Зверев В.Л. Экология России. Проблемы природопользования и среды обитания. Краеведение. Учебные практикумы
Подождите немного. Документ загружается.
241
высокорадиоактивных отходов.
На радиохимических заводах в Красноярске-26 и Томске-7 используется
хранение жидких радиоактивных отходов путем их закачки в глубокие
водоносные горизонты или обособленные геологические структуры, не имеющие
иного хозяйственного использования.
Геологические структуры, пригодные для хранения радиоактивных
отходов должны обладать высокой степенью гидрогеологической изоляции, что
следует выяснить предварительным проведением литомониторинга и
специальных
инженерно-геологических и гидрогеологических исследований.
Особую экологическую опасность подземное хранение жидких радиоактивных
отходов может создавать в случае близкого расположения в одной геологической
структуре с горизонтами питьевого водоснабжения,
Подобная ситуация характерна для системы подземного хранения жидких
радиоактивных отходов, где существует реальная опасность загрязнения
питьевых водоносных горизонтов г.Томска ( Рис. 15 ). Анализ геолого-
тектонической и геохимической обстановки, выполненный на кафедре полезных
ископаемых и геохимии редких элементов Томского политехнического
университета показал недостаточность выполненных геолого-геофизических и
инженерно-геологических исследований для создания подземного хранилища
жидких радиоактивных отходов в зоне проявления тектонической активности и
развития гидрохимических аномалий (Л.П. Рихванов, М.М. Рихванова, 1994)..
В научно-исследовательских организациях, учебных заведениях,
медицинских учреждениях, промышленных предприятиях страны,
расположенных на урбанизированных территориях, с высокой плотностью
242
населения, используется свыше 400 тысяч источников ионизирующих излучений,
которые после срока эксплуатации попадают в категорию радиоактивных
отходов. Для утилизации отработанной радиоактивности, не относящейся к
ядерно-топливному циклу, в России действует 16 пунктов захоронения
радиоактивных отходов /ПЗРО/, где накоплено ~200 тыс.м
3
отходов, активностью
около 2миллионов кюри.
Утерянные или несанкционированно хранимые и захороненных источники
ионизирующих излучений, создают участки радиоактивного загрязнения в
селитебных зонах. В 1994 году выявлено 554 таких участка в 16 городах /Москва,
Санкт-Петербург, Братск, Волгоград / и сотни на других территориях.
Наибольшие уровни загрязнения обнаружены в Череповце/>2 Р/ч и Санкт-
Петербурге/ >40 Р/
ч /.
Одна из наиболее острых радиоэкологических проблем связана с
утилизацией атомных подводных лодок, радиоактивных отходов и ядерного
топлива объектов военно-морского флота России, а также деятельностью
ледокольного флота. К настоящему времени выведена из эксплуатации 121
атомная подводная лодка. Утилизировано с вырезкой реакторного отсека 8,
подготовлены к длительному хранению на плаву 9, в процессе утилизации
и
подготовки к хранению на базах ВМФ находятся 13 атомных субмарин. 91
атомная подводная лодка, выведенная из эксплуатации, содержится в местах
базирования в неудовлетворительном техническом состоянии, общий срок
службы достиг 32-35 лет, почти половина лодок более 10 лет без ремонтного
обслуживания.
Большинство ядерных энергетических установок ВМФ имеет в реакторах
243
отработанное топливо в течение 15 и более лет. Для четырех выведенных из
эксплуатации лодок с аварийными реакторами способы утилизации не
разработаны. Хранилища отработанного ядерного топлива военно-морских сил
Северного флота полностью загружены. Большинство хранилищ, построенных в
60-х годах находятся в неудовлетворительном техническом состоянии, что
создает радиоэкологическую проблему безопасности отходов. Особенно
неблагоприятная экологическая
ситуация сложилась на Тихоокеанском флоте.
