Рис. 2.29.Распределение объема образовавшихся отходов

По классам опасности

чится до 200 млн м³, что объясняется увеличением доли та­ры и упаковки в массе продуктов и товаров. К ТБО относят­ся: бумага и картон, полимерные материалы, стекло, древе­сина, металлы и др.

Энергетические воздействия. Энергетические загрязне­ния окружающей среды, как правило, обусловлены произ­водственной деятельностью человека. Наибольший вклад в энергетическое загрязнение окружающей среды вносят изменения ее электромагнитных параметров в диапазонах частот, соответствующих областям радиоволн, инфракрас­ного или теплового излучения, рентгеновского и гамма-из­лучения, которые вместе с а- и р-частицами являются при­чиной радиоактивного загрязнения биосферы, а также изменения виброакустических параметров (виброакустиче- ское загрязнение).

Электромагнитные поля и излучения. Основные искусст­венные источники ЭМП: радиолокационные, радио- и теле­передающие станции, электростанции и трансформаторные подстанции, энергосиловые установки, воздушные линии электропередачи, электрифицированные железные дороги, компьютеры, широко разветвленные электрические, в том числе кабельные, сети и др. Напряженность техногенных ЭМП на значительных территориях на 2—5 порядков пре­вышает естественный фон ЭМП.

Уровни электромагнитных излучений (ЭМИ) очень ча­сто превосходят допустимые санитарные нормы в районах аэропортов, радио- и телестанций, военных, радиотехничес­ких и других объектов. Например, в районе расположения теле- и радиостанции плотность потока энергии достигает сотен Вт/м² при ПДУ в рабочей зоне 10 Вт/м².

Тепловые загрязнения— одно из крупных видов загрязне­ния окружающей среды. Только в 2000 г. отвод теплоты в ми­ре от энергетических производств достигал 241 ООО млн Гкал, что неизбежно приводило к росту температуры окружаю­щей среды. В глобальном масштабе этот прирост теплоты невелик и приводит всего лишь к увеличению теплоты от солнечной радиации на 0,019%.

Проблема техногенного теплового загрязнения наиболее значима в региональном масштабе, поскольку оно достига­ет в среднем 1,6—2,0 Вт/м² (из них на ЖКХ приходится 33% теплоты; на ТЭС и ТЭЦ — 25%, на промышленность — 29%, на транспорт — 13%). Еще более значимы тепловые загряз­нения в крупных городах и около некоторых объектов эконо­мики. Например, в Берлине выбросы теплоты — 22 Вт/м², в зоне ЦБК — 2000 Вт/м², около мощной ТЭС — 24 000 Вт/м². В расчете на единицу производимой энергии АЭС сбрасы­вает в окружающую среду больше теплоты, чем ТЭС. Для мощных АЭС расход воды на охлаждение достигает 180 м³/с, тогда как ТЭС аналогичной мощности потребляют всего 70—90 м³/с. Для сравнения: плотность потока солнечной радиации вблизи поверхности Земли составляет 935 Вт/м².

Температура поверхности Земли — важнейший из абио­тических факторов, влияющих на развитие микроорганиз­мов, выживание животных и растений. Последнее особенно актуально, поскольку большая часть теплоты отводится в водоемы и приводит к их подогреву. Повышение темпера­туры воды даже на несколько градусов сопровождается уп­рощением водных сообществ. Известно, что при температу­ре воды 31°С число видов уже вдвое меньше, чем при 26°С.

По общим оценкам, выбрасываемая низкопотенциальная теплота возрастает пропорционально росту производства электроэнергии и к началу XXI в. составляла около 0,02% от солнечной радиации. Учитывая темпы роста энергетики (3,5% в год) можно считать, что опасное глобальное загряз­нение Земли (1—5% от количества солнечной энергии) бу­дет достигнуто за пределами XXI в.

