Переработка ядерных отходов на территории Уральского региона

 

2.4. Оксидации земли.

Сегодня учёных беспокоит процесс оксидации Земли. Речь идёт о том. что в условиях интенсивной технической деятельности человека, атмосфера Земли постепенно теряет столь необходимый для всего живого кислород. Ведущие причины процесса оксидации следующие:

Сжигание различных веществ и материалов, в том числе огромного количества энергоносителей. Всё что сопровождается образованием углекислого, сернистого и др. газов, а также твёрдых оксидов, т.е. потере атмосферой газообразного кислорода.

*В результате разработки полезных ископаемых на поверхность Земли извлекается большое количество сульфидных и др. руд. Кислород _участвует в процессах их окисления.

*Широкое использование в народном хозяйстве легко окисляемых металлов ведёт к интенсивным процессам окисления металлических изделий (ржавление).

* Другие причины, в числе которых гниение разнообразных отходов человеческой деятельности, использование микроорганизмов, окисляющих металлы до оксидов и т.д.

Реакции оксидации всегда протекали на Земле. В течение длительного геологического времени эти процессы компенсировались механизмами фотосинтеза растений, ведущими к разложению углекислого газа и выделению свободного кислорода. Однако в последнее время, в силу интенсивной вырубки лесов и интенсификации процессов промышленного производства, баланс кислорода нарушается, и существует реальная угроза потери земной атмосферой значительного количества этого элемента. Это грозит самому существованию жизни на Земле. Учёные считают, что таким трагическим примером «хорошо оксидизированной» планеты может быть Марс. Возможно, что на нём почти весь кислород атмосферы израсходован па оксидацию литосферы, включая образование поверхностного и «подземного» льда.

То, насколько серьёзна эта опасность, говорят оценки учёных, согласно которым только на Урале из воздуха забирается ежегодно около 350 млн. т. кислорода. Из этого количества почти 50% расходуется на производственные нужды.

 

2.5. Состояние атмосферного воздуха на Среднем Урале.

Состояние атмосферы на Среднем Урале определяется двумя обстоятельствами: объёмом токсических веществ, поступающих в воздух oт различных источников загрязнения, интенсивностью процессов самоочищения атмосферы.

В этой связи вводят понятие потенциала атмосферного очищения, под которым понимают способность нижних слоев атмосферы разлагать чуждые ей вещества различного происхождения. Потенциал атмосферного самоочищения зависит от скорости и направления ветра, температурных колебаний, интенсивности солнечной радиации, количества осадков, частоты безветренных периодов и т.д. Естественно, что различные ландшафты и участки земной поверхности характеризуются различием этих показателей и, следовательно, различием потенциала самоочищения. Высоким потенциалом обладают открытые пространства северо-западной части России, ландшафты западной Сибири и некоторые другие территории.

Горные же рельефы, обладающие изрезанной поверхностью, наличием котлованов и плохо продуваемых долин, обладают крайне неблагоприятными условиями самоочищения и в силу этого способны усиливать отрицательное влияние токсических выбросов на состав атмосферы. В таких зонах, в результате застойных явлений, часто образуются токсические смоги. Потенциал атмосферного самоочищения в этом случае низок.

Уральский регион характеризуется высокой изрезанностыо поверхности. В сочетании с «неразумным» расположением многих источников загрязнения атмосферы создаются критические ситуации во многих местах региона. По количеству вредных выбросов в атмосферу регион занимает одно их первых мест в России, а на Свердловскую область приходится около трети всех воздушных выбросов Урала, поэтому почти во всех городах области экологическая обстановка крайне неблагоприятна. Контроль, за состоянием атмосферы в области осуществляется Уральским территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, располагающим 18 постепенными постами наблюдения за состоянием воздуха в 11 городах. Областным Советом народных депутатов в 1980 году утверждён список городов Свердловской области с наиболее загрязненной атмосферой. В него входят следующие города: Н - Тагил, Каменск - Уральский, Екатеринбург, Кировоград, Красноуральск, Краснотурьинск, Асбест, Артёмовский, Ревда, Первоуральск, Серов. Так в 1993 году выбросы в атмосферу Н - Тагила, одного из наиболее загрязнённых городов области. составили свыше 210 тыс. т. в год. Наибольший вклад вносят соединения окиси углерода и пылевые частицы. В Екатеринбурге, годовые выбросы в атмосферу составили 31 тыс. т., из которых на долю автотранспорта приходится до 70%. Диаграмма показываем вклад крупнейших городов Свердловской области в общее загрязнение атмосферы.(рис.1.)

