Необходимость защиты окружающей среды от опасных техногенных воздействий промышленности на экосистемы

1 Необходимость защиты  окружающей среды от опасных  техногенных воздействий промышленности  на экосистемы 

Экологическое состояние  многих районов нашей страны вызывает законную тревогу общественности.  

В многочисленных публикациях  и, в частности [1], показано, что во многих регионах нашей страны наблюдается  устойчивая тенденция к многократному, в десятки и более раз превышению санитарно-гигиенических норм по содержанию в атмосфере городов окислов  углерода, азота, пыли, токсичных соединений металлов, аминов и других вредных  веществ. Имеются серьезные проблемы с мелиорацией земель, бесконтрольным применением в сельском хозяйстве  минеральных удобрений, чрезмерным использованием пестицидов, гербицидов. Происходит загрязнение сточными водами промышленных и коммунальных предприятий  больших и малых рек, озер, прибрежных морских вод. Из-за постоянного загрязнения  атмосферного воздуха, поверхностных  и подземных вод, почв, растительности происходит деградация экосистем, сокращение продуктивных возможностей биосферы.  

Загрязнение среды  обитания вредно отражается на здоровье людей, приносит значительные убытки народному  хозяйству. В последнее врем обстановка ухудшилась настолько, что многие районы объявлены районами экологического бедствия.  

Общие выбросы двуокиси азота оцениваются в 6,5*108 т/год, выбросы  серы составляют 2,4*108 т/год, промышленность выбрасывает 5,2*107 т/год всевозможных отходов. Выбросы углекислого газа, сернистых соединений в атмосферу  в результате промышленной деятельности, функционирования энергетических, металлургических предприятий ведут к возникновению  парникового эффекта и связанного с ним потепления климата. По оценкам  ученых [2] глобальное потепление без  принятия мер по сокращению выбросов парниковых газов составит от 2-х  до 5 градусов в течение следующего столетия, что явится беспрецедентным  явлением за последние десть тысяч  лет. Потепление климата, увеличение уровня океана на 60-80 см к концу следующего столетия приведут к экологической  катастрофе невиданного масштаба, угрожающей деградацией человеческому сообществу.  

Другая опасность  связана с дефицитом чистой пресной  воды. Известно, что промышленность потребляет 3000 куб. км пресной воды в год, из которых примерно 40% возвращается в цикл, но с жидкими отходами, содержащими продукты коррозии, отработанное масло, органику, частицы золы, смол, технологические сбросы, в том  числе вредные компоненты типа тяжелых  металлов и радиоактивных веществ. Эти жидкости растекаются по водным системам, причем вредные вещества депонируются в фитоценозах, донных отложениях, рыбах, распространяются по трофическим, т.е. пищевым цепям, попадают на стол человека. Расход пресной воды на сельскохозяйственные нужды - орошение, ирригацию стал в некоторых районах  столь велик, что вызвал крупные необратимые сдвиги в экологическом равновесии целых регионов. Среди других экологических проблем, связанных с антропогенным воздействием на биосферу, следует упомянуть риск нарушения озонового слоя, загрязнение Мирового океана, деградацию почв и опустынивание зернопроизводящих районов, закисление природных сред, изменение электрических свойств атмосферы.  

Характерные антропогенные  радиационные воздействия на окружающую среду -  

загрязнение атмосферы  и территорий продуктами ядерных  взрывов при испытаниях ядерного оружия в 60-тые годы,  
 

отравление воздушного бассейна выбросами пыли, загрязнение  территорий шлаками, содержащими радиоактивные  вещества при сжигании ископаемых топлив в котлах электростанций,  

загрязнение территорий при авариях на атомных станциях и предприятиях.  
 

Более локальные, но не менее неприятные последствия - гибель озер, рек из-за неочищенных радиоактивных  сбросов промышленных предприятий.  

Значительную опасность  для живых существ, для популяций  организмов в экосистемах представляют аварии на предприятиях химической, атомной  промышленности, при транспортировании  опасных и вредных веществ. Известные  аварии на химическом заводе в Бхопале (Индия), на 4-ом блоке Чернобыльской  АЭС, аварии с нефтеналивными судами, да и результаты скоротечной войны  в Персидском заливе показывают масштабы экологических бедствий современного общества. Очевидно, что необходим  радикальный пересмотр наших  отношений с природой, нужны решительные  шаги по защите окружающей среды, в  частности многократное усиление мер  воздействия нормативных рычагов  на хозяйственную практику. Совершенно недопустимо, чтобы установленные  нормативами предельные концентрации вредных веществ в воздухе, воде реально превышались в сотни  раз. Нужно сделать невыгодным или  даже разорительным пренебрежение  к охране окружающей среды. Право  людей на чистый воздух, чистые реки и озера должно не только декларироваться, но и реально обеспечиваться всеми  доступными для государства средствами.  

