Сравнение воздействий на окружающую среду битумирования и цементирования РАО
|
Аннотация
Введение
Глава 1. Система обращения с радиоактивными отходами
1.1. Классификация РАО
1.2 Схема обращения с РАО
1.3 Структура радиоактивных отходов в Ленинградской области……………….…27
Глава 2. Битумирование и цементирование РАО
2.1 Воздействие битумирования на окружающую среду
2.2 Воздействие цементирования на окружающую среду
Глава 3. Обоснование приоритетного метода по отверждению РАО в Ленинградской области
Заключение
Список литературы
Приложение 1(список терминов)
Введение
Глава 1. Система обращения с радиоактивными отходами
1.1. Классификация РАО
1.2 Схема обращения с РАО
1.3 Структура радиоактивных отходов в Ленинградской области……………….…27
Глава 2. Битумирование и цементирование РАО
2.1 Воздействие битумирования на окружающую среду
2.2 Воздействие цементирования на окружающую среду
Глава 3. Обоснование приоритетного метода по отверждению РАО в Ленинградской области
Заключение
Список литературы
Приложение 1(список терминов)
Современный мир невозможно представить без атомной энергетики, использования радиоактивных изотопов и излучений в медицине, геологии, энергетике, промышленности и во многих других практических сферах. Сегодня атомная энергетика дает свыше 14%мирового производства электроэнергии и около 17% в России [1,2]
Атомная энергетика часто сталкивается с негативным отношением со стороны общества. Это связано с целым рядом причин. Во-первых, с вопросами обеспечения безопасной эксплуатации атомных станций и в отношении воздействия радиации на человека и окружающую среду. Во-вторых, с возникновением ассоциативного ряда у населения с ядерным оружием. И, в-третьих, с завершающими этапами ядерного топливного цикла – обращением с отработавшим ядерным топливом, радиоактивными отходами и выводом из эксплуатации объектов использования атомной энергии [3].
Существование «исторических» радиоактивных отходов является серьезной проблемой атомной отрасли, данные отходы принято называть термином «ядерное наследие», их наличие связано в основном с начальным этапом становления атомной индустрии, когда на первый план ставились вопросы создания ядерного оружия.
Результатом практики откладывания решения проблемы переработки радиоактивных отходов стало систематическое накопление данных веществ в больших количествах во всех «ядерных державах», в том числе и в России, основной правоприемницей СССР в вопросах радиационных технологий.
Именно это объясняет актуальность исследования в области переработки радиоактивных отходов.
Цель исследования – выполнить сравнительный анализ воздействий на окружающую среду от нерадиоактивных веществ двух методов отверждения РАО и выявить, исходя из характеристик радиоактивных отходов, образующихся на территории Ленинградской области, какой тип установки по переработке РАО является приоритетным для данного региона.
Достижение поставленной цели определило необходимость последовательного решения следующих задач:
• проанализировать существующие подходы к классификации РАО и дать характеристику схемы обращения с РАО;
• изучить характер и структуру РАО, образующихся на территории Ленинградской области;
• проанализировать характер воздействия на окружающую среду установок битумирования и цементирования РАО;
• дать рекомендации по выбору приоритетного метода отверждения РАО на территории Ленинградской области.
Объектом исследования являются такие методы отверждения радиоактивных отходов, как битумирование и цементирование.
Предметом исследования является воздействие на окружающую среду методов отверждения радиоактивных отходов (битумирование и цементирование), проявляющееся в загрязнении ее радионуклидами.
В основу исследования положены работы отечественных и зарубежных авторов по теории и практике обращения с радиоактивными отходами.
Выводы работы основываются на результатах анализа существующей системы обращения с радиоактивными отходами на территории Ленинградской области.
Информационную и эмпирическую базу исследования составили данные, содержащиеся в официально публикуемых годовых экологических отчетах предприятий, входящих в состав государственной корпорации «Росатом», а также данные, полученные автором в ходе прохождения научно-исследовательской практики, методические материалы, регламентирующие обращение с радиоактивными отходами и определяющие порядок расчета выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух, исследования отечественных и зарубежных ученых, справочные издания, аналитические доклады и отчеты, а также информационные ресурсы Интернет, собранные и проанализированные автором.
Нормативно-правовой базой исследования послужили нормативные документы, регулирующие сферу, связанную с радиационной безопасностью:
1) Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09"Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009" (утв.постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 7 июля 2009 г. N 47);
2) Федеральный закон от 21 ноября 1995 г. N 170-ФЗ«Об использовании атомной энергии» (последняя редакция 3 июля 2016 г.);
3) Федеральный закон от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ
"О радиационной безопасности населения" (последняя редакция 19 июля 2011);
4) Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ
"Об охране окружающей среды" (последняя редакция 03 июля 2016);
5) СанПиН 2.6.1.1281-03Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы "Санитарные правила по радиационной безопасности персонала и населения при транспортировании радиоактивных материалов (веществ) от 15 марта 2003 г.;
6) Федеральный закон от 28 декабря 2010 г. N 390-ФЗ«О безопасности». (последняя редакция 05 октября 2015);
7) Федеральный закон от 11 июля 2011 г. N 190-ФЗ
"Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" (последняя редакция 2 июля 2013 г.);
8) Постановление от 10 сентября 2012 г. № 899 «Об утверждении положения о передаче радиоактивных отходов на захоронение, в том числе радиоактивных отходов, образовавшихся при осуществлении деятельности, связанной с разработкой, изготовлением, испытанием, эксплуатацией и утилизацией ядерного оружия и ядерных энергетических установок военного назначения»;
9) Указ Президента РФ от 13.02.14 № 79 «Об организации федерального государственного надзора в области ядерной и радиационной безопасности ядерного оружия и ядерных энергетических установок военного назначения и в области физической защиты ядерных материалов, ядерных установок и пунктов хранения ядерных материалов на ядерных объектах».
