Радіоактивне забруднення біосфери і морів

Радіоактивне забруднення біосфери - перевищення природного рівня вмісту в навколишньому природному середовищі радіоактивних речовин. Воно може бути і мотивоване як природними, і антропогенними факторами (розробка радіоактивних родовищ, аварії на AEC, випробовування ядерної зброї та ін.) (рис.3.3).

Так, за період 1940-1980 рр. в світі було проведено 1349 випробовувань ядерної зброї, в результаті яких в навколишнє середовище потрапила велика кількість радіонуклідів. На арктичному архіпелазі Нова Земля з кінця 50-х років в атмосфері і під водою було проведено 90 ядерних вибухів, біля цього архіпелагу затоплено більше 11 тис. контейнерів з радіоактивними відходами. З 60-х рр. в Прикаспії було проведено 50 підземних ядерних вибухів в мирних цілях (глибинне сейсмічне зондування, збільшення нафтовіддачі, створення підземних місткостей в соляних куполах та ін.).

В наш час за даними МАГАТЕ число діючих в світі AEC складає 430 при їх сумарній електричній потужності 320 ГВт (або 17% світового виробництва електроенергії). Число діючих реакторів в США складає 110, колишньому CPCP - 46, Франції - 55, Англії - 39 і т.д. Однак світове лідерство в розвитку атомної енергетики належить Франції, AEC якої виробляють біля 70% всього об’єму електроенергії (для порівняння - в Англії - 21,7%, в США - 19% і в колишньому CPCP - 12,3%).

Аварія на Чорнобильській AEC в 1986 році за своїми глобальними наслідками є найкрупнішою екологічною катастрофою в історії людства. Сумарний викид радіоактивних сполук в атмосферу склав 77 кг (для порівняння - при вибуху атомної бомби над Хіросімою було викинуто 740 г радіонуклідів), причому 70% викидів радіоактивних сполук припало на територію Білорусії. За оцінкою експертів Грінпіс, в результаті цієї аварії об’єм викиду склав 140 млн. кюрі, площа забруднення склала біля 160 тис. км², від радіації постраждало біля 9 млн.

З таблиці 3.2 видно, що найбільше забруднені цезієм - 137 (15% від загальної кількості викинутих радіонуклідів) Брянська, Калузька, Тульська і Орловська області. В результаті Чорнобильської аварії площа знищених соснових лісів склала 600 та, а уражених - більше 15 тисяч та. Радіонуклідами були забруднені басейни річок Дунай, Дніпро, Дністер, Дон, Волга та ін., водосховища (Київське, Канівське, Каховське). Великі економічні втрати: довгострокове вилучення із господарського обігу 144 тисяч га сільськогосподарських угідь, 492 тисячі га лісів, затрати на відселення жителів. В пострадалих районах різко підвищилась захворюваність анемією, сердечносудинними,

Рис.3.3. Фактори радіоактивного забруднення біосфери

легеневими захворюваннями, збільшилися спалахи інфекцій, різко зменшились показники народжуваності. Захворюваність раком щитовидної залози (винуватець - радіонуклід йод-131) в Гомельській області майже в 200 разів перевищила всі прогнози.

Таблиця 3.2

Площі з різними рівнями забруднення цезієм -137 в Росії (станом на серпень 1995 року).

Значно забруднена радіонуклідами Чорнобиля майже вся територія Європи, про що свідчить „Атлас радіоактивного забруднення Європи цезієм-137 після Чорнобильської аварії” (1996).

Основними джерелами радіоактивного забруднення морів є: випробовування ядерної зброї, аварії на AEC, суднові ядерні установки, скид радіоактивних відходів та ін. Так, відходи англійських та французьких заводів забруднили радіонуклідами майже всю Північну Атлантику, особливо Північне, Норвезьке, Гренландське, Баренцове моря. В забруднення акваторії радіоактивними сполуками Північного Льодовитого океану значний внесок зроблений Росією (атомні вибухи на Новій Землі, захоронения в морях радіоактивних відходів та ін.). Наприклад, в Карському морі затоплено 11 тисяч контейнерів з радіоактивними відходами, а також 15 аварійних реакторів з атомних підводних човнів. Так, в кінці 80-х років максимальне забруднення цезієм- 137 фіксувалось в західній частині Баренцового моря, яке більш ніж в 6 разів перевищувало глобальне забруднення вод Північної Атлантики. Найбільш забруднені води Світового океану небезпечними радіонуклідами (цезій-137, стронцій-90, церій-144, ніобій-95, ітрій-91 та ін.), які, маючи високу біоакумулюючу здатність, переходять по ланцюгам живлення і концентруються в морських організмах, створюючи небезпеку як для гідробіонтів, так і для людини.

