Влияние радиации на жизнедеятельность человека и окружающую среду
 Скачать 29.52 Kb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ «БелГУ») Институт ИноЗ Кафедра Экология и природопользование Реферат по дисциплине: Методы научного познания На тему: Влияние радиации на жизнедеятельность человека и окружающую среду Выполнил: студента очного отделения 2 курса 08002003 группы Алешникова В. А. Проверил: Голеусов П.В БЕЛГОРОД, 2021 Оглавление 1.Введение 2.Глава 1. Влияние радиации и ее последствия Влияние радиации на организм человека Влияние и последствия радиации на окружающую среду в целом 3.Глава 2. Возможности и польза атомной энергетики Перспективы развития атомной энергетики Факторы которые позволяют свести влияние радиации к минимуму 4.Заключение Влияние радиации на жизнедеятельность человека и окружающую среду Актуальность Влияние радиации на окружающую среду и человека по-прежнему остаётся актуальной, в связи с последними событиями в Японии и Чернобыле. Излучения радиоактивных веществ оказывают очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001. ͦС, нарушает жизнедеятельность клеток. Цель исследования Изучить влияние радиации на организм с помощью медицинских исследований и примеров техногенных катастроф мирового масштаба, измерить и проанализировать радиационный фон, окружающий в процессе жизнедеятельности, а также рассмотреть возможные решения уменьшения влияния радиации на окружающую среду. Задачи Изучить влияние радиации на организм человека; Понять на сколько вредно радиационное излучение; Проанализировать причины, последствия и влияние; радиоактивных веществ на окружающую среду; Реализовать задачи направленные на предотвращения возможных случаев воздействия радиации; Предмет исследования Радиоактивные элементы Объекты исследования Предприятия промышленного комплекса связанные с атомной энергетикой Институты занимающиеся развитием мирного атома Глава 1. Влияние радиации и ее последствия Влияние радиации на организм человека Естественный радиационный фон (ЕРФ) представляет собой хроническое облучение при малой мощности дозы. Население в большинстве стран проживает при естественном фоне ионизирующих излучений в среднем 2,4 мЗв/год. В соответствии с данными, опубликованными Международным комитетом по радиационной защите (ICRP), в мире многие люди подвергаются воздействию более высоких доз ЕРФ (5 мЗв/год и выше), но они не страдают от повышенной онкологической смертности или сокращения средней продолжительности жизни по сравнению с адекватно подобранным контролем . Mason T.J., Miller R.W. исследовали смертность от всех видов рака у населения, проживающего в сельской местности и городах США, расположенных как высоко над уровнем моря (более 3000 футов), в которых население подвергалось действию повышенной радиации, так и в местностях, расположенных на уровне моря. Смертность сравнивалась со средней смертностью по США в 1950-1969 гг. Было достоверно, показано, что отношения смертности населения, проживающего на большой высоте (4390 и 5280 футов над уровнем моря) с высоким уровнем радиационного фона и на уровне моря, к средней смертности по США от всех видов рака составляют 0,82 и 1,15 Авторы делают вывод, что космическая радиация на больших высотах может быть причиной снижения смертности от рака. Большие дозы радиации убивают клетку, останавливают ее деление, угнетают ряд биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности, повреждают структуру ДНК и тем самым нарушают генетический, код и лишают клетку информации, лежащей в основе ее жизнедеятельности. В то же время малые дозы радиации, в случае бластогенной трансформации, переводят дифференцированные клетки с ограниченной потенцией к делению в бесконечно делящуюся популяцию, с активным усиленным метаболизмом, с ДНК, сохранившей полную информацию, необходимую для существования и деления клетки. Если, образно выражаясь, при облучении в больших дозах клетки и ткань стареют и гибнут, то при малых возможна трансформация, при которой происходит их