Техногенные аварии и катастрофы. Оценка экологического риска.

Техног. катастрофа – это один из видов катастроф, вызванных сбоем в работе технических систем, повлекших аварию на объекте промышленного комплекса, транспорта. Как правило, техног. катастрофы сопровождаются массовыми жертвами и экологическими бедствиями, представляющие угрозу общественности и национальной безопасности.

Техногенная катастрофа относится к чрезвычайным ситуациям, со всеми вытекающими из этого последствиями (социальными, экологическими, экономическими).

Техног. катастрофы (по субъективному отношению):

1) вызванные неумышленными, ошибочными действиями персонала

2) вызванные износом оборудования

3) вызванные умышленными действиями (террор)

По объекту:

1) индустриальные (хим. заражение, взрывы, р/а загрязнение)

2) транспортные (аварии в воздухе, море)

3) смешанные

По месту возникновения:

1) газопровод (трубопровод, повлекший выброс)

2) на АЭС с р/а заражением

3) на ядерных установках исследовательских центров

4) на химических опасных объектах с выбросом ядовитых веществ

5) авиационные

6) аварии водных коммуникаций

7) аварии на очистных сооружениях.

Пример: - 1957 г. – Челябинская область, взрыв емкости с ядовитыми отходами.

- 1981 г. – штат Тенесси, разлив 400 т р/а охладителя на заводе

- 1986 г. – Чернобыльская АЭС – крупнейшая авария в истории.

Оценка

Сводится к определению его вероятности и размеров потенциального ущерба.

Управление фактором риска – универсальная процедура, которая включает оценку вероятности возникновения тех или иных факторов экол. риска и изучение последствий.

1) упразднение – исключение к-либо деятельности в зоне риска;

2) предотвращение потерь – проведение мероприятий, исключающих риск возникновения катастроф.

Часто, оценивая степень риска, разработчики беспокоятся лишь о том, как их деятельность отразится на здоровье людей, а не на состоянии ОС. А между тем, для понимания истинной причины экол. рисков необходимо также учитывать происходящие в ней природные процессы и знать, какое влияние на них могут оказать те или иные проекты.

Методология оценки экол. риска:

- определение источников и факторов опасности;

- анализ экосистемы, подвергшейся риску;

- выявление возможных экол. эффектов;

- выбор значимой меры ответа;

- выбор концептуальной модели риска, в рамках которой анализируются исходные данные;

- оценка надежности данных и точности объекта;

- анализ ситуации, включающий хар-ку условий и уровень воздействия;

- анализ экол. ответов с установлением профилей доза-ответ;

- проверка надежности использованных данных;

- хар-ка экол. риска:

*определение коэффициента риска

* описание риска

* интерпретация значимых экол. эффектов

Процесс анализа риска:

1. планирование и организация работ;

2. идентификация опасности (выявление и хар-ка);

3. оценка риска (анализ частоты и последствий);

4. разработка рекомендаций по управлению риском.

Меры безопасности:

1) замена опасных материалов на безопасные;

2) снижение запасов опасных отходов;

3) обеспечение безопасного расстояния до жилой зоны;

4) предотвращение утечек

5) ремонт и техобслуживание аппаратуры;

6) повышение квалификации работников;

7) обеспечение безопасности важных объектов.

№57

Радиоэкология – раздел экологии, изучающий накопление, распределение, миграцию радиоактивных веществ в биосфере и их влияние на организмы в среде их обитания.

Основные направления –

1) изучение биологических эффектов радиации

а) изучение гигиенических аспектов действия радиации, привело к созданию радиологии.

б) изучение биологических эффектов на всех других организмах (эксперименты), привело к созданию радиобиологии.

2) изучение РА-ти объектов природной среды – Природный фон радиации изучался там, где есть выходы пород (урана, тория), где повышенный уровень радиации.

Радиоэкология сформировалась к середине 50-х гг. ХХ в. в связи с загрязнением окружающей среды радиоактивными веществами в результате ядерных испытаний, отходов атомной промышленности, аварий на атомных электростанциях и ядерных установках.

Каждое направление современной радиоэкологии имеет свои задачи и перспективы развития, но в практическом отношении наиболее важным является изучение закономерностей миграции радионуклидов по пищевым цепочкам в целях снижения их поступления в организм человека.

Наиболее значимые задачи радиоэкология:

- поиск путей предсказания реакции экосистем на облучение. При нарушении связей изменятся ли сами компоненты экосистем.

- малые дозы радиации

- продолжается изучение РН в БС по трофическим цепям

- РА-ые индикаторы

- эпидемиологические исследования.

Разделы РЭ:

С/Х – можно ли выращивать продукты на загрязненной земле?

