Безопасность жизнедеятельности человека. Учебник

ным причинам происходит ухудшение качества воды, что ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды. Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий и т.п. Различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов, вследствие чего изменяется погода (не всегда в положительную сторону).

Следовательно, при соблюдении всех требований по охране окружающей среды возобновляемые источники энергии оказывают на нее минимальное воздействие. Стоит также учитывать, что затраты на производство возобновляемой энергии постоянно снижаются, поэтому со временем она может составить конкуренцию источникам на ископаемом топливе.

Парниковый эффект – это глобальное нарастание температуры из-за экранирования трехатомными газами обратного теплового излучения в космос.

Для понимания механизма отрицательного воздействия выбрасываемых в атмосферу вредных веществ рассмотрим ее строение.

Атмосфера по высоте включает четыре области:

 тропосферу – от 0 до 10–12 км с падением температуры до 90–55 °С и давления до 41,0 мм рт. ст.;

 стратосферу – от 10–12 км до 50–55 км с ростом температуры до 0 °С и падением давления до 8,9 мм рт. ст. в средней стратосфере и до 0,63 мм рт. ст. в верхней;

 мезосферу – от 50–55 до 80–90 км с падением температуры до –90 °С и давлением до 0,04 мм рт. ст.;

 термосферу от 80–90 до 200–300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.

Газы, накапливаясь в верхних слоях тропосферы и стратосферы, препятствуют выходу теплового инфракрасного излучения с поверхности Земли, нагретой Солнцем. Атмосфера и поверхность Земли нагреваются, пока уходящие потоки энергии не уравняются с приходящими. Это явление и представляет собой парниковый эффект, который сопровождается нагревом тропосферы и охлаждением стратосферы.

В средней атмосфере присутствует озоновый слой. Молекулы озона поглощают солнечные излучения с длиной волн короче 290 мм и инфракрасное излучение с поверхности Земли с длиной волн 9–10 мкм, усиливая парниковый эффект.

181

Таким образом, озоновый слой участвует в обеспечении безопасного уровня ультрафиолетовой радиации и поддерживает устойчивый климат на Земле. В тропосфере и стратосфере озон также оказывает воздействие на антропогенные примеси, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, разрушая их. Неконтролируемые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окислов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ведет к увеличению поступающего на Землю биологически вредного солнечного ультрафиолетового излучения.

Различают шесть видов парниковых газов: углекислый газ (СО2), метан (СН4), закись азота (NО2), гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы (SF6).

На долю углекислого газа приходится около 55% усиления парникового эффекта, вызывающего глобальное потепление. Вследствие ограниченной скорости естественного поглощения СО2 океаном и биосферой значительная доля этого газа сохраняется

ватмосфере на сотни лет, способствуя дальнейшему потеплению на Земле.

По заключению экспертов, с начала индустриальной эпохи в

атмосфере накоплено около 770 млрд т антропогенного СО2. Основные причины антропогенного роста его концентрации – производство, транспортировка, переработка и потребление ископаемого топлива (86%), вырубка тропических лесов и сжигание биомассы (12%).

Первой попыткой снизить скорость потепления стало подписание в 1998 г. Киотского протокола, по которому большинство развитых стран и стран с переходной экономикой обязались в 2008–2018 гг. сократить выбросы парниковых газов на 5,2% по сравнению с 1990 г. Развивающиеся страны, включая Индию и Китай, освобождались от этих обязательств. Впоследствии выяснилось, что при выполнении всех обязательств этих ограничений недостаточно даже для стабилизации темпов потепления.

По некоторым оценкам, только для стабилизации роста концен-

трации СО2 в атмосфере к 2050 г. глобальные выбросы нужно сократить по меньшей мере на 50% по отношению к уровню 1990 г.

Вдокладе МЭА (июнь 2021 г.) было рекомендовано для снижения выбросов СО2 к 2030 г. увеличить темпы строительств АЭС

вмире в 4 раза до 24 ГВт в год, обращая внимание на более стабильную выработку электроэнергии атомными станциями, чем ветряными и солнечными.

182

В феврале 2021 г. о важности атомной энергетики также заявил министр экономики, торговли и промышленности Японии Хироси Кадзияма, несмотря на то что после аварии на АЭС «Фуку- сима-1» в 2011 г. страна полагалась для выработки электроэнергии в основном на импортируемое ископаемое топливо.

Даже в Европе активисты экологических партий и общественных организаций признают, что без АЭС не получится существенно снизить выбросы СО2. В частности, в Германии в сентябре 2020 г. представители двух организаций по защите экологии предложили отложить анонсированный ранее властями полный отказ от атомной энергетики в стране до 2030 г.

