Экологические катастрофы и их последствия

присутствии радиоактивных элементов, количество которых и обусловленное ими

облучение оставалось практически неизменным на протяжении геологических

эпох, составляя дозу радиации для всего живого порядка 10-3 Гр. в год.

Можно предположить, что радиоактивный фон является необходимым для

существования жизни на планете в современной форме. И только его повышенный

уровень связан с риском для организма.

Говоря о радиационной опасности, следует упомянуть вышедший к 10-летию

Чернобыльской катастрофы "Календарь ядерной эры". Этот календарь составлен

сотрудниками Российского отделения Greenpeace. В преамбуле к нему говорится

"Практически каждый день является годовщиной какой-либо ядерной аварии на

предприятии гражданской или военной атомной индустрии, атомной подводной

лодке или бомбардировщике с ядерным оружием на борту". Нижеприведенная

таблица показывает опасность новых ядерных катастроф, если за такой

короткий срок произошло такое количество неполадок, то будущее

представляется весьма печально.

Ядерные инциденты, произошедшие в России в 1992—1994 гг.

|1992 г. |

|19 января - |Утечка радиации на Кольской АЭС, |

| |реактор заглушен вручную |

|22 января- |Технические неполадки системы |

| |аварийной |

| |защиты на Балаковской АЭС |

|3 марта - |Технические неполадки на |

| |Нововоронежской АЭС |

|9 марта- |Пожар на Кольской АЭС |

|24 марта - |Авария с утечкой радиации на |

| |Ленинградской АЭС, реактор заглушен |

| |системой аварийной защиты |

|25 марта - |Технические неполадки на |

| |Ленинградской АЭС |

|31 марта - |Срабатывание системы аварийной защиты|

| |вследствие неполадок насосного |

| |оборудования на Калининской АЭС |

|7 апреля - |Неполадки системы аварийной защиты на|

| |Нововоронежской АЭС |

|16 апреля - |Техническая неисправность системы |

| |аварийной защиты на Кольской АЭС |

|18 апреля - |Технические неисправности при |

| |перегрузке топлива на Кольской АЭС |

|30 апреля - |Поломка системы охлаждения на |

| |Нововоронежской АЭС |

|16 мая - |Аварийная остановка реактора на |

| |Кольской АЭС |

|19 мая - |Технические неисправности (поломка |

| |оборудования парогенератора) на |

| |Кольской АЭС |

|29 мая - |Взрыв на борту советской атомной |

| |подводной лодки на базе Северного |

| |флота в Североморске |

|2 июня- |Общий отказ центральной контрольной |

| |системы на Смоленской АЭС |

|8 июня — |Неисправность системы охлаждения на |

| |Кольской АЭС |

|12 июня — |Кража контейнера с радиоактивным |

| |изотопом Cs-137 на предприятии в |

| |Красноярске |

|19 июня — |Утечка в трубе, подводящей морскую |

| |воду для системы охлаждения на |

| |Ленинградской АЭС |

|24 июня — |Технические неисправности контрольной|

| |системы на Ленинградской АЭС |

|14 июля — |Аварийное заглушение реактора |

| |вследствие неисправности системы |

| |охлаждения на Нововоронежской АЭС |

|22 июля — |Неисправности системы заглушения |

| |реактора на Нововоронежской АЭС |

|10 ноября — |Пожар на борту советской атомной |

| |подводной лодки во время ремонта |

| |(Арктика) |

|25 декабря— |Утечка радиоактивной воды на |

| |Белоярской АЭС |

|1993 г. |

|30 января — |Авария на борту российской атомной |

| |подводной лодки на базе Северного |

| |флота (Арктика) |

|31 января — |Утечка радиации вследствие ошибок |

| |персонала и технических |

| |неисправностей в ядерном |

| |исследовательском центре в |

| |Дмитровограде |

|1 февраля — |Поломка системы охлаждения |

| |(бездействовала в течение 2 часов) на|

| |Кольской АЭС |

|20 марта — |Столкновение российской (класс |

| |Дельта-1 II) и американской |

| |(Greyling) атомных подводных лодок в |

| |Атлантике |

|6 апреля — |Взрыв и выброс радиации на ядерном |

| |комплексе Томск-7 |

|27 мая — |Реактор заглушен вручную вследствие |

| |поломки системы охлаждения на |

| |Кольской АЭС |

|1 сентября - |Пожар на Балаковской АЭС |

|27 декабря- |Утечка радиации на перерабатывающем |

| |комбинате "Маяк" |

|1994 г. |

|4 февраля - |Утечка радиации на перерабатывающем |

| |комбинате "Маяк" |

|2 марта - |Поломка в системе охлаждения реактора|

| |на Кольской АЭС |

|23 марта - |Выброс радиации на перерабатывающем |

| |комбинате "Маяк" |

|6 июня - |Пожар на Белоярской АЭС |

|7 июля - |Радиоактивное загрязнение территории |

| |на перерабатывающем комбинате "Маяк" |

3. Биологические ЭОФ

"Для экологического равновесия в мире требуется нечто большее —

установление баланса между нами самими и тем, что мы делаем"

