Каким образом радиоактивные элементы попадают в почву по воздуху с осадками с выхлопными газами

Обновлено: 02.07.2024

Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается (4). В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.Характеризуя загрязнение воздушного бассейна города, необходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебаниям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом работы предприятия и автотранспорта.Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь встречаются исключения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязненного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в различных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических ситуаций, во время которых загазованность атмосферы может достигать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.
5. Назовите пути миграции загрязнений вохлапными газами их воздуха из воздуха в другие объекты окружающей среды Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса. Двуокись углерода и другие газы, например, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия (5).Многие техногенные вещества, попадающие в воздушную среду городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят ущерб здоровью людей, живой природе, материальным ценностям. Некоторые из них в силу длительного существования в атмосфере переносятся на большие расстояния, из-за чего проблема загрязнения превращается из локальной в международную. В основном это касается загрязнений окислами серы и азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере Северного полушария (годовой прирост 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Они подавляют биологическую продуктивность почв и водоемов, особенно тех из них, которые обладают собственной высокой кислотностью.

Для аварий на радиационно опасных объектах характерен выброс радиоактивных продуктов в окружающую среду. Он приводит к радиационному загрязнению воздуха, воды, почвы и, следовательно, к облучению персонала объекта, а в некоторых случаях и населения (см. схему 11). При этом из атомных реакторов выбрасываются в атмосферу радиоактивные вещества в виде мельчайших пылинок и аэрозолей. Может произойти разлив жидкости, приводящий к радиоактивному загрязнению местности, водоемов.

Радиоактивные вещества имеют специфические свойства:

— у них нет запаха, цвета, вкусовых качеств или других внешних признаков, из-за чего только приборы могут указать на заражение людей, животных, местности, воды, воздуха, предметов домашнего обихода, транспортных средств, продуктов питания; — они способны вызывать поражение не только при непосредственном соприкосновении, но и на расстоянии (до сотен метров) от источника загрязнения; — поражающие свойства радиоактивных веществ не могут быть уничтожены химическим и/или каким-либо другим способом, так как их радиоактивный распад не зависит от внешних факторов, а определяется периодом полураспада данного вещества.

Период полураспада — это время, в течение которого распадается половина всех атомов радиоактивного вещества. Период полураспада различных радиоактивных веществ колеблется в широких временных пределах.

При радиационной аварии происходит загрязнение продуктов питания, воды и водоемов, что влечет за собой возникновение у людей и животных различных форм лучевой болезни, тяжелых отравлений, инфекционных заболеваний.

В результате аварийного выброса радиоактивных веществ в атмосферу возможны виды радиационного воздействия на людей и животных, приведеиные на рисунке.

Особенности радиоактивного загрязнения (заражения) местности

Радиоактивное загрязнение при аварии на предприятии (объекте) ядерной энергетики имеет несколько особенностей:

— радиоактивные продукты легко проникают внутрь помещений, так большая часть их находится в парообразном или аэрозольном состоянии; — наибольшую опасность представляет внутреннее облучение, обусловленное попаданием радиоактивных веществ внутрь организма; — при большой продолжительности радиоактивного выброса, когда направление ветра может многократно меняться, возникает вероятность радиоактивного загрязнения местности практически во все стороны от источника аварии.

Рассмотрим характерные особенности радиоактивного загрязнения местности при авариях на АЭС в отличие от радиоактивного загрязнения местности при ядерных взрывах.

При наземном ядерном взрыве в его облако вовлекаются десятки тысяч тонн грунта. Радиоактивные частицы смешиваются с минеральной пылью, оплавляются и оседают на местности.

Воздух загрязняется незначительно. Формирование следа радиоактивного облака завершается за несколько часов. За это время метеорологические условия, как правило, резко не изменяются, и след облака имеет конкретные геометрические размеры и очертания. В этом случае главную опасность для людей, оказавшихся на следе радиоактивного облака, представляет внешнее облучение (90—95% общей дозы облучения). Доза внутреннего облучения незначительна. Она обусловлена попаданием внутрь организма радиоактивных веществ через органы дыхания и с продуктами питания.

