Способы борьбы с радиоактивным загрязнением окружающей среды

Радиоактивное загрязнение и защита от радиации

Радиация не имеет ни вкуса, ни запаха, её нельзя увидеть, услышать или почувствовать. Радиоактивные вещества могут попасть в наш организм с пищей, водой или воздухом. Все мы в современном мире в той или иной степени подвержены ионизирующему излучению. Источники его могут быть самые различные. Так, например, человек подвергается облучению при рентгеновских обследованиях, некоторых диагностических процедурах, основанных на использовании короткоживущих радиоактивных элементов, при испытаниях ядерного оружия, авиапутешествиях, курении (табачный дым содержит ряд радиоактивных веществ) и даже в своём доме, так как стройматериалы могут являться источниками слабой радиации. Мы постоянно находимся под воздействием естественного радиоактивного фона.

Радиация может вести к генетическим мутациям, разрушать клетки и ткани организма, способствовать образованию канцерогенных веществ и химически активных свободных радикалов, повреждающих клетки организма. Известно, что свободные радикалы в небольших дозах всегда присутствуют в нашем организме, образуясь, например, при различных биохимических реакциях. Однако при воздействии радиации и химических загрязнений процесс образования свободных радикалов становится очень интенсивным. На защитные системы организма при этом падает непосильная нагрузка. Иммунные реакции подавляются и создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и опухолевых клеток. Организм утрачивает способность сопротивляться разнообразным заболеваниям.

Непросто сегодня сохранить своё здоровье, выжить и вырастить здоровых детей. Для этого нужно уметь защищаться от вредного воздействия радиоактивных веществ, что во многом зависит от нас самих.

Помочь себе в борьбе с загрязнением радиоактивными веществами мы можем, в частности, с помощью соответствующего питания. Очень важно, чтобы в рационе было достаточно антиокислителей (витаминов С, Е, А), которые обезжиривают свободные радикалы и тем самым противодействуют внутриклеточному окислению жиров, возрастающему при ионизирующем облучении.

Пища должна быть также богата грубыми волокнами — целлюлоза (овощи, зерновые, отруби), пектин (фрукты, овощи, бобовые). Грубые волокна способны связывать токсические вещества (в том числе стронций, цезий, свинец и др.), образуя с ними стойкие соединения, которые не всасываются и удаляются из организма. Это их важное свойство применяется в лечебных и профилактических целях, например, при воздействии радиации на человека.

В зонах радиоактивного загрязнения внешней среды как работающие, так и население могут подвергаться внешнему и внутреннему (от попавших внутрь радионуклидов) облучению. Радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов) способны аккумулироваться в продуктах растительного и животного происхождения, откуда они вместе с пищей могут попадать в организм человека. После всасывания из пищеварительного тракта и лёгочной ткани радионуклиды накапливаются в органах и тканях. Поэтому применение мер профилактики должно быть своевременным.

Выведение радионуклидов, циркулирующих в крови, в значительной степени происходит через кишечник, где они связываются с пектинами и другими пищевыми волокнами.

Пищевые волокна содействуют выведению радионуклидов, они являются ценным компонентом продуктов. Много пищевых волокон в необработанном зерне, овощах и фруктах (столовая свёкла, редис, морковь, сладкий перец, тыква, зелёный горох, яблоки, абрикосы, цитрусовые, чёрная смородина).

В ежедневном рационе должно быть в достаточном количестве минеральных солей калия, кальция и фосфора (насыщение ими организма препятствует накоплению радионуклидов). Хорошим источником калия являются курага, картофель, горох, томаты, чёрная смородина и др. Много кальция содержится в фасоли, капусте и моркови. Достаточно большое количество фосфора имеется в яйцах, крупах, ржаном хлебе.

