Параметрические загрязнения окружающей среды

Другими источниками поступления  радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Надо помнить, что в сырой воде его намного  больше, а при кипячении радон  улетучивается, поэтому основную опасность  представляет собой его попадание  в легкие с парами воды. Чаще всего  это происходит в ванной комнате  при приеме горячего душа.

Точно такую же опасность радон  представляет, смешиваясь под землей с природным газом, который при  сжигании в кухонных плитах, отопительных и других нагревательных приборах попадает в помещение. Концентрация его сильно увеличивается при отсутствии хороших  вытяжных систем.

Также нельзя забывать, что при  сжигании угля значительная часть его  компонентов спекается в шлак или золу, где концентрируются  радиоактивные вещества. Более легкая из них часть – зольная пыль – уносится в воздух, что также приводит к дополнительному облучению людей.

Из печек и каминов всего  мира вылетает в атмосферу зольной  пыли не меньше, чем из труб электростанции.

За последние десятилетия человек  усиленно занимался проблемами ядерной  физики. Он создал сотни искусственных  радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых  различных отраслях – в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовлении светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.

Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением  радиоактивности, вносят основной вклад  в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. Так, при  рентгенографии зубов человек получает местное разовое облучение 0,03 Зв (3 бэр), при при рентгенографии желудка  – 0,3 Зв (30 бэр), при флюорографии – 3,7 мЗв (370 мбэр).

Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту  в увеличение дозы облучения человека. Радиоактивные осадки от испытаний  в атмосфере разносятся по всей планете, повышая общий уровень загрязненности. Испытания эти проходили в  два периода:

первый (1954–1958 гг.), когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР;

второй (1961–1962 гг.) – более значительный, когда взрывы проводили в основном США и СССР.

Всего ядерных испытаний в атмосфере  произведено: Китаем – 193, СССР – 142, Францией – 45, США – 22, Великобританией – 21. После 1980 года взрывы в атмосфере  практически прекратились. Подземные  же испытания продолжаются до сих  пор.

Атомная энергетика, хотя и вносит в суммарное облучение населения  незначительный вклад, является предметом  интенсивных споров. Если ядерные  установки работают нормально, то и  выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень малы.

Каждому понятно, что доза облучения  от ядерного реактора зависит от времени  и расстояния. Чем дальше человек  живет от АЭС, тем меньшую дозу он получает. Дело в том, что большинство  радионуклидов, выбрасываемых в  атмосферу, быстро распадаются, и поэтому  они имеют только местное значение. Конечно, есть и долгоживущие, которые  могут распространяться по всему  земному шару и оставаться в окружающей среде практически бесконечно.

Другим источником загрязнения  радиоактивными веществами служат рудники  и обогатительные фабрики. В процессе переработки урановой руды образуется огромное количество отходов – «хвостов», которые остаются радиоактивными в течение миллионов лет. Они – главный долгоживущий источник облучения населения. Подводя итог, надо сказать, что средние дозы облучения от атомной энергетики весьма малы по сравнению с дозами, получаемыми от естественных источников (более 1%).

В промышленности и в быту из-за применения различных технических  средств люди тоже получают дополнительное, хотя и небольшое, облучение. Например, работники, которые участвуют в  производстве люминофоров с использованием радиоактивных материалов, на заводах  стройиндустрии и промплощадках, где  используются установки промышленной дефектоскопии. Под землей повышенные дозы получают шахтеры, рудокопы, золотодобытчики. Достается и персоналу курортов с радоновыми источниками.

Самым распространенным бытовым облучателем  являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую  ту, что обусловлена утечкой на АЭС. На расстоянии 1 метра от циферблата излучение, как правило, в 10000 раз  слабее, чем в 1 сантиметре.

Источник рентгеновского излучения  – цветной телевизор. При просмотре, например, одного хоккейного матча человек получает облучение 0,1 мкЗв (1 мкбэр). Если смотреть передачи в течении года ежедневно по 3 часа, то доза облучения составит 5 мкЗв.

Таким образом, в современных условиях при наличии высокого естественного  радиационного фона, при действующих  технологических процессах каждый житель Земли ежегодно получает дозу облучения в среднем 2 – 3 мЗв (200 – 300 мбэр).

 

 

Воздействие и критерии опасности ионизирующих излучений

Любой вид ионизирующих излучений  вызывает биологические изменения  в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества, т.е. частицы, попадают внутрь организма с пищей, через органы дыхания).

Однократное облучение вызывает биологические  нарушения, которые зависят от суммарной  поглощенной дозы. Так при дозе до 0,25 Гр видимых нарушений нет, но уже при 4 – 5 Гр смертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших, а при 6 Гр и более – 100% пострадавших. (Здесь: Гр – грей).

Основной механизм действия связан с процессами ионизации атомов и  молекул живой материи, в частности  молекул воды, содержащихся в клетках. Они-то как раз и подвергаются интенсивному разрушению. Вызванные  изменения могут быть обратимыми или необратимыми и протекать  в хронической форме лучевой  болезни.