При авариях на АЭС значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном или аэрозольном состоянии. Их выброс в атмосферу может продолжаться от нескольких суток до нескольких недель. Воздействие радиоактивного загрязнения окружающей среды на людей в первые часы и сутки после аварии определяется как внешним облучением от радиоактивного облака и радиоактивных выпадений на местности, так и внутренним облучением в результате вдыхания радионуклидов из облака выброса. В последующем в течение многих лет вредное воздействие и накопление дозы облучения у людей будет обусловлено вовлечением в биологическую цепочку выпавших радионуклидов и употреблением загрязненных продуктов питания и воды. Суммарную дозу облучения, прогнозируемую на 50 ближайших после аварии лет, в этом случае принято рассчитывать следующим образом: 15% —внешнее облучение, 85% — внутреннее облучение.

Причины радиоактивного загрязнения

Теперь поговорим о причинах радиоактивного загрязнения подробнее. Одна из основных – это ядерный взрыв, в результате которого происходит радиоактивное облучение активными радиоизотопами почвы, воды, пищи и т.п. Кроме этого, важнейшей причиной данного загрязнения является утечка радиоактивных элементов из реакторов. Во время перевозки либо хранения радиоактивных источников может произойти также утечка.

Среди важнейших радиоактивных источников следует назвать следующие:

добыча и обработка полезных ископаемых, содержащих радиоактивные частички;
использование каменного угля;
ядерная энергетика;
теплоэлектростанции;
локации, где проводятся испытания ядерного оружия;
ядерные взрывы по ошибке;
атомные корабли;
крушение спутников и космических кораблей;
некоторые виды боеприпасов;
отходы с радиоактивными элементами.

Контроль радиоактивного загрязнения

Так как радиоактивные загрязнения очень опасны для здоровья человека, поэтому профилактика и контроль этих выбросов неизбежен. Это может быть проконтролировано несколькими способами, которые заключаются в следующем:

Постоянная проверка утечки радиоактивных материалов, включая ядерные реакторы, предприятий и лабораторий.
Используемый материал должен быть безопасным и надежным.
Высокоэнергетические материалы должны храниться в безопасных местах и должны быть изменены в безвредные формы.
Отходы с очень низким излучением необходимо также утилизировать.
Атомные электростанции должны соблюдать все инструкции по технике безопасности.
Защитную одежду следует надевать рабочим работающим на АЭС.
Естественный радиационный фон должны быть в допустимых пределах.
Ядерные устройства должны взрываться под землей.
Загрязняющие вещества могут быть использованы для уменьшения радиоактивных выбросов.
Производство радиоизотопов должно быть сведено к минимуму.
Крайние меры предосторожности следует принимать во время утилизации промышленных отходов, содержащих радионуклиды.
Высокая эффективность дымохода и вентиляции должны быть использованы на рабочих местах, где излучение высоко.
В ядерных реакторах должна быть закрытая система охлаждения цикла с газообразным теплоносителями очень высокой чистоты для предотвращения посторонних продуктов активации.
Реакции деления должны быть сведены к минимуму.
В ядерных шахтах мокрое бурение может быть использовано вместе с подземным дренажем.
Ядерную медицину и лучевую терапию следует применять только в случае крайней необходимости.

виды излучения и переноса энергии. Некоторые из них не являются ионизирующими и, соответственно, не являются
радиацией
. Вероятно, из-за этого некоторые виды таких излучений причисляются к лику радиации:

Источники радиоактивного загрязнения

Радиоактивное загрязнение растет из-за увеличения использования высокоэнергетических частиц. Это происходит в основном из отходов, которые остались после использования излучающих веществ. Радиоактивные отходы – это, как правило, продукт процесса, таких как ядерный распад, который широко используется в реакторах, оружие и другие ядерные топливные циклы.

Часто радиоактивные отходы утилизируют без каких-либо мер предосторожности, чтобы изолировать выбросы, которые затем загрязняют воздух, почву и воду. Большое количество радиоактивных отходов образуется от ядерных реакторов, используемых на атомных электростанциях и для многих других целей. Это происходит при добыче и переработке радиоактивных материалов. Ядерные катастрофы и ядерные взрывы это два худших техногенных источника последующего радиоактивного излучения.