Ионизирующие загрязнения. Радиационное загрязнение окружающей среды происходит за счет поступления в нее радионуклидов, извлекаемых из глубин земли вместе с уг­лем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строи­тельными материалами и др. Ряд радионуклидов содержит­ся в сжигаемых углях. Удельная активность угольной золы достигает следующих величин, Бк/кг: 265 — ⁴⁰К, 200 — ²³⁸U, 240 — ²²⁶Ra, 930 — ²¹⁰РЬ, 1700 — ^2,0Ро и т.д. Индивидуальная средняя годовая доза облучения в районе ТЭС мощностью

1. млн кВт (район радиусом 20 км) может достигать 0,5 бэр. Эта доза зависит от зольности угля и эффективности очист­ки дымовых газов от твердых частиц (летучей золы).

Значительное количество радионуклидов содержится в удобрениях, применяемых в сельском хозяйстве. После внесения удобрений в почву радионуклиды по пищевым це­пям поступают в живые организмы. Так, тройной суперфо­сфат (производства США) имеет удельную активность Бк/кг: 2100 - ²³«U, 1800 - ²³⁸Th, 780 - ²²⁽ⁱRa, азотно-фос- форио-калиевые удобрения (Бельгия): 470 — ²³⁸U, 210 — ²²⁶Ra, 5900 - ^4НК.

Огромное количество радионуклидов поступило в био­сферу при испытаниях ядерного оружия в 1945—1980 гг. Установлено, что основной вклад в ожидаемую эффектив­ную эквивалентную дозу вносят радионуклиды, образовав­шиеся при испытаниях: ¹⁴С, ¹³⁷Cs, -⁾⁵Zr, ¹⁰⁶Ru, ⁹⁽⁾Sr, ^ШС1, ³Н, ¹³¹1 и др. Доза облучения от всех этих радионуклидов со­ставляет 400 мбэр.

Радиоактивные вещества поступают в биосферу на всех стадиях ядерно-топливного цикла (ЯТЦ): добыча и перера­ботка урановых и ториевых руд, обогащение урана изотопом ^23эи, изготовление ТВЭЛов, получение энергии в ядерных реакторах, переработка отработавшего ядерного топлива, переработка, хранение и захоронение радиоактивных отхо­дов, транспортировка радиоактивных материалов.

При добыче ураносодержащей руды образуются газооб­разные, жидкие и твердые радиоактивные отходы (РАО). Газообразные отходы образуются в основном за счет ²²²Rn(до 8 • 10⁹ Бк на 1 т добытой руды), жидкие отходы опреде­ляются шахтными водами, образующимися при дренаже, и водой для технологических целей; твердые отходы — гор­ная порода и руды с низким содержанием урана.

Основные источники потенциальной ядерной опаснос­ти — ядерные реакторы. Даже при штатной работе АЭС об­разуются газообразные, жидкие и твердые РАО, часть кото­рых поступает в окружающую среду, поскольку системы очистки не дают 100% эффекта. Газообразные РАО: радио­активные благородные газы (РБГ), например, около десяти радионуклидов Кг и Хе — продуктов деления, ¹¹ Аг — про­дукт нейтронной активации,⁴⁰Аг, содержащегося в воздухе и теплоносителе. Более 50 биологически значимых радио­нуклидов содержится в аэрозольных выбросах АЭС. Жид­кие РАО: пульпа ионообменных смол, фильтроматериалы, кубовые остатки выпарных аппаратов, в которые поступает загрязненная радионуклидами вода при эксплуатации или ремонте реактора, дебалаисные воды, активность которых создается в основном за счет трития, так как система очист­ки не позволяет извлекать тяжелую воду их воды. Твердые РАО: отвержденные жидкие концентрированные РАО, де­тали оборудования реактора, снятые с эксплуатации, отра­ботавшие материалы.

Доза облучения населения зависит от времен, расстоя­ния и типа реактора. Например, расчетная индивидуальная средняя эффективная эквивалентная годовая доза облуче­ния населения от газоаэрозольных выбросов составляет на расстоянии 10 и 100 км соответственно для РБМК-0,135 и 0,00135 мбэр/гВт; для ВВЭР — 0,0079 и 0,00036 мбэр/гВт.

