Реферат: Химия и экология

Кроме того, существенным источником формирования дозы облучения населения являются медицинские рентге­новские диагностические процедуры и дозовые нагрузки производственного персонала.

В целом доза облучения населения Свердловской обла­сти от природного и техногенного радиационного фона со­ставляет 70% суммарной дозы от всех источников ионизи­рующего облучения (8500 чел.-Зв — коллективная доза, 1,8 мЗв — средняя годовая эффективная доза на одного жителя).

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ. Помимо естественной геологической среды, радиоэко­логическую обстановку на территории Свердловской об­ласти формируют также последствия аварий 1957 г. на производственном объединении «Маяк» и 1967 г., когда про­изошел ветровой перенос радионуклидов с обнажившихся вследствие засухи берегов оз. Карачай в Челябинской обла­сти. Сброс радиоактивных веществ в р. Теча предприятия­ми поселков Озерный, Костоусово и Двуреченска (переработка минерального сырья с высоким содежанием ЕРН), Красноуфимского филиала комбината «Победа», Белояр-ской АЭС, предприятий г. Лесного и Новоуральска про­должался с 1949—1964 гг. Имели также место аэрозоль­ные выбросы Белоярской АЭС и техногенное загрязне­ние продуктами переработки отходов ядерной индустрии. Кроме того, в области более 1500 объектов используют источники ионизирующего излучения в своей технологии, включая медицинскую. Немаловажный фактор и глобаль­ные атмосферные выпадения, имевшие место на всей территории России.

Радиационная обстановка на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа определяется остаточ­ным радиоактивным загрязнением по. 90Sr. Плотность за­грязнения по 90Sr в 1995 г. составляла 0,2—1,6 Ки/км2. Пятна с аномально высокими плотностями загрязнения обнаружены севернее оз. Тыгиш (5,1—5,2 Ки/км2) и на территории г. Каменск-Уральский (6,9 Ки/км ). Мощность экспозиционной дозы на территории Каменского и Богдановического районов составляет 7,5—8,5 мкР/ч. Сред­негодовая бета-активность атмосферных выпадений со­ставила 1,1 Бк/м2сут, то есть на уровне средней по ре­гиону, а максимальное значение 11,2 Бк/м2сут отме­чено в г. Тавде. Средняя за год плотность выпадений по 137Cs —1,5 Бк/м2мес, по 90Sr —1,1 Бк/м2мес. Дополни­тельная индивидуальная годовая эффективная доза об­лучения жителей на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа за счет остаточного радиоактив­ного загрязнения местности и повышенного содержания 90Sr в продуктах питания не превышала 0,1 мЗв, однако это в 2 раза выше, чем в среднем для области.

Район Белоярской атомной станции (БАЭС) не имеет существенных отличий в радиоактивном загрязнении от Уральского региона. Доля радиационного воздействия БАЭС на все население Свердловской области не превышает 0,03% (3,3 чел.-Зв  против 12120 чел.-Зв). Аналогичная си­туация в гг. Новоуральске и Лесном.

Таким образом, основной вклад в дозовую нагрузку на­селения области вносят:

·     естественные радионуклиды в почвах, стройматериа­лах, радон в воздухе жилых помещений, в воде — около 70% суммарной дозы (8500 чел.-Зв — коллективная доза);

·     облучение от медицинских и рентгеновских процедур — около 30% (3200 чел-Зв).

·     С учетом всех дозообразующих факторов коллектив­ная доза облучения населения области в 1995 г. составила 12120 чел.-Зв, что может в прогнозе жизни двух поколе­ний дать 140 дополнительных смертей от онкологических заболеваний и 56 случаев генетических эффектов. Сред­няя годовая эффективная доза облучения на одного жи­теля области составляет 2,8—3,2 мЗв.

