169753 (Екологічні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС)

Міністерство освіти і науки України

Одеський національний політехнічний університет

Інститут енергетики та комп’ютерних систем управління

Кафедра прикладної екології та гідрогазодинаміки

Курсова робота з дисципліни “Загальна екологія”

Екологічні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС

Наукові керівники:

ст. викл. Ткачьова О.М.

проф. Шалімов М.О.

Виконав:

ст. гр. ТО-0811

Купчік С.В.

О НПУ 2010

ЗМІСТ

Перелік умовних скорочень

Вступ

I. Огляд літератури

1.1 Загальні відомості про радіоактивні речовини

1.1.1 Характеристика та особливості цезію-137

1.1.2 Характеристика та особливості стронцію-90

1.1.3 Характеристика та особливості йоду-131

1.1.4 Характеристика та особливості америцію-241

1.2 Наслідки радіоактивного забруднення для навколишнього середовища

1.2.1 Наслідки радіоактивного забруднення для ґрунтів

1.2.2 Наслідки радіоактивного забруднення для рік, озер, ґрунтових вод і повітря

1.2.3 Наслідки радіоактивного забруднення для рослинного й тваринного світу

1.2.4 Наслідки радіоактивного забруднення для здоров’я людей

II. ОБГОВОРЕННЯ ДАНИХ

2.1 Загальний стан здоров’я населення

2.2 Дія основних радіоактивних речовин на здоров’я людини

2.3 Найрозповсюдженіші хвороби, спричинені аварією

2.3.1 Гостра променева хвороба

2.3.1.1 Гостра променева хвороба у ліквідаторів

2.3.1.2 Гостра променева хвороба у дітей

2.3.1.3 Внутрішньоутробно опромінені діти

2.3.1.4 Гостра променева хвороба в евакуйованих людей

2.3.1.5 Постраждале населення

2.4 Захисний об’єкт «Укриття»

III. ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

ГПК - гранично припустима концентрація

ГПХ - гостра променева хвороба

ІВ - іонізуюче випромінювання

УЛНА - учасники ліквідації наслідків аварії

ХПХ - хронічна променева хвороба

ЧАЕС - Чорнобильська атомна електростанція

ВСТУП

А ктуальність теми: Чорнобильська атомна електростанція (ЧАЕС) останнім часом стала предметом пильної уваги світової громадськості. На жаль, ланцюг негативних подій, початком якого став вибух на четвертому енергоблоці ЧАЕС, триває і донині. Масштаби наслідків Чорнобильської катастрофи для навколишнього середовища, здоров'я людей, розвитку суспільства є величезними. Внаслідок викиду радіонуклідів в навколишнє середовище на території України виникла несприятлива екологічна ситуація, що спричинила як зовнішнє опромінення багатомільйонної популяції людей, так і довгострокове надходження в організм радіоактивних ізотопів, що формують внутрішнє опромінення. За останні 24 роки кількість інвалідів, вади яких пов’язані з Чорнобильською катастрофою, становить понад 106 тисяч людей. Із них більше 65 тисяч – ліквідатори наслідків аварії. Але це ще не всі проблеми сьогодення. Усього, за оцінками експертів, в Україні є понад 20 тисяч тонн хімікатів, які зберігаються в непридатних приміщеннях. У кожній без винятку області. Найбільше хімікатів припадає на Сумську, Київську та Одеську область [1].

ЧАЕС розташована в білорусько-українському прикордонному регіоні в болотисто-лісистій місцевості на березі річки Прип'ять. У чотирьох кілометрах від атомного комплексу розташоване місто Прип'ять, побудований спеціально для співробітників атомної електростанції. На момент аварії там проживало 45 000 людей. У радіусі 30 кілометрів навколо реактора розташовувалося в цілому 76 населених пунктів. В 100 кілометрах південніше ЧАЕС знаходиться Київ [3;13].

