18. Каковы причины, негативные последствия и пути предотвращения радиоактивного загрязнения окружающей среды?

Радиоактивные отходы (РАО) – твердые, жидкие или газообразные продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.

Радиоактивные элементы, например стронций-90, передвигаясь по пищевым (трофическим) цепям, вызывают стойкие нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма.

Подавляющее большинство радиоактивных отходов, хранятся на АЭС, жидкие в виде концентрата в специальных емкостях, твердые – в спецхранилищах.

На ряде предприятий Минатома (ПО «Маяк», «Сибирский химический комбинат» и др.) жидкие РАО хранятся в открытых водоемах, что может привести к радиоактивному заражению обширных территорий в случае внезапных стихийных бедствий (землетрясений, наводнений и др.).

Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирование, остекловывание, битумирование, сжигание в керамических камерах и последующее перемещение продуктов переработки в специальные хранилища («могильники»).

Тем не менее практически все существующие способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов не решают проблему кардинально. Особенно это касается утилизации и захоронения радиоактивных отходов АЭС и ядерных военных производств.

Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различных геологических формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на глубину не менее 600м. Однако этот метод не является экологически безопасным и ученые ищут другие, более приемлемые и надежные способы.

19. Перечислите основные направления инженерной защиты окружающей среды.

Защита атмосферы

Для зашиты воздушного бассейна от негативного антропо­генного воздействия в виде загрязнения его вредными вещест­вами используют следующие меры:

- экологизацию технологических процессов;

- очистку газовых выбросов от вредных примесей;

- рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

- устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-пла­нировочные решения и др.

Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения — экологизация технологических процессов и в первую очередь создание замкнутых технологических цик­лов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ.

Экологизация технологических процессов предусматрива­ет, в частности, создание непрерывных технологических про­цессов производства, замену местных котельных установок на централизованное тепло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природ­ный газ, применение гидрообеспыливания, перевод на элек­тропривод компрессоров, сваебойных агрегатов, насосов и др. Все шире применяют частичную рециркуляцию, т. е. повтор­ное использование отходящих газов.

К сожалению, нынешний уровень развития экологизации технологических процессов, внедрения замкнутых технологи­ческих циклов и т. д. недостаточен для полного предотвраще­ния выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому на пред­приятиях повсеместно используются различные методы очи­стки отходящих газов от: аэрозолей (пыли, золы, сажи) и ток­сичных газо- и парообразных примесей (NO, NO,, SO,, SO₃ и др.), однако, с точки зрения будущего, аппараты пылегазоочи­стки по вышеуказанным причинам не имеют перспектив.

Для очистки выбросов от аэрозолей в настоящее время при­меняют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные каме­ры) предназначены для грубой механической очистки выбро­сов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы — оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пы­легазовый поток вводится в циклон через патрубок, далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам цикло­на и затем падают вниз в сборник пыли (бункер), откуда перио­дически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.

Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопро­мыватели и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практиче­ское применение получили скрубберы Вентури (рис. 20.3), ко­торые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуловители, незаменимы при очи­стке от пыли взрывоопасных и горячих газов.

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эф­фективны рукавные фильтры с тканями из синтетических во­локон повышенной термостойкости (250—300 °С) типа «сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800 °С), а также фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую степень очистки.

Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0—99,5%). Прин­цип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов.

Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют моду, растворы щелочей (соды) аммиака и др. Газообразные цианистые соединения абсорбируют например, 5%-ным раствором железного купороса. Устройство, в котором осуществляют процесс абсорбции, называют абсорбером.

Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компо­ненты из промышленных выбросов с помощью адсорбентов — твердых тел с ультрамикропористой структурой (активирован­ный уголь и глинозем, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и другие вещества).

Защита гидросферы

Поверхностная гидросфера

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают ме­ры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, ус­ловия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за минимально допусти­мым стоком вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

- развитие безотходных и безводных технологий; внедре­ние систем оборотного водоснабжения;

- очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бы­товых и др.);

- закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

- очистка и обеззараживание поверхностных вод, исполь­зуемых для водоснабжения и других целей.

При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей разной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окали­ну и др ) а из бытовых сточных вод - до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстой­ники различных типов (рис. 20.5). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, поли­меры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.

Химические и физико-химические методы очистки наибо­лее эффективны для очистки производственных сточных вод.

К основным химическим способам относят: нейтрализацию и окисление.

При физико-химической очистке используются:

— коагуляция — введение в сточные воды коагулянтов (со­лей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;

— сорбция — способность некоторых веществ (бентонито­вые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных раствори­мых веществ и последующая их утилизация;

— флотация — пропуск через сточные воды воздуха. Газо­вые пузырьки захватывают при движении вверх поверх­ностно-активные вещества, нефть, масла, другие загряз­нения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.

Защита почв (земель)

Защита почв от прогрессирующей деградации и необосно­ванных потерь — наиболее острая экологическая проблема в земледелии, которая еще далека от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв от водной и ветровой эрозии;

- организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия; - мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);

- рекультивация нарушенного почвенного покрова; - защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны от уничтожения;

- предотвращение необоснованного изъятия земель из сель­скохозяйственного оборота.

Охрана и рациональное использование недр

Недра подлежат охране от истощения запасов полезных ископаемых и загрязнения. Необходимо также предупреждать вредное воздействие недр на окружающую среду при их освое­нии.

Согласно действующему законодательству для предотвра­щения экологического и экономического вреда недрам необхо­димо:

— обеспечивать полное и комплексное геологическое изу­чение недр;

— соблюдать установленный порядок пользования недр и не допускать самовольное пользование недрами;

— наиболее полно извлекать из недр и рационально исполь­зовать запасы основных полезных ископаемых и попут­ных компонентов;

— не допускать вредного влияния работ, связанных с поль­зованием недрами, на сохранность запасов полезных ис­копаемых;

— охранять месторождения полезных ископаемых от зато­пления, обводнения, пожаров и др.;

— предупреждать самовольную и необоснованную застройку площадей залегания полезных ископаемых;

— предотвращать загрязнение недр при подземном хране­нии нефти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ и отходов производства.

Одним из основных принципов охраны окружающей среды является неистощительное использование природных ресурсов. Для предотвращения возможного их истощения и сохранения запасов недр очень важно соблюдать принцип наиболее полно­го извлечения из недр основных и попутных полезных иско­паемых.

Защита окружающей среды от особых видов воздействий

Защита от отходов производства и потребления

В данном разделе используются следующие основные по­нятия:

утилизация (от лат. utilis — полезный) отходов — извлече­ние из них и хозяйственное использование различных полез­ных компонентов; утилизация промышленных отходов — их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобре­ний и т. п.;

реутилизация — повторная, иногда многократно-последо­вательная переработка образовавшихся ранее отходов;

захоронение отходов — помещение их под землю в специ­ально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др.

В отечественной и мировой практике наибольшее распро­странение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

— строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

— сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;

— компостирование (с получением ценного азотного удоб­рения или биотоплива);

— ферментация (получение биогаза из животноводческихстоков, и др.);

— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

Защита от шумового воздействия

Как и все другие виды антропогенных воздействий, про­блема загрязнения среды шумом имеет международный ха­рактер. Всемирная организация здравоохранения, учитывая гло­бальный характер шумового загрязнения окружающей среды, разработала долгосрочную программу по снижению шума в го­родах и населенных пунктах мира.

Технико-технологические меры сводящиеся к шумозащите, под которой понимают комплексные технические меры по сниже­нию шума на производстве (установка звукоизолирующих ко­жухов станков, звукопоглощение и др.), на транспорте (глуши­тели выбросов, замена колодочных тормозов на дисковые, шумопоглощающий асфальт и др.).

На градостроительном уровне защита от шумового воз­действия может быть достигнута следующими мероприятия­ми (Швецов, 1994):

- зонированием с выносом источников шумов за пределы застройки;

- организацией транспортной сети, исключающей прохо­ждение шумных магистралей через районы жилой за­стройки;

- удалением источников шума и устройством защитных зон вокруг и вдоль источников шумового воздействия и организация зеленых насаждений;

- прокладкой магистралей в туннелях, устройством шумозащитных насыпей и других поглощающих шум пре­пятствий на путях распространения шума (экраны, выем­ки, ковальеры).

Защита от электромагнитных полей и излучений

Защита от электромагнитных полей и излучений в на­шей стране регламентируется Законом РФ «Об охране окружа­ющей среды» (2002 г.), а также рядом нормативных докумен­тов («Временные санитарные нормы и правила защиты населе­ния от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами» — ВСН 2963-84) и др.

Основной способ защиты населения от возможного вред­ного воздействия электромагнитных полей от линий электро­передач — создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в за­висимости от напряжения ЛЭП. Данная мера требует отчужде­ния больших территорий и исключения их из пользования в некоторых видах хозяйственной деятельности.

Уровень напряженности электромагнитных полей снижа­ют также с помощью устройства различных экранов, в том числе из зеленых насаждений, выбора геометрических параметров ЛЭП, заземления тросов и других мероприятий. В стадии раз­работки находятся проекты замены воздушных линий ЛЭП на кабельные и подземной прокладки высоковольтных линий.

Для защиты населения от неионизирующих электромагнит­ных излучений, создаваемых радиотелевизионными средства­ми связи и радиолокаторами, также используется метод защи­ты расстоянием.