Проблемы обращения, хранения, захоронения и переработки радиоактивных и токсичных отходов

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …..…….……………………………………………………….…....... 3
1. Радиоактивные и токсичные отходы. Классификация и источники появления.............................................................................................................. 4
1.1 Радиоактивные отходы: определение, классификация и источники их появления.............................................................................................................. 4
1.2 Токсичные отходы: определение, классификация и источники их появления……………………………………..................................................... 6
2. Обращение, хранения, захоронение и переработка отходов………….. 7
2.1 Обращение, переработка и захоронение радиоактивных отходов.......... 7
2.2 Обращение, переработка и захоронение токсичных отходов.................. 10
Заключение …………………………………………………………………...… 12
Список использованной литературы …………………………………………. 13

Введение
Одной из острейших проблем современной экологической ситуации в мире является образование и дальнейшие операции с радиоактивными и токсичными отходами. Масштабы техногенной активности человечества в настоящее время уже сравнимы с геологическими процессами. К прежним типам загрязнений окружающей среды, получивших экстенсивное развитие, добавилась новая опасность токсичного и радиоактивного заражения.
Развитие человечества в ХХI веке невозможно представить без такого атомной энергии. Данная энергия не имеет альтернативы во многих сферах деятельности человека. При этом утилизация радиоактивных отходов является важным фактором обеспечения безопасности жизнедеятельности людей.
Радиационная обстановка на Земле за последние несколько десятков лет подверглась значительным изменениям. В наши дни один ядерный реактор средней мощности производит до десяти тонн искусственных радиоактивных веществ. Радиоактивные вещества и источники ионирующего излучения используются практически во всех отраслях промышленности, в здравоохранении, при проведении самых разнообразных научных исследований.
Развитие промышленности, использование синтетических материалов, топлива, химических веществ способствует увеличению количества отходов, которые наносят значительный урон экологии. Основные источники загрязнения экологии - это крупные города, центры промышленности, которые являются эпицентрами токсичных и радиоактивных отходов.
Радиоактивные и токсичные отходы. Классификация и источники появления
1.1. Радиоактивные отходы: определение, классификация и источники их появления
К радиоактивным отходам относятся не подлежащие дальнейшему использованию материалы, растворы, газообразные среды, изделия, аппаратура, биологические объекты, грунт и т.п., в которых содержание радионуклидов превышает уровни, установленные нормативными актами. [1]
В категорию радиоактивных отходов может быть включено также отработанное ядерное топливо, если оно не подлежит последующей переработке с целью извлечения из него компонентов и после соответствующей выдержки направляется на захоронение.
Радиоактивные отходы подразделяются на высокоактивные отходы (ВАО), среднеактивные (САО) и низкоактивные (НАО). Деление отходов по категориям устанавливается нормативными актами.
Радиоактивные отходы представляют собой смесь стабильных химических элементов и радиоактивных осколочных и трансурановых радионуклидов. Осколочные элементы с номерами 35-47; 55-65 являются продуктами деления ядерного топлива.
Основными и наиболее опасными для биосферы элементами радиоактивных отходов являются Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, I, Cs, Ba, La, Dy и трансурановые элементы: Np, Pu, Am и Cm. [2]
Радиоактивные отходы образуются:
при эксплуатации и снятии с эксплуатации предприятий ядерного топливного цикла (добыча и переработка радиоактивных руд, изготовление тепловыделяющих элементов, производство электроэнергии на АЭС, переработка отработавшего ядерного топлива);
в процессе реализации военных программ по созданию ядерного оружия, консервации и ликвидации оборонных объектов и реабилитации территорий, загрязненных в результате деятельности предприятий по производству ядерных материалов;
при эксплуатации и снятии с эксплуатации кораблей военно-морского и гражданского флотов с ядерными энергетическими установками и баз их обслуживания;
при использовании изотопной продукции в народном хозяйстве и медицинских учреждениях;
в результате проведения ядерных взрывов в интересах народного хозяйства, при добыче полезных ископаемых, при выполнении космических программ, а также при авариях на атомных объектах.
