Зверев В.Л. Экология России. Проблемы природопользования и среды обитания. Краеведение. Учебные практикумы

Подождите немного. Документ загружается.

221

При курении 20 сигарет в организм поступает 1-4мкг кадмия. У

курильщиков вдвое выше содержание кадмия в почках и печени относительно

некурящих.

Широкое промышленное использование приводит к значительному

загрязнению кадмием окружающей среды, что вместе с токсическими свойствами

элемента делает его приоритетным токсикантом среды обитания.

Таблица 7.2.1.

Значение избытка и недостатка химических элементов в

питании животных и

человека.

Элементы Последствия, симптомы.

-Mo -Sn -V -F Кариес зубов

-Fe -Cu -Zn -Co Анемия /особенно у детей/

-Со, - I Эндемический зоб, анемия,остеодистрофия

+Со -..........................Бронхиальная астма, кардиомиопатия, гиперплазия

щитовидной железы

+Mo Эндемическая подагра, нарушение кроветворения,

желудочно-кишечных функций, бесплодие

+Pb Невралгия, бессоница,поражение головного

мозга, нервной системы, почек, желудочно-кишечного

тракта, сердечно-сосудистые и раковые заболевания

-Cu Нарушение синтеза гемоглобина

+ Сu Тератогенез, эмбриоцидное действие

+Sr Рахит, остео и хондродистрофия

+B Энтерит

+Hg Дисфункция нервной системы, болезнь минамата

-As Депрессия роста, угнетение синтеза мочевой кислоты

+As Поражение сердца и сосудов, печени, желудочно-

кишечного тракта. Мутагенез,тератогенез

-Мn Нарушение роста, деформация скелета

+Mn Угнетение роста, патология щитовидной железы

нервные расстройства

-Zn Угнетение роста, умственное и половое недоразвитие,

усиление диабета, облысение

+Zn Раковые заболевания, дерматиты

-Cr Атеросклероз, сахарный диабет

222

+Cr Дистрофия печени, почек,желудочно-кишечного тракта,

Канцерогенез, мутагенез

+Cd Поражение почек, нервной системы, половой и легочной

функции. Болезнь ита-ита

-Ni Нарушение функций щитовидной железы,

репродуктивной функции

+Ni Поражение нервной системы, аллергические реакции,

канцерогенез, тератогенез и эмбриоцидное

действие

+Se Токсикоз

-Se Кардио- и онкозаболевания, болезнь Кешана и Кашина-Бека

+V Нервные

расстройства, канцерогенез

+F Деформация скелета, дистрофия

-Mg Сердечная недостаточность, расстройство сна

-Са Деформация скелета

-Р Нарушение скелетообразования

-Cl -Na Нарушение функции почек

-К Нарушение роста, астения

Вопросы и задания.

1. 1.Чем отличаются макро и микроэлементы?

2. 2.Переечислите 13 макроэлементов, слагающих 98,8% массы живого вещества.

3. 3.Какой коэффициент характеризует обогащение живого вещества

микроэлементами%

4. 4.Перечислите 12 жизненнонеобходимых микроэлементов.

5. 5.Что такое верхняя и нижняя пороговые концентрации микроэлемента?

6. Почему микроэлементное загрязнение биосферы происходит необратимо?

7. Нарисуйте схему реакции населения на воздействие

микроэлементного

загрязнения.

8. Что такое почвенно-геохимический фон?

9. Как рассчитываются коэффициенты контрастности и кларки концентрации?

223

10.Что такое коэффициент биологического поглощения?

11.Назовите источники микроэлементного загрязнения биосферы.

12.Как определяется техногенное происхождение атмосферных аэрозолей?

13.Назовите микроэлементы - приоритетные токсиканты биосферы.

14.Какие микроэлементы вызвали болезни минамата и ита-ита?

15.Какие микроэлементы наиболее токсичны в водной среде?

16.В состав какого витамина входит кобальт?

17.Назовите полезные свойства селена.

18.Где

образуется метилртуть, чем она опасна?