Сегодня мало кто из ученых, занимающихся этой проблемой, оспаривает тот факт, что деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. Увеличение содержания парниковых газов приведет к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды. Среди ученых бытует мнение, что за последние 100 лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3–0,6 °С. Следовательно, сохранение тенденции глобального потепления приведет к изменению погодных условий, увеличению количества осадков, что в свою очередь приведет к затоплению больших территорий Земли.

Последствия потепления климата будут ощущаться на Северном и Южном полюсах, где повышение температуры спровоцирует таяние ледников. Это может привести к изменению направления или остановке самого мощного океанического течения Эль-Ниньо, которое поддерживает климатическое равновесие на всей планете. Таким образом, глобальное потепление может породить глобальное похолодание – следующий ледниковый период. Такие территории, как Канада, северная часть Европы и России могут оказаться под толстым слоем льда.

Помимо проблем, связанных с выработкой энергии за счет сжигания природных ископаемых, порождающих парниковый эффект, сегодня возникают вопросы об использовании топлива будущего – водорода, который должен был стать реальной альтернативой, современным видом топлива.

Каждый слышал об экологически чистом водородном топливе для автомобилей. До недавнего времени водородному автомобилестроению предсказывали быстрое развитие, так как при эксплуатации автомобиля в окружающую среду выделяется только чистая вода, а не парниковые газы. Однако последние исследования

183

показали, что массовый переход на водород в качестве топлива для двигателей может способствовать деградации озонового слоя, особенно над полюсами, а также некоторому охлаждению атмосферы. Кроме того, следует учитывать, что при существующих технологиях производства, транспортировки, хранения и распространения водорода будет происходить его утечка из труб, топливных терминалов и различных двигателей. При этом ежегодно может теряться от 10 до 20% производимого водорода. Он будет подниматься в верхние слои атмосферы и там вступать в реакцию с кислородом, образуя пары воды. Согласно результатам компьютерного моделирования, предполагаемое увлажнение стратосферы повлечет снижение ее температуры приблизительно на 0,5 °С. Описанное явление будет способствовать нарушению процессов образования озона и увеличению озоновых дыр над полюсами. Таким образом, водород может стать экологически чистым видом топлива только в будущем.

14.2. Экологическиепроблемыядернойэнергетики

В ХХ в. человечество вступило в период широкомасштабного использования ядерных технологий. На их основе были созданы источники электрической и тепловой энергии в виде АЭС. При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду незначительны. В среднем они в 2–4 раза меньше, чем от ТЭС такой же мощности, работающей на угле. К преимуществам АЭС относится также возможность их строительства без привязки к месторождениям, поскольку транспортировка их ресурсов не требует существенных затрат в связи с малыми объемами (0,5 кг ядерного топлива позволяет получить столько же энергии, сколько дает сжигание 1 тыс. т каменного угля).

Запасы ископаемых источников энергии уменьшаются и могут быть исчерпаны в обозримом будущем, поэтому в ближайшей перспективе только ядерная энергетика сможет удовлетворить потребность земной цивилизации в энергии. Штатная работа и выбросы радиационно опасных объектов не оказывают существенного влияния на облучение населения и не приводят к ка- ким-либо значимым последствиям для здоровья. Однако стоит упомянуть «исторические загрязнения», связанные с радиационными авариями и аварийными ситуациями (река Теча, 1949 г.; Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) «ПО “Маяк”», г. Кыштым, 1957 г.; Чернобыльская АЭС, 1986 г.),

184

в результате которых дозы облучения некоторых групп населения существенно превысили допустимые.

Критериями обеспечения экологической безопасности при строительстве и эксплуатации АЭС приняты минимальные изменения состояния природных комплексов (экосистем, ландшафтов, ландшафтных сооружений и др.), непосредственно не связанных с работой АЭС, которые формируются естественными причинами – межгодовой изменчивостью погодных условий в регионе. Показатели воздействия на природные комплексы не должны превышать установленных допустимых уровней (при строительстве и нормальной работе АЭС), должны быть приемлемыми при нарушении нормального режима работы. При обеспечении экологической безопасности необходимо стремиться к минимизации изменений состояния природного окружения.

Одним из основных условий эксплуатации Белорусской АЭС является недопущение выноса радиоактивных продуктов из технологического оборудования за пределы, ограниченные технологическими помещениями (барьерами безопасности), при любых обстоятельствах. Радиационная безопасность Белорусской АЭС обеспечивается последовательной реализацией принципа глубокоэшелонированной защиты, основанного на применении системы барьеров на пути распространения радиоактивных веществ в окружающую среду, а также системой технических и организационных мер непосредственно по защите окружающей среды.