Существует несколько систем классификации РАО:
В основе классификации отходов МАГАТЭ лежит учет вариантов окончательного захоронения РАО:
Отходы, освобожденные от контроля - отходы, содержащие такие низкие концентрации радионуклидов, что они могут быть освобождены от ядерного регулирующего контроля, поскольку радиологическая опасность отходов незначительна;
Низко и среднеактивные отходы - отходы, содержащие такие количества радионуклидов, что необходимы меры для защиты персонала и населения;
Высокоактивные отходы - отходы, содержащие такие большие количества радионуклидов, что в течение значительного периода времени необходима их надежная изоляция от биосферы;
Граничные уровни при классификации предлагаются в терминах параметров, наиболее уместных для безопасного захоронения радиоактивных отходов. Категория низко- и среднеактивных отходов подразделяется на короткоживущие и долгоживущие. [3]
В России в соответствии с Федеральным законом от 11 июля 2011 года № 190-ФЗ "Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации": Статья 4. Классификация радиоактивных отходов, принята следующая классификация:
удаляемые радиоактивные отходы - радиоактивные отходы, для которых риски, связанные с радиационным воздействием, а также затраты, связанные с извлечением таких радиоактивных отходов из пункта хранения радиоактивных отходов, последующим обращением с ними, в том числе захоронением, не превышают риски и затраты, связанные с захоронением таких радиоактивных отходов в месте их нахождения;
особые радиоактивные отходы - радиоактивные отходы, для которых риски, связанные с радиационным воздействием, а также затраты, связанные с извлечением таких радиоактивных отходов из пункта хранения радиоактивных отходов, последующим обращением с ними, в том числе захоронением, превышают риски и затраты, связанные с захоронением таких радиоактивных отходов в месте их нахождения.
1.2 Токсичные отходы: определение, классификация и источники их появления
Токсичные отходы - промышленные отходы, в состав которых входят вредные вещества, которые при прямом или опосредованном контакте с организмом человека могут вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья как в процессе контакта с ними, так и в отдельные сроки жизни и последующих поколениях и вызвать отрицательные изменения в объектах окружающей среды. [4]
Отходы различаются по следующей классификации:
По происхождению: отходы производства (промышленные отходы) и
отходы потребления (коммунально-бытовые).
По агрегатному состоянию: твёрдые, жидкие и газообразные
В Российской Федерации применяют следующие классы опасности для окружающей природной среды:
1 класс - чрезвычайно опасные
2 класс - высоко опасные
3 класс - умеренно опасные
4 класс - малоопасные
5 класс - практически неопасные
Основным источником токсичных веществ является результат различной хозяйственной деятельности человека. Источниками химического загрязнения биосферы стали практически все промышленные предприятия, транспорт, все более или менее крупные населенные пункты, зоны отдыха, крупные животноводческие комплексы, территории, занятые пахотными землями. Подавляющая часть отходов образуется в городах, где проживает большая часть населения земли и сконцентрирована основная масса различных производств.
Обращение, хранения, захоронение и переработка отходов
Обращение, переработка и захоронение радиоактивных отходов
Основная цель при обращении с радиоактивными отходами - охрана здоровья человека и обеспечение безопасности для окружающей среды, как в настоящее время, так и для будущих поколений.
Основные стадии обращения с радиоактивными отходами:
Сбор и сортировка РАО - осуществляется в местах их образования и/или переработки с учетом радиационных, физических и химических характеристик в соответствии с системой классификации отходов и с учетом методов последующего обращения с ними. Сортировка первичных жидких и твердых РАО направлена на разделение отходов по различным категориям и группам для переработки по принятым технологиям и для подготовки к последующему хранению и захоронению.
Переработка и/или кондиционирование РАО - осуществляются для повышения безопасности обращения с ними за счет уменьшения их объема и перевода в форму, удобную для безопасной транспортировки, хранения и захоронения.
Хранение РАО - осуществляется раздельно для отходов разных категорий и групп в сооружениях, обеспечивающих безопасную изоляцию отходов в течение всего срока хранения и возможность последующего их извлечения.
Транспортирование РАО - предусматривает их безопасное перемещение 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 среды в течение периода потенциальной опасности содержащихся в РАО радионуклидов.
В течение долгого времени ученые сравнивали варианты избавления от РАО. Главная идея их надо поместить в такое место, чтобы они не могли попасть в окружающую среду и нанести вред человеку. Рассматривались варианты: захоронить РАО в глубоких океанических впадинах, в донных осадках океанов, в полярных шапках; отправлять их в космос; закладывать их в глубокие слои земной коры. Основные пукты возникших вопросов:
Первая проблема, с которой сталкиваются ученые - это выбор площадки для захоронения. В настоящее время, все больше государст отказываются от таких захоронений на своей территории.
Неразработанность метода. Даже если подобрана площадка , то ее надо изучить и дать прогноз функционирования захоронения на 10 тысяч лет (именно такие нормативы применяет большинство стран). Перед геологией возникла задача предсказать поведение геологических систем на десятки тысяч лет. Из многолетних исследований в разных странах возникли даже сомнения, возможен ли вообще более или менее надежный прогноз на такие сроки. 
Принятие решений и технологическая сложность проблемы. Проблема захоронения технически чрезвычайно сложна. Поэтому очень важно иметь, во-первых, науку высокого качества, а во-вторых, эффективное взаимодействие между наукой и политиками, принимающими решения.
