Введение
Промышленнаяреволюция XIX века обусловило не только бурноеразвитие человечества, но и породило множество проблем, которые мы получили внаследство. Одна из них глобализация социально-экономических процессов. С этиммы входим в XXI в.
Еслимысленно перелистать историю человеческих цивилизаций на нашей, то станутясными корни проблемы. Во все времена экономическое развитие поселений.городов, стран и цивилизаций в целомсопровождалось трансформацией окружающей природной среды. Это происходило как врезультате ее физического истребления и создания новых форм взаимодействияживого и не живого в природе ( растениеводстве, животноводстве), так имаксимизацией интенсивности естественных процессов, приводящих к истощениюприродных ресурсов (охота, рыболовство, добыча ипреобразование минеральных ресурсов). Все это сопровождалось загрязнениемокружающей среды разнообразными отходами человеческой деятельности, возрастающимпотреблением питьевой воды и непрерывным сведением лесов.
Ходразвития нынешней цивилизации естественным образом привел в 1972 г. кСтокгольмской конференции, когда впервые представили 113 стран собрались сединственной целью — обсудить клубок проблем, связанных с ухудшающимисясостояниями окружающей среды. Уже стало понятным, что слова об общем доме длявсех землян имеют под собой более чем трагичную подоплеку: речь шла о выживаниичеловечества, так как тот путь экономического развития, которым в свое времяпошли ныне развитые преуспевающие страны, при экстраполяции на страны Азии,Южной Америки и Тихоокеанского региона приведет к гибели человеческойцивилизации в целом.
В 1983г. Организация Объединенных Наций создала Всемирную комиссию по окружающей средеи развитию. Комиссию возглавила Премьер-министр Норвегии госпожа Гру ХарлемБрундтланд. Подготовленный спустя 4 года этой комиссией доклад «Наше общеебудущее» констатировал, что развитие мировой экономики должно вписыватьсяв пределы экологических возможностей нашей планеты. Соответственно, экономикакаждой отдельно взятой страны, не может устойчиво развиваться, если не будетучитывать экологические ограничения своего развития.
Сформулированнаякомиссией Брундланд задача стала принципиально новой в истории Земли:устойчивое экономическое развитие — безопасное для окружающей среды. В своейречи в ООН при представлении доклада госпожа Брудтланд сказала, в частности,что «большая свобода рынка предполагает большую ответственность». Этов равной мере относится к странам, давно живущим в соответствии с условиямирыночной экономики, так и к только входящим в них.
Такимобразом, количественные изменения в мире сопутствовали возникновению новогокачества в миропонимании. Успех экономического развития, определявшийсяколичеством денег, который он приносил, сменился качественно новым подходом,Природные ресурсы должны иметь цену, компенсирующую затраты на восстановлениеокружающей среды и на возвращение ей способности самовосстановления.
Поэтомуособую актуальность приобретает совокупность идей и подходов, условноназываемых «экологический менеджмент». Именно этому кругу проблем ипосвящен последний, 4-й пакет нашего цикла. Этот термин не подразумевает, чтолюди могут и должны управлять окружающей средой. В предыдущих пакетах мы смоглиубедиться в том, что антропоцентрическая точка зрения о доминировании человеканад природой сейчас теряет свою популярность. Люди просто должны жить вгармонии с природой. Помня об этом, экологический менеджмент следует пониматькак «менеджмент антропогенной деятельности для обеспечения сосуществованияс окружающей средой». Важную роль в этом сосуществовании играет Мониторингокружающей среды
Мониторингокружающей среды — организованная сеть наблюдений для сбора данных о состоянииокружающей среды. Одной из главных задач служит накопления и обработкарезультатов сбора информации о состоянии окружающей среды. Мониторинг включаетв себя регистрацию метеорологических и других природных явлениях, определениявидов загрязнения, их истоков, контроль за соблюдением санитарной — гигиенических нормативов, разработка краткосрочных и долгосрочных прогнозов.Экологические мероприятия, установления оптимальных норм сброса отходовопределения потенциальных источников загрязнения.
1. Основныепонятия и определения
Радиоактивность- самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид,сопровождающейся испусканием ионизирующего излучения.[1]
Нуклид-вид атомов одного элемента с данным числом протонов и нейтронов в ядре.