·     Усредненные данные не гарантируют радиационного благополучия отдельных территорий. Кроме того, име­ются и факторы потенциальной опасности радиационно­го загрязнения, выражающиеся в высокой концентра­ции предприятий ядерного топливного цикла, наличии промышленных энергетических и исследовательских ре­акторов, их эксплуатации, имевших место аварийных и чрезвычайных ситуаций, проведении ядерных взрывов в военных и хозяйственных целях. В связи с этим в обла­сти наблюдается:

·     накопление радиоактивных отходов (РАО), деля­щихся материалов (ДМ) и связанная с ними возможность крупномасштабного загрязнения окружающей природной среды;

·     временное хранение и захоронение РАО;

·     потенциальная опасность ядерного топливного цикла (БАЭС и СФНИКИЭТ (г. Заречный), Уральский электро­химический комбинат (г. Новоуральск), комбинат «Электрохимприбор» (Лесной), ряд предприятий Челябинской об­ласти);

·     перевозка по территории области радиоактивных ве­ществ (РВ), РАО и отработанного ядерного топлива (ОЯТ);

·     потенциальная опасность демонтажа ядерных боего­ловок;

·     загрязнение поверхностных и подземных вод и почв;

·     радиоактивное загрязнение территорий крупных го­родов области.

РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. После нескольких лет работы реактора значительная часть 235U распадается на другие радиоактивные элементы, и топливо нуждается в замене. В момент удале­ния из реактора топливо в высшей степени радиоактивно. При хранении под водой в течение некоторого времени многие радиоактивные элементы с коротким периодом жизни превращаются в стабильные, и твэлы (тепловыде­ляющие элементы) становятся значительно менее радио­активными. Процесс выдержки отработанных твэлов для снижения их радиоактивности называется охлаждением. После охлаждения отработанное топливо (твэлы) хими­чески перерабатывается для разделения оставшегося 235U, накопленного 239Pu  и радиоак­тивных отходов. Отходы представляют собой высоко ра­диоактивную жидкость, которая хранится в стальных ре­зервуарах с двойными стенками из нержавеющей стали.

Резервуары окружают метровым слоем бетона. Безопасное хранение этих отходов должно быть обеспечено в течение многих тысяч лет. Как считают специалисты, минимум 20 лет отходы необходимо охлаждать. За это время большая часть радиоактивных элементов подвергнется распаду.

Радиоактивные отходы низкого уровня. Это — исполь­зованные защитная одежда, обувь, упаковки от более ра­диоактивных веществ и т.д.

Как правило, они хоро­нятся в хранилищах для ра­диоактивных отходов. Рабо­чим, когда они имеют дело с радиоактивными отходами низкого уровня, необходи­мо пользоваться защитны­ми комбинезонами, резино­выми перчатками и — здра­вым смыслом.

Отходы среднего уровня. Они в 1000 раз более радио­активны, чем отходы низ­кого уровня. Поступают большей частью от ядерных реакторов и представляют собой металлические емко­сти, которые содержали ядерное топливо, части ме­таллических конструкций, используемых в реакторах. В настоящее время отходы среднего уровня образуются во многих регионах страны, и там же производится их захо­ронение. Целесообразно было бы построить для этих отхо­дов хранилища, где они будут захоронены навсегда. Эти хранилища скорее всего будут под землей, возможно, под морским дном. Отходы перед захоронением будут запеча­таны в металлические контейнеры.

Отходы высокого уровня. Это очень концентрированные отходы, поступающие от переработки топливных стержней ядерных реакторов. При радиоактивном распаде они выде­ляют тепло и должны хранится в условиях, обеспечивающих постоянный отвод теп­ла, по крайней мере 50 лет. После этого, по мнению спе­циалистов, их необходимо будет превратить в стеклян­ные блоки, запечатать в ме­таллические контейнеры и захоронить, вероятно, в под­земных пустотах. По сравне­нию с историей человече­ства, они будут радиоактив­ными всегда. Производя от­ходы высокого уровня, мы в качестве побочного про­дукта создаем еще большое количество отходов средне­го уровня.

Сейчас рассматриваются разные способы избавления от отходов:

·     превращение жидко­стей в инертные твердые вещества (керамику) для за­хоронения в глубоких геологических горизонтах;

·     хранение слабо- и среднеактивных отходов в старых рудниках, соляных копях;

·     высокоактивные отходы должны содержаться в твер­дом виде — в остеклованных блоках или в небольших ко­личествах в бетонных и битумных блоках.