омоложение, стимуляция деления и они начинают бурно развиваться. А малые дозы контролируемого облучения могут быть полезны для здоровья, и их следует рекомендовать для применения в медицине, - считает американский исследователь Дон Лаки. По его данным, низкие дозы радиации снижают частоту инфекционных заболеваний, уменьшает число случаев рака у молодых людей и существенно увеличивает среднюю продолжительность жизни. Радиация также увеличивает активность иммунной системы - растет число и активность белых кровяных клеток – лейкоцитов, а также активность ряда ферментов, производство антител, что снижает количество инфекционных заболеваний и способствует заживлению ран. На органном уровне радиочувствительность зависит не только от радиочувствительности тканей, составляющих данный орган, но и от его функций. На основании морфологических признаков поражения органы и ткани распределяются в следующем нисходящем порядке: лимфоидные органы (лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, лимфоидная ткань других органов), костный мозг, семенники, яичники, слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта. Еще меньше поражаются кожа с придатками, хрящи, кости, эндотелий сосудов. Высокой радиоустойчивостью обладают паренхиматозные органы: печень, надпочечники, почки, слюнные железы, легкие. Следует рассмотреть действие излучения на отдельные органы и системы при внешнем облучении. Со стороны мужской половой системы под влияние излучения попадают семенники. Клетки семенников находятся на разных стадиях развития. Наиболее радиочувствительные клетки – сперматогонии, наиболее радиорезистентные – сперматозоиды. При воздействии однократного облучения в дозе 0,15-2 Гр возникает временная олигоспермия, свыше 2,5 Гр – временная стерильность, а в дозе более 3,5 Гр наблюдается стойкая стерильность. Со стороны женской половой системы страдают яичники. В яичниках взрослой женщины содержится популяция незаменяемых овоцитов (их образование заканчивается в ранние сроки после рождения). Женские половые клетки высоко радиочувствительны в процессе митотического деления и неспособны к регенерации. Воздействие однократного облучения в дозе 1 – 2 Гр на оба яичника вызывает временное бесплодие и прекращение менструаций на 1 – 3 года. При остром облучении в диапазоне доз 2,5 – 6 Гр развивается стойкое бесплодие. Нервная система является наиболее радиоустойчивой из всех критических систем организма. Ее решающая роль в летальном исходе лучевого поражения проявляется при действии массированных доз ионизирующей радиации. В ответ на облучение ткань мозга реагирует как единая система: прямые поражения нейронных структур и расстройства циркуляции, связанные с поражением стенок кровеносных сосудов, обычно сопутствуют друг другу. Повреждения капиллярных сосудов проявляются в виде набухания эндотелиальных клеток. Тархановым И.Р. (1996 г.) в экспериментах на лягушках была установлена высокая чувствительность нервной системы к радиационному воздействию. Изучая влияние рентгеновского облучения на двигательную активность лягушки, автор установил удлинение времени рефлекса. Лондон Е.С. (1993 г.) в экспериментах на мышах установил, что облучение головы лучами радия приводит к функциональным (вялость, порезы, параличи) и 18 морфологическим изменениям в коре больших полушарий. Жуковский М.О. (1993) обнаружил, что лучи радия вначале вызывают повышение, а затем снижают возбудительные процессы коры мозга. В отличие от зрелой нервной ткани мозг молодых животных более радиочувствителен, чем другие ткани организма. Клеточная гибель наблюдается при дозах свыше 100 Гр. Установлено, что после общего облучения в очень высоких дозах (5000 Р и выше) или локального облучения головы у животных развивается центральный нервно-системный синдром. Иногда его называют мозговым синдромом. При этом виде лучевого поражения характерными будут признаки менингита, энцефалита, отека мозга; исход поражения, как правило, летальный – животное погибает в течение первых часов и реже 2-3 суток. Влияние и последствия радиации на окружающую среду в целом Радиоактивное загрязнение относят к физическому загрязнению, т.