2.2. Екологічні проблеми атомної енергетики

Частка вироблення електроенергії на АЕС в даний час в світі досягла 17% при сумарних встановлених потужностях близько 340 тис.мвт (ел). Повна заміна «вогневих» електростанцій на АЕС, на рівні сучасного енергоспоживання дозволила б скоротити витрачання кисню на всій планеті більш ніж на 2 млрд. тонн на рік і органічного палива не менше ніж на 1-1,5 млрд. тонн на рік. При цьому скоротилися б викиди продуктів згоряння, в тому числі: вуглекислого газу не менше ніж на 3 млрд. тонн на рік, окислів сірки, азоту та неуловленних аерозольних частинок кілька млн. тонн на рік.

І навіть в цьому випадку загальна кількість скидів зазначеного типу знизилося б тільки на 20% від тієї кількості, яка в даний час виробляють сумарно всі генеруючі «вогневі» установки, в основному виробляють промислове тепло для традиційних галузевих виробництв.

На першому плані стоять заходи щодо гарантування безпеки навколишнього середовища та населення, проблема поховання високорадіоактивних відходів, проблеми роботи АЕС в енергосистемах і багато інших. Системи забезпечення безпеки АЕС постійно розвиваються і вдосконалюються. Але незважаючи на це, атомна енергетика повністю екологічно безпечною вважатися не може.

Проблема 1. Радіоактивні відходи

Проблема 2. Проблема витоку радіації

Проблема 3. Ядерна зброя

Проблема 4. Забруднення довкілля

Проблема 5. Необхідність створення санітарної зони та зони спостереження (до 30 км).

Проблема 6. „Людський” фактор

Концептуальна схема функціонування динамічної системи «АЕС – навколишнє природне середовище» (стрілки вказують напрямки зв'язків між підсистемами)

Атомні електростанції викидають набагато менше парникових газів, ніж теплові станції, які працюють на вугіллі, мазуті чи газі. Враховуючи повний цикл, включаючи виробництво ядерного палива, на одну вироблену кВт/годину атомна станція викидає тільки у 2,5-5 разів меньше СО2 ніж станція що працює на природному газі. Більш того, при комбінованому виробництві тепла та електрики з природного газу за існуючими технологіями, отримують викиди СО2 меньші ніж на атомній станції.

АЕС та їхня інфраструктура виступають в якості джерел потенційного впливу на довкілля:

• джерело радіаційного впливу

• джерело нерадіаційного впливу (хімічного та фізичного)

• джерело опосередкованого впливу

• радіаційний вплив:

1. свіже паливо (природна радіоактивність, не шкідлива для людей, які безпосередньо не стикаються з ним)

2. відпрацьоване паливо

3. радіоактивні відходи

4. поширення утворених в реакторі радіонуклідів з аерозольними викидами (“через трубу”), з рідкими і твердими РАВ

5. вплив на персонал та населення

• нерадіаційний вплив:

1. фізичний

2. хімічний

2.3 Самоочищення біосфери

Самоочищення - здатність екосистем до відновлення свого стану після надходження надмірних обсягів забруднюючих речовин

Самоочищення різних видів біосфери від діоксиду сірки можливе за різними фізико-хімічними чи біологічними процесами

Вид середовища	Шляхи самоочищення
Повітря	Окислення озоном або киснем повітря при впливі УФ-випромінювання
Вода	Розчинення в опадах з наступним окисленням, зв'язуванням з карбонатами і аміаком
Грунт	Поглинання рослинами

Повітря має унікальну здатність до самоочищення від забруднюючих речовин за рахунок випадіння їх під власною силою тяжіння і з атмосферними опадами.

Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд. т кам’яного вугілля і 0,8 млрд. т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу. За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це незначна величина, однак на висоті 50— 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Самоочищення атмосфери - часткове або повне відновлення природного складу атмосфери внаслідок вилучення домішок під впливом природних процесів: фізичні та фізико-хімічні процеси (адгезія, адсорбція, абсорбція, окислювально-відновні хімічні реакції), які обумовлюють седиментацію, вимивання атмосферних домішок

Вид забруднення	Тривалість існування в атмосферному повітрі
Діоксиди сірки та азоту	~5 діб
Сірководень	40 діб
Оксид вуглецю	0,3 року
Метан	100 років
131І	8,8 діб
41Ar	1,82 год.