Эл Гор

Источниками биологических ЭОФ служат живые организмы и продукты их

жизнедеятельности. Под биологическим загрязнением понимают как привнесение

в результате антропогенной деятельности в природные экосистемы организмов,

чуждых данным сообществам, так и распространение биогенов на тех

территориях и/или акваториях, где они ранее не наблюдались. В первом случае

при появлении в среде необычно большого количества микроорганизмов,

связанного с их массовым размножением на антропогенных субстратах или

средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека, а также

приобретение сапрофитной или условно безвредной формой бактерий патогенных

свойств, принято говорить о микробиологических (бактериологических)

загрязнениях. Во втором, когда наблюдается опосредованное действие

организмов на экосистемы, т.е. через вещества, синтезируемые в процессе

функционирования этих организмов или разложения последних, говорят о

биотических (биогенных) загрязнениях.

Микробиологические факторы

Важным компонентом любых экосистем являются микроорганизмы. Качественные и

количественные изменения этого компонента весьма существенны для

характеристики экосистем и среды в целом. В реальных условиях химического и

физического загрязнения различных объектов среды микробиологический

контроль позволяет оценивать не только санитарно-эпидемиологическую, но и

общую экологическую обстановку, определять степень опасности

распространения инфекционных заболеваний, а также прогнозировать

интенсивность и направленность влияния на этот процесс экзогенных факторов

физической и/или химической природы.

Техногенная деятельность человека, приводящая к изменениям в экосистемах,

может вести к перестройке микробных сообществ и искусственной эволюции

возбудителей инфекционных болезней, что вызывает повышение активности

многих очагов возникновения опасных заболеваний.

Микроорганизмы распространены широко. Образуя биоценозы, представляющие

совокупность микробных популяций, они встречаются в воде, воздухе, почве, а

также в организмах растений, животных и человека, пищевых продуктах.

Разнообразные по своей численности и видовому составу, эти биоценозы

сформировались в процессе эволюционных преобразований путем мутаций,

рекомбинаций и селекции. Особенности биоценоза определяются как свойствами

самих микроорганизмов, так и условиями окружающей среды.

Вследствие загрязнения воды сточными или канализационными водами

распространяются такие опасные инфекционные болезни, как азиатская холера и

брюшной тиф, дизентерия и вирусный гепатит. Обеззараживание воды

хлорированием не дает необходимой гарантии ее безопасности. В 1956 году

крупномасштабная эпидемия вирусного гепатита (более 50000 случаев) была

описана в Нью-Дели (Индия). Болезнь была вызвана попаданием канализационных

стоков в питьевую воду, несмотря на то, что эта вода подвергалась

хлорированию.

В воздухе Арктики и Антарктики, а также над лесными и горными массивами,

большими водными поверхностями содержание микороорганизмов совсем

незначительно. Однако, воздух крупных городов, и особенно промышленных

центров, содержит в образующихся аэрозолях довольно существенные количества

микроорганизмов.

Если в воздухе закрытых помещений состав микробного аэрозоля достаточно

однообразен, то воздушная микрофлора атмосферы довольно разнообразна; в ней

находят чаще всего спорообразующие микробы, дрожжи и плесневые грибы. В

атмосферном воздухе обнаруживается до 383 видов бактерий и 28 родов

микроскопических грибов. Последнее обстоятельство обусловлено многообразием

источников воздушного загрязнения, которыми служат человек, дикие и

домашние животные, растительные организмы, почвенный покров.

4. Комплексные ЭОФ

"Единственной надеждой сегодняшнего человечества является возрождение

уверенности

в том, что наши корни уходят в Землю"

В.Гавел

Принято выделять также комплексные, т.е. характеризующиеся многосторонним

действием, ЭОФ. В принципе практически все перечисленные ранее факторы

являются комплексными: физико-химическими, биохимическими и т.д. Самые

типичные примеры: кислотные осадки, сделавшие уже безжизненными тысячи озер

и вызывающие гибель лесов, парниковые эффекты, чреватые небывалыми

засухами, и истончение озонового слоя, угрожающее всему живому на планете.