На стадии разработки оборудования проектом строительства Белорусской АЭС в технических решениях предусмотрены мероприятия, исключающие неорганизованный выход радиоактивных продуктов за пределы герметичных систем станции. Основные особенности проекта АЭС-2006 – новая реакторная установка с дополнительными системами безопасности, другими техническими средствами и организационные меры по обеспечению радиационной безопасности.

Санитарно-гигиеническое законодательство Республики Беларусь установило дозовую квоту АЭС в размере 10% (0,1 мЗв/год) от дозового предела, что соответствует 1/20–1/10 естественного фона.

Научно обосновано, что в проекте АЭС-2006 совокупность пассивных и активных систем безопасности предусматривает установленные экологические критерии безопасности по радиационному фактору. Выбранная Островецкая площадка не имеет ограничений по совокупности природных и техногенных

185

факторов. Доказано, что атомная электростанция построена с высокими показателями надежности и безопасности, обеспечивающими выполнение самых строгих требований по снижению загрязнения окружающей среды радиоактивными и другими вредными веществами.

Основными факторами потенциального воздействия АЭС на окружающую среду в период эксплуатации являются: тепловое, химическое (сброс солесодержащих вод, выпадение солей на почву из выбросов градирен), радиационное, электромагнитное (в пределах площадки АЭС), шумовое (от транспорта) воздействия.

По данным Республиканского центра радиационного контроля и мониторинга окружающей среды, уровень мощности дозы на высоте 1 м от поверхности почвы на площадке находится в пределах 0,1–0,17 мкЗв/ч. По этим показателям промплощадка сопоставима с территорией республики, загрязненной только глобальными выпадениями от испытаний ядерного оружия. Содержание естественных радионуклидов 238U, 232Th, 226Ra, 40К в пробах почвы, отобранных на площадках земельного участка Белорусской АЭС, характерно для дерново-подзолистых и дерново-гле- евых почв.

Доказано, что на долгосрочную перспективу (50 лет) концентрация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в минеральных почвах естественных экосистем не превысит ПДК. Также не будут превышены критические нагрузки этих металлов на естественные экосистемы.

В период инженерной подготовки территории и строительства АЭС оказывалось незначительное воздействие на почвы, растительность, животный мир только в пределах строительных площадок АЭС. Учитывая, что территория, занятая этими строительными площадками, по сравнению с нетронутыми природными территориями составляет незначительную долю от зоны наблюдения вокруг Белорусской АЭС, данные изменения не окажут вредного воздействия на экосистемы, прилегающие к границам площадки атомной станции.

Строительство и эксплуатация атомной станции окажет определенное влияние на внешний облик ландшафта в связи с развертыванием крупномасштабного строительства и сопутствующей транспортной и селитебной инфраструктуры, а также с ростом численности населения.

Производственный экологический мониторинг, который будет проводиться экологическими службами АЭС, позволит получать, обрабатывать и анализировать информацию для оценки состоя-

186

ния окружающей среды и выработки своевременных и экономически эффективных решений. Информация о факторах воздействия АЭС будет обеспечиваться проведением комплекса специальных организованных наблюдений в рамках производственного экологического мониторинга, а также научно-исследовательских работ специализированными организациями по специально разработанным программам, что позволит прогнозировать и предупреждать неблагоприятные ситуации.

14.3. Перспективыразвитияизначение ядернойэнергетикидляРеспубликиБеларусь

Внастоящее время энергия играет решающую роль в развитии человеческой цивилизации. Существует тесная взаимосвязь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Уровень развития энергетики отражает также уровень развития производительных сил общества, возможности научно-технического прогресса и уровень жизни населения.

Вэнергетике важное место занимает ядерная энергетика, которая рассматривается как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами в мире ядерного топлива, так и со щадящим воздействием его на окружающую среду.

Президент Республики Беларусь Александр Лукашенко 02.11.2018 г. подписал указ № 499 «О сооружении Белорусской атомной электростанции». Строительство Белорусской атомной электростанции – самый масштабный синергетический интеграционный проект.

Сложно переоценить важность для Беларуси этого стратегического проекта, связанного с национальной безопасностью и поддержанием суверенитета страны.

Возведение первого энергоблока Белорусской АЭС завершено 7 августа 2020 г., а первую электроэнергию на Белорусской АЭС получили в ноябре 2020 г.

Завершение строительства Белорусской АЭС в 2021 г. явилось знаковым событием и для Союзного государства, которое предоставляет эффективную базу для реализации таких новаций, позволяет объединить российскую промышленность и белорусскую научно-техническую базу.