Особливу загрозу для довкілля становить атомна енергетика. Небезпека атомної енергетики на урані полягає в тому, що вона запускає невластивий біосфері ядерний процес, внаслідок чого накопичує в природі нові види опромінення.

До сказаного слід додати, що забруднення довкілля розпочинається вже на стадії добування сировини і продовжується на стадії вилучення з неї сировини (відбувається накопичення величезних відвалів слаборадіоактивних „пустих” порід - 90% добутої з надр породи). Відвали стають забруднювачами атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, а газ радон, що виділяється з відвалів, спричиняє рак легенів.

На етапі збагачення уранової руди, з якої виготовляють спеціальні тепловиділяючі елементи (твели), кількість радіоактивних відходів зростає.

На стадії використання твелів, яких у реактор типу РБМК (експлуатувалися на Чорнобильській AEC) завантажується біля 180 т. і які після експлуатації перетворюються на високорадіоактивні відходи, AEC можна розглядати як підприємство, яке виробляє велику кількість радіоактивних речовин і побічно електроенергію. За даними статистики у США на 1986р. було накопичено близько 12000 т. відпрацьованих твелів, а до 2000 року вага їх збільшилися на 40000 т.

Відомо, що твели після відпрацювання кілька років зберігають на території AEC у спеціальних басейнах з водою і вичікують певного зниження їх радіоактивності. Потім їх у спеціальних поїздах (не попереджуючи населення) перевозять до місця рекреації ядерного палива (Росія), де на підприємствах вилучають той уран, що не „вигорів", і виготовляють з нього нові твели. При цьому повтори використання відпрацьованого палива можливе лише дворазове, оскільки у твелах накопичується велика кількість сторонніх ізотопів і продуктів розщеплення, що не дозволяє знову їх використовувати в реакторах. Такі твели потребують зберігання впродовж тисячі років.

У процесі експлуатації AEC стають радіоактивними машини, обладнання, контейнери, приміщення, одяг обслуговуючого персоналу. Це потрібно десь зберігати протягом тривалого часу. На сьогодні в Україні місць зберігання радіоактивних відходів не має. Тимчасові сховища потребують дотримання режиму їх зберігання та охорони, щоб не допустити руйнації контейнерів та вивезення радіоактивних відходів з пунктів складування. Значимість цієї проблеми загострюється у зв'язку з необхідністю демонтажу AEC після виведення її з експлуатації. Щоб зберігати обладнання, апаратуру, машини тощо після демонтажу лише одного реактора потрібно відвести близько 40 га землі. На даний час на всіх AEC України накопичено близько 70 тис. м³ відходів і зосереджено в зоні відчуження Чорнобильської AEC.

Надзвичайно гострою є проблема поховання відходів ядерного палива (ВЯП), яка пов'язана з великим ризиком для навколишнього середовища.

В США розглядається проект спорудження великого підземного сховища в надрах гори Юкка на півдні країни (пустеля Невада). Росія планує поховання ВЯП здійснювати у спеціальних сховищах у Сибіру (Новосибірська обл.).

Слід зазначити, що вартість проекту поховання ВЯП у США складає понад 58 млрд. доларів.

В Україні поховання ВЯП набуло не меншої гостроти, аніж в інших країнах. Обговорюються проекти поховання ВЯП в надрах Українського кристалічного щита або на території 30 км зони ЧАЕС. На сьогодні ВЯП українських AEC відправляють на тимчасове зберігання в Росію з домовленістю, що вони у 2010 році повернуться назад в країну.

Невирішеними залишаються проблеми, пов'язані з розрахунками ризиків розбудови AEC на території України. В OBHC добудови другого блоку на Хмельницькій AEC, для порівняння з яким було обрано найгірший із можливих варіантів - ТЕС, яка працює на вугіллі. Не розглядалася можливість розвитку альтернативних джерел отримання електроенергії.

Ведуться розмови про продовження терміну роботи атомних реакторів на Рівненській AEC, які потребують консервації та демонтажу.

Забуваються громадськістю уроки Чорнобильської катастрофи, під час вибуху якої в атмосферу надійшло близько 450 типів радіонуклідів, в тому числі довго живучих: цезій-137 і стронцій-90 (періоди напіврозпаду біля 30 років). Названі ізотопи впродовж років після Чорнобильської катастрофи є причиною найнебезпечнішого внутрішнього опромінення людей і можуть викликати не лише захворювання, але і мутації. Особливо небезпечний штучний елемент плутоній, який накопичується в реакторах в процесі їх експлуатації. Він є найтоксичнішою речовиною, яка будь-коли створювалась людиною. Для підтвердження цього нагадаємо, що 450 г (фунт) плутонію достатньо, щоб знищити близько 10 млрд. людей, а його накопичено в твелах тисячі тонн. Частково плутоній використовується для виготовлення атомних боєприпасів.

Слід додати, що використання AEC призводить до теплового забруднення атмосфери і особливо гідросфери при охолодженні пари та технологічної води. В електроенергію перетворюється лише невелика кількість тепла, що його виділяють працюючі реактори, а більша кількість тепла викидається з 262

градирень у вигляді пару в атмосферу, а тепла вода у водойми- охолоджувачі.

Незаперечними є факти зростання захворюваності людей, що проживають на забруднених радіонуклідами територіях. Чорнобильська катастрофа викликала пригнічення імунної системи у людей і тварин і, як наслідок ускладнений перебіг у хворих таких захворювань, як грип, запалення легенів тощо.

То чи можемо ми забувати про відповідальність за освоєння „мирного атому" і ризикувати здоров'ям і життям теперішніх і майбутніх поколінь?

Усвідомлюючи величезну потенційну небезпеку AEC для навколишнього природного середовища, науковці активно розробляють інший спосіб добування енергії, а саме з допомогою термоядерних електростанцій (ТЯЕС). На цих електростанціях енергія добуватиметься не за рахунок розщеплення важких ядер урану, а внаслідок синтезу легких ядер ізотопу водню (дейтерію й тритію) та утворення з них ядер гелію (нерадіоактивний газ).

Маючи серйозні переваги ТЯЕС над діючими AEC, ТЯЕС також мають і недоліки. Насамперед, надлишкова теплота буде сприяти підігріванню атмосфери і гідросфери. Накопичуватимуться в процесі роботи радіоактивно забруднені конструкції, які будуть потребувати захоронения, як і реактори AEC. Існують проблеми з „паливом" для ТЯЕС, а саме: з добуванням літію та виготовленням тритію.

Таким чином, аналізуючи стан атомної енергетики, слід наголосити, що най небезпечними є отримання енергії з альтернативних джерел, а саме: вітру, морів та океанів, внутрішнього тепла Землі, Сонця.

Слід зазначити, що крім радіаційного забруднення довкілля речовинами штучного походження, небезпечною для людей є також радіація природного походження, зокрема газ радон. Газ радон - це ізотоп урану і торію, що міститься в гранітах, рудах, грунті, воді і виділяється в місцях розломів земної кори.

Газ радон у воді в застосовується в медицині для лікування нервової системи, органів кровообігу і судин. Зовсім інший ефект спостерігається при тривалому вдиханні газу радону під час проживання в напівпідвалах та будинках на першому поверсі. Газ радон не має ні смаку, ні запаху, ні кольору. Проникаючи в житлові приміщення, він може спричиняти захворювання бронхів, і як наслідок - рак легенів.

За даними американських вчених, якщо концентрація радону в будинках сягає 25 бекерелів на кубічний метр (Бк/м³), то з кожної тисячі мешканців загинуть від раку легенів 3-4 людини. При концентрації радону до 200 Бк/м³ число смертей зростає в десять разів.

Щоб запобігти накопиченню радону в приміщеннях, необхідно добре ізолювати підлогу та забезпечити підвальні приміщення надійною вентиляцією.

3.2.