Все эти процессы происходят в результате антропогенных возмущений и

достигают глобальных масштабов, влияя на всю экосистему Земли, на биосферу

в целом.

Кислотные осадки

Впервые выражение "кислотный дождь" использовал в 1872 г. британский

исследователь Р.А.Смит, а в 50-х годах нашего столетия скандинавские ученые

отметили их потенциальную опасность для окружающей среды. Таким образом,

эта проблема отнюдь не нова.

Кислотными называют осадки, рН которых ниже 5,6. Их источник в атмосфере —

газы, содержащие соединения серы и азота. Эти соединения могут попадать в

атмосферу, как в результате естественных природных процессов, так и

деятельности человека.

К естественным источникам эмиссии двуокиси серы, окиси и двуокиси азота,

т.е. основных "поставщиков" кислотных осадков, относятся:

1) процессы разрушения органических веществ с помощью анаэробных бактерий,

в результате чего образуются газообразные соединения серы. Установлено, что

выделение серы подобным путем составляет 30—40 млн. тонн в год;

2) извержения вулканов, что приводит к ежегодному попаданию в атмосферу

около 2 млн. тонн серосодержащих соединений;

3) испарение воды с поверхности морей и океанов, в результате чего с

частицами морской соли, содержащей сульфаты, в воздух поступает примерно

50—200 млн. тонн.

Однако с точки зрения образования кислотных дождей этот источник не имеет

существенного значения, так как из-за больших размеров частицы соли не

попадают в верхние слои атмосферы, а из сульфатов морского происхождения

серная кислота не образуется. Вместе с тем этот источник важен как

регулятор образования облаков и осадков;

4) почвенная эмиссия оксидов азота. Эти соединения образуются из нитритов в

результате деятельности денитрифицирующих микроорганизмов (8 млн. тонн

ежегодно в пересчете на азот);

5) грозовые разряды, сопровождающиеся высокой температурой и переходом

молекулярных кислорода и азота в плазменное состояние также приводит к

образованию оксидов азота

6) лесные пожары, в результате которых в воздух поступает 12 млн. тонн год

оксидов азота;

7) прочие источники естественных выбросов соединений азота (окисление

аммиака в атмосфере, разложение закиси азота) с трудом поддаются оценке.

Среди антропогенных источников образования атмосферных соединений серы

основное место занимает сжигание угля, которое дает 70% выбросов двуокиси

серы, а также сгорание нефтепродуктов и переработка нефти, металлургическая

промышленность, предприятия по производству серной кислоты.

Таким образом, в результате деятельности человека в атмосферу поступает

60—70 млн. тонн двуокиси серы, т.е. в два раза больше, чем это происходит

естественным путем. Почти 40% из 56 млн. тонн ежегодных выбросов оксидов

азота образуются из антропогенных источников. Главные из них: сжигание

ископаемого топлива (угля, нефти, газа) — 12 млн. тонн в год, и транспорт —

от двигателей внутреннего сгорания поступает в атмосферу 8 млн. тонн. С

различными видами промышленности выбрасывается в воздух около 1 млн. тонн

оксидов азота. В целом количество естественных и искусственных выбросов

соединений, принимающих участие в образовании кислотных осадков,

приблизительно одинаково, однако антропогенные выбросы двуокиси серы и

оксидов азота сосредоточены на ограниченных территориях с развитой

промышленностью и, таким образом именно в этих местах создаются высокие

концентрации кислотных микроэлементов в атмосфере. Вымывание кислотных

веществ из атмосферы происходит во время образования облаков и осадков.

Если бы в воздухе не было микроэлементов, то рН атмосферных осадков

составляло бы 5,6 благодаря наличию углекислого газа. Загрязнение

окружающей среды, как последствие антропогенного вмешательства в природные

процессы резко увеличивает кислотность

В Венгрии, например, за последние 10 лет среднее значение рН = 4,5.

Максимальная для Венгрии кислотность осадков (рН = 3) уже означает примерно

400-кратное увеличение концентрации водородных ионов по сравнению с точкой

нейтрализации.

Наибольшее в мире значение кислотности (рН = 2,25) установили в Китае в

1981 г. в районе с сильным загрязнением воздуха. Эта атмосферная вода,

фактически являющаяся кислотой, представляет непосредственную опасность для

окружающей среды и человека. В каждом ее литре содержалось около 0,3 г

серной или азотной кислоты, в то время как даже используемый в хозяйстве

уксус имеет рН = 2,8.