Особое внимание необходимо уделять достаточному потреблению витаминов и микроэлементов:

• Витамин А защищает от свободных радикалов, предупреждает раковые заболевания, укрепляет иммунную системы
• Витамин В₁₂ способствует образованию эритроцитов и блокирует поглощение радиоактивного кобальта-60
• Витамин С оказывает антитоксическое действие, защищает от свободных радикалов, укрепляет иммунную систему
• Витамин Е защищает от свободных радикалов, улучшает кроветворение
• Кальций укрепляет костную ткань, блокирует поглощение радиоактивного стронция-90, который может откладываться в костях при недостатке кальция
• Калий регулирует деятельность сердца, улучшает функцию печени, блокирует всасывание радиоактивного цезия-137
• Йод необходим для нормальной функции щитовидной железы. Если с пищей поступает недостаточно йода, то организм поглощает радиоактивный йод-131. Он аккумулируется в щитовидной железе, нарушает её функцию и со временем может привести к её раковому перерождению. Если в щитовидную железу будет поступать достаточно обычного йода, то его радиоактивный изотоп быстро выводится из организма
• Железо способствует образованию эритроцитов, блокирует поглощение радиоактивного плутония, который схож по структуре с железом
• Селен укрепляет иммунную систему, защищает организм от радионуклидов
• Сера повышает устойчивость к радиации, блокирует поглощение радиоактивного изотопа — серы-35
• Цинк необходим для образования Т-лимфоцитов. При нехватке его в костях и органах размножения может откладываться радиоактивный цинк-65.

Кроме пищевых продуктов есть целый ряд растений, способных повышать устойчивость человека к радиации — женьшень, родиола розовая, элеутерококк, лимонник китайский. Защищают организм от радиации также ромашка аптечная, одуванчик, подорожник.

Большую помощь в повышении сопротивляемости организма воздействию радиации могут оказывать продукты пчеловодства (мёд, перга, маточное молочко, прополис). При воздействии повышенных доз радиации хорошо принимать по 1 ст. ложке мёда, растворяя его в стакане тёплой воды, 3 — 4 раза в день. Пергу следует принимать по половине чайной ложки 2 — 3 раза в день. Препарат маточного молочка Апилак нужно держать по 1 — 2 таблетки под языком до полного растворения, суточная доза — 3-6 таблеток. Что касается прополиса, то рекомендуется приём его водного экстракта по 1 — 2 ст. ложки 3 раза в день.

Источник

Борьба с радиоактивным загрязнением планеты

На 1 января 2019 года в мире вырабатывают энергию 193 атомные электростанции, расположенные в 32 странах. 452 энергоблока находятся в рабочем состоянии, 55 – в стадии строительства, 171 энергоблок закрыт. Поэтому борьба с радиоактивным загрязнением планеты – актуальная проблема, которую поднимают экологи.

Понятие радиоактивного загрязнения

Попадание радиоактивных веществ в воздух, воду, почву называют радиоактивным загрязнением. Живые организмы в зоне поражения, получившие большую дозу радиации, погибают.

Факторы, влияющие на степень опасности загрязнения:

• концентрация радионуклидов;
• энергия испускаемого излучения;
• вид радиации;
• расстояние от источника вредных веществ до объекта или организма.

Ядерный взрыв, испытания и утечка радиоактивных веществ во время транспортировки либо хранения источников радиации – главные причины загрязнения.

К источникам радиоактивного загрязнения относят:

• предприятия по созданию термоядерного оружия;
• АЭС;
• станции по дезактивации отходов, содержащих опасные радиационные вещества;
• захоронения законсервированных атомных отходов;
• естественные источники – места выхода на земную поверхность урановых руд и горных пород с повышенной природной радиоактивностью.

Радиационные отходы хранятся в специальных емкостях и хранилищах. Но часть жидких отходов на предприятиях Минатома находятся в открытых водоемах.

Последствия загрязнения радиоактивными веществами:

• гибель клеток;
• радиоактивная пыль поглощает солнечную радиацию (опасность «ядерной зимы»);
• мутации и гибель представителей флоры и фауны.

Проблема радиоактивного загрязнения – одна из главных экологических проблем России, так как на территории страны произошли несколько глобальных катастроф с выбросом радиационных веществ – аварии на Чернобыльской АЭС, на ПО «Маяк»; взрыв на заводе близ города Кыштым на Урале.

Вред от ядерных испытаний

При испытаниях ядерного оружия выделяются два типа изотопов:

1. У одних период полураспада небольшой. Они опасны сразу после взрыва на прилегающей к месту испытания территории.
2. Но угрозу представляют изотопы с периодом полураспада от 2-3 лет до десятков тысяч лет. Они остаются в окружающей среде и постепенно накапливаются в живых организмах, вызывая опасные мутации на генном уровне и смертельные заболевания.

