Ядерная энергетика

Важным следствием дополнительного  теплового сброса для ряда водоемов является практически круглогодичная устойчивая плоскостная стратификация, из-за которой ухудшаются условия  вертикального перемешивания вод и возникает дефицит кислорода в придонной области. Однако сброс подогретых вод не всегда приводит к ухудшению кислородного режима в толще воды из-за интенсивного аэрирования при водосбросе, что компенсирует эффект понижения растворимости и повышения потребления кислорода с увеличением температуры. Повышение температуры воды оказывает значительное воздействие на биологические процессы в водоеме: ускоряется разложение органических остатков, усиливается дыхание рыб, и других водных организмов – все эти процессы связаны с быстрым потреблением кислорода и созданием заморных зон в отдельных частях водоема. Повышенная температура стимулирует зарастание мелководных водоемов водной растительностью, могут также наблюдаться вспышки цветения водорослей.

Химическое загрязнение.

При эксплуатации АЭС в водоем-охладитель поступают химические загрязнители: смазочные материалы, тяжелые металлы (Са, Ni, Cr и другие продукты коррозии), детергенты, кислоты, щелочи, фосфаты и др. В водоем могут поступать также бытовые стоки от населенных пунктов, расположенных на берегу водоема-охладителя.

Важно отметить, что воздействие  самой АЭС может быть весьма малым, однако находящиеся в регионе  промышленные и сельскохозяйственные объекты обычно сбрасывают значительные количества биогенных элементов  и токсикантов (металлов, нефтепродуктов, пестицидов и пр.). В сочетании с тепловым сбросом от АЭС это приводит к нарушению экологического равновесия, например, эвтрофикации.

Биологическое загрязнение.

Наиболее показательным индикатором  изменения экосистемы водоема-охладителя АЭС при сочетании воздействия  эвтрофирования и подогрева является фитопланктон – основной продуцент первичной продукции прибрежных вод.

Обширный материал систематических  наблюдений за динамикой развития фитопланктона  накоплен для водоема-охладителя ЛАЭС (определение видового состава и  численности фитопланктона в  прибрежной зоне водоема производилось  круглогодично с дискретностью  раз в 7-10 дней, начиная с 1978 г. по настоящее  время.

В естественном состоянии Копорская губа характеризовалась как чистый, олиготрофный водоем. Численность водорослей была невысокой, преобладали представители диатомовых водорослей. Вегетационный сезон продолжался 7 месяцев – с апреля по октябрь. После ввода в эксплуатацию всех блоков АЭС (4 ГВт) цветение диатомовых водорослей стало наблюдаться только весной. Массовое развитие получили сине-зеленые водоросли, динамика которых характеризуется увеличением частоты и интенсивности вспышек цветения и сокращением периодов спада между ними. До 1980г. наибольшие летние показатели не превышали 10 млн.кл/л, а в 1980г.-20 млн.кл/л, а в теплом 1984г. были зарегистрированы значения численности более 100 млн.кл/л. С 1986 г. наблюдается непрерывная последовательная вегетация сине-зеленых водорослей с июня (сразу за цветением весеннего комплекса диатомовых и пиррофитовых водорослей) и по декабрь включительно. Наибольшее беспокойство вызывает интенсивное развитие сине-зеленых водорослей из родов Osci11atoria и Microcystis, прижизненные выделения и продукты распада которых оказывают токсичное действие на гидробионтов; сами водоросли являются несъедобными для большинства видов зоопланктона и рыб. Массовое размножение сине-зеленых водорослей в летнее время стало причиной биологического загрязнения прибрежной акватории. Высокое содержание в водах лабильного органическою вещества создало условия для развития микрофлоры, в том числе патогенных форм, так, в последние годы возросли концентрации бактерий кишечной группы. Водоем теряет рекреационное значение, падает его рыбохозяйственный статус, при этом сама Копорская губа становится источником эвтрофирования восточной части Финского залива. Водоем-охладитель перешел в устойчивое мезотрофное состояние с тенденцией перехода в эвтрофное. Эффект про хождения водных организмов через охладительную систему АЭС. Важным фактором воздействия на биотические сообщества водоемов является травмирование гидробионтов на водозаборных устройствах и при прохождении охладительной системы станции, в результате чего может происходить гибель планктона и молоди рыб, а в водоем попадает большое количество мертвой органики. При этом организм испытывает следующие воздействия: удары о заградительные решетки перед входом в насосы, что приводит к травмированию рыб (мелкие личинки рыб и планктон проходят через отверстия решеток); повышенное давление в насосах, накачивающих в станцию охлаждающую воду; биоцидное действие хлора, используемого на многих станциях для предотвращения обрастания конденсаторных трубок; механическое травмирование и термальный шок при прохождении организмов в течение непродолжительного времени через конденсаторные трубки, прохождение через водосбросный канал.