Критерии опасности  ионизирующих излучений

Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит  от мощности дозы облучения, продолжительности  этого воздействия и вида излучения  и радионуклида, попавшего внутрь организма.

Для количественной оценки ионизирующего  действия рентгеновского и g – излучения в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционной дозы. За единицу экспозиционной дозы принимают кулон на килограмм (Кл/кг). Применяется также внесистемная единица – рентген (Р): 1Р = 2,58*10^-4 Кл/кг.

Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого  тела (тканями организма), называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в греях (1 Гр = 1 Дж/кг). Применяется также прежняя единица  – рад (1 рад = 0,01 Гр). Но этот критерий не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе a – частицы гораздо опаснее b – частиц и g – излучения.

Поэтому введена величина эквивалентной  дозы, измеряемая в зивертах (1 Зв = 1 Дж/кг). Зиверт представляет собой единицу  поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиоактивную  опасность для организма разных видов ионизирующего излучения.

Для оценки эквивалентной дозы применяется  также единица БЭР (биологический  эквивалент рада): 1БЭР = 0,01 Зв.

Эффективная эквивалентная доза –  эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению; она  также измеряется в зивертах.

В 1996 году, в соответствии с Законом  РФ «О радиационной безопасности населения», введены дозовые пределы: для  персонала – 20мЗв (миллизиверт) в  год при производственной деятельности с источниками ионизирующих излучений  и 1 мЗв для населения.

Методы и средства защиты от ионизирующих злучений

Включают в себя организационные. Гигиенические, технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:

увеличение расстояния между оператором и источником;

сокращение продолжительности  работы в поле излучения;

экранирование источника излучения;

дистанционное управление;

использование манипуляторов и  роботов;

полная автоматизация технологического процесса;

использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;

постоянный контроль за уровнем  излучения и за дозами облучения  персонала.

Защита от внутреннего облучения  заключается в устранении непосредственного  контакта работающих с радиоактивными и предотвращение попадания их в  воздух рабочей зоны.

Необходимо руководствоваться  нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории  облучаемых лиц, дозовые пределы  и мероприятия по защите, и санитарными  правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов  идр.

 

 

 

 

 

Тепловое загрязнение

Вода - важнейший минерал  на Земле, который нельзя заменить никаким  другим веществом.  Она  составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека  на её долю приходится  60-80% массы тела.  Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачива-ет горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т.д.  Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д.

Проблема сохранения качества воды  является на данный момент самой актуальной. Науке известно  более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод.  Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к гибели растительного мира водоёмов.  При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей,  опасны для водных экосистем.  Очень важным аспектом загрязнения водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой  сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера. 

Использование воды из естественных водоёмов       в качестве охладителя.

Наиболее крупные проблемы термального загрязнения связаны  с тепловыми электростанциями.  Выработка электричества с помощью пара неэффективна, поскольку в этом случае используется 37-39%  энергии, заключённой в угле, и 31%  ядерной  энергии. Несмотря на все недостатки,  тепловые электростанции продолжают существовать.

Большая часть энергии  топлива,  которая не может быть превращена в электричество, теряется в виде тепла.  Наиболее простым способом избавления от этого тепла является выброс его в атмосферу.  Но более экономичный путь состоит в использовании в ка-честве охладителя воды с её способностью аккумулировать огромное количество тепла с незначительным повышением собственной температуры, чтобы затем  она сама постепенно отдавала тепло в воздух.

Серьёзной экологической  проблемой является то, что обычным  способом использования воды для  поглощения тепла является прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и затем возвращение  её в естественные водоёмы без  предварительного охлаждения.  Для электростанции мощностью  1000 МВт  требуется озеро площадью 810 га, глубиной около 8,7 м.

Электростанции могут  повышать температуру воды по сравнению  с окружающей на  5-15  С.  Если температура воды в водоёме составляет 16  С, то температура отработанной на станции воды будет от 22 до      28  С.  В летний период она может достигать  30-36  С.

Последствия теплового загрязнения  естественных водоёмов.

Повышение температуры в  водоёмах пагубно вли-яет на жизнь  водных организмов.  В течение длительной эволюции холоднокровные обитатели водной  среды  приспособились к определённому интервалу температур.  Для каждого вида существует температурный оптимум , который на определённых стадиях жизненного цикла может несколько изменяться.  В определённых пределах эти организмы  способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур.  Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более тёплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к адаптации не имеет абсолютных  максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида.

В естественных условиях при  медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы  постепенно приспосабливаются к  изменениям температуры окружающей среды.  Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим,  времени для акклиматизации не хватает,  живые организмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок - это крайний  результат теплового загрязнения.  Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ.  Согласно закону Ван Хоффа,  скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10  С.  Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных.  В свою очередь это повышает их потребность в кислороде.  В то же самое  в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает,  тогда как потребность в нём живых организмов возрастает.  Возросшая потребность в кислороде,  его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть.  В летнее время