Аварія на четвертому енергоблоці відбулася приблизно о 1:23:50 26-го квітня 1986 року під час проведення випробувань. Експлуатаційний персонал повинен був перевірити, чи зможуть турбіни за перерви в подачі електроенергії виробити достатню кількість залишкової енергії для живлення насосів охолодження до вмикання аварійних джерел живлення. Щоб перешкоджати перериванню експерименту, системи аварійного захисту були свідомо відключені. Для проведення експерименту потрібно було знизити потужність реактора до рівня 25% від номінальної. Однак цей процес пішов не за планом. Раптово, по дотепер не з'ясованим причинам, потужність реактора впала до рівня нижче 1%. Реактор прийшлося знову повільно розганяти. Однак через 30 секунд після початку експерименту потужність раптом різко зросла. Аварійне гасіння реактора (зупинка ланцюгової ядерної реакції) не вдалося. [2] В частки секунди потужність і температура зросли в багато разів. Реактор вийшов з-під контролю. Відбувся наймогутніший вибух. Вибухом викинуло плиту, що покривала 4- й енергоблок, вага якої становила 1000 тонн. При температурах понад 2000ºС тепловиділяючі елементи (твели) стали плавитися. Потім загорілася графітова оболонка реактора. У справжньому вогневому штормі радіоактивні продукти поділу з активної зони, що плавилась, стали викидатися в атмосферу. [11] Зі зруйнованого реактора протягом перших 10 днів після аварії було викинуто більше 40 різних видів радіонуклідів. Для аналізу наслідків аварії мають значення в першу чергу йод (I-131), цезій (Cs-137), стронцій (в основному Sr-90) і плутоній (Pu-241). На сьогоднішній день вважається, що в атмосферу потрапило близько 50% йоду, що містився в реакторі, і 30% цезію. Гарячі гази, що виділялися при горінні графітової оболонки, підняли радіоактивні речовини на висоту більш ніж 1500 метрів. Різні погодні умови в перші дні після аварії призвели до того, що радіоактивність широко розповсюдилася аж до територій Скандинавії, Польщі, Прибалтики, а також південної Німеччини, північної Франції й Англії. Наслідки Чорнобильської аварії для навколишнього середовища не можна зводити тільки до просторового розподілу зон радіоактивного забруднення. Радіоактивні цезій, стронцій і плутоній усе більше розповсюджуються по ланцюжкові: Ґрунт - Рослина - Тварина/Людина. Іншими шляхами територіального розповсюдження радіонуклідів є ерозія ґрунту під впливом вітру, лісові пожежі, а також сільськогосподарське використання земель і міграція радіонуклідів у річкових водах. [6;9]

Таким чином, метою роботи є розглянути вплив радіації на живі організми. Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

• розглянути вплив радіоактивного забруднення окремо на ґрунт, водні об’єкти та повітря, рослинність і людину;

• розглянути стан здоров’я населення у після-аварійний час;

• запропонувати методи вирішення проблеми щодо покращення стану здоров’я людей, що постраждали внаслідок аварії на ЧАЕС.

I. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Загальні відомості про радіоактивні речовини

Радіоактивність - перетворення атомних ядер в інші ядра, що супроводжується випущенням різних часток і електромагнітного випромінювання. Звідси й назва явища: на латині radio - випромінюю, activus- діючий. Це слово запровадила Марія Кюрі. При розпаді нестабільного ядра – радіонукліда, з нього вилітають із великою швидкістю одна або кілька часток високої енергії. Потік цих часток називають радіоактивним випромінюванням або попросту радіацією. А саме явище радіоактивності відкрив у 1896 р. Антуан Анрі Беккерель. Сталося це випадково. Вчений працював із солями урану і загорнув свої зразки разом із фотопластинами в непрозорий матеріал. Фотопластини виявилися засвіченими, хоча доступу світла до них не було. Беккерель зробив висновок про невидиме оку випромінювання солей урану. Він дослідив це випромінювання і встановив, що інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не залежить від того, в які сполуки він входить. Тобто ця властивість властива не сполукам, а хімічному елементу урану. В 1898 р. П'єр Кюрі і Марія Складовська-Кюрі відкрили випромінювання торію, пізніше були відкриті полоній та радій. у 1903 році подружжю Кюрі було присуджено Нобелівську премію. На сьогодні відомо близько 40 природних елементів, яким властива радіоактивність. Встановлено, що всі хімічні елементи з порядковим номером, більшим за 83 — радіоактивні [14;17]. Розглянемо найвідоміші з них (табл. 1.1).

Таблиця 1.1 Найпоширеніші радіонукліди

1.1.1 Характеристика та особливості цезію-137

Серед антропогенних радіонуклідів, що глобально забруднюють біосферу, особливої до себе уваги вимагає радіоактивний цезій - один з основних джерел, що формують дози зовнішнього й внутрішнього опромінення людей. Відомо 34 ізотопу цезію з масовими числами 114-148, з них тільки один (¹³³Cs) стабільний, інші - радіоактивні. З радіоактивних ізотопів цезію найцікавіший ¹³⁷Cs з періодом піврозпаду 30 років. ¹³⁷Cs – β-випромінюючий нуклід із середньою енергією β-часток 170.8 кеВ. Його дочірній нуклід ^137mBa має період піврозпаду 2.55 хв. і випускає γ-кванти з енергією 661 кеВ.

Таблиця 1.2. Динаміка накопичення ¹³⁷Cs (в % повної -активності) у працюючому ядерному реакторі, грамів

Цей радіоактивний матеріал використовується в гама-дефектоскопії, вимірювальній техніці, для радіаційної стерилізації харчових продуктів, зокрема пшениці, в медичних препаратах і ліках, радіотерапії для лікування злоякісних пухлин в онкохворих. Окрім того, цезій-137 застосовують у промисловості. В організм тварин і людини ¹³⁷Cs проникає в основному через органи дихання й травлення. Розчинний ¹³⁷Cs у кишечнику й легенях всмоктується практично повністю, однак у жуйних тварин цьому перешкоджають клітковина й калій, що містяться в кормі. Добрим захистом для людини й тварин слугує шкіра: через неушкоджену поверхню проникає всього 0.007% нанесеного кількості нукліда, а через обпалену - 20%; через рану протягом перших 10 хв. всмоктується 50%, а через три години - більше 90% нанесеного кількості. Незалежно від шляху надходження близько 80% ¹³⁷Cs накопичується в м'язах, 8% - у кістяку й інша частина відносно рівномірно розподіляється в інших тканинах. З організму матері ¹³⁷Cs проникає через плаценту в плід, причому, чим старше ембріон, тем у більших кількостях нуклід накопичується в його органах і тканинах [15].