Лесная – как крона задерживает РН

Морская – много испытаний проводилось, сброс отходов, стоки, как влияет, динамические особенности.

Континентальная – РЭ суши и пресноводных водоемов.

Особенности РЭ:

1 – у людей нет органов, чувствитеьных для обнаружения ИИ. Проблема в изучении отдаленных последствий радиации.

2 – на изучение последствий радиоактивного загрязнения ОС, их смягчения, на охрану людей, занятых в этой области, выделялись такие ассигнования, которые превосходили другие инвестиции на природоохранные мероприятия.

3 – изучение действия ионизирующей радиации было связано с наиболее современными методами анализа – хим-х, физ-х, математических.

Н.21в - наиболее значимые задачи:

- поиск путей предсказания реакции экосистем на облучение. При нарушении связей изменятся ли сами компоненты экосистем.

- малые дозы радиации

- продолжается изучение РН в БС по трофическим цепям

- РА-ые индикаторы

- эпидемиологические исследования.

Разделы РЭ:

С/Х – можно ли выращивать продукты на загрязненной земле?

Лесная – как крона задерживает РН

Морская – много испытаний проводилось, сброс отходов, стоки, как влияет, динамические особенности.

Континентальная – РЭ суши и пресноводных водоемов.

Ионизирующее излучение - это фундаментальный фактор. Его источники: проникающие х-лучи. Особенность как фактора - его проникающая способность – облучается весь организм.

Характеристики ИИ:

1) ионизирующая способность частиц - энергия, которая сообщается частице при выбросе из ядра. Неодинакова для разных частиц. Для альфа частицы = 4-10 мегаэлектронвольт, бета = 0,5-2, гамма=0,1.

2) Длина пробега в воздухе: альфа лучи= 2-11см, бета=0,6-12м, гамма=100м.

3) Глубина проникновения в биологические ткани: альфа частица= 0,03-1,5мм, бета=1,5мм-2см, гамма=10-15см.

4) Коэффициент качества излучения = относительная биологическая эффективность = коэф пропорциональности – показатель, по которому сравнивают эффект различных видов излучений. Это отношение равноэффективных по биологическому действию доз рассматриваемого излучения и гамма или рентгеновского излучений. Для рентгеновского и гамма излучений КК=1, для бета частиц =1, для медленных нейтронов =2, для быстрых = 10, для альфа частиц = 10-20.

Классификация ИИ:

Корпускулярное излучение – поток заряженных частиц, при прохождении через вещество теряют свою энергию, вызывают ионизацию и возбуждение атомов. Легкие - электроны, позитроны, тяжелые – протоны-?, дейтроны, альфа частицы.

Альфа-частицысостоят из двух протонов и двух нейтронов. Альфа распад – такое ядерное превращение, которое приводит к уменьшению числа нуклонов в нуклиде на 2 протона и два нейтрона. При альфа распаде происходит изменение заряда ядра и массового числа. Альфа частицы образуются при распаде элементов с большим массовым числом, начиная с неодима. В природе около 30 естественных РН, при распаде которых возникают альфа частицы, среди искусственных – это трансурановые элементы (после 92 номера (уран)). Альфа частицы имеют относительно большие размеры. Они вылетают с большой скоростью. Много энергии идет на ионизацию, поэтому их проникающая способность не велика. Большая опасность возникает при попадании внутрь организма, где альфа частицы становятся внутренними излучателями.

Бета частицы– поток быстрых электронов, позитронов, движущихся со скоростью света, их масса намного меньше, чем у альфа частиц. Бета распад – ядерное превращение, при котором массовое число (число нуклонов) в ядре не изменяется, но меняется заряд ядра, следовательно, меняются химические свойства. Бета частицы тоже внутренние излучатели. Бета распад начинается с трития, характерен практически для каждого ХЭ.

Нейтроны – корпускулярные частицы, которые не несут заряда, их масса примерно равна массе протона. Обладают высокой проникающей способностью. Из-за отсутствия заряда легко проникают внутрь атома, выбивая его из стабильного состояния. Наведенная РА-ть – радиоактивность, которая создается в нерадиоактивных вещ-вах и материалах, возникающая при взаимодействии мощного потока нейтронов с ядрами стабильных элементов оболочки заряда. Важен состав облучаемого вещ-ва. Тепловые нейтроны – находятся в тепловом равновесии с атомами ОС. Их энергия = 0,025 электрон-вольт. Промежуточные нейтроны– энергия = до 200 кило-электрон-вольт. Быстрые н – не более 2 мега-электрон-вольт. Их эффект изучается в РЭ. С нейтронами можно встретиться вблизи атомных реакторов, радиохимических заводов, при ядерных взрывах. Защита от нейтронного излучения – графит, парафин, тяжелая вода. М.б. внешним и внутренним облучателем.