Важным критерием воздействия  АЭС на ихтиофауну водоемов является оценка попадания рыб в водозаборные устройства. Смертельность молоди рыб  при прохождении водозаборных устройств  и трубопроводов охладительной  системы может быть весьма значительной. Для морских прибрежных электростанций фактор травмирования рыб, вероятно, более существенен по сравнению с фактором термального сброса. По данным многолетних наблюдений, на водозаборных устройствах Ленинградской АЭС встречаются 40 видов из 52, обитающих в водоеме-охладителе. Большую часть особей, попадающих в борные устройства АЭС, составляют представители младших возрастных групп рыб. При этом гибнут практически все особи морских видов, таких как салака и корюшка, в то время как часть колюшек, защищенных костяными пластинками, выживает. Таким образом, происходит преимущественно е уменьшение численности ценных промысловых видов рыб. Средняя численность рыб, попадающих в течение года на водозаборные устройства первой очереди ЛАЭС, составляет около 465 млн. экземпляров при среднем расходе воды 70 м /с (до 100м /с при работе двух блоков РБМК-1000).

Сравнение АЭС и ТЭС по вкладу в загрязнение окружающей среды.

Ядерная энергетика, в отличие от энергетики на органическом топливе, не вызывает нарушения экологических  циклов кислорода, углекислого газа, серы и азота. Это связано с  тем, что “сжигание” ядерного топлива  в реакторе происходит без участия  окислителей, то есть не требует затрат кислорода. Сжигание же органического  топлива требует затрат кислорода. В мире ежегодно сжигается 10 млрд. т  условного топлива и потребляется около 35 млрд. т кислорода. Источниками  кислорода на Земле являются леса и океан. Однако площади лесов  постоянно сокращаются, а новые  лесопосадки не компенсируют убыли. Компенсационные возможности океана по продуцированию кислорода также  снижаются вследствие его интенсивного загрязнения. Поэтому опасение относительно исчерпания запасов кислорода вполне оправдано. Использование горючих  ископаемых в качестве топлива также  при водит к загрязнению атмосферного воздуха окислами серы и азота и другими продуктами сгорания, вызывает увеличения содержания двуокиси углерода в атмосфере. Химические отходы от предприятий ЯТЦ на несколько порядков меньше отходов от предприятий УТЦ. Таким образом, если иметь в виду химическое загрязнение атмосферы, ядерная энергетика является существенно более экологически чистой по сравнению с традиционной энергетикой.

Ядерная энергетика обладает рядом  других преимуществ по сравнению  с теплоэнергетикой; высокая калорийность ядерного топлива по сравнению с  органическим обуславливает значительно  меньший расход многих природных  ресурсов в ЯТЦ по сравнению с  теплоэнергетикой на органическом топливе (теплота сгорания ядерного топлива  в 3000000 раз больше, чем условного  органического топлива). Выработка энергии как в ЯТЦ, так и в УТЦ, требует нарушения значительных площадей (для размещения горнодобывающих предприятии, хранения отходов, складирования руды, размещения электростанций и.т.д.), но в ЯТЦ они в несколько раз меньше, чем в УТЦ.

Особо следует отметить, что транспортировка  угля требует существенно большего отчуждения земельных площадей, чем  транспортировка ядерного топлива. Достаточно сказать, что ТЭС мощностью 1ГВт потребляет в год более 1500 эшелонов угля, то есть 4-5 эшелонов в  день, в то время как АЭС той  же мощности – всего несколько  вагонов за год. Уран, всегда содержащийся в угле в форме микропримесей, выносится с продуктами его сгорания и оседает на прилегающей территории. Сопоставление АЭС и угольной ТЭС одинаковой мощности показывает, что даже радиоактивные выбросы  ТЭС в 5-10 раз больше, чем на АЭС. Так, угольная ТЭС мощностью 2,5 ГВт, работающая на угле, ежегодно выбрасывает  до 0,1 Ки долгоживущих радиоактивных  продуктов в виде аэрозольных  частиц урана и газообразных продуктов  распада радона. Таким образом, предприятия  УТЦ являются одним из основных поставщиков  в окружающую среду долгоживущих естественных радионуклидов.

Необходимо также отметить, что  природное ископаемое топливо (уголь, газ, нефть), используемое для производства электроэнергии тепловой энергетикой, содержит от 1,5 до 4,5 процентов серы. Образующиеся при сгорании топлива  оксиды серы, как правило, выбрасываются  в атмосферу, где, вступая в контакт  с атмосферной влагой, они образуют раствор серной кислоты. Далее раствор  выпадает так называемых кислотных  дождей, нанося огромный ущерб растительности и в особенности почве, так  как такой дождь не только разрушает  структуру почвы, но и значительно  изменяет ее состав. Для его восстановления необходимы десятки и согни лет.

Одна ТЭС мощностью 1ГВт на угле с содержанием серы 3,5%, не смотря на применение систем очистки, выбрасывает  в атмосферу 140 тыс. т сернистого ангидрида в год, из которого затем  образуется около 280 тыс. т серной кислоты.

Ядерная энергетика, как известно, для производства энергии не использует органическое топливо и, следовательно, не принимает участия в образовании  кислотных дождей.

Экологические проблемы ядерной энергетики явно прорисовываются  в последние десятилетия, и их решение сегодня – одна из первостепенных задач современного общества. На протяжении многих лет ядерная энергетика считалась  самой перспективной, поскольку  запасы соответствующих ресурсов очень  велики, а их потребление и воздействие  на окружающую среду в процессе производства энергии при этом минимальны. Еще  одним неоспоримым преимуществом  являлось то, что не было необходимости  зависеть от ресурсов того или иного  региона: транспортировка топлива  достаточна простая и не требует  больших финансовых затрат. Но в  процессе функционирования атомных  электростанций одна за другой постепенно выявлялись экологические проблемы ядерной энергетики.