Сейчас общепринято, что оптимальный путь захоронение отходов в глубоких геологических формациях. Понятно, что РАО в твердой форме менее склонны к проникновению в окружающую среду (миграции), чем жидкие РАО. Поэтому предполагается, что жидкие РАО будут вначале переводиться в твердую форму (остекловываться, превращаться в керамику и т.п.). Тем не менее, в России все еще практикуется закачка жидких высокоактивных РАО в глубокие подземные горизонты (Красноярск, Томск, Димитровград). [5]
В настоящее время принята так называемая "многобарьерная" или "глубоко эшелонированная" концепция захоронения. Отходы сперва сдерживаются матрицей (стекло, керамика, топливные таблетки), затем многоцелевым контейнером (используемым для транспортировки и для захоронения), затем сорбирующей (поглощающей) отсыпкой вокруг контейнеров и, наконец, геологической средой.
Переработка твердых радиоактивных отходов (ТРО) проходит в несколько этапов: сортировка, прессование (для уменьшения объема прессуемых ТРО), цементирование (для кондиционирования сыпучих ТРО), сжигание (для значительного уменьшения объема сжигаемых органических ТРО), плавление (для уменьшения объема загрязненной теплоизоляции), переработка жидких радиоактивных отходов (ЖРО) – выпаривание и в дальнейшем отверждение различными методами.
2.2. Обращение, переработка и захоронение токсичных отходов
Основными направлениями обращения токсичных отходов являются:
- захоронение на полигонах и свалках;
- переработка конкретных твердых отходов по заводской технологии;
- совместное сжигание отходов химических производств с городским мусором;
- пиролиз и раздельное сжигание в специальных печах;
- использование отходов химических производств как готового материала для других технологических процессов (в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и др.).
Что касается переработки и захоронения токсичных отходов, то складываются похожие проблемы. Утилизация производственных отходов обычно может идти по двум направлениям: разделение на компоненты с последующей переработкой всех или некоторых из них различными методами; придание ТПО нужного вида, могущего обеспечить в дальнейшем возможность утилизации. [6]
Одной из главных проблем утилизации и переработки токсичных отходов – малое количество предприятий.
Вторая проблема заключается в том, что даже те предприятия, которые существуют, обрабатывают небольшой объем опасных отходов.
Еще одна проблема - это технически устарелые полигоны.
Главным направлением в устранении или снижении вредного воздействия на окружающую среду токсичных отходов промышленности является их повторное использование в производственных циклах, то есть организация малоотходных производств.
Для нейтрализации таких отходов часто устраивают специальные сооружения, которые могут находиться как в пределах территории самого предприятия, так и вне его. В этом случае токсичные промышленные отходы могут складироваться, перерабатываться и нейтрализовываться централизованно на полигонах и станциях переработки и нейтрализации.
Полигоны устраивают двух видов: для обезвреживания одного вида отходов только захоронением или химическим способом, а также комплексные. Захоронение промышленных отходов осуществляют в котлованах глубиной до 10-12 м в специальной таре, например, стальных бочках. Их размещают в котлованах и железобетонных резервуарах (особо вредные отходы). [7]
Размещение токсичных промышленных отходов под землей является пока одним из наиболее перспективных способов избавления от тех из них, которые не могут быть утилизированы или полностью уничтожены путем сжигания, а при накоплении их на земной поверхности представляют реальную опасность для биосферы.
Заключение
Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления отходов. Усилия должны быть направлены на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления и захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду.
Любые мероприятия уменьшают уровень негативного воздействия отходов промышленности на природу, но не решают проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов. Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями. Многостороннее и глубокое решение проблемы утилизации и переработки отходов - длительный и кропотливый процесс, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов.
Таким образом, можно сделать вывод, что самым правильным решением будет не просто захоронение отходов, а именно их вторичное использование и переработка, а также методы минимизации образования отходов.
Список использованной литературы
Федеральный закон № 190 от 11 июля 2011 года "Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации"
Беляев А.М. Радиоэкология: Учебное пособие/ А.М. Беляев. - М.: Просвещение, 2007, 215 с
Технологические и организационные аспекты обращения с радиоактивными отходами МАГАТЭ: серия учебных курсов № 27, Вена, 2005, 221 с.
Х-46 Химическая безопасность: учеб. пособие / составители: В.А. Басуров, Н.И. Зазнобина – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2016. – 98 с.
Маркова А.А. Экономические проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов/ Маркова А.А., Иванова А.А., Пономарев С.В. // Молодой ученый, 2017. – № 21. – С. 218–220. 
Дублянский Ю.В. Захоронение радиоактивных отходов: проблемы и концепции в США и в России, [Электронный ресурс] URL https://modernproblems.org.ru/ecology/31-radioact.html?showall=1
Денисов В.В., Гутенев В.В., Луганская И.А. и др. Экология., М.: Вузовская книга, 2002. - 728 с