Введение такого крупномасштабного объекта в эксплуатацию также потребовало определенной перестройки всей системы экономики как в Беларуси, так и в союзном государстве.

187

Республика Беларусь переходит на новый этап повышения энергоэффективности экономики государства, усиления конкурентоспособности выпускаемой продукции. Наряду с этим стоит ожидать модернизации всего топливно-энергетического комплекса страны, а также появления новых технологий, создания новых рабочих мест. Ввод Белорусской АЭС в строй – одна из гарантий того, что Беларусь получила для обеспечения своей энергобезопасности огромный ресурс с перспективой выйти на возможную роль экспорта электроэнергии. В Беларуси выполнены работы по интеграции Белорусской АЭС в энергосистемы страны. Среди них – строительство 800 МВт высокоманевренных пиково-резервных источников и сооружение на крупных электростанциях и котельных электрокотлов суммарной мощностью 916 МВт, при этом реализованы проекты по строительству и реконструкции 1700 км высоковольтных линий электропередачи, что позволило обеспечить поставку электроэнергии со станции в любой регион страны.

Следует особо отметить, что безопасность АЭС для Республики Беларусь являлась безусловным приоритетом. Подтверждением тому служит, к примеру, наличие на Белорусской АЭС как активных систем безопасности, так и пассивных. В данном проекте строительства атомной электростанции новейшего поколения 3+ учтены все неблагоприятные сценарии, разработаны многоуровневые системы защиты.

Исходя из выводов, к которым пришли специалисты МАГАТЭ, в частности о том, что многие новые практики и методики «Росатома» являются показательными и говорят о высоком уровне безопасности белорусской электростанции, опыт российской корпорации может выступать в качестве примера для энергетических объектов в других странах. Это также значимый показатель того, что белорусская и российская стороны очень требовательно и взыскательно подходят к организации строительно-монтажных работ.

Энергоблоки Белорусской АЭС поколения 3+ отвечают всем постфукусимским требованиям безопасности. Вокруг Белорусской АЭС действуют несколько систем мониторинга окружающей среды. За функционирование одной из них отвечает станция, что является ее обязательной функцией. А вторая – это государственная независимая система, что позволяет иметь полную и абсолютно точную информацию о том, что происходит в зоне наблюдения с точки зрения радиационной безопасности.

188

Специалисты Международного агентства по атомной энергии вынесли вердикт: система обеспечения безопасности Белорусской АЭС является примером для всех атомных станций в мире.

Для ядерной энергетики особое значение имеет подготовка кадров. В Беларуси исключительное внимание уделяется этой работе. МАГАТЭ очень хорошо оценила то, что в Беларуси сразу после решения о строительстве АЭС в 2008 г. приняли государственную программу о подготовке кадров. Кадры для Белорусской АЭС готовятся в учреждениях высшего образования по госпрограмме «Образование и молодежная политика». Первоначальное образование они получают на физфаке в БГУ, на кафедре ядерной и радиационной безопасности в МГЭИ имени А.Д. Сахарова, а также в России – Севастопольском национальном университете ядерной энергетики и промышленности, В Нижегородском техническом университете. Будущие сотрудники Белорусской АЭС ежегодно отправляются на стажировку на действующие АЭС России – Ново-Воронежскую, Смоленскую, Калининскую, Ростовскую. Благодаря такой большой практике на разных атомных электростанциях на работу они приходят уже сложившимися специалистами.

На Белорусской АЭС трудятся и будут трудиться не только выпускники учреждений высшего образования, но и специалистыэнергетики, работающие на действующих электростанциях Беларуси. Для них Международный центр подготовки персонала, работающий в Ново-Воронеже, регулярно организовывает учебные курсы с последующей стажировкой на Ново-Воронежской АЭС-2. Совместными усилиями атомщиков обеих стран создан учебнотренировочный центр и при Белорусской АЭС.

Ввод в строй Островецкой атомной электростанции позволяет Республике Беларусь решить стратегически важные задачи:

 обеспечить дополнительные гарантии укрепления государственной независимости и экономической безопасности Беларуси. Снизить потребность государства в импортных энергоносителях почти на 30%;

 снизить уровень использования природного газа в качестве энергоресурсов. Природный газ в Республике Беларусь является основным видом топлива для производства электроэнергии и тепла: его удельный вес в электроэнергетической отрасли достигал 95–96%;

 уйти от однобокой зависимости экономики Республики Беларусь от поставок российского газа и экономить около 4,5 млн м газа в год и повысить надежность энергоснабжения государства;

189