Радионуклид- нуклид обладающей радиоактивностью
Ионизирующееизлучение — это поток заряженных или нейтральных частиц и квантовэлектромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит кионизации и возбуждению атомов или молекул среды.
Альфа — частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, прочно связанных междусобой.
Бета-частица электрон или позитрон, испускаемыми атомными ядрами при бета распаде.
Гамма-квантыиспускаются возбужденными продуктами радиоактивного распада при переходе наболее низкий энергетический уровень.
Периодполураспада (ППР)- время в течении которого число ядер радионуклида уменьшитьсяв двое.
Зиверт(Зв)= милиРенгену
Кюри — единица активности вещества эквивалентная 3,70*1010 распадов в секунду.
2.Радиационные загрязнения
Существуетмножество видов загрязнения: химическое, акустическое, биологическое,электромагнитное, радиационное и другие.
Радиационныезагрязнения делятся на естественные и антропогенные.
Естественныеизлучения в свою очередь делятся на космическое излучение, излучениякосмогенными радионуклидами и «земную радиацию».
А)Космическое излучение — поток элементарных частиц очень высокой энергии (1010-1020 эВ и выше). В земной атмосфере эти частицы (первичное космическоеизлучение) взаимодействуют с атомами и порождают новую группу элементарныхчастиц, также обладающих высокой энергий и скоростью (вторичное космическоеизлучение). Первичное космическое излучение состоит из быстрых протонов, альфа- частиц, электронов, нейтронов и не большого количества ядер углерода, N2, 02и более тяжелых ядер.
Вторичноекосмическое излучение в основном состоит из трития, Ве-7, Ве-10, №-22, N3-23,С-14.
Б)Космогенные радионуклиды
Небольшой вклад в облучение биосферы вносят космогенные радионуклиды — тритийВе-7, №-22, С-14,
Тритий(ППР — 12,34 года)- Он превращается в атмосфере в третированную воду, сосадками выпадает на земную поверхность и участвует в круговороте воды. Егосодержание в континентальных водах 200-9000 Бк/МЗ, океанических 100 Бк/МЗ.Общий запас трития в биосфере -1,3*1018 Бк.
С-14(ППР- 5 730 лет, вид распада — бета)- окисляется, и в месте с обычным газомвовлекается в биотический круговорот. Средняя концентрация в растительных иживотных тканях — 27 Бк/кг Общее содержание С-14 8,5*1018 Бк
Ве-7(ППР-53,6 суток, вид распада- бета) короткоживущий радио нуклид. Концентрация вприземном воздухе составляет 3*10-3 Бк/мЗ. С дождевой водой он поступает врастения, с зелеными овощами в организмы животных и человека.
№-22(ППР — 2,62 года) присутствуют в биосфере в значительно меньшем объеме
Егообщее содержание на планете 4*1014 Бк, из которых на биосферу приходится 8*1013Бк.
В)Земная радиация.
Основныерадиоактивные изотопы встречаются в горных породах, — Ка- 40, КЪ-87 и чаленыдвух радиоактивных семейств берут начало соответственно от 11-238 и Тп-232
Природныйуран состоит из трех изотопов Т1-238 (ППР- 4 667 999 744года ), Ц-235 (ППР-703800 ООО лет ) и Ц-234 (ППР-245000лет).Основную массу природного урана (99,8%) составляет 1.1-238. 11-234 имеетзначительно меньший ППР, поэтому не смотря на малое процентное содержание воблучение окружающей среды вносит почти такой же вклад как и 0-238.
Искусственныезагрязнения в свою очередь делятся на:
А)загрязнения осколочными радионуклидами.
Ониобразуются в результате ядерных взрывов и работы АЭС. Основными загрязнителямиздесь являются I-131, Сз-137,Зг-90.
1-131коротко живущий радионуклид, период полураспада у него около восьми суток.Наряду с бета излучением он является сильным гамма излучателем. Хорошонакапливается в организме человека.
Вотличнее от йода 8г-90 долго живущий радионуклид с ППР около 30 лет. Он оченьхорошо вытесняет кальций из костей, тем самым накапливается в организме.Являясь, бета излучателем его накопления в организме очень опасно.
Сз-137 спериодом распада 30 лет, является сильным источником бета и гамма излучения.
Б)продукты наведенной радиации.
Основныезагрязнители: Кр-239, N3-24, Р-32. Они образуются при попадании нейтрона в ядроатома. Например Ы-238 + 1п = Мр-239.
№-24коротко живущий радионуклид. Хорошо передвигается в биосфере, но из-замаленького периода полураспада (15 часов) он способен накапливаться в цепяхпитания.
Р-32тоже коротко живущий радионуклид. С периодом распада 14 дней он более опасен сточки зрения накопления в цепи питания.
1Чр-239имея период полу распада всего около двух дней он не способен накапливаться вбиосфере но в результате распада образуется Ри-239 с периодом полу распада24119 лет который хорошо накапливается и является очень токсичным.
3. Приборыи простейшие методы измерения
Основныеприборы:
Главнуюроль в обнаружении радиационных загрязнений играют дозиметры. Чаще всеговстречаются три типа дозиметров. Дозиметры для измерения гаммы радиации самыйраспространенный. Например, СРП-68 (Россия) этот прибор удобен при пешеходной иавтомобильной гамма съемке. Этот прибор показывает измерение в реальномвремени. Измерение производится как в МкР/час так и в Беккерелях Параметры измеренияот 0 до 3000 МкР/час.
Менеераспространены приборы для измерения гамма плюс бета. Один из новейших ДРГБ-1(Россия) он накапливает сигнал от 20 секунд до нескольких часов в зависимостиот заданной программы. Диапазон измерения от 0 до 30 мкЗв / ч. Оснащен бетаэкраном.[1]
Редковстречаются дозиметры на альфа + бета +гамма. Например, SpqiKju (США). Измеряют как импульсы вминуту (СРМ) так и МР/ч. Диапазон измерения от 0.001 МР/ч 100 МР/ч. Детектор.Площадь детектора 15,89625 см2. Точность +/- 15% при более 50 мР/ч, +/-20% приболее 100мР/ч
Какразделить типы излучения в полевых условиях.
Также вполе можно примерно оценить соотношение излучений. Допустим, что у вас прибор,меряющий альфа, бета и гамма излучение. Фон 10 МкР/ч. Вы кладете прибор не наанализируемый образец, а на альфа экран (листок бумаги)* и бета экран (общаятетрадка или лист алюминия 0.5 см). В месте с экранами вы кладете на образец иснимаете первое показание прибора. Допустим, что прибор показал 110 МкР/ч,значит, гамма излучение составила 110 МкР/ч — фон 10 МкР/ч. Затем не меняяположение прибора вы вытаскиваете бета экран. Прибор показал 315. Значит 315-фон (10)- гамма радиация 100 МкР/ч =205 МкР/ч бета излучения. Затем так же неменяя положения прибора вытаскиваете альфа экран. Прибор показал 350 МкР/ч.350- фон (10)- гамма (100) — бета 205= 35 МкР/ч значит с площади (равнойплощади вашего детектора) идет 35 МкР/ч только за счет альфа и слабого бетаизлучение.
Какисследовать альфа излучатели в присутствие других элементов.
Предположим,что вам не обходимо измерить альфа излучатель в пробе земли.
Допустим,что количество Альфа бета и гамма импульсов за единицу времени одинаково.Известно, что альфа частица проходит в твердой ткани около 1*10-5 метра, а бетаоколо 1*10-2 метра и гамма около 1,5 метра. Если ваш образец имеет форму куба сребром 10 см. Вы подносите датчик к одной из сторон. Тогда альфа сигнал идеттолько с первых 10 микрон, бета с 1 мм, а гамма со всего образца. Соотношенияальфа, бета, и гамма импульсов будет 1:100:1000. Понятно, что при такихсоотношениях об исследовании альфа излучения не может быть и речи. Для болееприятного соотношения не обходимо уменьшить толщину исследуемого образца,желательно до 10 микрон. Чаще всего концентрация радиоактивных элементов посравнению с другими очень мала, и если просто нанести исследуемый образецтонким слоем то сигнал будет очень низким на уровне природного фона и«шумов» прибора. Чтобы этого не произошло, лучше всего избавится отненужных элементов химическим методом.