Какие горные породы лучше всего подходят для за­хоронения ядерных отходов? Ядерные отходы должны быть ограждены от просачивания в окружающую среду. Они должны хранится безопасно на протяжении тыся­челетий. Для этого должны быть спроекти­рованы и построены контейнеры, устойчивые к проса­чиванию отходов.

Что может быть причиной нарушения их герметичнос­ти? Главная проблема — вода, которая может быть при­чиной коррозии почти всех металлов. Некоторые горные породы довольно легко пропускают воду. В этом слу­чае металл начи­нает корродировать, контейнеры теряют герметич­ность и пропуска­ют радиоактивные вещества. Если вода поднимается на поверхность, опасность увели­чивается.               

Движение воды через горные породы зависит от двух факторов: пористости породы и гидравлического градиента.

Пористость — это мера расстояния между микроско­пическими зернами, из которых состоит порода. Породы с большими расстояниями между зернами (высокая порис­тость) склонны довольно легко пропускать воду. Также легко пропускают водные потоки и породы с множеством трещин и сдвигов.

Гидравлический градиент — это разность по высоте между местом поступления воды и местом, куда она по­ступает. Вода всегда течет вниз по склонам, и чем круче склон, тем быстрее она течет. Хранилище отходов долж­но быть размещено так, что, если произойдет разгерме­тизация, вода могла бы унести отходы в нижние слои гор­ных пород дальше от поверхности.

  ХРАНЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (РАО) В ОБЛАСТИ.

Региональный пункт захоронения (ЦПЗРО) спецкомби­ната «РАДОН» в 1995 г. имел регулярное федеральное финансирование и работал без особых осложнений. Произ­водилось захоронение твердых РАО на 80% из Свердлов­ской области (до 6000 Ки). Суммарная активность захоро­ненных РАО — 139000 Ки. Радиационная обстановка вокруг ЦПЗРО контролировалась службой пункта и ОблЦСЭН Гамма-каротаж 16 контрольных скважин, активность проб стоков после стирки спецодежды, проб снега и раститель­ности не превышал фоновых значений. Гамма-фон по пери­метру «грязной» зоны находился в пределах 8—13 мкР/час. Радиационная обстановка в районе ЦПЗРО, который вхо­дит в 100-километровую зону БАЭС, находится на уровне всей зоны.

Пункт захоронения РАО Ключевского завода ферро­сплавов (п. Двуреченск) проводит захоронение отходов в виде торий- и ураносодержащих шлаков в 3 км от поселка. В 1995 г. завершена засыпка первой траншеи с РАО. Влия­ние на окружающую среду заметно только за счет внеш­него гамма-излучения на расстоянии до 60 м от перимет­ра. Вокруг пункта захоронения оформлена санитарно-защитная зона. Суммарная активность захороненных РАО — 1,1 Ки, гамма-фон — 13 мкР/ч.

Склады монацитового концентрата в Красноуфимском районе (бывший филиал комбината «Победа») содержат на хранении более 80 тыс. т. монацитового песка со средним содержанием ThO2 порядка 5%. Влияние объекта на окру­жающую среду идет за счет внешнего гамма-излучения. На расстоянии 250-300 м от заграждения гамма-излучение снижается до фоновых значений. Склады монацитового песка в случае чрезвычайных ситуаций и стихийных бед­ствий потенциально опасны.

Хранилища твердых и жидких отходов на Белоярской АЭС работают в нормальном режиме, но с учетом возмож­ного снятия с эксплуатации 1 и 2 блоков АЭС, необходимо их расширение или строительство нового хранилища.

Особую тревогу для окружающей среды и населения вызывают бассейны выдержки отработанных твэлов, тре­бующие капитальных затрат на поддержание их эксплуа­тационных характеристик.

ГАЗОВЫЕ ВЫБРОСЫ

                Парниковый эффект, озоновые дыры, кислые дожди, пораженные леса, смог — все это понятия, которые од­нозначно характеризуют нарушение среды обитания. Эти отклонения основаны на сложных биохимических, физи­ческих и физико-химических процессах, вызванных мно­гочисленными антропогенными источниками выбросов.