 

 

 

Рис. 2. Доля городов и промышленных центров Свердловской области в загрязнении атмосферы(1993 г.)

 

Наиболее неблагополучными являются территории, где атмосферные выпадения токсических веществ и пыли в 10 раз превышают фоновые значения. Такая зона повышенного экологического риска в нашей области составляет около 5 тыс. кв. км.

Валовой выброс загрязняющих веществ за последние 5 лет снизился более чем на 40%, пылевые выбросы сократились на 60%, газообразные на 42%. Снижение выбросов за этот период объясняется сокращением объёмов производств, а также закрытием части из них.

Какие же отрасли промышленности в нашей области остаются сегодня наиболее экологически опасными? Ответ на этот вопрос даёт таблица 1, в которой представлены официальные данные по общему объёму выбросов в атмосферу вредных веществ от стационарных источников.

Таблица 1

* Вклад в общее загрязнение воздушного бассейна Свердловской области различных отраслей промышленности

 

Производства	Процент общего
	загрязнения
1. Чёрная металлургия	33,6
2. Цветная металлургия	20,3
3. Электроэнергетика	25,5
4. Тепловая энергетика	6,0
5. Лесная    и    деревообрабатывающая	2,1
промышленность
6.Химическая нефтеперерабатывающая	1,2
промышленность
7. Машиностроение, металлообработка	3,3
8. Прочие	8,0

Основными загрязнителями воздуха в области выступают предприятия металлургической промышленности (54% от общей суммы атмосферных выбросов) и энергетического комплекса (31,5%). К ним относятся следующие крупные предприятия: Рефтинская, Верхнетагильская и Серовская ГРЭС, Нижнетагильский металлургический комбинат, Высокогорское рудоуправление, Богословский алюминиевый завод, Среднеуральский медеплавильный завод, Красноуральский и Кировоградский медеплавильные комбинаты. Каждое из этих предприятий выбрасывает в воздух более 50 тыс. т. токсических веществ.

Из всех видов топлива, используемого различными производствами, наиболее экологически опасным является каменный уголь. По сравнению с природным газом сжигание угля ведёт почти в 10 раз более интенсивному загрязнению природной среды.

Состав выбрасываемых газов очень разнообразен. В качестве примера приведём перечень токсических веществ, обнаруженных в воздухе городов в декабре 1993 года.   Среди этих веществ особо выделим бенз(а)пирен, содержание которого в Сухоложском посёлке г. Н-Тагил, например, в 12 раз превышает допустимый уровень. Такое же повышение этого канцерогенного соединения отмечено в то же время в Красногорском районе г. Каменск-Уральский.(таблица 2)

Таблица 2

• Наиболее мощные техногенные потоки загрязняющих веществ, связанные с 
  особенностями производств и технологий.
• Представлены   наиболее   типичные   химические   элементы,   загрязняющие 
  природную среду Среднего Урала.

 

Отрасли народного хозяйства	Химические элементы
	И соединения
Чёрная металлургия	Железо,   марганец,   никель,   кобальт,
	фтор, сернистый газ, окислы азота, цинк,
	медь
Цветная металлургия	Марганец, цинк, медь, никель, кадмий,
	свинец, ртуть, мышьяк, фтор, сернистый
	газ, окислы азота.
Машиностроение и металлообработка	Стронций, хром, цинк, кадмий, свинец,
	молибден,     ртуть,     редкоземельные
	элементы
Деревообрабатывающая и целлюлозно-	Медь,      цинк,      мышьяк,      ртуть,
бумажная промышленность	формальдегид
Строительная индустрия	Стронций, кальций, марганец, барий,
	радий, уран, торий
Лёгкая и пищевая промышленность	Хром, никель, кадмий, мышьяк, ртуть
Сельское хозяйство	Мышьяк, ртуть (в составе пестицидов),
	нитраты, фосфаты, мочевина
Тепловые электростанции	Свинец, ртуть, железо, фтор, сернистый
	газ,     окислы     азота,     естественные
	радиоактивные элементы
Атомные электростанции	Стронций-90,      цезий-13 7,      другие
	радиоактивные элементы