е. привнесение в окружающую среду источника энергии, проявляющееся в отклонении от нормы ее физических свойств. Физическая природа радиоактивности заключается в самопроизвольном превращении атомных ядер, приводящих к изменению их массового числа и возникновению ионизирующего излучения, состоящего из трех видов (основных) ядерных излучений, называемых альфа, бета и гамма – лучами. Характер взаимодействия с веществом определяется видом излучения и его энергией Радиоактивные вещества, попадающие в атмосферный воздух, оседают и попадают в почву, а за несколько лет радионуклиды из почвы поступают в растения, что является основным путем попадания их в пищу человека и животных. Так, при аварийных ситуациях, например при аварии на Чернобыльской АЭС, после радиоактивных выпадений, радионуклиды из почвы попали в растения уже на следующий год. Причем радиоактивные элементы, попадающие в почву, удерживаются в ней длительное время, но поглощение почвами радионуклидов задерживает передвижение их по профилю почв и быстрому переходу в грунтовые воды, т.е. происходит аккумуляция радионуклидов в верхних почвенных горизонтах на различную глубину, в зависимости от типа почвы. Интенсивность поглощения радионуклидов почвенным поглощающим комплексом (ППК) влияет на закрепление в поглощенном состоянии, их миграцию по профилю почвы и поступление в растения. К тому же, в атмосфере земли присутствуют естественные радиоактивные газы: углекислый газ, содержащий углерод-14, который возникает от воздействия космических лучей на атмосферу, также дочерние продукты распада урана радий и радиоактивный газ радон, который выходит из Земли и создает концентрацию в атмосфере около одной миллиардной доли по весу. Основной путь поступления радона в организмы – ингаляционный (при дыхании), а основное радиационное воздействие связано с дочерними продуктами распада радона. Вторичными путями поступления радона являются вода и распад радия, инкорпорированного в организм . Радиоактивные отходы на самих АЭС и на заводах по регенерации отработанного ядерного топлива подвергаются сложной переработке, в результате которой их химический состав изменяется качественно и количественно, но всегда бывает очень сложным. Радиоактивное заражение после аварий АЭС будет сохраняться дольше, чем при наземном ядерном взрыве, но масштаб распространения (площадь зараженной поверхности) будет в десятки раз меньше (при небольшой высоте аварийного выброса). Правда, небольшая высота аварийного выброса считалась очевидной до аварии ЧАЭС. В этой аварии первоначальная высота выброса достигла 1000 – 1500 м, а сам выброс продолжался около 10 43 суток, причем динамика выброса оказалась сложной – менялись направление и скорость воздушных масс, переносивших радиоактивные частицы. Отсюда огромные площади радиоактивного заражения и сложное пространственное распределение этого заражения. Глава 2. Возможности и польза атомной энергетики Перспективы развития и проблемы атомной энергетики За период 2000-2006 годов происходил медленный рост добычи газа (не более 2 % в год). В перспективе этот незначительный прирост, по всей вероятности, будет поглощаться расходом органического топлива населением, улучшающим комфортность своей жизни. В будущем, на основных крупных запасах объём добычи будет снижаться. Вводимые новые месторождения характеризуются значительно меньшими объёмами. При этом их разработка будет происходить в сложных условиях (в том числе, на шельфе северных морей и полуострове Ямал). В настоящее время 70 % электроэнергии вырабатывается за счёт сжигания газа. Темпы спроса на электроэнергию увеличиваются на 2-2,5 % в год, тогда как вводимые мощности составляли не более 1 % от имеющихся. Ситуация усугубляется ещё тем, что мощности генерирующего оборудования, газои нефтеперерабатывающих станций, магистральных трубопроводов имеют значительный износ (до 30-40 %). Последнее приводит к авариям и дополнительным материальным и трудовым затратам. По разным оценкам специалистов, проблемы с энергоресурсами возникнут через 30-40 лет. К тому времени должны быть введены соответствующие мощности АЭС. Но, по заявлению В.