1.1.2 Характеристика та особливості стронцію-90

Хімічний аналог кальцію, характеризується високою засвоюваністю рослинами і тваринами, повільно виводиться з організму, бо накопичується в кістковій тканині (піврозпад триває 29,12 років). У більшості забруднених районів внеском стронцію-90 в дозове навантаження на людину, в порівнянні з цезіем-137, можна знехтувати, оскільки співвідношення між активністю цих радіонуклідів у ґрунті в більшості областей не перевищує 0,01, досягаючи лише в окремих районах 0.20. Коефіцієнти переходу з усіх типів ґрунтів в рослинну продукцію для стронцію-90 вищі, ніж для цезію-137, але надходження з раціону в тваринницьку продукцію для стронцію-90 нижчі, ніж для цезію-137 (для молока - в 5-10 і для м'яса - приблизно в 100 разів). Ця обставина не викликає необхідності контролю за вмістом стронцію-90, але проведення всіх захисних заходів в АПК слід планувати, орієнтуючись на щільність забруднення ґрунтів цезієм-137. Всі заходи одночасно будуть поліпшувати радіаційну ситуацію в регіоні і по відношенню до стронцію-90. За час, що минув після аварії на ЧАЕС, радіаційна ситуація в Україні значно поліпшилася. Цьому сприяли наступні дії та процеси:

• Проведення ретельного радіаційного моніторингу сільськогосподарського виробництва, продукції, її контролю і бракування;

• здійснення комплексу контрзаходів в галузі сільськогосподарського виробництва, спрямованого на зниження забруднення продуктів харчування населення;

• природні реабілітаційні процеси - фізичний розпад радіонуклідів, їх фіксація в ґрунті і перерозподіл в об’єктах навколишнього середовища.

Однак, у приватних підсобних господарствах ще дотепер виробляється сільськогосподарська продукція, в якій вміст радіонуклідів значно перевищує встановлені державні нормативи. Ще залишається близько 40 населених пунктів, де радіоактивність у молоці і м’ясі постійно перевищує допустимі рівні (ДР-97) у 5-15 разів і більше 400 населених пунктів, де рівень радіоактивного забруднення молока у багатьох приватних господарствах (>30%) може перевищувати ДР-97. Поряд з цим, зустрічаються випадки перевищення вмісту радіоцезію в картоплі, овочах (близько 10 населених пунктів) і радіостронцію у зернових культурах (близько 50 населених пунктів), чого не відмічалося у попередні роки. На сьогодні, за даними радіологічного та дозиметричного моніторингу, структура формування дози опромінення населення в різних регіонах України суттєво відрізняється від початку аварійного періоду. Загальна тенденція формування дози опромінення населення у північно-західних Поліських районах представлена на Рис. У цьому регіоні сумарна доза опромінення коливається в межах 0,5 – 5,0 мЗв за рік (згідно вимог “Норм радіаційної безпеки України” ця доза не повинна перевищувати 1 мЗв за рік) і формується, головним чином (80-95%), за рахунок споживання продуктів харчування з підвищеним вмістом радіонуклідів (переважно ¹³⁷Cs). Зовнішнє опромінення при цьому складає лише 5-20% від сумарної дози [18].

1.1.3 Характеристика та особливості йоду-131

Радіонуклід з періодом піврозпаду 8.04 діб, в- і г-випромінювач. Внаслідок високої летючості практично весь йод-131, що був у реакторі (7.3 МКі), був викинутий в атмосферу. Його біологічна дія пов'язана з особливостями функціонування щитоподібної залози. Її гормони - тироксин і трийодтирояін - мають у своєму складі атоми йоду. Тому в нормі щитовидна залоза поглинає близько 50% йоду, що надходить в організм. Природно, залоза не відрізняє радіоактивні ізотопи йоду від стабільних. Щитовидна залоза дітей у три рази активніше поглинає, що потрапив в організм радіо йод. Крім того, йод-131 легко проникає через плаценту й накопичується в залозі плода. Накопичення в щитовидній залозі великих кількостей йоду-131 веде до радіаційного ураження секреторного епітелію й до гіпотиреозу - дисфункції щитовидної залози. Зростає також ризик злоякісного переродження тканин. Мінімальна доза, при якій є ризик розвитку гіпотиреозу у дітей - 300 рад, у дорослих - 3400 рад. Мінімальні дози, за яких з'являється ризик розвитку пухлин щитовидної залози, знаходяться у діапазоні 10-100 рад. Найбільш великий ризик за доз 1200-1500 рад. У жінок ризик розвитку пухлин у чотири рази вище, ніж у чоловіків, у дітей у три-чотири рази вище, ніж у дорослих [21].

1.1.4 Характеристика та особливості америцію-241