Всего 35-40% вредных продуктов испытаний в течение трех месяцев попадают на землю с осадками. Остальные, попадая в верхние слои атмосферы, остаются там годами. Меняется озоновый слой Земли. Ядерные испытания нарушают сейсмическую обстановку, вызывая аномальный подъем воды или движение литосферных плит.

После экспериментальных взрывов ядерных и водородных бомб остаются опасные отходы, захоронение которых вызывает тревогу у экологов всего мира.

Мероприятия по профилактике загрязнений

Борьба с радиоактивным загрязнением природной среды может иметь только профилактический характер. Нет ни одного варианта биологического разложения и других механизмов, помогающих нейтрализовать радиацию.

Основная профилактическая мера загрязнения – утилизация радиоактивного мусора.

Загрязненные газы и воду фильтруют до их полного очищения. Фильтры затем утилизируют вместе с твердыми отходами, заливая цементным раствором и формируя блоки. Второй способ переработки – смесь вредных отходов с горячим битумом помещается в емкости из стали.

Высокоактивные отходы прокаливают и сплавляют со стеклокерамическими веществами. Расчетным путем доказано, что 1 мм такой массы растворится в воде спустя 100 и более лет.

С течением времени степень угрозы радиоактивных отходов уменьшается. Если период полураспада изотопа составляет 25 лет, он полностью исчезнет примерно через 250 лет. Хранение таких отходов до полного распада радионуклидов происходит в специальных хранилищах – могильниках.

Радиационный контроль: виды и значение

Своевременное определение уровня повышенной радиации позволяет оперативно локализовать источник заражения и эвакуировать людей из зоны опасности.

Радиационный контроль – получение сведений о радиационной ситуации на предприятия, в природной среде и о степени облучения людей.

Виды радиационного контроля:

1. Дозиметрический – определение мощности дозы излучения на рабочих местах людей, расчет безопасных доз от источников ионизирующего излучения.
2. Радиометрический – прямое или расчетное измерение концентрации радионуклидов в окружающей среде.

Для определения уровня радиации используют приборы радиационной безопасности.

Методы борьбы с последствиями радиоактивного загрязнения

В случае радиоактивного заражения территории и находящихся на ней объектов необходимо срочно принять меры для минимизации последствий.

Основные мероприятия по борьбе с радиационным загрязнением:

• локализация и ликвидация источников заражения;
• дезактивация территории и объектов на ней (пылеподавление, утилизация растений и другое);
• агромелиоративные и противопаводковые мероприятия (дамбы, ловушки для ила и прочее);
• сбор и захоронение радиационных отходов;
• медицинское обследование и санитарная обработка людей, находящихся в зоне поражения;
• сооружение саркофага для массированной защиты от ионизирующего излучения.

Пути решения радиационного загрязнения требуют значительных финансовых затрат и людских ресурсов. Все мероприятия надо проводить в короткие сроки для уменьшения последствий аварий, взрывов или утечки. Поэтому профилактика радиоактивных загрязнений – залог поддержания удовлетворительной экологической обстановки.

Источник

Причины и последствия радиоактивного загрязнения местности

Понятие радиоактивного загрязнения местности вошло в мировой обиход после обнаружения последствий ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки, а позднее — с появлением мирной ядерной энергетики — результатов аварий на АЭС в Чернобыле и Фукусиме-1. Итоги выхода из-под контроля атомных устройств оказались ужасающими как для поражённой территории, так и для проживающего там населения.

Вас в школе обучали действиям во время ЧП на АЭС?

Радиация исходит из всех материалов, в состав которых входят радиоактивные изотопы различных химических элементов. Таких, например, как астат, ванадий, вольфрам, йод, кальций, осмий, цирконий. Самые известные элементы, широко применяемыми в военной промышленности, геохимии, медицине и энергетике, это изотопы или нуклиды урана и радия — уран 235, 237, 238, 239 и радий 226, 228.

Причинами радиоактивного загрязнения территории чаще всего являются сбои в функционировании систем, включающих в себя блоки с теми или иными радионуклидами. К сбоям может привести как технологический, так и человеческий фактор. Тогда на каком-то этапе эксплуатации системы количество изотопов достигает критической массы. Если произойдёт выброс избытков нуклидов во внешнюю среду, она подвергнется загрязнению.