Основные источники, засоряющие землю следующие:

при добыче урана
производстве ядерного топлива
в ядерных энергетических реакторах
использование радиоизотопов в промышленности для различного применения
ядерные испытания, проведенные сотрудниками обороны
утилизация ядерных отходов.

Какие вещества относятся к радиоактивным

Для начала необходимо понять, какие именно вещества относятся к классу радиоактивных. В периодическую систему Менделеева входят 120 элементов. Каждое из них состоит из атомов, а атомы некоторых веществ могут распадаться на части. При этом происходит высвобождение опасного излучения.

Радиоактивный материал представлен всеми химическими элементами, расположенными после свинца. Всего известно более 80 опасных радиоактивных элементов. Например, это радий, франций, полоний, стронций, висмут, германий, цезий. Одни из них встречаются в природных условиях. Другие же являются делом рук человека.

Идея использовать для удобрения почвы азот и углерод, содержащиеся в выхлопных газах трактора, возникла около 100 лет назад - вскоре после первых тракторов. Но только в 21 веке появились разработки фермеров-самоучек, которые, по их словам, обеспечивали ожидаемый эффект. На сегодня подобные установки работают сразу в ряде стран: Канаде, США, Великобритании, Австралии, Австрии. Политика некоторых стран, направленная на уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу, дает надежду на внедрение этой, по мнению многих, курьезной идеи в массовое производство.

Идее уже почти 100 лет

Схему утилизации углекислого газа из выхлопных газов трактора для нужд сельского хозяйства предложил еще немец Фридрих Ридель в 1923 г., а через 6 лет была разработана машина для внесения выхлопных газов в почву. Главной проблемой было достижение экономической эффективности внесения в почву газов с температурой 250°С. А после распространения минудобрений после 2 мировой войны об идее забыли.

Уже в 60-х годах она вернулась из небытия в видоизмененном виде - внесение выхлопных газов двигателей, приводивших в действие водные насосы, в поливную воду. В 80-90-х годах распространились идеи внесения углекислого газа в воздух в теплицах, а также в поливную воду и в почву. На этот раз реализации идеи помогло распространение пневматических сеялок. С их помощью было решено большинство проблем, которые существовали в 20-х годах, что открыло путь для обогащения почвы углекислым газом в масштабах полей.

На сегодня фермеры Канады, Австралии и США предложили ряд изобретений, которые позволяют подмешивать выхлопные газы к вносимым удобрениям, например, фосфорным, калийным и т. п. Эта смесь вносится с помощью сеялки, где к системе забора воздуха подключена выхлопная труба трактора.

Сейчас такие сеялки считаются наиболее передовой технологии. Утверждается, что впрыск в почву выхлопных газов стимулирует активность почвенных микроорганизмов, что влечет за собой минерализацию питательных элементов из почвы и выделение азота свободноживущими азотофиксирующих бактериями. Считается, что это способствует росту культур, в частности, их корневой системы, улучшает всхожесть, повышает урожайность и засухоустойчивость. Также сообщается, что внесение выхлопных газов в почву улучшает:

Теоретические основы

Моторное топливо кроме углерода и водорода содержит серу, кальций, железо, кремний и хром, а моторные масла - цинк, фосфор и кальций. Химический состав выхлопных газов обусловлен тепловой эффективностью двигателя, которая, в свою очередь, зависит от марки топлива, скорости работы двигателя, нагрузки на двигатель, настроек впрыска и рабочей температуры двигателя. Также на состав выхлопных газов влияют добавки к топливу. Тяжелые металлы, вредные для человека, становятся не более, чем дополнительными элементами, доступными для растений, которые усваиваются в случае необходимости. То есть, используя специальные присадки, можно обеспечивать растения еще и микроэлементами, которые будут доставляться вместе с выхлопными газами.

Система выхлопа улучшает доступность оксидов азота несколькими способами. Прежде всего повышение содержания углекислого газа в почве стимулирует свободноживущие азотфиксирующие бактерии, которые производят аминокислоты. Также если растение использует только нитраты (NO₃), то это вдвое эффективнее связывает углекислый газ, чем при использовании аммиака. Дополнительный углекислый газ продолжает стимулировать азотфиксирующие бактерии, создавая положительную обратную связь, что запускает круговой процесс.