Ф. Цибульского (РНЦ «Курчатовский институт»): «Атомная энергетика инерционна в своём развитии и в столь короткие сроки не в состоянии кардинально изменить ситуацию». Кроме того, у специалистов и учёных нет ясного представления о достаточности запасов урана для атомных станций, особенно в свете последних заявлений атомных держав: Россия собирается в ближайшее время построить 30 атомных станций, Индия – 40, Китай – 100. В подтверждение вышеизложенного, в России согласно прогнозу (рис.) темпы роста производства электроэнергии всеми электростанциями опережают темпы роста ее производства атомными станциями. Одним словом, вопрос замены органических энергоносителей ядерным топливом остаётся открытым. Наиболее сложной задачей для обеих концепций (развитие и полное закрытие АЭС) остаётся проблема снятия АЭС с эксплуатации и захоронения их отходов. По состоянию на 2005 год в 17 странах мира выведены или находятся на этапе вывода из эксплуатации (ВЭ) около 100 АС. В России на 10 АС эксплуатируется 30 энергоблоков. В ближайшие 30 лет заканчивается нормативный срок всех АС России. К этому времени будут выведены из эксплуатации также десятки АС в остальных странах, использующих атомную энергию. Так что проблема вывода из эксплуатации АС имеет общемировое значение и требует объединения усилий (вышеуказанных) специалистов. Насколько сложным и трудоемким является этот процесс, можно проследить по реабилитации радиоактивно-загрязнённых объектов и территорий РНЦ «Курчатовский институт». За 2002-2006 годы были ликвидированы 10 старых хранилищ отходов, расположенных на спецплощадках института. 2900 м³ извлечённых отходов переданы на полигон специализированного предприятия МосНПО «Радон» для длительного хранения, около 250 т низкоактивных отходов в виде металлического лома отправлено на переплавку на предприятие ЗАО «Экомет-С» в Сосновый Бор. Из-за сложности технологии утилизации и захоронений за последние полвека на Земле образовались десятки миллиардов Кюри радиоактивных отходов [6], и эта цифра продолжает расти с каждым годом. Если перед Второй мировой войной во всем мире имелось 10-12 т полученного в чистом виде естественного радиоактивного вещества радия, то в настоящее время один средний реактор производит 10 т искусственного радиоактивного вещества. Ежегодно на АЭС образуется большое количество жидких радиоактивных отходов. Большинство из них сливаются в открытые водоемы, превышая нормы разбавления. Часть твердых РАО выдерживаются в специальных бассейнах с водой в течение трех лет, где их активность снижается в тысячу раз. Затем на радиохимических заводах их разрезают ножницами и растворяют в горячей азотной кислоте. Образуется десятипроцентный раствор жидких высокоактивных отходов. Таких отходов производится порядка 1000 т в год по всей России. Твердые РАО подлежат непосредственному хранению или захоронению. Известно несколько способов захоронения радиоактивных отходов: захоронение в горных породах, глубокое геологическое, приповерхностное, плавление горных пород, прямое закачивание жидких РАО, удаление в море, удаление под морское дно, удаление в зоны подвижек, захоронение в ледниковые щиты, удаление в космическое пространство. Ни один из этих способов не обеспечивает экологическую безопасность, экономическую целесообразность, или того и другого вместе взятых. Факторы которые позволяют свести влияние радиации к минимуму Сбор и сортировка РАО осуществляется в местах их образования или переработки с учетом радиационных, физических и химических характеристик в соответствии с системой классификации отходов, а также с учетом методов последующего обращения с ними. 153 Первичная сортировка отходов предполагает их разделение на радиоактивные и нерадиоактивные составляющие. Сортировка первичных жидких