Основные причины загрязнения

Радиация образуется на планете в результате жизнедеятельности и космического излучения, которое не опасно для здоровья. Деятельность в сфере ядерных разработок может привести к возникновению загрязнения на любом этапе: от исследований до эксплуатации.

Дополнительным фактором могут служить природные катаклизмы, как это было в Японии в 2011 году при аварии на АЭС.

Основные источники радиоактивных загрязнений:

• испытания ядерного оружия;
• ядерные взрывы;
• эксплуатация радиоактивных объектов;
• могильники отходов.

Естественные источники

Некоторые источники загрязнения встречаются в естественной среде. Среди них выделяются постоянно действующие:

• космическое излучение;
• излучение земной коры.

В обоих случая доза облучения не угрожает жизни и здоровью человека.

Существенное влияние на радиационный фон оказывают горные породы, которые могут содержать радиоактивные элементы. Такие зоны характеризует излучение от земной поверхности, усиливающееся в местах скопления следующих материалов: палладий, уран, радий, радон.

Антропогенные источники

Основную угрозу радиационному фону Земли представляют действия, выполняемые людьми:

• обработка опасных веществ;
• развитие атомного вооружения;
• просчеты в атомной энергетике.

Развитие отрасли позволило решить ряд задач по поиску автономных источников электропитания, удешевлению электроэнергии.

Техногенные аварии

Международная организация МАГАТЭ, занимающаяся развитием атомной энергии, составила специальную семибалльную шкалу для оценки техногенных аварий. К настоящему моменту произошло только два события, получившие высшую оценку опасности:

• авария на Чернобыльской АЭС (СССР, 1986);
• авария на АЭС Фукусима-1 (Япония, 2011).

Подобные инциденты произошли по разным причинам. Несмотря на это, в отрасли ключевой приоритет деятельности – безопасность. Для этого новые объекты проектируют с учетом воздействия самых тяжелых негативных факторов.

Последствия испытаний ядерного оружия

Если утечки радиационного загрязнения в процессе деятельности по добыче электроэнергии происходят непроизвольно, то испытания ядерного оружия – точечные действия государств.

Крупнейшие ядерные державы имеют полигоны для тренировки взрывов, а после полной отработки территория используется в качестве могильника.

Например, такая ситуация сложилась на архипелаге Новая Земля (Россия), в штате Невада (США).

Для радиационного фона характерно, что осадки от испытаний оружия отличаются периодом полураспада:

В первом случае опасность исходит только в течение первого времени, во втором – от накопления, непосредственного контакта.

Радиационные отходы

Ряд предприятий осуществляет деятельность в сфере обработки отходов, включая радиоактивные. Такие операторы обычно обслуживают ядерные объекты: электростанции, военные полигоны, научные лаборатории. Выделяется 3 вида радиационных отходов:

По правилам безопасности такие отходы должны обрабатываться в специальной таре, исключающей утечку сырья в окружающую среду. Применяются следующие меры по обработке: упаривание, сжигание, прессовка, захоронение в могильниках.

Утечки из реакторов или других радиоактивных источников

В результате нарушения технологических процессов или несовершенства конструкции объекта может произойти непроизвольная утечка вредных веществ во внешнюю среду.

На основании прошлых ошибок современные ядерные объекты надежно защищены от возможных ошибок оператора. Обычно последствия ошибок сразу оказываются крупными.

Добыча и переработка радиоактивного сырья

Некоторые природные материалы обладают радиоактивным излучением: радий, радон, палладий, уран. Добыча указанных материалов ведется путем вскрытия горных пород и обработки каменной массы. Добываемые породы используются и в ядерной отрасли. Например, при производстве боевых ядерных ракет применяется уран, который обогащается до необходимого значения.

Действие радиации на организм

Последствие радиоактивного загрязнения сказывается на здоровье человека в самых тяжелых вариантах последствий. Ожог кожи, лучевое облучение, разрушения костей, изменение состава крови возникает при превышении радиации допустимого уровня. При этом низкие дозы, полученные от радиоактивных элементов, увеличивают риск возникновения разных заболеваний, например, рака. Полученную организмом дозу, принято классифицировать по физической величине измерения, называемой Зиверт. Это эффективная единица измерения, позволяющая оценить силу ионизирующего излучения с точки зрения объёма нанесённого вреда. Абсолютное значение зиверта является большим. На практике используются миллизиверт (мЗв), микрозиверт (мкЗв).

Физический смысл действия радиации состоит в реализации следующих явлений:

1. Электрического взаимодействия с тканями. За очень короткий срок прохождения излучения через органы, ткани человека оно провоцирует ионизацию атомов, разрушая живые клетки.
2. Физико-химические реакции. Ионизированный атом, появившийся свободный электрон не могут долго находиться в новом состоянии. Их участие в цепи химических реакций, приводит к образованию новых молекул соединений вредных для организма, например «свободных радикалов».
3. Химические процессы. Появившиеся «свободные радикалы» мешают нормальному функционированию живых клеток, модифицируя их. Процессы происходят в течение миллионных долей секунды.
4. Биологические изменения. Они появляются сразу или через годы, постепенно нарушая важные процессы в любом органе человека.

Международными требованиями по защите от радиации в 1990 году, а также нормативными документами НРБ-96 (1996 г.) оговорены следующие значения доз:

1. Значения радиации 1.5 Зв (150 бэр), полученной на протяжении года или при кратковременном облучении дозой 0,5 Зв (50 бэр) могут создать вредные эффекты.
2. Лучевая болезнь развивается после поглощения дозы в 1-2 Зв (100-200 бэр). Получив свыше 6 Зв, состояние человека характеризуют смертельной четвёртой степенью заболевания.
3. Естественное радиоактивное излучение имеет величину, соответствующую 0,05 до 0,2 мкЗв/ч, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв за год. Во время медицинской диагностики человек получает 1,4 мЗв за год.

Загрязняющие радиоактивные компоненты

Радиационное загрязнение состоит компонентов, формирующих опасную среду. У каждого из них собственные физико-химические характеристики, главная из которых – период полураспада. Это срок, показывающий через какое время компонент утратит свои свойства до момента расщепления на части.

Среди компонентов особенно выделяются по степени опасности и сроку полураспада:

Название	Период полураспада	Возможные негативные последствия загрязнения
Америций-241	433 года	Смертельная опасность
Цезий-137	30 лет	Накопления в мышечной массе и скелете
Стронций-90	28,8 лет	Костные отложения
Кобальт-60	5,3 года	Токсичное воздействие на организм
Йод-131	8 дней	Мутации, гибель клеток и тканей.

Возможные последствия

Влияние радиоактивного загрязнение на здоровье живых организмов и природы велико. Опасные вещества легко вступают в контакт с новыми живыми формами, накапливаясь в них и разрушая изнутри. Нарушаются физические и биологические функции организмов. Некоторый уровень радиации присутствует в окружающей среде и является допустимым. Превышение уровня – проблемы для биосферы, частью которой являются люди, животные, окружающая среда.

Воздействие на человека и животных

Радиоактивное заражение попадает в живые организмы несколькими путями:

• воздушным путем;
• контактом через кожу;
• через другие организмы (во время питания, например).

В зависимости от объема попадания вредных веществ начинают проявляться негативные симптомы: чем дольше контакт с источником заражения – тем серьезнее симптомы. Проявление отрицательных признаков возможно в разные временные интервалы: от нескольких минут до десятилетий.

Радиоактивные частицы проникают в клетки живых организмов, нарушая развитие особи. Симптомы проявляются следующие: кашель с выделениями крови, тошнота, головокружение, одышка, проблемы с кожей. Кроме нарушения текущего состояния, радиоактивное заражение приносит ряд болезней жертвам: бесплодие, анемию, мутации, катаракту, смену кровяного состава. Болезни влияют на оставшуюся жизнь и на потомство, которое может прекратиться.

Влияние на экологию

Местность, которая оказалась подвергнута радиоактивному заражению, остается опасной до момента полного разложения всех вредных веществ. Срок оздоровления земли может достигать сотни лет. Ситуация осложняется тем, что опасные частицы проникают в почву и воду, тем самим распространяясь на новые территории, попадания к новым организмам.

Зараженная территория опасна для посещения, а если визит состоялся, то живое существо является разносчиком болезней для незараженных территорий.

Виды ионизирующих излучений

1. Жёсткие коротковолновые электромагнитные рентгеновские Р и гамма γ излучения. Эти излучения имеют большую проникающую способность.
2. Корпускулярные (неэлектромагнитные) излучения.

Альфа-излучение — поток ядер гелия, заряд (+), малая проникающая способность, высокая степень ионизации.

Бета-излучение — поток электронов, заряд (-), ионизирующая способность бета-излучения ниже, а проникающая способность выше, чем альфа-частиц.

Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра — нейтронов. Имеет значительную проникающую способность и создаёт высокую степень ионизации.

Текущая ситуация радиоактивного загрязнения

Под влиянием естественных или антропогенных факторов на планете образовались основные источники радиоактивного загрязнения. К ним относятся:

• места техногенных катастроф;
• ядерные полигоны;
• атомные электростанции;
• горные системы с активным породами.

В мире

Выделяются несколько очагов зараженных территорий в мире, где сосредоточены источники загрязнения:

• разрушенные атомные электростанции в Чернобыле (Украина) и Фукусиме (Япония);
• испытательный полигон в штате Вашингтон (США);
• атомная станция Селлафилд (Великобритания);
• могильники на территории постсоветского пространства (Киргизия, Казахстан).

Одно из самых загрязненных мест в мире – Майлу-Суу в Киргизии. Здесь хранятся отработавшие элементы урановой добычи. В данном случае место косвенно связано с естественным источником загрязнения: здесь добывался уран.

Потенциальные источники загрязнения – мировые АЭС. В мире действует около полутысячи блоков электростанций в 31 стране. Кроме того, 9 стран мира обладают ядерным оружием.

В России

Ситуация с информацией о радиоактивных загрязнениях в России была недостаточной до момента распада СССР, когда произошло раскрытие многих секретных данных. В 1957 году произошла самая серьезная на тот момент техногенная авария на секретном сибирском . По современным оценкам она уступает только разрушению АЭС в Чернобыле и Фукусиме. Последствия той аварии ощущаются до сих пор, а окружающая территория превращена в заповедник с ограниченным доступом.

Некоторые российские области затронула Чернобыльская авария: Брянская, Калужская, Тульская, Орловская, Рязанская области. Облако радиационных частиц после взрыва было подхвачено и рассеяно над северными регионами Украины, южными – Беларуси, юго-западными – России.

На территории страны работают 37 атомных реакторов, а вооруженные силы располагают ядерным оружием.

Нормирование ионизирующих излучений

Допустимые дозы ионизирующих излучений регламентируются Нормами радиационной безопасности (НРБ).

Установлены три категории облучаемых лиц и три группы критических органов.

Категория А и Б – персонал радиационных объектов Категория В — остальное население (не нормируется).

1 группа критических органов — всё тело, красный костный мозг; 2 группа — мышцы, щитовидная железа и др.; 3 — костная ткань и др.

Например, при общем облучении для группы А норма 50 мЗв/год (5Р/год); для группы Б норма 10 мЗв/год (1Р/год); для группы В — 0,5Р/год.

Радиационно опасные объекты (РОО) — это АЭС, испытательные ядерные взрывы; атомные суда, корабли, подводные лодки, реакторы в научно-исследовательских центрах. Ядерные реакторы — это устройства, в которых осуществляется управляемая реакция деления ядер урана и при этом кинетическая энергия превращается в тепловую. За счёт ядерной энергии урановые стержни разогреваются и отдают своё тепло прямому или промежуточному теплоносителю, который превращается в пар. Пар подаётся на турбогенератор и вырабатывается электроэнергия.

Методы борьбы с загрязнением

Ликвидировать последствия заражения территории невозможно, поэтому земля изымается из хозяйственного оборота до момента полного самооздоровления. Основная задача работы с радиоактивными материалами – предотвращение утечек. Для этого используются специальные методы обработки отходов, включая их фильтрацию, изоляцию от внешней среды.

Основные мероприятия на зараженной территории:

• изоляция источников загрязнения и захоронений;
• дезактивация;
• пылеподавление;
• создание преград для утечек за пределы зоны заражения;
• санитарная обработка персонала и жителей;
• строительство саркофага.

Высокая скорость выполнения мероприятий препятствует распространению вредных элементов по округе.

Источник