По мере того, как триоксид азота (NO₃) поступает в побеги, калий используется для его метаболизма, и бикарбонат (HCO₃) свободно перемещается в почве. Благодаря росту концентрации нитратов может резко снизиться содержание хлоридов в растениях, особенно в корнях.

Когда растение потребляет аммиак - основу минудобрений - вместо триоксида азота, то корни требует вдвое больше водорода на синтез карбамида перед тем, как транспортировать его к побегам. Этот гораздо менее эффективный процесс, во время которого значительная часть сахаров не доходит до корней, чтобы создать экссудаты, которые выступают пищей для полезных микроорганизмов. Поэтому аммиачные удобрения должны вноситься в почву в больших количествах, часто приводя по причине вымывания к загрязнению вод и выделению оксида азота, что вызывает парниковый эффект.

Поэтому азот, вносящийся в почву с выхлопными газами, используется эффективнее, чем из карбамида или аммиака, которые вносятся в почву. Способность свободноживущих азотофиксирующих почвенных бактерий связывать азот часто ограничена из-за недостатка органических остатков. Преимуществами нитратного питания выступают:

Итоговое тестирование за I полугодие.

1. Из каких источников происходит загрязнения почв ртутью?

а) пестициды; б) гербициды; в) ртутные градусники.

2. Что является основным загрязнителем вод?

а) бытовой мусор; б) промышленные отходы;

в) нефть и нефтепродукты.

3. Изменение генов под воздействием окружающей среды может происходить в любом живом организме – это:

а) детергентез; б) мутагенез; в) цианидез.

4. Интернет-зависимость может привести к таким заболеваниям как:

а) близорукость, дальнозоркость, глаукома;

б) заболевания нервной системы;

в) заболевания сердечнососудистой системы.

5. Управлять велосипедом при движении по дорогам общего пользования разрешается лицам не моложе:

а) 12 лет; б) 14 лет; в) 16 лет.

6. При движении по шоссе велосипедист:

а) ни в коем случае не имеет права ехать, не держась за руль;

б) может ехать, не держась за руль, лишь в этом случае, если вблизи нет ни одного транспортного средства;

в) может не держаться за руль, но обе ноги должны быть все время на педалях.

7. Как должен действовать пассажир автобуса, которому после высадки надо перейти на противоположную сторону?

а) обойти автобус спереди; б) обойти автобус сзади;

в) перейти улицу по пешеходному переходу.

8. С какого возраста детям разрешено ехать на переднем сиденье автомобиля:

а) 7 лет; б) 12 лет; в) 14 лет.

9. Самым безопасным местом для пассажира в легковом автомобиле считается:

а) заднее сиденье за водителем; б) переднее пассажирское сиденье;

в) заднее сиденье справа от водителя.

10. Переходить дорогу с разделительной полосой и ограждением вне пешеходных переходов и перекрестков:

а) не разрешается; б) разрешается;

в) разрешается только в светлое время суток.

11. Находясь в школе, вы почувствовали запах гари от дымящейся резиновой изоляции проводов. Как вы поступите?

а) попытаетесь самостоятельно найти место возгорания изоляции;

б) откроете окна, чтобы проветрить помещение;

в) сразу же сообщите учителям, директору.

12. Что делать, если воспламенилось масло на сковородке?

а) закрыть сковородку крышкой; б) залить водой;

в) вылить масло в раковину.

13. Основными причинами несчастных случаев на воде являются:

а) купание в запрещенных и незнакомых местах;

б) шалости и игры в воде;

в) ненастная погода и сильный ветер.

14. Купаясь летом на реке, вы попали в сильное течение. Как вы поступите, чтобы доплыть до берега?

а) поплывете против течения, постепенно приближаясь к берегу;

б) поплывете по течению, постепенно приближаясь к берегу.

15. Основной фактор, приводящий к гибели людей, неожиданно оказавшихся в природной среде без средств существования — это:

а) голод; б) холод; в) страх.

16. По каким приметам можно примерно определить стороны горизонта?

а) по пологой стороне муравейника; б) по годичным кольцам на пнях;

в) ягоды и фрукты краснеют и желтеют быстрее с южной стороны.

17. Что является лучшим сигнальным средством в ночное время?

