Радиоактивное загрязнение как экологический фактор

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Биологический факультет

Кафедра экологии человека

и безопасности жизнедеятельности

Радиоактивное загрязнение как экологический фактор

Выполнила:

студентка 3 курса

биологического факультета

гр. ЭКП-1-11

Кирсанова Анна

Пермь 2014 
Содержание

1. Общие сведения об авариях на радиационно опасных  объектах…………3
2. Общая характеристика последствий радиационных аварий……………….5
3. Экологические последствия радиационного загрязнения окружающей среды…………………………………………………………………………...5

Список использованной литературы……………………………………….14

1. Общие сведения об авариях на радиационно опасных  объектах

За последние четыре десятилетия атомная энергетика и использование расщепляющих  материалов прочно вошли в жизнь человечества. В настоящее время  работает более  450 ядерных реакторов. Атомная энергетика позволила существенно снизить «энергетический голод».  В условиях безаварийной работы АЭС – пока самое экономичное и экологически чистое производство энергии и альтернативы ей в ближайшем будущем не предвидится. Вместе с тем бурное развитие атомной промышленности и атомной энергетики, расширение сферы применения источников радиоактивности обусловили появление радиационной  опасности и риска возникновения радиационных аварий с выбросом радиоактивных веществ и загрязнением окружающей среды. Радиационная опасность может возникать при авариях на радиационно опасных объектах (РОО). РОО – объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии, на котором или его разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением  или радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных растений, животных, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной среды и конечно людей.

        В  настоящее время в России функционирует  более 700 крупных радиационно опасных  объектов, которые в той или  иной степени представляют радиационную  опасность. Практически все действующие  АЭС расположены в густонаселенной  части страны, а в их 30-километровых зонах проживает около 4 млн. человек. Общая площадь радиационно дестабилизированной территории России превышает 1 млн.км2, на ней проживает более 10 млн.человек.

        Аварии  на РОО могут привести к  радиационной чрезвычайной ситуации (РЧС). Под радиационной чрезвычайной ситуацией понимается неожиданная опасная радиационная ситуация, которая привела  или может привести к незапланированному облучению людей или радиоактивному загрязнению окружающей среды сверхустановленных  гигиенических нормативов и требует экстренных действий по защите людей и среды обитания.[1]

        Аварии, связанные с нарушением нормальной  эксплуатации радиационно опасных  объектов, подразделяются на проектные  и запроектные.

        Проектная авария – авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния, в связи с чем предусмотрены системы безопасности.

        Запроектная  авария – вызывается не учитываемыми  для проектных аварий исходными  событиями и приводит к тяжелым  последствиям. При этом может  произойти выход радиоактивных  продуктов в количествах, приводящих  к радиоактивному загрязнению  прилегающей территории, возможному  облучению населения выше установленных  норм. В тяжелых случаях могут  произойти тепловые и ядерные  взрывы.

        В  зависимости от границ зон  распространения радиоактивных  веществ и радиационных последствий  потенциальные аварии на АЭС  делятся на шесть типов:

• Локальная
• Местная
• Территориальная
• Региональная
• Федеральная
• Трансграничная

   Международным агентством  по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработана  международная шкала событий  на АЭС, включающая 7 уровней. Авария  на Чернобыльской АЭС  была наиболее тяжелой и относится к 7 уровню (глобальной).

2. Общая характеристика последствий радиационных аварий

         Долгосрочные последствия аварий  и катастроф на объектах с  ядерной технологией, которые носят  экологический характер, оцениваются, главным образом, по величине радиационного ущерба, наносимого здоровью людей. Кроме того, важной количественной мерой этих последствий является степень ухудшения условий обитания и жизнедеятельности людей. Безусловно, уровень смертности и ухудшения здоровья людей имеет прямую связь с условиями обитания и жизнедеятельности, поэтому рассматриваются в комплексе с ними.[2]

          Последствия радиационных аварий  обусловлены их поражающими факторами, к которым на объекте аварии  относятся ионизирующее излучение  как непосредственно при выбросе, так и при радиоактивном загрязнении территории объекта; ударная волна (при наличии взрыва при аварии); тепловое воздействие и воздействие продуктов сгорания (при наличии пожаров при аварии). Вне объекта аварии поражающим фактором является ионизирующее излучение вследствие радиоактивного загрязнения окружающей среды.

3. Экологические последствия радиационного загрязнения окружающей среды

        Радиоактивное  загрязнение окружающей среды  является наиболее важным экологическим  последствием радиационных аварий  с выбросами радионуклидов, основным  фактором, оказывающим влияние на  состояние здоровья и условия  жизнедеятельности людей на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Основными специфическими  явлениями  и факторами, обуславливающими экологические  последствия при радиационных  авариях и катастрофах, служат  радиоактивные излучения из зоны  аварии, а также из формирующегося  при аварии и распространяющегося  в приземном слое облака (облаков) загрязненного радионуклидами воздуха; радиоактивное загрязнение компонентов  окружающей среды.

          Последствия аварии для сельского  хозяйства, производства и потребления  продуктов питания, а также для  окружающей среды были и остаются  более заметными, чем прямое воздействие  на здоровье людей.

            Радиоактивное загрязнение почв влечет за собой значительные проблемы в сельском хозяйстве, связанные, прежде всего, с приемлемым качеством производимых продуктов питания.[3] Значительно пострадали и почвы природных экосистем. Физико-химическое состояние радионуклидов в почве и, в первую очередь, количество их мобильных форм являются определяющим фактором в процессах миграции радиоактивных веществ в почвенном профиле и по трофическим цепям. В настоящее время доля подвижных форм цезия в дерново-подзолистых почвах составляет около 10%, стронция — до 70%; в торфяных почвах — 15 и 50% соответственно. Содержание мобильных форм америция и плутония в почвах не превышает соответственно 12,5 и 9,5%. Это свидетельствует о том, что основная доля радиоактивных изотопов будет находиться на протяжении десятилетий в корнеобитаемом слое наиболее типичных для Полесья дерново-подзолистых и торфяных почв. Радиоактивное загрязнение почв, являющихся основным депо радионуклидов в экосистемах и начальным звеном трофических цепей, обуславливает накопление изотопов в организмах растений, животных и человека, а также формирование дозовых нагрузок и развитие патологий.

           Поверхностные воды — основной фактор, определяющий миграцию радионуклидов в экосистемах.

          При  ядерной аварии происходит загрязнение  водоемов радионуклидами не только  путем прямого осаждения из  воздуха и выброса  в жидком  виде, но также и косвенно, путем  их вымывания в бассейне водосбора. Особенно важна оценка транзитной роли рек, которые являются основными переносчиками радионуклидов и способствуют в том числе их трансграничному перемещению.[4] Для больших и средних рек (Днепр, Припять, Сож, Беседь, Ипуть) в постчернобыльский период проявилась тенденция к резкому снижению концентрации радионуклидов в воде (превышение допустимых уровней не наблюдалось с 1987 г.) и уменьшению объема выноса радиации за счет речного стока. Наибольшему радиоактивному загрязнению подверглись малые реки бассейнов Днепра, Сожа, Припяти, дренирующие Полесье. В настоящее время наиболее высокое содержание стронция–90 (до 2,7 Бк/л) наблюдается в полесских малых реках — Брагинке, Несвичи, Желони, Ротовке и др. Причем концентрация стронция начинает превышать содержание цезия вследствие высвобождения первого из активных («горячих») частиц, под которыми принято понимать агрегаты микронных и субмикронных размеров, альфа-, бета-и гамма-активность которых многократно превышает активность окружающей среды. Речные воды обладают способностью к самоочищению, что объясняется постоянным выносом водных масс и выпадением взвешенных радиоактивных частиц на дно водоемов. В замкнутых и слабопроточных водных системах озерного типа происходит и будет происходить в дальнейшем сток радионуклидов с территорий водосборов в котловины водоемов, где они концентрируются в донных отложениях, которые, вместе с водной биотой, вносят основной вклад в общую радиоактивность как замкнутых (озера, пруды, водохранилища), так и проточных (реки, каналы) водных экосистем.

              Проблема радиоактивного загрязнения воздушных масс остается актуальной для территорий, прилегающих к зоне отселения. Оно определяется содержанием радиоактивной пыли в приземном слое атмосферы. Пылеобразование значительно возрастает во время проведения сельскохозяйственных и других работ с активным техногенным воздействием на почву. На радиоактивное загрязнение приземного воздуха существенное локальное влияние оказывают некоторые стихийные явления, в первую очередь лесные и торфяные пожары.

             Леса представляют собой крайне  разнообразные экосистемы, в которых  флора и фауна находятся в  сложных отношениях друг с  другом, равно как и с климатом, почвенными характеристиками и  топографией. Они могут являться  не только зонами отдыха, но  также местом работы и источником  питания. Для многих обитателей  загрязненных регионов дичь, ягоды  и грибы являются дополнительным  источником питания.

              Ввиду сильных фильтрующих свойств  деревьев осаждение в лесах  зачастую выше, чем в сельскохозяйственных  районах. При загрязнении специфические  экологические свойства лесов  часто приводят к высокой степени  удержания загрязняющих радионуклидов. Высокое содержание органических  веществ в лесной почве и  ее стабильность увеличивают  передачу радионуклидов из почвы  растениям, в результате чего  в лишайниках, мхах и грибах  часто обнаруживаются высокие  концентрации радионуклидов. Передача  радионуклидов диким животным  в таких условиях может привести  к тому, что некоторые люди, в  значительной степени зависящие  от дичи как от источника  питания, могут подвергнуться неприемлемому  облучению.

               Люди связанные с работой в  лесу, получают дозу облучения  в три раза выше, чем те, кто  живет в том же самом районе.

               В результате чернобыльской катастрофы в зоне радиоактивного загрязнения оказались полесские леса. В настоящее время в надземной части древесных растений находится 5–7% от общего запаса выпавших на лесные экосистемы радионуклидов. В ближайшие 10 лет надземная фитомасса накопит до 10–15% от общего количества цезия–137 в лесных массивах. Из пищевой продукции леса наиболее загрязнены грибы (масленок, польский гриб, груздь, зеленка, волнушка) и ягоды (черника, голубика, клюква, земляника). Содержание в них цезия–137 превышает допустимые нормативы даже на территориях с незначительной плотностью загрязнения почвы.

            Луговая растительность, в зависимости от почвенно-ландшафтных условий, характера увлажнения, видовых особенностей и других факторов, по-разному накапливает радионуклиды. По средней способности аккумулировать цезий–137 в надземной фитомассе травянистые растения можно расположить следующим образом:

• вересковые (коэффициент накопления — 0,341),
• осоковые (0,089),
• злаковые (0,069),
• сложноцветные (0,037),
• гречишные (0,026),
• бобовые (0,021),
• кипрейные (0,014),
• зверобойные (0,012),
• крестоцветные (0,011).

           Растительность территорий радиоактивного загрязнения составляет основу кормовой базы диких животных, у которых наблюдается повышенное содержание радионуклидов, накапливающихся в мышечной ткани и костях. У охотничье-промысловых копытных обнаруживается четко выраженная сезонная зависимость накопления радионуклидов (увеличение в летне-осенний период). Существенные изменения претерпевает состав и структура зооценозов в зонах отчуждения и отселения.

           Прогноз динамики радиационно-экологической ситуации в Полесье позволяет предполагать, что в ближайшее время не ожидается существенного ее изменения. Внешнее гамма-облучение будет по-прежнему определяться цезием–137. Со временем будет возрастать доля обменных форм у стронция–90. В прилегающей к ЧАЭС зоне существенную опасность станет представлять америций–241. Самоочищение почв за счет вертикальной миграции радионуклидов будет протекать медленно. Горизонтальная миграция радионуклидов за счет воздушного и водного переноса не окажет существенного влияния на структуру радиоактивного загрязнения территории. Можно предположить некоторое снижение поступления радионуклидов в древесно-кустарниковый полог леса. Переход радиоцезия в травянистые растения будет увеличиваться, особенно на пойменных, полу- и гидроморфных песчаных местообитаниях. В результате радионуклиды, попавшие в почву и включившиеся в миграционные процессы, еще долгое время будут находиться в биологической цепочке «почва — растение — животное». Возможно, воздействие радиационного фактора на физиологическое состояние животных повлияет на половое созревание, сезонность половых циклов, возрастную структуру и численность отдельных популяций.

        Таким образом, радиационно-экологическая обстановка характеризуется сложностью и неоднородностью загрязнения территории альфа–, бета–и гамма–излучающими радионуклидами, присутствием радиоизотопов практически во всех компонентах экосистем и вовлечением их в геохимические и трофические циклы миграции. Это обуславливает множественность путей внешнего и внутреннего облучения населения и создает риск для его здоровья.

          Сохранившиеся, несмотря на широкомасштабную осушительную мелиорацию, значительные болотные массивы являются своеобразными радиогеохимическими аномалиями, в которых переход радионуклидов в хозяйственно-ценные растения особенно велик.

          Для  борьбы с радиоактивным загрязнением лесов были разработаны различные стратегии. Некоторые из наиболее эффективных включают ограничения доступа и предотвращение лесных пожаров.