Пылевые загрязнения воздуха, в 2-3 раза превышающие допустимый уровень, отмечены в то же время в Нижнем - Тагиле, Первоуральске, Краснотурьинске и других городах. В состав воздушных загрязнителей входят также двуокись серы и азота, окись углерода, сероводород, фтористые соединения (особенно в Первоуральске, Ревде, Полевском, Каменске-Уральском). Повышение концентрации аммиака отмечено в Нижнем-Тагиле и Екатеринбурге.

Акролеином загрязнён воздух Екатеринбурга, где максимальные значения часто в 20 раз превышают допустимые. Поскольку состав токсических веществ в воздухе очень разнообразен, то для оценки общего атмосферного загрязнения используют суммарный показатель загрязнения.

Ксум =

где С1 , С2...Сп - концентрации каждого загрязнителя в воздухе;

ПДК1 ,ПДК2,...ПДКn - предельно допустимые концентрации этих веществ Несмотря на то, что в период с 1988 года до 1994 года концентрации окислов серы и азота, фенола, формальдегида, бенз (а)пирена в воздухе области несколько снизились, объективные данные говорят о ещё значительном загрязнении атмосферы Среднего Урала, особенно в городах. Это связано, прежде всего, с тем, что 67% жидких и газообразных веществ выбрасывается в атмосферу без очистки. Так, в Екатеринбурге лишь 20% предприятий оснащено очистными сооружениями. Аналогичная картина и в других городах. В последние годы автотранспорт выступает в качестве основных источников загрязнения атмосферы. Средний статистический автомобиль выбрасывает в воздух почти 800 кг. вредных веществ в год. Отметим, что эти выбросы концентрируются в непосредственной близости от крупных транспортных магистралей городов. В области принимаются меры по более жёсткому контролю, за выбросами газов автотранспортом. Кроме того, с 1994 года разработана и реализуется «Комплексная программа по расширенному использованию природного газа в качестве моторного топлива».

 

2.6. Трансграничный перенос

При обсуждении роли отдельных выбросов в общем загрязнении воздуха необходимо учитывать процессы, которые получили название трансграничных переносов. Дело в том, что мощные промышленные источники токсических выбросов вызывают загрязнение обширных территорий, выходящих за рамки отдельных промышленных районов или даже стран. Процессы дальнего атмосферного переноса загрязняющих веществ не признают государственных границ.

Так, вследствие преимущественного западного и юго-западного направления поступление таких выбросов через западную границу России на всю европейскую часть нашей Федерации существенно больше, чем соответствующий встречный перенос. Это хорошо иллюстрируют данные по трансграничному переносу свинца. Оценки российских учёных показывают, что на территории России ежегодно выпадает 30 тыс. т . свинца. Поступление за счёт естественных (фоновых) источников составляет около 17 тыс. т. Российская промышленность добавляет к этим выбросам ещё 7 тыс. т. Остальные 6 тыс. т. свинца обусловлены трансграничным переносом, главным образом, из стран Восточной Европы.

Географическое положение Урала и преимущественный западный и северо-западный перенос воздушных масс также способствует дополнительному поступлению атмосферных загрязнителей в наш регион. Исследования последних лет показали, что, по причине воздушных переносов, в таких регионах, как Урал, практически отсутствуют совершенно «чистые» районы. Как известно, все компоненты природной среды (воздух, почва, вода, растительные и животные организмы) связаны между собой потоками вещества и энергии, что обеспечивает цикличность процессов. Эти же процессы способствуют распространению загрязнителей. Именно атмосфера является чаще всего первичным природным объектом, непосредственно воспринимающим токсические выбросы.