а) свет фонарика; б) громкий крик; в) огонь костра.

18. Какие ситуации называют криминогенными?

а) опасные ситуации, связанные с разрушением зданий сооружений, пожарами, взрывами;

б) ситуации уголовного характера, которые относятся к преступлениям;

в) ситуации, связанные с отношениями между людьми.

19. При угрозе ножом или пистолетом следует:

а) выполнять требования; б) вступить в борьбу; в) начать переговоры.

20. Будь осторожен при общении с незнакомцами в сети Интернет! Ими могут оказаться:

а) киберпреступники; б) тролли, хакеры; в) маньяки, извращенцы.

Итоговое тестирование за I полугодие.

1. Что является основным источником заражения свинцом?

а) производство; б) транспорт; в) сельское хозяйство.

2. Каким путем попадают в почву радиоактивные элементы?

а) по воздуху; б) с осадками; в) с выхлопами.

3. Применение суперфосфатных удобрений в сельском хозяйстве приводит к загрязнению почвы:

а) цинком; б) свинцом; в) медью.

4. Неправильная осанка является причиной:

а) снижения иммунитета; б) снижения слуха; в) головных болей.

5. Является ли пешеходом лицо, ведущее велосипед по дороге?

а) да; б) нет, он водитель.

6. Каким образом велосипедист пересекает проезжую часть по пешеходному переходу:

а) проезжает проезжую часть как можно правее от пешеходов с целью избежать столкновения с встречными пешеходами;

б) слезает с велосипеда и катит его, двигаясь пешком;

в) проезжает проезжую часть на скорости 5 км/ч в потоке пешеходов.

7. Как должен действовать пассажир трамвая, которому после высадки надо перейти на противоположную сторону?

а) обойти трамвай спереди; б) обойти трамвай сзади;

в) перейти улицу по пешеходному переходу.

8. Кому должны подчиняться пешеходы и водители, если на перекрестке работают одновременно и светофор и регулировщик:

а) светофору; б) никому; в) регулировщику.

9. При приближении транспортных средств с включенным синим маячком и специальным звуковым сигналом пешеходы обязаны:

а) переходить проезжую часть группами из 5 человек;

б) воздержаться от перехода проезжей части;

в) переходить проезжую часть, т. к. транспорт уступит дорогу.

10. Кто пользуется преимуществом при движении по проезжей части во дворе

а) автомобиль; б) пешеход; д) велосипедист.

11. В результате пожара на лестничной площадке загорелась входная дверь в вашу квартиру. Огонь отрезал путь к выходу. Что вы будете делать?

а) уйдете в дальнюю комнату, плотно закрыв входную дверь мокрым одеялом;

б) попытаетесь выломать дверь и выскочить на лестничную площадку;

в) начнете кричать и звать на помощь соседей.

12. Как вы поступите, если на вас загорелась одежда?

а) побежите и постараетесь сорвать одежду;

б) добежите до ближайшего места, где можно облиться водой;

в) остановитесь, упадете и покатитесь, сбивая пламя.

13. Допускается ли купание ночью:

а) не допускается;

б) допускается, если место купания оборудовано спасательными средствами;

г) допускается, если водоем огражден осветительными сигнальными буями.

а) шлюпки, плоты; б) спасательные жилеты; в) спасательный круг.

15. Какого цвета должна быть верхняя одежда туриста:

а) однотонного цвета; б) из камуфлированного материала;

в) яркая, демаскирующая.

16. Какие известны основные способы ориентирования на местности?

а) по небесным светилам; б) по компасу; в) по местным признакам.

17. Чем можно отравиться в лесу во время похода?

а) ложными опятами; б) борщевиком; в) цикорием.

18. Если вернувшись, домой вы замечаете, что в квартире кто-то побывал, то:

а) проверите, пропало ли что-то, затем позвоните в полицию;

б) не будете заходить в квартиру, а позвоните в полицию;

в) начнете опрашивать соседей.

19. В ситуации, когда вынужден ехать в одном транспорте с пьяной компанией, не рекомендуется:

а) уходить в отдаленные части салона; б) скрывать свое недовольство;

в) отвечать на провокационные фразы.

20. В подъезде своего дома вы подверглись нападению хулиганов. Пытаясь

Читайте также: