - 0.4%, для долгоживущих изотопов - 0.02% от нормативов, задаваемых "Санитарными правилами проектирования и эксплуатации АЭС". Таким образом, газоаэрозольные выбросы АЭС в реальности не представляют никакой опасности для окружающей среды и населения.

Сам технологический процесс на атомной станции таков, что всегда сопровождается образованием жидких радиоактивных отходов. Это и понятно - сам теплоноситель представляет собой жидкость, системы охлаждения заполнены жидкостью, выполнение требований радиационной защиты (уборка помещений, стирка одежды, мытье в душевых и т.д.) также приводит к образованию жидких радиоактивных отходов.

Для снижения активности реакторной воды и поддержания постоянного химического состава теплоносителя часть его все время отводится на фильтры внутриконтурной очистки в блок спецводоочистки. В качестве фильтрующих материалов используются, например, ионнообменные смолы. Периодически их заменяют свежими, а отработанные смолы фильтров спецводоочистки, как и прочие фильтрующие материалы и растворы, собирают в емкости промежуточного хранения. После выдержки в течение определенного времени, чтобы успели распасться короткоживущие радионуклиды, эти ЖРО переводят в твердую фазу - заливают битумом. Далее с ними поступают так, как и с твердыми радиоактивными отходами. К следующей группе жидких отходов относится теплоноситель первого контура, часть которого сливают при проведении ремонтных работ в реакторном отделении или при перегрузке ТВС.

Поскольку на внутренних поверхностях оборудования образуются радиоактивные продукты коррозии, их частично удаляют, используя для этого дезактивационные и промывочные растворы. К жидким радиоактивным отходам относятся и воды бассейнов перегрузки, и воды баков аварийного запаса борной кислоты. Жидкими радиоактивными отходами являются и так называемые трапные воды - случайные протечки теплоносителя и обмывочные воды и растворы, использованные для дезактивации наружных поверхностей оборудования, а также полов, стен и потолков помещений. Из прачечных, где стирают спецодежду, моют обувь, тоже поступают жидкие радиоактивные отходы. Вода из душевых тоже может содержать радиоактивные вещества, но в таких малых количествах, что ее не относят к категории ЖРО, хотя поступают с ней так же, как и с прочими жидкими радиоактивными отходами. Все эти воды очищаются от радиоактивных и прочих химических веществ на установках спецводоочистки, а затем вновь используются в технологическом цикле АЭС. Так организуется оборотная система водоснабжения АЭС.

В проекте АЭС обычно предусмотрено создание двух систем хозяйственно-бытовой канализации - раздельно для зоны свободного и строгого режима. Бытовые стоки от строительной площадки, временного жилого поселка, подсобного хозяйства АЭС, рыбоводного комплекса отводятся в канализацию зоны свободного режима. Стоки при этом подвергаются полной билогической очистке и обеззараживанию.

В канализацию зоны строгого режима отводятся стоки санузлов реакторного отделения, спецкорпуса, здания переработки отходов, душевые воды санпропускников после их дозиметрического контроля. Если концентрация нуклидов в них превышает допустимую, душевые воды вначале направляются на спецводоочистку.

Стоки от вращающихся частей механизмов, загрязненные маслами и нефтепродуктами, дренажи и гидроуборка пола машинных залов, дизельгенераторных помещений, котельной проходят вначале через очистные сооружения. Чистая их компонента возвращается на повторное использование в системе водоочистки.

Конечно, поскольку различных загрязнителей - как радиоактивных, так и нерадиоактивных - в жидких радиоактивных отходах достаточно много, полностью очистить их невозможно. Поэтому после прохождения жидкими (радиоактивными и нерадиоактивными) отходами всей цепочки операций переработки (очистки) на выходе получают два продукта: первый из них удовлетворяет всем требованиям чистоты (он и используется в оборотном цикле водоснабжения), второй же продукт - радиоактивный концентрат, как уже говорилось выше, отверждается (битумируется) и поступает в емкости узла хранения.

Контроль возможных протечек в помещениях, где хранятся жидкие радиоактивные отходы, ведется постоянно. Вокруг здания - хранилища емкостей - пробурены скважины для постоянного контроля за состоянием грунтовых вод.