Значимый вклад в загрязнение биосферы вносят долго­живущие радионуклиды ³Н, ¹⁴С, ³⁵Kr, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹²⁹I, ¹³⁴Cs, ¹³⁷Csи изотопы трансурановых элементов, присутствующие в выбросах и сбросах заводов но переработке облученного ядерного топлива. Такой завод, перерабатывающий 1500 т отработанного топлива, создает на расстоянии до 100 км го­довую эффективную эквивалентную дозу до 25 мбэр. Кроме того, в окружающую среду могут поступать отходы кислот, химреагентов для обработки жидких РАО, органических раст­ворителей, способные загрязнять грунтовые воды на боль­ших территориях.

На конечной стадии ЯТЦ производится захоронение высокоактивных РАО. До сих пор не определены опти­мальные способы захоронений. Есть проекты захоронений в глубоких подземных выработках, например в соляных шахтах, в герметичных емкостях глубоко под землей или на дне океана и т.д. Каждый способ имеет свои недостатки, создающие угрозу глобального загрязнения в будущем. Оп­тимистические оценки лучших вариантов, например от­верждение отходов с последующим захоронением в геоло­гически стабильных районах, показывают, что заметные количества радиоактивных веществ достигнут биосферы через 10’’—10⁶ лет.

Виброакустические загрязнения. Деятельность человека в биосфере сопряжена с невольным и все возрастающим про­изводством ненужных для людей, фауны, флоры звуков — шумов, а также вибраций.

Шум в окружающей среде вызывается источниками, на­ходящимися снаружи или внутри здания: средствами транспорта, оборудованием предприятий, вентиляторами, компрессорными установками, станциями для испытания двигателей и генераторов, аэрогазодинамическими установ­ками, электрическими трансформаторами. Нарастание шу­ма происходит и вне городской среды: шум наземного, вод­ного, воздушного транспорта, сельхозмашин, ветровых электростанций. Очевиден шумовой прессинг на все живое: растительный и животный мир, на человека. На рис. 2.30

Рис. 2.30. Зоны распространения шума и вибраций в Москве:

ILJvm: 1 —от авиации; 2 — от автотранспорта; 3— от железнодорожного транспорта; 4 —от метрополитена; 5 — от вибрации; 6— от промзон

показаны зоны распространения шума и вибраций в Моск­ве, на крупных магистралях которой шум достигает 80 дБА.

В многонаселенных городах интенсивность шума каж­дые 25—30 лет возрастает примерно в 10 раз, т.е. на 10 дБА.

Источники вибраций в окружающей среде: оборудование ударного действия (молоты, машины для забивания свай под фундаменты зданий), рельсовый транспорт, мощные энерге­тические установки (насосы, компрессоры, двигатели), инже­нерное оборудование зданий (лифты, насосные установки), системы отопления, канализации. Вибрации, часто сопро­вождаемые звуковыми колебаниями, распространяются по грунту и достигают фундаментов жилых и общественных зданий, инженерных сооружений. Это может вызвать не­равномерность осадки грунта и фундамента, особенно при высокой насыщенности грунта влагой, и разрушений разме­щенных на них зданий и сооружений. Во всех случаях виб­рации вызывают раздражающее действие.

Протяженность зоны воздействия вибраций в окружаю­щей среде определяется интенсивностью (амплитудой) ви­брации источника (фундамента машины), а также величи­ной затухания вибраций в грунте и может достигать 150-200 м.

С проблемой вибрации сталкиваются и в быту, когда, на­пример, жилой дом располагается у железной дороги, авто­страды или когда в его подвальных помещениях размещает­ся какое-либо технологическое оборудование.

Механизм, с помощью которого движущийся поезд (рис. 2.31) возбуждает вибрации грунта, основан на возник­новении динамических сил между колесом и рельсом из-за