Самоочищення гідросфери - сукупність фізичних, гідродинамічних, фізико-хімічних, хімічних та біохімічних процесів, що зумовлюють зниження концентрації забруднення у воді

Наприклад, біологічне самоочищення водоймищ можливе завдяки головних екологічних функції гідробіонтів:

Функція	Представники гідробіонтів
Фільтраційна	тварини-фільтратори (гіллястовусі та вусоногі раки, черевоногі й двостулкові молюски та ін. Видаляють зважені та токсичні речовини
Нагромаджувальна	властива всім гідробіонтам, особливо молюскам, нитчастим водоростям і вищим водяним рослинам
Мінералізуюча	водяні бактерії, гриби і найпростіші. Засвоюючи розчинені у воді органічні речовини, ці гідробіонти послідовно розкладають їх на простіші сполуки, що далі включаються в кругообіг речовин у водоймах
Окислювальна	водяні рослини, особливо планктонні водорості, які виділяють у воду вільний кисень, що утворюється в процесі фотосинтезу

Ґрунт забруднюється залишками рослин і тварин, а також продуктами їхньої життєдіяльності. У населених місцях до цього додається велика кількість нечистот і відходів. Нагромадження відходів на поверхні землі могло б зробити неможливим життя людей, якби водночас із забрудненням у ґрунті не відбувалися процеси самоочищення.

Самоочищення ґрунтів - складний і відносно тривалий біологічний процес, внаслідок якого органічні речовини перетворюються на воду, діоксид вуглецю, мінеральні солі і гумус, а патогенні мікроорганізми відмирають.

Процес мінералізації - речовини у вигляді білків, жирів, вуглеводнів і продуктів їх обміну піддаються розпаду аж до утворення неорганічних речовин

Процес гуміфікації - синтез з органічних речовин відходів нового складного органічного з'єднання (гумусу, в якому зосереджені запаси вуглецю.

Переорювання або перекопування ґрунту, що сприяє аерації, прискорює його самоочищення. Навпаки, перевантаження ґрунту органічними відходами призводить до розвитку анаеробної мікрофлори і сповільнює самоочищення, що супроводжується утворенням продуктів розкладання.

Радіоактивне забруднення грунтів. Важливе значення для характеристики ґрунтів має гранична концентрація радіоактивних речовин, які надходять з ґрунту в рослинні організми, розподіл їх по профілю та швидкість самоочищення ґрунту від радіоактивного забруднення. Н-д, самоочищення ґрунтів від радіоактивного забруднення залежить від тривалості життя радіоактивних ізотопів та їх міграційної здатності. Прискорити цей процес можна вивезенням з поля біомаси рослин, яка засвоїла з ґрунту радіоактивні елементи.

Додаток 1

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення

Речовина; ГДК, мг/дм3
За санітарно-токсикологічним лімітуючим показником шкідливості	За загальносанітарним лімітуючим показником шкідливості	За органолептичним лімітуючим показником шкідливості
Анілін; 0,1	Аміак (за нітрогеном); 2,0	Бензин; 0,1
Нітрохлорбензол; 0,05	Тринітротолуол; 0,5	Залізо; 0,5
Арсен; 0,03	Диметилформамід; 10, 0	Гас; 0,1
Піридин; 0,2	Фенол (карболова кислота); 0,001	Нафта з високим вмістом сірки; 0,1
Бензол; 0,5	Кадмій; 0,001	Гексахлоран; 0,02
Поліакриламід; 2,0	Хлор активний; 0	Динітробензол; 0,5
Берилій; 0,0002	Капролактам; 1,0	Нафтові кислоти; 0,3
Роданіди; 0,1	Хлорбензол; 0,02	Дихлорбензол; 0,002
Гексаметилендиамін; 0,01	Кобальт; 0,1	Пікринова кислота; 0,5
Ртуть; 0,0005	Хлорофос; 0,05	Дихлорфенол; 0,002
Гексахлорбензол; 0,05	Мідь; 1,0	Пропілен; 0,5
Свинець; 0,03	Хром тривалентний; 0,5	Дихлоретан; 2,0
Нітрити, нітрати (за нітрогеном); 10,0	Нікель; 0,1	Сірковуглець; 1,0
Формальдегід; 0,01	Тіофос; 0,003	ДДТ; 0,1
	Цинк; 1,0	Скипидар; 0
	Чотирихлористий вуглець; 0,3
	Толуол; 0,5

Розділ 3. Методи захисту і боротьби із забрудненням довкілля від ТЕС і АЕС

ЗАХИСТ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ВІД АНТРОПОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ І РАЦІОНАЛЬНЕ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

Екологічний потенціал підприємства (території) — еталон порівняння оцінок реального стану довкілля з необхідним, допустимим при екологічному і гідробіологічному моніторингу

Збільшення потенціалу пов'язане з

• впровадженням та удосконаленням методів захисту

• оптимізацією схем

• удосконаленням конструкції апаратів та режимів їх функціонування