19.Назовите основной источник свинцового загрязнения биосферы.

20.В чем проявляется особая токсичность кадмия?

8.РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ.

15-летию Чернобыльской экологической катастрофы

посвящается.

Радиоэкологическая ситуация на территории России сложилась под

действием двух факторов:

1. Испытания ядерного оружия.

2. Мирное использование атомной энергии.

Испытания ядерного оружия имели,

в основном, скрытые токсические

последствия для населения России.

Мирное использование атомной энергии, сопровождавшееся

радиационными катастрофами /Челябинск-65, 1957 г., Чернобыль, 1986 г./

224

вызвало лучевые поражения и гибель большого числа людей, а также

радиационное загрязнение обширных территорий. Соответственно

радиоэкологическую ситуацию и экологические проблемы создавали следующие

источники ионизирующих излучений:

1. Глобальное и региональное рассеяние продуктов взрывов ядерного оружия.

2. Подземные ядерные взрывы.

3. Челябинский и Чернобыльский катастрофические взрывы.

4. Деятельность атомных предприятий и устройств / космические аппараты,

ядерные силовые установки ВМФ, ядерно-технологические комплексы -

радиохимические заводы, исследовательские реакторы, действующие АЭС/.

5. Радиоактивные отходы.

6. Естественная радиоактивность.

Все виды использования атомной энергии и радиоактивного распада в

России сопровождались технологическими авариями с радиоактивным

загрязнением окружающей среды, радиационным поражением персонала и

населения.

8.1.Глобальное и региональное рассеяние продуктов взрывов ядерного

оружия.

Первоначальную основу радиоактивного загрязнения России составили

продукты взрывов ядерного оружия, интенсивно проводившихся в атмосфере до

1963 г. на испытательных полигонах. К 1992 году США, СССР, Франция,

Великобритания, Китай взорвали 2053 ядерных зарядов, из которых США

испытали 1093, включая 200 атмосферных. В СССР взорвано 715 зарядов,

225

включая 212 атмосферных. США и СССР прекратили атмосферные испытания

ядерного оружия в 1963 году. Франция продолжала их до 1975 года, Китай до

1981 года.

Наиболее опасные экологические последствия для населения России

создали испытания ядерного оружия на Новоземельском полигоне, где с 1955

года провели 120 атомных взрывов, из них 79 воздушных. На ядерном полигоне

Новой Земли происходила интенсивная,

массированная отработка атомного

оружия второго поколения - термоядерной водородной бомбы.

30 октября 1961 года на Новой Земле, произвели самый мощный

одиночный ядерный взрыв в атмосфере за всю историю мировых ядерных

испытаний. Его полная мощность составила 58 мегатонн, что эквивалентно целой

серии взрывов из 12 атомных бомб средней мощности /~ 5 мгт/.

Только за 8 месяцев 1961-62 гг. в атмосфере над Новой Землей взорвали

ядерного оружия суммарной мощностью 300 мегатонн, что превосходит общую

мощность атмосферных испытаний всех остальных ядерных держав за период о

1945 по 1980 годы. Мощность каждой серии 12 взрывов октября 1961 года и 10

взрывов сентября 1962 года соответствует суммарной мощности американских

атмосферных ядерных испытаний с 1945 по 1963г.

Работа новоземельского ядерного полигона произвела самую мощную

инъекцию искусственных радионуклидов в атмосферу Северного полушария, в

биосферу Земли. Один месяц новоземельских испытаний превосходит

экологические последствия всех американских за 18 лет. По оценке научного

комитета ООН по действию атомной радиации мировые атмосферные ядерные

испытании создали коллективную эквивалентную дозовую нагрузку населения

226

Земли, равную четырем годовым нормам или 30 млн. человеко/зиверт.

Конкретные экологические последствия такой радиационной нагрузки

ответственны за сокращение жизни от онкологических заболеваний у 1,5 млн.

человек. Менее известны более опасные мутагенные последствия радиационного

облучения населения планеты, которые вызывают патологические изменения в

молекулах ДНК - носителях генетической информации. Мутационный процесс

ведет к развитию врожденных

уродств и отклонений от нормального развития у

потомков людей, подвергшихся воздействию радиации.

Первые оценки радиационной опасности ядерных испытаний для

населения выполнил в 1958 году академик А.Д.Сахаров. По его расчетам,

атмосферный взрыв мощностью в 1 мегатонну вызовет за 5 тысячелетий смерть

10 тысяч потомков от канцерогенных заболеваний, поражений генетической и

иммунной систем организма

. В результате ядерных испытаний радиоактивность

атмосферы, почв и поверхностных вод Северного полушария возросла в десятки и

сотни раз относительно доядерной эпохи. На территории России сформировалось

несколько радиоактивных аномалий от глобальных ядерных выпадений

/Прибалтика, Северный Кавказ, Полесье/. Например, в белорусском полесье в

1960-х годах концентрация бомбового цезия-137 в коровьем молоке

достигала

1000 Бк/л (Рис.11.).

Спустя 30 лет после запрещения ядерных испытаний в атмосфере осколки

атомных бомб еще распадаются в биосфере Земли, в дождях, реках, почвах... в

крови животных и людей.

Наибольшую экологическую опасность представляют испытания ядерного

оружия в атмосфере. Продукты ядерного взрыва поднимаются на большую

227

высоту и подвергаются глобальному рассеиванию на обширных пространствах

планеты. Например, радионуклиды американских ядерных испытаний,

проводившихся на полигоне в штате Невада, достигали Иваньковского

водохранилища, откуда пьет воду вся Москва, за 10-15 дней. Аналогичным

образом рассеивались радиоактивные продукты советских, французских,

китайских ядерных взрывов.

Основные экологические последствия ядерных испытаний определяются

глобальным рассеиванием наиболее биологически опасных

долгоживущих

радионуклидов: радиоуглерода -

С с периодом полураспада 5600 лет, изотопа

водорода трития - Т с периодом полураспада 12 лет, радиоцезия -

137

Cs с

периодом полураспада 30 лет, радиостронция -

Sr с периодом полураспада 29

лет. За время атмосферных испытаний в приземные слои атмосферы поступило

20⋅10

Кюри стронция - 90 и 26⋅10

Кюри цезия-137.

Кроме радиоактивных аномалий от глобального рассеивания продуктов

ядерных взрывов на территории России в окрестностях ядерных полигонов

образовались региональные аномалии. Вокруг Семипалатинского полигона от

взрывов 1949 - 52 гг. произошло значительное радиоактивное загрязнение

территорий Алтайского края, Кемеровской, Новосибирской и др. областей

Сибири. На континентальной части европейского Севера загрязнений от

испытаний на полигоне о. Новая Земля в настоящей время не обнаружено.

Радиоактивные аномалии сохраняются на территории самого архипелага.

В Оренбургской области, вокруг эпицентра ядерного взрыва 1954г. на

Тоцком полигоне до сих пор сохраняются надфоновые уровни загрязнения

цезием-137. В этих испытаниях под руководством И.В.Курчатова и Г.К.Жукова

228

участвовали 44тыс.человек. Из них 43 тыс.условного противника не дожили до

настоящего времени.

Основными факторами, определяющими миграцию и накопление

радионуклидов в почвах, являются коллоидные свойства почв и их

минералогический состав. Радионуклиды / цезий, стронций, плутоний/ хорошо

поглощаются минеральной частью , особенно глинистыми минералами, а также

органо-глинистым комплексом, который удерживает основную массу

радионуклидов

в первые годы после поступления.

Уже после закрытия Новоземельского ядерного полигона в печати

появились сведения о сейсмичности Новой Земли, где с 1977 по 1986 гг.

произошло 4 землетрясения от 4,6. до 6,5 баллов по шкале Рихтера. Влияние

ядерных взрывов на активизацию сейсмической активности изучалось в СССР и

за рубежом. Наиболее неблагоприятными экологическими свойствами

наведенных, техногенных землетрясений служат их непредсказуемость и

неуправляемость .

8.2. Подземные ядерные взрывы.

Известно 117 мест подземных ядерных взрывов, осуществленных "в

интересах народного хозяйства" на территории СССР. 93 из них приходится на

Россию. Эти взрывы проводились для создания подземных газохранилищ,

увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов, для выемки грунта, с целью

глубинного сейсмозондирования и др. Народно-хозяйственную"ценность" этой

деятельности намного превосходят неблагоприятные экологические последствия,

в частности, радиационные. Активность образовавшихся при подземных взрывах

229

радионуклидов оценивается в несколько миллионов кюри. Этот подземный

Чернобыль геологической среды располагается на глубинах 600 - 2800м и требует

тщательного изучения, а при необходимости реабилитации.

Созданные в 1980-84 гг. ядерными взрывами 15 подземных емкостей

общим объемом 600 тыс.м

в соленосных пластах Астраханского газо-

конденсатного месторождения невозможно использовать по назначению для

хранения газового конденсата из-за неблагоприятных экологических последствий.

Под влиянием пластичности соленосных толщ происходит существенное

уменьшение объемов емкостей и увеличение пластового давления. На устьях

буровых скважин сформировались радиоактивные аномалии, вследствие

неконтролируемого выноса на поверхность высокорадиоактивных растворов.

В 1964 году

на Осинском нефтепромысле Пермской области взорвали два

подземных ядерных заряда мощностью по 7,6 килотонн, чтобы повысить

нефтеотдачу. Радиоактивные продукты деления распространились с пластовыми

водами и нефтью по площади месторождения, создав радиоактивную аномалию

диаметром 10 км, вокруг взрывных скважин. В приустьевой зоне и на

оборудовании эксплуатационных скважин произошло накопление радионуклидов.

В 1971 году в Пермской области осуществили экскавационный групповой

ядерный взрыв трех зарядов по 5 килотонн для создания траншеи-выемки в

заболоченной местности. В 1990 г. площадь загрязнения от этих взрывов

составляла 1 км

В 1974 году на объекте "Кристалл" /п.Удачный,Якутия/ произвели

подземный ядерный взрыв мощностью 2 килотонны для создания плотины

хвостохранилища вспучиванием пород. Спустя 20 лет после взрыва на объекте

230

сохранялся локальный участок радиоактивного загрязнения площадью несколько

десятков квадратных метров. В том же Мирнинском районе Якутии в 1978 г. на

объекте "Кратон -3" при проведении подземного ядерного взрыва произошел

аварийный выброс продуктов деления в атмосферу с образованием

радиоактивного следа на местности площадью около 0,5 км

Посредством подземных ядерных взрывов на участках глубинного

сейсмозондирования в Ивановской и Архангельской областях

сформировались поверхностные зоны радиоактивного загрязнения площадью в

тысячи квадратных метров.

8.3.Челябинский и Чернобыльский катастрофические взрывы.

8.3.1.Челябинский катастрофический взрыв.

Крупная радиационная катастрофа произошла в сентябре 1957года на

предприятии ядерно-технологического цикла Челябинск-66. Нарушение

регламента хранения радиоактивных отходов на радиохимическом заводе по

производству плутония привело к разогреву и взрыву сухих солей нитрата и

ацетата натрия. Взрыв полностью уничтожил емкость из нержавеющей стали о

70-80 т отходов, находившуюся в бетонном каньоне на

глубине 8 м. Всю массу

радиоактивных отходов активностью ~20 миллионов кюри взрывной волной

выбросило в атмосферу, образовав радиоактивное облако, которое поднялось до

высоты 1 км. Через 11 часов после взрыва, под влиянием устойчивого северо-

восточного ветра на местности сформировался радиоактивный след, получивший

название Восточно-Уральского ( Рис.12.). Административно след протянулся по

территориям Челябинской, Курганской и Свердловской

областей.