Особо актуальными  становится вопросы регулирования  ответственности за ущерб, в том  числе за экологический ущерб  при создании в нашей стране основ  правового государства, при переходе к рыночным отношениям в экономике. Здесь важно найти разумные экономические  рычаги, правильно соотносить выгоды и потери, доходы и расходы на компенсацию ущерба. Важной задачей  является разработка вопросов нормативного разграничения допустимых и недопустимых воздействий, оценивания стоимости  экологического ущерба.  

Основными направлениями  в ограничении вредных техногенных  воздействий на биосферу являются ресурсосбережение  и разработка экологически чистых или  безотходных технологий. Чистоту  вод можно улучшить методами биотехнологии.  

Радикальный путь оздоровления экологической обстановки - сокращение вредных выбросов и сбросов, увеличение безаварийности и безопасности опасных  производств, переход на безотходные  технологии, концентрация и надежное захоронение вредных отходов, разумное сотрудничество и международная  взаимопомощь при экологических  катастрофах.  

Большое значение для  целенаправленных действий по радикальному изменению деградационных тенденций  в биосфере может сыграть Программа  биосферных и экологических исследований, Декларация Конференции по защите окружающей среды [3].  

В работе по оздоровлению окружающей среды, ограничению воздействий  вредных веществ на биоту важную роль играют службы контроля состояния  природы, среды обитания людей, локального и регионального мониторинга  окружающей среды. Эти службы, вооруженные  современной измерительной техникой и приборами контроля должны оперативно оповещать население о всех случаях  приближения параметров окружающей среды к опасному уровню. Важную роль в защите среды обитания человека от загрязнения должна сыграть глобальна  система мониторинга состояния  окружающей среды, охватывающая Мировой  океан и все континенты, основанная на национальных системах, но находящаяся  под эгидой ООН. В сокращении выбросов углекислого газа, разрешении многих экологических проблем все более  существенную роль играет замещение  традиционной энергетики на энергетику атомную. В настоящее время общепризнанно, что атомные электростанции могут  быть созданы с высокими показателями надежности и безопасности, обеспечивающими  выполнение самых строгих требований надзорных органов, в том числе  по охране биосферы от загрязнения  радиоактивными и другими вредными веществами. Однако следует предпринять  дополнительные усилия для того, чтобы  снизить риск аварий на АС. В частности  решение этой задачи видится на пути разработки нового поколения реакторов  с внутренне присущей безопасностью, т.е. реакторов с мощными внутренними  обратными связями самозащиты и  самокомпенсации.

2. О нормировании  уровня загрязнения окружающей  среды 

В Российском законодательстве имеются документы, определяющие обязанности  и ответственность организаций  по сохранности, защите окружающей среды. Такие акты, как Закон об охране окружающей природной среде, Закон  о защите атмосферного воздуха, Правила  охраны поверхностных вод от загрязнения  сточными водами играют определенную роль в сбережении экологических  ценностей. Однако в целом эффективность  природоохранных мероприятий в  стране, мер по предотвращению случаев  высокого или даже экстремально- высокого загрязнения окружающей среды оказывается  очень низкой.  

Все техногенные  воздействия на окружающую среду  можно разделить на незначимые, приемлемые и недопустимые.  

В области незначимых воздействий все виды деятельности дозволены без ограничений. Это, если угодно, зона невмешательства  в процессы, протекающие в окружающей среде. По-видимому, границей этой области  могут быть санитарно- гигиенические  нормативы по содержанию вредных  веществ в воде, воздухе, пищевых  продуктах. Считается, что эти нормативы  соответствуют порогам каких-либо неприятных воздействий веществ  на здоровье людей. Однако при этом не учитывается возможность накопления, сорбирования этих веществ в других компонентах экосистем. Поэтому  кроме санитарно-гигиенических норм, дающих границу несущественности концентраций веществ с точки зрения защиты здоровья человека, должны быть установлены  и экологические нормативы концентраций, разграничивающих значимые и незначимые области воздействий на экосистемы.  

В области значимых концентраций, где ожидается, что  интенсивность воздействий может  превысить некоторый приемлемый уровень - должны приниматься меры защиты для ограничения последствий  воздействий. В этой области Санитарная Инспекция и Контрольные органы Госкомприроды должна обладать властью  для принуждения организаций-загрязнителей  принимать необходимые меры к  сокращению количества выбрасываемых  загрязнителей. В области недопустимых воздействий, где вероятный вред, ущерб и другие последствия воздействий  слишком велики, деятельность, гроз экологическими катастрофами, не должна допускаться или даже должна запрещаться. В случаях нарушения запрета  виновников следует привлекать к  строгой ответственности.  

Для установления границ этой важной области должны быть известны величины критических воздействий, которые приводили бы к деградации, угнетению биологических процессов  в элементах экосистем, выводили бы экосистемы из динамического равновесия с переходом в менее благоприятные  состояния.  

С другой стороны  нужно знать и репарационные  способности экосистем, возможности  восстановления численности популяций, видового разнообразия за счет адаптивных и миграционных явлений.  

Природные экосистемы обладают широким спектром физических, химических и и биологических  механизмов нейтрализации вредных  и загрязняющих веществ. Однако при  превышении значений критических поступлений  таких веществ, возможно наступление  деградационных явлений - ослабление выживаемости, снижение репродуктивных характеристик, уменьшение интенсивности роста, двигательной активности особей. В условиях живой  природы, постоянной борьбы за ресурсы  такая потеря жизнестойкости организмов грозит потерей ослабленной популяции, за которой может развиться цепь потерь других взаимодействующих популяций. Критические параметры поступления  веществ в экосистемы принято  определять с помощью понятия  экологических емкостей. Экологическая  или ассимиляционная емкость  экосистемы [4] - максимальная вместимость  количества загрязняющих веществ, поступающих  в экосистему за единицу времени, которое может быть разрушено, трансформировано и выведено из пределов экосистемы или депонировано за счет различных  процессов без существенных нарушений  динамического равновесия в экосистеме. Типичными процессами, определяющими  интенсивность "перемалывания" вредных  веществ, являются процессы переноса, микробиологического окисления  и биоседиментации загрязняющих веществ. При определении экологической  емкости экосистем должны учитываться  как отдельные канцерогенные  и мутагенные эффекты воздействий  отдельных загрязнителей, так и  их синергетические, т.е. усилительные эффекты из-за совместного, сочетанного  действия.  

Какой же диапазон концентраций вредных веществ надлежит контролировать? Приведем примеры предельно допустимых концентраций вредных веществ, которые  будут служить ориентирами в  анализе возможностей радиационального мониторинга окружающей среды.  

В основном нормативном  документе по радиационной безопасности - Нормах радиационной безопасности (НРБ-76/87) даны значения предельно-допустимых концентраций радиоактивных веществ в воде и воздухе для профессиональных работников и ограниченной части  населения. Данные по некоторым важным, биологически активным радионуклидам  приведены в Таблице 1.

Таблица 1 Значения допустимых концентраций для радионуклидов.Нуклид,

N Период полураспада,

Т1/2 лет Выход при делении урана,

% Допустимая концентрация,

Ku/л Допустимая концентрация

в воздухе в воздухе в воздухе, Бк/м3 в воде, Бк/кг

Тритий-3

(окись) 12,35 - 3*10-10 4*10-6 7,6*103 3*104

Углерод-14 5730 - 1,2*10-10 8,2*10-7 2,4*102 2,2*103

Железо-55 2,7 - 2,9*10-11 7,9*10-7 1,8*102 3,8*103

Кобальт-60 5,27 - 3*10-13 3,5*10-8 1,4*101 3,7*102

Криптон-85 10,3 0,293   3,5*102 2,2*103

Стронций-90 29,12 5,77 4*10-14 4*10-10 5,7 4,5*101

Иод-129 1,57*10+7 - 2,7*10-14 1,9*10-10 3,7 1,1*101

Иод-131 8,04 сут 3,1 1,5*10-13 1*10-9 1,8*101 5,7*101

Цезий-135 2,6*10+6 6,4   1,9*102 6,3*102

Свинец-210 22,3 - 2*10-15 7,7*10-11 1,5*10-1 1,8

Радий-226 1600 - 8,5*10-16 5,4*10-11 8,6*10-3 4,5

Уран-238 4,47*10+9 - 2,2*10-15 5,9*10-10 2,8*101 7,3*10-1

Плутоний-239 2,4*10+4 - 3*10-17 2,2*10-9 9,1*10-3 5 
 

Реальные выбросы  и сбросы радиоактивных веществ  при нормальной эксплуатации АЭС  обычно много ниже допустимых, так  что нормы по концентрация радионуклидов  в окружающей среде вблизи АЭС  безусловно выполняются.

3 Воздействие атомных  станций на окружающую среду

3.1 Источники радиации 

Техногенные воздействия  на окружающую среду при строительстве  и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются  физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия  эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.  

Отметим наиболее существенные факторы -