С 1993 года после запрещения сброса радиоактивных отходов в море
происходит их накопление без утилизации. У берегов архипелага Новая Земля и в
открытых акваториях Баренцева и Карского морей затоплено более 11 тысяч
контейнеров с радиоактивными отходами и 15 аварийных реакторов с атомных
подводных лодок, слито огромное количество жидких радиоактивных отходов.
Только в новоземельском заливе Цивольки захоронено 4750 радиоактивных
контейнеров и центральный отсек атомного ледокола "Ленин" с тремя
аварийными реакторами и экранной оборкой.
Сегодня по данным "Гринпис" в Мировом океане на подводных и
надводных судах действует 513 ядерных реакторов, из которых 407 - российские.
Ежегодно при эксплуатации российских атомных судов образуется 20 тыс.м3
жидких радиоактивных отходов и 6тыс.тонн твердых.
Пока остается неясной судьба отработанного ядерного топлива реакторов
РБМК-1000, которое не подвергается переработке. В настоящее время на АЭС
/хранилища Ленинградской, Курской, Смоленской, Калининской и Балаковской
АЭС/ и в специальном хранилище Горно-химического комбината /Красноярск-26/
находится 6000 т топливных сборок реакторов РБМК-1000 и 1486 т топливных
244
сборок реакторов ВВР-1000, суммарной активностью ~3,9миллиардов кюри
/Табл.8.5.1. /. Всего в 1993 году на территории России в результате добычи и
переработки урановых руд, изготовления тепловыделяющих элементов и
утилизации радиоактивных отходов, площадь радиоактивно-загрязненных
территорий составила около 60 тыс. га.
8.6. Естественная радиоактивность.
Естественная радиоактивность - облигатный, обязательный экологический
фактор природной среды. Облигатность радиоактивности обусловлена
геохимическими условиями рассеяния естественных радиоактивных элементов /
U, Th, Ra, K ) в природной среде - биосфере, литосфере, гидросфере, атмосфере. В
соответствии со своими геохимическими свойствами радиоактивные элементы
присутствуют во всех типах горных пород, пресных и морских водах, почвах,
растительности, живых организмах. Наиболее бедны радиоэлементами
ультраосновные породы. В 50-100 раз выше радиоактивность песчаников. Кислые
породы, глинистые и карбонатные осадки, сланцы обогащены радиоэлементами в
5-10 раз относительно песчаников.
В условиях России можно выделить следующие эколого-геохимические
проблемы естественной радиоактивности, связанные с добычей, переработкой и
использованием минеральных ресурсов:
1. Добыча, переработка и использование урановых, руд и других полезных,
ископаемых, содержащих экологически значимые, концентрации
радиоэлементов.
2. Радиоэкологическая опасность радона.
245
8.6.1. На стадии добычи полезных ископаемых радиационную опасность
может создавать аэрозольное рассеяние тонкодисперсной рудничной пыли в
атмосфере подземных горных выработок и карьеров. Аэрозольные радиоактивные
фракции могут распространяться через систему вентиляции, рассеиваться
ветровыми потоками, попадать в сточные технические воды. Шахтные и сточные
воды, протечки продуктивных, ураноносных растворов при кучном подземном
выщелачивании могут вызывать
распространение радиогеохимических ореолов и
загрязнение поверхностных и подземных вод.
Большой объем радиоактивных отходов создает добыча урановых и
ториевых руд. Обычно твердые отходы урановых рудников могут быть
представлены забалансовыми урановыми рудами, отвалами пустой породы,
хвостами кучного выщелачивания, отвалами хвостов радиометрической
сортировки. При добыче и первичной переработке 1 тонны урановой руды
образуется от 1,3-1,6 тонн твердых отходов в подземных условиях, до 1,0-1,5
тонн в карьерных и 0,2 - 0,4 м
3
радиоактивных промывочных вод с учетом
водооборота. Жидкие отходы урановых рудников обычно формируются при
радиоактивном загрязнении дренируемых водоносных горизонтов.