          Изменения  в системе управления и пользования  лесами могут также способствовать  сокращению дозы. В результате  запрета или ограничения на  сбор продовольствия и введение контроля над охотой можно будет оградить тех, кто обычно потребляет эти продукты в больших количествах.

          Своеобразный водный режим Полесья создает ситуацию, при которой реки, дренирующие загрязненные территории Украинского Полесья, впадают в Припять, переносящую радиоактивные вещества в Днепр, являющийся на территории Беларуси транзитной рекой (двойной трансграничный перенос радионуклидов).

         Высокий уровень подземных вод создает угрозу их радиоактивного загрязнения, а, следовательно, загрязнения питьевых и хозяйственных водозаборов.

          Богатейшая по спектру биологического разнообразия флора и фауна Полесья подвергается существенным дозовым нагрузкам, а также опосредованному влиянию радиационного фактора.

         Таким образом, радиоэкологический мониторинг в полесской части зоны радиоактивной контаминации позволяет качественно и количественно оценить потоки трансграничного переноса радионуклидов за счет биогенных и абиогенных (водный и воздушный) факторов миграции. Проблема сохранения биологического разнообразия флоры и фауны рассматривается с точки зрения прямых и косвенных пострадиационных сукцессий. Определяется вклад в дозу внутреннего облучения населения за счет потребления «даров природы» — грибов, ягод, дичи, рыбы и других, который может в отдельных регионах превышать 50%.

         Своеобразие сложившейся в Полесье экологической ситуации заключается в том, что прямое радиационное воздействие на экосистемы не повлекло за собой изменений установившегося механизма их функционирования (управляемость или самоуправляемость, прямые и обратные, положительные и отрицательные связи, потоки вещества, энергии и информации), однако косвенное воздействие, которое проявилось в виде вывода части территории из хозяйственного оборота, введения ограничений на все или отдельные виды природопользования, изменения технологии сельскохозяйственного производства, исключения или, наоборот, внесения значительного количества вещества извне привело к тому, что большая часть экосистем подверглась существенной реконструкции. Экосистемы на таких территориях, в зависимости от уровней радиоактивного загрязнения, формируют параметры, с той или иной степенью характеризующие направления их перехода в другое качество. Интегрирующим фактором радиационного воздействия, который в подавляющем большинстве случаев определяет характер хозяйственной эксплуатации экосистем, является уровень дозовых нагрузок на население.

           Экологические последствия катастрофы предопределяются не только величиной и характером загрязнения, но и специфическими особенностями самих загрязненных экосистем, рассматриваемых как объект внешнего воздействия и требующих, с учетом указанных обстоятельств, специальной систематизации.

           Решая проблему выбора оптимальных вариантов реабилитации загрязненных территорий, необходимо дифференцировать экосистемы, учитывая их качественные особенности, характер хозяйственного использования и специфику загрязнения. Следовательно, в Полесье могут быть выделены лесные, луговые, болотные, разнотипные сельскохозяйственные, селитебные и другие природные и природно-техногенные экосистемы, которые должны особо рассматриваться для районов с различным режимом эксплуатации и характером радиоактивного загрязнения.

           Радиоактивное загрязнение является предельной техногенной нагрузкой на среду обитания человека, после которой она теряет экологическую привлекательность и становится частично или полностью непригодной для полноценной жизнедеятельности людей. В такой ситуации практически прекращается и инвестиционная деятельность, прежде всего, по коммерческим проектам, которые предполагают возврат вложенных средств в ближайшем будущем.[5]

     В настоящее время развитие загрязненных районов осуществляется преимущественно за счет государственных средств. Достижение цели восстановления природно-хозяйственного потенциала загрязненных территорий возможно путем разработки и реализации системы инвестиционных проектов, которые предполагают возврат в той или иной форме вложенных средств. Для некоммерческих (государственных) проектов критерием ценности выступает вклад проекта в увеличение национального дохода и экономический (социальный, экологический), а не чисто финансовый эффект. Коммерческие проекты, направленные на увеличение занятости, замещение импорта, развитие инфраструктуры, в том числе экологической, способны решать задачи общественного развития и, вместе с тем, отличаться простым механизмом реализации и скоростью возврата вложенных средств.

Список использованной литературы

1. Дажо Р. Основы экологии. – М.,1975
2. Небел Б. Наука об окружающей среде. – М., Мир,1993
3. Пономарев И.Н. Общая экология. – М., 1994.
4. Ревелль П., Реввель Ч. – Среда нашего обитания. – М., Мир, 1995.
5. Реймерс Н.Ф. Экология – М., 1994