Несмотря на значительные усилия и частичный успех, раз­работка решений по первичной охране окружающей сре­ды, то есть концепции экологически чистых технологичес­ких процессов не могут быть решены в необходимой степе­ни за короткое время. Вторичные природоохранные ме­роприятия, а именно очистка отходящих газов и воздуха в целях снижения твердых, парообразных и газообразных вредных компонентов, по-прежнему не утратили своего значения. Однако следует отметить, что эффективность их по разным причинам не очень высока. За период с 1989 по 1994 г в Свердловской области масса выбросов загряз­няющих веществ как суммарная, так и по основным за­грязняющим веществам имеет тенденцию к снижению. Ва­ловой выброс загрязняющих веществ за 5 лет снизился более, чем на 40%. Это ли не прекрасно! Причем пылевые выбросы в атмосферу сократились практически на 55%, а газообразные на 39%. Однако все это сокращение связа­но, в основном, с падением производства.

Воздухоохранные мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ (1995 г.)

В 1994 году на предприятиях области улавливалось 10,1 млн. т загрязняющих веществ, из них утилизировано 4,88 млн. т. Степень улавливания загрязняющих веществ по области в целом составила 86,56%. Самая низкая степень улавливания на предприятиях топливной отрасли — 6,21%.

Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу области были выполнены на 83 предприятиях. Выбросы за 1995 год снижены на 21 тыс. т. Какие же мероп­риятия были проведены?

В основном это:

·     повышение эффективности существующих установок газоочистки (УГО) предприятий Верхнего Тагила, Серо­ва, Качканара — 2253 т;

·     наладка и ремонт УГО в Артемовске, Сухом Логе, НТМК — 1773,1 т;

·     монтаж новых УГО в Серове, Каменск-Уральском, Сухом Логу, Первоуральске, Асбесте — 899,6;

·     реконструкция УГО в Ревде, Полевском, Каменск-Уральском, Екатеринбурге, Нижнем Тагиле — 350,1 т;

·     перевод систем отопления с мазута на газ в Реже, Серове, Красноуральске — 1103,4 т)

·     изменение технологии в Красноуральске, Полевском, Екатеринбурге — 13674,7 т;

·     закрытие источника загрязнений в Асбесте, Каменск-Уральском — 529,4 т.

Очистка отходящих газов и воздуха. Для очистки газов применяют: электрическую очистку, механические пылеулавливатели, процессы абсорбции и хемосорбции, сжигание, адсобцию и катализ.

Электрическая очистка газа основана на принципе поляризации твердых частиц, содержащихся в газе или воздухе. Под действием электричества создается электро­магнитное поле. Частицы поляризуются, притягиваются к одному из электродов и скапливаются на его поверхности. Периодически образовывающийся налет удаляется. При­меняется на предприятиях цветной и черной металлургии, химической и целлюлозно-бумажной промышленности, промышленности строительных материалов, стекольных заводов в топливно-энергетическом хозяйстве: для очист­ки обжиговых и отходящих газов из печей, конвертеров домен любых видов, сушилок, электролитных и стекло­плавильных ванн, любых газов термических процессов, отходящего воздуха или газов от источников пыли на цемент­ных заводах.

Механические пылеуловители включают в себя: цен­тробежные сепараторы (циклоны, мультициклоны), тка­невые фильтры, грануляторные фильтры (фильтр с завихряющими, насыпными слоями).

Циклоны, мультициклоны применяются для очистки полезных и отходящих газов от пыли в сталелитейной, металлургической и химической промышленности, таких как дымовые газы, агломерационные газы, печные газы и т.д.

Очистка газа при выплавке алюминия.

Тканевые фильтры: очистка от пыли отходящих газов и воздуха помещений на литейных металлургических заво­дах, электростанциях и мусоросжигательных установках.

Грануляторные фильтры: очистка от пыли отходящего воздуха из клинкерных охладителей на цементных заво­дах, отходящих газов из вращающихся и шахтных печей, предприятий по добыче и переработке нерудных полез­ных ископаемых и почв, а также дымовых газов, отходя­щих газов агломерационных фабрик.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9