Каково же влияние кислотных дождей на окружающую среду? Кислотные осадки

оказывают вредное воздействие на все объекты, т.е. процессы и предметы, на

которое влияет изменение рН. Эти воздействия могут быть прямыми и/или

косвенными.

Косвенные воздействия кислотных осадков на растения происходят через почву

и могут проявляться по-разному. Например, осадки, содержащие азотные

соединения, первое время оказывают даже позитивный рост стимулирующий

эффект на растения. В дальнейшем же происходит перенасыщение азотом и

увеличивается вымывание нитритов, что ведет к закислению почвы. Кислотные

осадки приводят к выщелачиванию кальция, магния и калия из почвы, повышению

мобильности тяжелых металлов. Поскольку растворимость последних также

зависит от рН, то эти металлы, будучи ядами для растений, способны привести

к их гибели. Соотношение алюминий/ кальций в почвенных водах в случае

выпадения кислотных осадков настолько возрастает, что тормозится рост

корневой системы, а сам алюминий оказывает токсическое действие на

почвенные микроорганизмы. Изменение состава микроорганизмов явно влияет на

процессы разложения, минерализации и связывания азота. Показателен

следующий пример косвенного воздействия: известно, что грибы, являясь

симбионтами, живут на корневой системе дубов и значительно увеличивают

способность этой системы к всасыванию питательных веществ. Но эти грибы

чрезвычайно чувствительны к повышению кислотности и, погибая сами, являются

причиной омертвения дубов.

Закисление пресных вод — это потеря ими способности к нейтрализации.

Особо интенсивное закисление озер наблюдается в Скандинавии и Канаде. Дело

в том, что большинство этих озер имеет бедное известняками (гранитное) ложе

и потому не обладает достаточной способностью к нейтрализации.

Исследования, проводимые в Швеции , показали, что почти 18000 озер имеют рН

ниже 5,5, что неблагоприятно влияет на здоровье рыбных сообществ и уже

привело к исчезновению некоторых популяций рыб. Уменьшение рН также влияет

и на земноводных, фито- и зоопланктон. Это особенно заметно, если сравнить

видовой состав флоры и фауны в озерах с близким набором питательных веществ

и ионов, но различной кислотностью. Когда среда водных экосистем имеет

кислую реакцию, то, практически все организмы, особенно на ранних стадиях

развития. Могут прерываться многие пищевые цепи, что в свою очередь

приводит к снижению разнообразия организмов.

Прямые или непосредственные воздействия кислотных осадков в наибольшей

степени ощущается вблизи мест выбросов в атмосферу загрязнений (обычно не

более нескольких десятков километров). Например, двуокись серы, проникая в

организм растения, вмешивается в окислительные реакции, что приводит к

образованию свободных радикалов. Последние окисляют жирные кислоты мембран,

изменяя их проницаемость, что оказывает негативное действие на дыхание и

фотосинтез. Наиболее чувствительными к действию кислотных осадков являются

некоторые виды лишайников и хвойных деревьев. Можно считать доказанной роль

двуокиси серы и оксидов азота в гибели лесов. Важно отметить, что косвенные

и прямые воздействия происходят обычно одновременно, дополняя и усиливая

друг друга.

5. Разбор трагедии Чернобыля

Причины

Авария подобного типа, какая произошла на Чернобыльской АЭС,

так же маловероятна, как и гипотетические аварии. Причиной случившейся

трагедии явилось непредсказуемое сочетание нарушений регламента и режима

эксплуатации энергоблока, допущенных обслуживавшим его персоналом. В

результате этих нарушений возникла ситуация, в которой проявились некоторые

существовавшие до аварии и устранённые в настоящее время недостатки РБМК.

Конструкторы и руководители атомной энергетики, осуществлявшие

проектирование и эксплуатацию РБМК-1000, не допускали, а, следовательно, и

не учитывали возможность такого количества различных отступлений от

установленных и обязательных для исполнения правил, особенно со стороны тех

лиц, которым непосредственно поручалось следить за безопасностью ядерного

реактора.

День 25 апреля 1986 года на 4-ом энергоблоке Чернобыльской атомной

электростанции планировался как не совсем обычный. Предполагалось

остановить реактор на планово-предупредительный ремонт. Но перед

заглушением ядерной установки необходимо было провести ещё и некоторые

Страницы: 1, 2, 3, 4