Гамма и рентгеновские лучи (ЭМ излучение) – потоки частиц с нулевой массой энергии, они электрически нейтральны. Ионизируют среду опосредованно. Когда гамма лучи проходят ч/з вещ-во, они теряют электроны, которые затем создают ионизацию. Гамма лучи – основной источник опасности при внешнем облучении. Источник рентгеновского излучеия – рентгеновские трубки, тормозное излучение, космические тела. Гамма лучи возникают при альфа и бета излучении. Точечный источник – интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. Равномерное распределение РН (большая загрязненная поверхность или объем – в воде, организме). Защита – бетон, свинец, вольфрам, вода – 30см, воздух – 122м.

Радиационный мониторинг – это система длительных регулярных наблюдений с целью оценки состояния радиационной обстановки, а также прогноза изменения ее в будущем.

Радиационный мониторинг проводится с целью наблюдения за естественным радиационным фоном; радиационным фоном в районах воздействия потенциальных источников радиоактивного загрязнения, в том числе для оценки трансграничного переноса радиоактивных веществ; радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха, почвы, поверхностных вод на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС.

Основными задачами мониторинга окружающей среды являются:

 наблюдение за компонентами окружающей среды;

 анализ и оценка состояния окружающей среды;

 прогнозирование состояния окружающей среды и ее компонентов;

 информационное обеспечение органов государственного управления.

Особое внимание уделяется работам по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Выделяют мониторинг источника и мониторинг ОС. Существует глобальная сеть мониторинга по слежению за РА-ми осадками. После Чернобыля восстановили работу. С/х станции мониторинга есть.

Радиационная безопасность - научно практическая дисциплина, решающая комплекс теоретических и практических задач, связанных с уменьшением возможности возникновения аварийных ситуаций и несчастных случаев на радиационно-опасных объектах.

Методы радиационного контроля

Дозиметрический (радиационный) контроль – система мероприятий по обеспечению радиационной безопасности, включая контроль за радиационной обстановкой и уровнями излучений при радиоактивном заражении местности, воды, атмосферы и сооружений.

Важную роль в получении информации о радиационной обстановке обеспечивают 3 метода:

1. Дозиметрические измерения на исследуемой местности в разных вариантах (пешеходный, автомобильный, самолетный).

2. γ – спектральный анализ почвы, воды или воздуха в лабораторных условиях с помощью γ – спектрометров.

3. Дистанционные измерения γ-спектров радионуклидов. С помощью γ-съемки можно определить количественное содержание всех изотопов – γ- излучателей в окружающей среде. Спектрометр устанавливается либо на автомобиле, но чаще на борту самолета, либо поднимается на шарах – зондах.

Дозиметры – детекторы ядерных излучений, приборы для измерения величины дозы (экспозиционной, поглощенной, эквивалентной), а также мощности поглощенной дозы излучения. При измерения доз облучения при этом используют различные физические и химические методы: 1) ионизационный – создание электрического тока ионизационной камеры. 2) калометрический – основан на измерение количества тепла, создаваемого поглощенной энергией излучения. 3) сцинтилляционный – основан на том, что световой выход ряда веществ (сцинтилляторов) линейно зависит от поглощенной дозы. Такие вещества плюс фотоэлектронный умножитель используют в качестве дозиметров. 4)химические методы дозиметрии – при облучении происходит окрашивание ряда веществ или, наоборот, обесцвечивание.

Радиометры – приборы для измерения плотности потока ионизирующих излучений и активности (удельной и объемной) радионуклидов. Датчиками служат газоразрядные сцинтилляционные счетчики, а также полупроводниковые счетчики и детекторы, использующие фотоэмульсии и др.

С помощью дозиметров и радиометров проводят измерения:

1. доз внешнего облучения (индивидуального и коллективного)

2. радиоактивности воздуха

3. потоков α- и β- частиц с загрязненных поверхностей

4. воды и пищевых продуктов

5. почв и растительности

Дистанционный метод измерения γ-спектров на местности.

Аэрограмма-спектрометрическая аппаратура на борту самолета (вертолета) позволяет регистрировать до 50 видов радионуклидов одновременно Допустимая высота полета (АН-26, ИЛ-14, вертолетов МИ-6, МИ-8 и др.) – 25 – 100 м. Уровень радиации в атмосфере измеряют аппаратурой, поднимаемой с помощью радиозонда (на высоте 25-30 км) или на самолете (до 20 км). Для контроля радиационной обстановки на трассах полета самолетов привлекаются также радиометрические измерения на спутниках Земли, с помощью специальных методик эти данные пересчитываются на значения потоков и доз на атмосферных высотах.

№58