Организация переработки, хранения и контроля состояния жидких радиоактивных отходов на атомной станции позволяет абсолютно исключить попадание этих отходов в поверхностные и грунтовые воды. В этом отношении АЭС по отношению к окружающей среде можно с полным основанием считать практически безотходным производством.

biofile.ru

1.3 Воздействие атомных станций на окружающую среду

Как в любом другом случае, АЭС, будучи предметом высоких технологий, обладают рядом характеристик, которые автор считает нужным назвать.

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды. Наиболее существенные факторы:

а) локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве;

б) повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации;

в) сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;

г) изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС;

д) изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС, обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих 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 (ТЭС) на угле [6]. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды. [6]

Атомная электростанция (АЭС) — новый современный тип предприятий по производству электроэнергии. В основе ее производства лежат цепные реакции деления тяжелых ядер.

Ядерным горючим служат изотопы урана U-235 и U-238, Рu-239, Th -232, но для большинства АЭС используется только U-235 и U-238, получаемые из урановой руды.

При распаде этих элементов выделяется значительная энергия и, что особенно важно, освобождаются два-три нейтрона, обладающих кинетической энергией порядка нескольких МэВ; их называют "быстрыми".

Испускание при делении ядер урана и плутония нескольких нейтронов делает возможным осуществление цепной реакции. Каждый из нейтронов, образовавшихся при одном акте деления, если он будет захвачен ядром, вызовет появление новых нейтронов, способных, в свою очередь, вызвать реакции деления и т.д. Таким образом, будет происходить лавинообразное нарастание нейтронов деления и развивается цепочка делящихся ядер (цепная реакция). Приведенные нами процессы основаны на изученной работы Савенко В.С. «Радиоэкология» [5].

На взгляд автора, следует обозначить данные по АЭС в историко-географическом аспекте.

На территории бывшего Советского Союза используются гетерогенные реакторы двух типов — ВВЭР и РБМК. Это реакторы на тепловых нейтронах.

Аббревиатура ВВЭР расшифровывается как водо-водяной энергетический реактор. В данном случае это означает, что теплоносителем и замедлителем является вода.

РБМК — реактор большой мощности канальный (или кипящий). В реакторах этого типа замедлителем служит графит, а теплоносителем — вода.

В качестве исходного топлива в реакторах РБМК используется обогащенный уран. Реактор РБМК использовался и на Чернобыльской АЭС.

Кроме электроэнергии указанный тип реакторов, использующий смесь изотопов урана U-235 и U-238, производит Рu-239 — радиоактивный элемент, практически не встречающийся в природе.

Половину от общего количества урановой руды добывают открытым способом. Затем ее обогащают на фабрике, обычно расположенной неподалеку. Фабрики и создают проблему долговременного загрязнения, образуя огромное количество отходов, которые будут радиоактивны миллионы лет.

Отходы являются главным долгоживущим источником облучения населения, связанным с развитием ядерной энергетики. В результате переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, но они дают относительно небольшой вклад в дозы облучения по сравнению с другими этапами топливного цикла.

После обогащения ядерное топливо готово для сжигания. Величина радиоактивных выбросов при этом зависит от типа реактора и колеблется в широких пределах.

Последний этап топливного ядерного цикла - захоронение высокоактивных отходов, которые представляют наибольшую опасность для экологии. Цикл захоронения требует огромных средств, нуждается в совершенстве технологии утилизации отходов. Причем захоронению подлежит только часть отходов, другая часть – транспортируется в места их переработки. Таким образом, еще одну опасность представляет транспортировка, которая не должна осуществляться через населенные пункты.

В качестве ядерных отходов следует рассматривать и сами ядерные электростанции отслужившие свой срок.

Реальные выбросы и сбросы радиоактивных веществ при нормальной эксплуатации АЭС обычно много ниже допустимых, так что нормы по концентрация радионуклидов в окружающей среде вблизи АЭС безусловно выполняются [5].

Любая работающая АЭС оказывает влияние на окружающую среду по трём направлениям:

- газообразные (в том числе радиоактивные) выбросы в атмосферу;

- выбросы большого количества тепла;

- распространение вокруг АЭС жидких радиоактивных отходов.

В процессе работы реактора АЭС суммарная активность делящихся материалов возрастает в миллионы раз. Количество и состав газоаэрозольных выбросов радионуклидов в атмосферу зависит от типа реактора, продолжительности эксплуатации, мощности реактора, эффективности газо- и водоочистки. Газоаэрозольные выбросы проходят сложную систему очистки, необходимую для снижения их активности, а затем выбрасываются в атмосферу через высокую трубу, предназначенную для снижения их температуры.

Основные компоненты газоаэрозольных выбросов — радиоактивные инертные газы, аэрозоли радиоактивных продуктов деления и активированных продуктов коррозии, летучие соединения радиоактивного йода. В общей сложности в реакторе АЭС из уранового топлива образуются посредством деления атомов около 300 различных радионуклидов, из которых более 30 могут попасть в атмосферу.

Возникшие газы через микротрещины тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) попадают в теплоноситель. Согласно статистике один из 5000 ТВЭЛов имеет какие-то серьёзные повреждения оболочки, облегчающие попадание продуктов деления в теплоноситель [7].

Реактор типа ВВЭР образует в год около 40000 Ku газообразных радиоактивных выбросов. Большинство из них удерживается фильтрами или быстро распадаются, теряя радиоактивность. При этом реакторы типа РБМК дают на порядок больше газообразных выбросов, чем реакторы типа ВВЭР. [6].

Большая часть радиоактивности газоаэрозольных выбросов генерируется короткоживущими радионуклидами и без ущерба для окружающей среды распадается за несколько часов или дней. Кроме обычных газообразных выбросов время от времени АЭС выбрасывает в атмосферу небольшое количество радионуклидов — продуктов коррозии реактора и первого контура, а также осколков деления ядер урана. Они прослеживаются на несколько десятков километров вокруг любой АЭС [6].

В зависимости от характера аварии на атомной электростанции, радиоактивные вещества, выброшенные в атмосферу в результате взрыва или нештатной ситуации, попадают в окружающую среду и переносятся воздушными потоками, в зависимости от погодных условий, на различные расстояния от эпицентра аварии. Вся среда обитания, флора, фауна, находящаяся в зоне взрыва, будет подвергаться облучению. Концентрация и качественный состав радионуклидов, находящихся в радиоактивном облаке, зависят от характера взрыва. Если выброс радиоактивных элементов произошел в результате взрыва активной зоны реактора, то радиоактивные вещества поднимаются достаточно высоко в атмосферу и возможно их перемещение с воздушными массами воздуха на большие расстояния. Важным фактором выброса является температура и состояние реактора в момент аварии. Если реактор в момент аварии находился не в рабочем состоянии, то выброс короткоживущих радионуклидов мало вероятен, и наоборот, авария в момент ядерной реакции сопровождается образованием и выбросом короткоживущих элементов. Наряду с выбросом газообразной фракции радионуклидов из активной зоны реактора Чернобыльской АЭС были выброшены осколки топлива, графит, элементы конструкции и другие материалы с более высокой температурой плавления. Радиоактивное облако, распространяющееся на большие расстояния от места аварии, осаждается на землю с дождевыми осадками, абсорбируется на взвешенных пылинках воздуха, изменяет свою концентрацию и состав. В начальный период аварии короткоживущие радионуклиды, переносящиеся воздушными потоками, являются основными дозообразующими факторами внешнего облучения. В дальнейшем основной вклад в интегральную дозу облучения вносят долгоживущие радионуклиды цезий-134 и -137, церий-134, стронций-90 и другие, которые осаждаясь на землю, растения, водоемы, здания и обладая большими периодами полураспада, являются источниками гамма-излучения [5].

Рассматривая механизм воздействия радиации на организм человека, выделим следующие положения: пути воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм. Различные радиоактивные вещества по-разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента [8].

Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму. Радиоактивные частицы, находящиеся в воздухе, проникают в легкие во время дыхания человека. Далее вместе с кровью распространяются по всему организму. Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучение, способны облучить организм снаружи. Эти изотопы в значительной степени переносятся воздушными течениями и могут выпадать вместе с атмосферными осадками [8].

Высокой чувствительностью к радиации обладают у человека легкие, кишечник, желудок и яичники. Средней восприимчивостью к поглощению радиации обладают щитовидная железа, трахея, печень и селезенка. Менее чувствительными к радиации являются кожные покровы, костная ткань и костный мозг.

Таким образом, автор пришел к выводу о том, что любая работающая атомная электростанция оказывает многостороннее влияние на окружающую среду и здоровье человека, а для предотвращения негативных последствий нужны природоохранные меры и обеспечение экологической безопасности на данных объектах.

studfiles.net

Доклад - Влияние атомных электростанций АЭС на окружающую среду

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 влияний, которые влияют на экологическое благополучие окружающей среды.

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.

www.ronl.ru

Влияние АЭС на окружающую среду

Безопасная работа АЭС может быть обеспечена при соблюдение следующих требований:

6) существование система обеспечения радиационной безопасности персонала АЭС и населения.

biofile.ru

Влияние АЭС на окружающую среду

Кроме несомненных достоинств, электростанции, работающие на атомном топливе, приносят и вред. Больше всего страдает экологическая среда. Даже применение новейших технологий по очистки продуктов производственной деятельности атомной электростанции, не может обеспечить необходимый уровень безопасности.

Виды загрязнений среды

Отдельной строкой можно выделить загрязнение тепловое. Принцип работы АЭС строиться на постоянном охлаждении конденсаторов паровой отработки турбин.

Низкий КПД водяного охлаждения компенсируется прокачкой огромных объемов охлаждающей жидкости (воды) из водохранилища и обратно. Назад в хранилище отработанная жидкость возвращается в перегретом виде, нарушая как баланс тепловой инфраструктуры, так и грунтовый и биологический.

Круговорот воды использованной в охлаждении АЭС и насыщенный различными производными, можно представить следующим образом:

Закачка воды для охлаждения;
Возврат в водохранилище;
Испарение;
Выпадение осадков;
Попадание в грунт и изменение химического состава подземных водоносных слоев;

Методы предотвращения загрязнений

Наиболее оптимальным способом предотвращения вредного теплового загрязнение, является изоляция гидросистемы АЭС, от окружающих водных ресурсов, путем сооружения замкнутых искусственных водохранилищ.

Другой метод, заключается в строительстве гигантских градирен, обеспечивающих относительно безопасное локальное охлаждение.

Наиболее приемлемым вариантом использования тепловой энергии, будет модернизация АЭС в АТЭЦ. В этом случае происходит замкнутая магистральная система выработки тепловой и электрической энергии. Поскольку использование АЭС в будущем только увеличится, в приоритете исследовательской деятельности должны быть наработки минимизирующие данные загрязнения.

promdevelop.ru

Воздействие атомных станций на окружающую среду

Отметим наиболее существенные факторы -

· локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

· повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

· сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

· изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

· изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов- охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих 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 (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий атомных электростанций - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Видно, что все вопросы защиты окружающей среды составляют единый научный, организационно- технический комплекс, который следует называть экологической безопасностью. Следует подчеркивать, что речь идет о защите экосистем и человека, как части экосферы от внешних техногенных опасностей, т.е. что экосистемы и люди являются субъектом защиты. Определением экологической безопасности может быть утверждение, что экологическая безопасность - необходимая и достаточная защищенность экосистем и человека от вредных техногенных воздействий

Обычно выделяют защиту окружающей среды как защищенность экосистем от воздействий атомных станций при их нормальной эксплуатации и безопасность как систему защитных мер в случаях аварий на них.

Как видно, при таком определении понятия "безопасность" круг возможных воздействий расширен, введены рамки для необходимой и достаточной защищенности, которые разграничивают области незначимых и значимых, допустимых и недопустимых воздействий, о чем разговор пойдет ниже. Отметим, что в основе нормативных материалов по радиационной безопасности лежит идея о том, что слабейшим звеном биосферы является человек, которого и нужно защищать всеми возможными способами. Считается, что если человек будет должным образом защищен от вредных воздействий АС, то и окружающая среда также будет защищена, поскольку радиорезистентность элементов экосистем как правило существенно выше человека.

Атомные электростанции оказывают на окружающую среду - тепловое, радиационное, химическое и механическое воздействие. 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 токсикогенных веществ в экосфере.

Итак, санитарные нормативы предельно-допустимых концентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения, пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных, критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.

Разнообразные техногенные воздействия на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующую нормальной эксплуатации, и случайную компоненту, зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемого объекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснее авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Эти воздействия и соответствующие им последствия могут быть разбиты на незначимые, допустимые и недопустимые области.

По-видимому, разумно ввести некоторые относительные коэффициенты вредности воздействий на данные элементы экосистем по отношению к некоторым эталонам. Разумеется, в качестве эталона мог бы быть взят человек. Например, нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно для человека, а смешанные леса и кустарники - в 5 раз меньшую. Учитывая, что воздействия АС на биосферу не ограничиваются лишь радиационными факторами, ясно, что реальную защиту окружающей среды следует строить на основе нормативного эшелонирования защит от всех воздействий, влияющих на состояния экосистем. Меры предупреждения опасных воздействий, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должны приниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. В пределе эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.

В настоящее время принято обосновывать экологическую безопасность атомных электростанций при их проектировании в несколько стадий.

В начале работ, до реального проектирования АС разрабатывается т.н. Концепция экологической безопасности АС, в которой оценивается состояние окружающей среды в районе предполагаемого строительства АС и определяется уровень допустимых воздействий на природное окружение, т.е. тот уровень, который

· согласуется с природоохранным и санитарно-гигиеническим законодательством,

· учитывает социальные аспекты экологической безопасности - сохранность ценных природных комплексов, возможные изменения в жизненном укладе населения, структуре землепользования региона, а также предполагаемую реакцию населения,

· обеспечивает отсутствие значительного вмешательства в природные процессы и серьезных воздействий на биогеоценозы на прилежащих к АС территориях.

Затем, в рамках Технико-экономического обоснования - ТЭО разрабатывается Оценка воздействий АС на окружающую среду - АВОС АС, а далее, уже на стадии проекта АС разрабатывается т.н. Обоснование экологической безопасности - ОЭБ АС, в котором подтверждается соответствие технических решений требованиям Концепции охраны окружающей среды в регионе.

Эти материалы тщательно анализируются в рамках Экологической экспертизы, проводимой независимыми экспертами.

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода первого контура выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. На Рис.3 показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие как ветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществ на рисунке не показаны:

Ограничение опасных воздействий АС на окружающую среду

Атомные станции и другие промышленные предприятия региона оказывают разнообразные воздействия на совокупность природных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы и предназначено 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 конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Выше весьма схематично были обрисованы задачи моделирования таких воздействий. Ясно, что критические значения экологических факторов должны быть предметом специальных исследований биологов.

Подход к нормированию антропогенных воздействий может быть основан на эколого-токсикогенной концепции, т.е. необходимости предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.

Чтобы избежать травмирования экосистем должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ в организмы особей, другие пределы воздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях. Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следует определять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когда накопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигаться критическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, в том числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и синергетические, т.е. перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды состоят в том, что

· должны быть исключены необоснованные техногенные воздействия,

· накопление вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные пределы,

· поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов.

Ущерб от эксплуатации АС есть количественна характеристика вредных последствий эксплуатации АС, в том числе в результате аварийных воздействий. Обычно различают материальные, радиационные, социальные и экологические компоненты ущерба. Наиболее сложной является задача определения экологического ущерба, под которым следует понимать неблагоприятные изменения в экосистемах - потери их продуктивности, свойств саморегулирования, существенные изменения их видового разнообразия. Можно говорить о радиоэкологическом ущербе как результате облучения элементов экосистем, приводящего к потерям популяций, сдвигам в экологическом равновесии или жизненных циклах компонентов.

Наиболее зримый ущерб - это физические потери, гибель компонентов популяций. К таким последствиям можно относить и болезни, приводящие к потерям функции воспроизводства. В живой природе связи между воздействиями и последствиями формируются под влиянием многочисленных факторов, которые с трудом поддаются детерминированному выявлению. Поэтому исходы следует считать величинами случайными и использовать для их описания методы теории вероятностей. В этой связи часто используют такую вероятностную категорию, как экологический риск, определяемый как вероятность гибели элементов популяций в результате некого воздействия.

На этом пути немедленно встает вопрос о зависимости между величиной воздействия и вероятности гибели особей. Известно, что среди биологов есть много сторонников пороговой концепции воздействий, когда допускается отсутствие последствий при воздействиях, интенсивность которых меньше определенных пороговых значений. Именно так, например, принято описывать токсическое действие вредных веществ.

Строго говоря оптимизация безопасности АС - это комплексная задача, цель которой найти оптимальные условия функционирования АС по всем значимым ее компонентам - техническим схемам и параметрам оборудования, защитным системам, правилам эксплуатации и обслуживания, с учетом характеристик площадки и внешнего окружения. При такой оптимизации нужно учитывать все компоненты расходов и возможные потери по всем вариантам развития аварийных процессов. Поскольку задача в такой постановке слишком громоздка, часто расчленяют ее на более элементарные. Так в соответствии с рекомендации МКРЗ говорят об оптимизации радиационной безопасности. Можно подобным образом ставить вопрос об оптимизации безопасности экосистем.

Нормы защиты окружающей среды должны предусматривать обязательное восстановление качества среды, т.е. необходимую дезактивацию территорий, рекультивацию пахотных земель, очистку воды водоемов. Желательно, чтобы в проектах АС были предусмотрены средства борьбы с чрезмерным загрязнением окружающей среды и для эффективного восстановления качества окружающей среды. Такие меры как фильтрационная очистка водоемов, промывка загрязненных участков с последующим сбором и очисткой всех сливов с загрязненных участков, временные укрытия особо ценных участков могут быть вполне экономически целесообразны и эффективны. Цель этих мероприятий - недопущение поступлений в элементы экосистем вредных веществ в количествах, превышающих возможности их экологических емкостей. Эти мероприятия составляют тот комплекс, который называют управлением состояния системы Атомная станция + Окружающая среда.

Естественная и искуственная радиоактивностьДействие ионизирующего излучения на организмРадиационно-опасные объектыФакторы опасности, безопасность населенияВлияние радиации на организмы, растения, животныхТехногенные источникиПоглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфереСвязь солнечной радиации и климата

biofile.ru

11.4. Влияние аэс на окружающую среду и специфика овос

Экологическими проблемами атомных электростанций занимались видные экологи В. И. Булатов, Ю. А. Егоров, Д. А. Криволуцкий, А. А. Кошелев, В. Г. Линник, А. Ш. Резниковский, Л. Н. Шапиро и др. С. М. Говорушко (1999) представил общую схему влияния атомной энергетики на природную среду, которая представлена в табл. 7.

Таблица 7

Схема влияния атомной энергетики на природную среду

Вид воздействия			Изменения в природе	Меры по снижению последствий
1			2	3
Строительство атомных электростанций
Изъятие земельных ресурсов			Уничтожение ПТК, невозможность дальнейшего использования земли	Использование наименее ценных территорий, снятие плодородного слоя почвы
Расчистка участка, перемещение грунтов, взрывные работы			Уничтожение растительности, миграция животных, загрязнение атмосферы и т.д.	Компенсационное создание аналогичных ландшафтов
Социально-экономический			Влияние временного контингента рабочих и их семей на социально-культурную среду, переселение местных жителей	Участие населения в обсуждении проекта, создание объектов социальной инфраструктуры, выбор другой площадки
Зактор беспокойства для животных			Снижение численности животных	Регламентация работ. Компенсационные меры
Безвозвратное изъятие земель			Уничтожение прежних ПТК	Строительство градирен, использование неудобий
Эксплуатация атомных станций
Водозабор			Затягивание гидробион-тов в водозаборные устройства	Установка предохранительных решеток, фильтров
Сброс теплых вод			Потеря воды при испарении, тепловое загрязнение водоема-охладителя	Утилизация избыточного тепла. Компенсационные мероприятия
Выбросы в атмосферу, воду и почвы			Загрязнение почв, атмосферы, водного бассейна	Совершенствование технологии очистки выбросов, компенсационные мероприятия
Загрязнение природных сред радионуклидами всех форм			Облучение людей и животных, приводящее к нарушениям физиологических процессов в организмах и необратимым изменениям в них	Жесткое соблюдение технологии защиты объекта и окружающей среды. Превентивные меры
Сброс радиоактивных сточных вод при перегрузке кассет ТВЭЛов			Нарушения физиологии гидробионтов, генетические отклонения	Сорбция с применением неорганических сорбентов, «мокрое сжигание» неорганических веществ
Промывка и консервация оборудования		Нарушение газообмена и теплового баланса водоема, гибель планктона, бентоса, ухудшение качества воды			Разрушение комплекса м таллов с реагентами, ш ление металлов в осадсм разрушение органическ: соединений
Демонтаж АЭС
Ионизирующее излучение	Облучение людей и животных, вызывающее различные нарушения в физиологии				Разработка методов демон жа, дезактивация оборудования и сооружений

По радиационному воздействию на человека и окружающую природную среду нормально работающую АЭС можно считать безотходным производством. Однако это упрощенный подход, так как существует чисто техническая проблема безопасности реакторов.

При проектировании АЭС подразумевается максимально возможное соблюдение технологии производств и мер экологической безопасности объекта. Тщательное геологическое и гидрогеологическое обоснование должен пройти выбор места создания АЭС. АЭС являетси землеемким предприятием. Изъятие земель связано со строительством прудов-охладителей, поселков, санитарно-защитных зон, специальной дорожно-транспортной сети и т.д.

В первую очередь надлежит обратить внимание на тектоническое строение территории (наличие разломов земной коры, сейсмичность), наличие карстующихся пород и карста, оползневых процессов и других эндо- и экзодинамических геоморфологических процессов. Принцип «легче предупредить, чем лечить» в случае проектирования атомных станций должен соблюдаться абсолютно.

Расчет водохозяйственного баланса и прогноз теплового загрязнения водоемов — также важнейшее звено в ОВОСе АЭС. Влияние водоемов-охладителей на окружающую территорию особенно сильно и зимний сезон года, когда температурный контраст двух подстилающих поверхностей — снега и воды может достигать 20-30 "С. Микро климатический эффект проявляется в увеличении влажности воздуха образовании туманов. Вблизи водоема увеличивается выпадение конденсационных осадков; наблюдается обмерзание линий высоковольтных электропередач.

Что касается всего ядерно-топливного цикла, то спектр экологических проблем здесь достаточно широк, он включает:

загрязнение от обширных хвостохранилищ, которые обычно и качестве временной меры покрывают слоем земли;
поступление в атмосферу и водоемы отходов гидрометаллургических заводов по переработке урановой руды;
выбор мест для могильников для радиоактивных отходов.

Это относительно самостоятельная проблема. Необходимо оценить следующие факторы природной среды: частоту и интенсивность землетрясений и современных движений земной коры; гидрогеологические и гидрохимические условия, мощность слоя активного водообмена, связь подземных и поверхностных вод; предусмотреть меры по ликвидации потенциальных экологических аварий и катастроф, с просчетом стоимости их ликвидации. Кроме того, сам могильник должен иметь несколько защитных оболочек вокруг радиоактивных продуктов. Захоронение твердых средне- и низкоактивных отходов возможно в приповерхностных хранилищах. В проекте должно быть предусмотрено основных требование при их размещении — минимизация утечки радионуклидом

Серьезную опасность для приповерхностных хранилищ может представлять периодическое подтопление при сезонном колебании уровня грунтовых вод. Этот процесс на локальном, внутриландшафтном уровне проявляется индивидуально в зависимости от мезо- и микрорельефа, крутизны склона, почвообразующих пород. В,этом заключается сложность составления прогноза (ОВОСа). Изучение физико-географических и экологических последствий аварии на Чернобыльской АЭС показало, что ответная реакция ландшафтов на воздействие радио нуклидов по своей интенсивности неоднозначна и во многом определяется внутриландшафтными условиями.

studfiles.net