Нефтяные воды с высоким содержанием радиоэлементов / U, Ra, Rn /
могут создавать радиоэкологические проблемы при разработке нефтяных
месторождений. Источником радиационной опасности являются горнохими-
ческие и радиохимические предприятия по обогащению урана и разделению
изотопов. Производство фосфорных удобрений
из фосфоритового и апатитового
сырья по существующим технологиям вызывает обогащение конечных продуктов
ураном в надкларковых количествах. Многолетнее использование таких
246
удобрений приводит к образованию техногенных и агро-геохимических урановых
аномалий.
Каменные и бурые угли некоторых месторождений могут содержать
значительные концентрации естественных радиоэлементов, достигающих рудных
значений / ~ 50 г/т U / /. При сжигании таких углей происходит накопление
урана и тория в золе и шлаках, с которыми ТЭЦ средней мощности будет
выбрасывать в природную среду 3-4 тонны
урана ежегодно. Подобную
радиоэкологическую ситуацию характеризуют отвалы ГРЭС-2 г.Томска, причем в
твердом остатке снеговых проб в ряде районов города обнаружены концентрации
урана порядка 10 и более г/т. Одна теплоэлектростанция на угле мощностью 1000
мвт выделяет в атмосферу 37 радиоактивных изотопов, общей активностью
4,9⋅10
10
Бк/год.
8.6.2. Радиоэкологическая опасность радона. Высокая смертность
горняков на ураново-полиметаллических рудниках Шнееберга и Рудных гор от
"горной болезни" была известна с ХVI века. Выполненные в конце ХIХ века
научные исследования установили, что"горной болезнью" называли
злокачественные новообразования органов дыхания. Причиной заболевания
оказались высокие концентрации радона в ру
дничном воздухе.
При распаде радона образуются твердые долгоживущие излучатели,
накапливающиеся в организме человека:
210
Pb(T
1/2
=22 года),
210
Bi(T
1/2
=5суток),
210
Ро (Т
1/2
=138 суток). Концентрация радона в шахтной атмосфере Рудных гор
достигала n⋅10
-8
Ки. Благодаря этим исследованиям появилась величина
предельно допустимой концентрации радона в воздухе производственных
помещений, равная 1⋅10
-11
Ки/л.
247
В 1970-х годах проблема радиоэкологической опасности радона привлекла
внимание американских, а затем советских ученых. Сейчас в США и России
приняты Национальные программы по контролю качества воздуха в помещениях.
Выполненные исследования показали, что в урбанизированных районах
содержание радона в помещениях, в среднем превышает его концентрацию
снаружи и создает дозу радиоактивного облучения втрое
превышающую ту,
которую горожанин получает в течение всей жизни при медицинских
обследованиях. В многоэтажных американских домах радона в 3-4 раза меньше,
чем в особняках. Вдыхание радона увеличивает риск заболевания раком на 0,5-1%
за 20 лет жизни в доме с концентрацией радона в воздухе более 300 Бк/м
3
.
Причем, вероятность заболевания раком легкого для некурящего американца
составляет 1%, а для курящего - 4%. Считается, что средний американец получает
в своем доме дозу от радона в 200-300 миллибэр/год при норме 500 миллибэр/год,
согласованной с Международным комитетом по действию атомной радиации
ООН. Существует также генетическая опасность воздействия малых доз
облучения радоном, особенно на
фоне химического загрязнения окружающей
среды.
Основным источником радона в каменных домах служат строительные
материалы. Радиоактивность бетона в 30-50 раз больше, чем дерева. Еще выше
радиоактивность гранитов, мрамора, туфа, пемзы, используемых как отделочные
материалы. В США, Канаде, Японии перестали применять при изготовлении
бетона кальций-силикатный шлак и фосфогипс.