и твердых РАО включает разделение отходов по различным категориям и группам для переработки по принятым технологиям и для подготовки к последующему хранению и захоронению. Кондиционирование РАО поводят в целях повышения безопасности обращения с ними за счет уменьшения их объема и перевода в форму, удобную для транспортировки, хранения и захоронения. Хранение РАО осуществляется раздельно для отходов разных категорий и групп в сооружении, обеспечивающем безопасную изоляцию отходов в течение всего срока хранения и возможность последующего их извлечения. Транспортирование предусматривает безопасное перемещение РАО между местами их образования, переработки, хранения и захоронения с использованием специальных грузоподъемных и транспортных средств. Захоронение РАО направлено на их безопасную изоляцию от человека и окружающей его среды. Все лица, работающие с РАО, должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты в зависимости от вида и класса работ в соответствии с ОСПОРБ-09. При работах в условиях возможного загрязнения воздуха радиоактивными веществами (ликвидация аварий, ремонтные работы и т. п.) персонал снабжается специальными фильтрующими или изолирующими средствами за- 155 щиты органов дыхания (пневмокостюмы, пневмошлемы, кислородные изолирующие приборы). Вход в зону возможного загрязнения СПО допускается только через санпропуск, а в помещения для работ I класса – дополнительно через стационарные саншлюзы. В помещения и на территорию, где ведутся аварийные и ремонтные работы, персонал проходит по наряду-допуску через переносной саншлюз. При выходе из зоны возможного загрязнения необходимо проверить чистоту спецодежды и других средств индивидуальной защиты, снять их и при выявлении радиоактивного загрязнения вымыться под душем Заключение Радиация является опасным явлением, которое может принести колоссальным вред человеку и окружающей среде. Но также не стоит забывать, радиация в современном мире окружает нас повсюду и не большие дозы приносят пользу, помогает в медицине, а атомные электростанции практически не загрязняют окружающую среду. Только в больших дозах радиация причиняет не попровимые последствия, поэтому стоит с большим трепетом ко всем видам защиты от нее и не допускать халатность при ее использовании. Список источников: Радиационная медицина: пособие. В 2 ч. Ч. 1 / И.И. Бурак, О.А. Черкасова, С.В. Григорьева, Н.И. Миклис. – Витебск: ВГМУ, 2018. – 206 с. Человек и его здоровье [Электронный ресурс]/ Всякая ли радиация вредна?; автор Л.В. Яковенко. Режим доступа: http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200103701. – Загл. с экрана. Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли[ Электронный ресурс]/ Экология.Влияние природного радиоактивного фона на здоровье человека; автор Чуприка Н.В. Режим доступа: http://www.ref.by/refs/97/22051/1.html.- Загл. с экрана. Patent 2408788 (RF) method of protection against shock air wave and explosion products / V.S. Nigmatulin, I.V. Nigmatulin, A.V. Vishnev - publ. in BI 2011 № 1. Маркитанова Л.И. Защита от радиации: Учеб.-метод. пособие. СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. 39 с. Ким Д., Геращенко Л. А. Радиационная экология : учеб. пособие. – Братск : ГОУ ВПО «БрГУ», 2010. – 213 с. Радиоэкологический мониторинг: учеб. пособие / Н. Д. Бетенеков. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 208 с. ISBN 978-5-7996-1309-9 Экомониторинг и аналитический контроль качества воды: учеб. пособие / О. И. Абраменкова [и др.]; под общ. ред. И. В. Якуниной, Н. С. Попова. – Тамбов : Изд-во «ИП Чеснокова А. В.», 2011. – 238 с. Элементы радиоэкологии: учебно-практическое пособие / Н. Д. Бетенеков, А. В. Воронина, Т. А. Недобух, Ю. В. Егоров. – Екатеринбург : УГТУ–УПИ, 2010. – 59 с. W. Nitta, T. Sanada, K. Isogai, C. Schlosser, Atmospheric 85Kr and 133Xe activity concentrations at locations across Japan following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, Jour. of Nucl. Sci. and Tech., Vol. 51 (2014), No. 5, p. 712-719 . |