В России действует инструкция по
ограничению облучения населения от
природных источников ионизирующего излучения, где определена объемная
248
активность радона в существующих зданиях на уровне 200Бк/м
3
, во вновь
проектируемых не более 100 Бк/м
3
. Сейчас реализуется научная программа
"Радон России", которой выявлены здания с концентрацией радона в воздухе
жилых и производственных помещений в различных городах, страны /Санкт-
Петербург, Новосибирск, Иркутск, Байкальск и др./
Повышенные концентрации радона в атмосферном воздухе селитебных и
промышленных зон могут создавать открытые отвалы горно-обогатительных
комбинатов, как это наблюдается в Читинской области вокруг Забайкальского и
Приаргуньского комбинатов, где уровни гамма-фона достигают 150 мкр/ч, а в
жилых домах пос. Октябрьский и г.Балей концентрация радона нередко
превышает 10 ПДК.
Вопросы и задания.
1.Какие источники ионизирующих излучений создали радиоэкологическую
ситуацию и проблемы России?
2.Сколько воздушных ядерных взрывов произведено на Новоземельском
полигоне?
3.Когда и где состоялся самый мощный взрыв ядерного оружия?
4.Назовите основные радионуклиды, определяющие экологические последствия
ядерных испытаний.
5.Сколько подземных ядерных взрывов произведено на территории России.
Назовите экологические последствия.
6.Что Вы
знаете о Челябинской радиационной катастрофе?
7.Назовите основные экологические последствия Чернобыльской катастрофы.
249
8.Какие аварии атомных подводных лодок Вы знаете?
9.В чем проявляется токсическое воздействие ядерно-технологических
комплексов на среду обитания?
10.Чем определяется особая опасность ядерных отходов?
11.Приведите примеры использования геологических структур для хранения
ядерных отходов.
12.Что Вы знаете о радиоактивных отходах, захороненных у берегов Новой
Земли?
13.Какие экологические проблемы создает естественная
радиоактивность?
14.Чем определяется радиоэкологическая опасность радона?
9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КАТАСТРОФЫ И БЕДСТВИЯ.
Катастрофой называется неожиданное бедствие с тяжелыми
последствиями. Экологическая катастрофа может вызвать гибель природных
экологических систем, включая животных и человека, катастрофические
изменения среды обитания / загрязнение воды, воздуха, почв и др./.
Природные катастрофические явления сопровождают всю историю
биосферы и происходят в настоящее время, являясь закономерными этапами
эволюции биосферы и геологического развития земной коры.
Катастрофические явления в биосфере можно систематизировать
следующим образом:
1. Древние, доисторические экологические катастрофы в биосфере.
2. Экологические катастрофы в среде обитания человека.
Доисторические экологические катастрофы происходили до появления на
250
Земле человека и создавали опасность существованию или вызывали гибель
древних экологических систем. В современных экологических катастрофах также
происходит уничтожение экологических систем. Катастрофы создают ущерб
здоровью и вызывают гибель людей, а также приводят к разрушению среды
обитания человека. В современных условиях к природным катастрофам
добавились техногенные или антропогенные, причинами которых служит
деятельность
человека.
9.1. Меловая катастрофа и судьба динозавров.
Представление об экологических катастрофах ввел в науку выдающийся
французский ученый зоолог и основатель палеонтологии, иностранный почетный
член Петербургской Академии наук Жорж Кювье.Ученый определил, что по
ископаемым остаткам живых организмов можно установить хронологическую
последовательность образования слоев осадочных пород горных и относительную
древность вымерших животных.
Это открытие стало фундаментом исторической геологии и
стратиграфии,
изучающих последовательность геологических напластований земной коры.
Изучая ископаемые остатки древних вымерших животных, ученый обнаружил
хронологическое развитие органического мира Земли в виде смены форм живых
организмов во времени.
Ж.Кювье установил, что изменение вымерших форм соответствует
геологической хронологии: ископаемые остатки из молодых геологических
отложений обнаруживают большее сходство с современными животными, чем
древние окаменелости. Особенно заметно в истории Земли происходило