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1) Проведен комплексный анализ отчетной документации предприятий атомной отрасли Ленинградской области, позволивший определить структуру радиоактивных отходов, образующихся на территории региона;
2) Определены критерии для выполнения сравнительного анализа методов отверждения радиоактивных отходов (битумирование и цементирование);
3) Установлено, что на территории Ленинградской области приоритетным методом отверждения радиоактивных отходов является цементирование.
Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности использования теоретических выводов работы для обоснования приоритета использования метода цементирования для отверждения радиоактивных отходов на территории Ленинградской области.
Следует отметить, что в процессе исследования я столкнулась с «закрытостью» атомной отрасли и нежеланием предприятий, входящих в нее, сотрудничать со специалистами в области экологии и природопользования в части предоставления информации о количествах, накопленных и образующихся ежегодно радиоактивных отходов, а также информацию о методах из кондиционирования. Детальной информации по данному направлению нет, за исключением публикуемых годовых отчетов предприятий атомной отрасли. Единственное предприятие, которое пошло нам на встречу, это Ленинградское отделение Северо-Западного филиала ФГУП «РосРАО», в котором автор проходил научно-исследовательскую практику летом 2016 г.
Атомная энергетика часто сталкивается с негативным отношением со стороны общества. Это связано с целым рядом причин. Во-первых, с вопросами обеспечения безопасной эксплуатации атомных станций и в отношении воздействия радиации на человека и окружающую среду. Во-вторых, с возникновением ассоциативного ряда у населения с ядерным оружием. И, в-третьих, с завершающими этапами ядерного топливного цикла – обращением с отработавшим ядерным топливом, радиоактивными отходами и выводом из эксплуатации объектов использования атомной энергии [3].
Существование «исторических» радиоактивных отходов является серьезной проблемой атомной отрасли, данные отходы принято называть термином «ядерное наследие», их наличие связано в основном с начальным этапом становления атомной индустрии, когда на первый план ставились вопросы создания ядерного оружия.
Результатом практики откладывания решения проблемы переработки радиоактивных отходов стало систематическое накопление данных веществ в больших количествах во всех «ядерных державах», в том числе и в России, основной правоприемницей СССР в вопросах радиационных технологий.
Именно это объясняет актуальность исследования в области переработки радиоактивных отходов.
Цель исследования – выполнить сравнительный анализ воздействий на окружающую среду от нерадиоактивных веществ двух методов отверждения РАО и выявить, исходя из характеристик радиоактивных отходов, образующихся на территории Ленинградской области, какой тип установки по переработке РАО является приоритетным для данного региона.
Достижение поставленной цели определило необходимость последовательного решения следующих задач:
• проанализировать существующие подходы к классификации РАО и дать характеристику схемы обращения с РАО;
• изучить характер и структуру РАО, образующихся на территории Ленинградской области;
• проанализировать характер воздействия на окружающую среду установок битумирования и цементирования РАО;
• дать рекомендации по выбору приоритетного метода отверждения РАО на территории Ленинградской области.
Объектом исследования являются такие методы отверждения радиоактивных отходов, как битумирование и цементирование.
Предметом исследования является воздействие на окружающую среду методов отверждения радиоактивных отходов (битумирование и цементирование), проявляющееся в загрязнении ее радионуклидами.
В основу исследования положены работы отечественных и зарубежных авторов по теории и практике обращения с радиоактивными отходами.
Выводы работы основываются на результатах анализа существующей системы обращения с радиоактивными отходами на территории Ленинградской области.
Информационную и эмпирическую базу исследования составили данные, содержащиеся в официально публикуемых годовых экологических отчетах предприятий, входящих в состав государственной корпорации «Росатом», а также данные, полученные автором в ходе прохождения научно-исследовательской практики, методические материалы, регламентирующие обращение с радиоактивными отходами и определяющие порядок расчета выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух, исследования отечественных и зарубежных ученых, справочные издания, аналитические доклады и отчеты, а также информационные ресурсы Интернет, собранные и проанализированные автором.
Нормативно-правовой базой исследования послужили нормативные документы, регулирующие сферу, связанную с радиационной безопасностью:
1) Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09"Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009" (утв.постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 7 июля 2009 г. N 47);
2) Федеральный закон от 21 ноября 1995 г. N 170-ФЗ«Об использовании атомной энергии» (последняя редакция 3 июля 2016 г.);
3) Федеральный закон от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ
"О радиационной безопасности населения" (последняя редакция 19 июля 2011);
4) Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ
"Об охране окружающей среды" (последняя редакция 03 июля 2016);
5) СанПиН 2.6.1.1281-03Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы "Санитарные правила по радиационной безопасности персонала и населения при транспортировании радиоактивных материалов (веществ) от 15 марта 2003 г.;
6) Федеральный закон от 28 декабря 2010 г. N 390-ФЗ«О безопасности». (последняя редакция 05 октября 2015);
7) Федеральный закон от 11 июля 2011 г. N 190-ФЗ
"Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" (последняя редакция 2 июля 2013 г.);
8) Постановление от 10 сентября 2012 г. № 899 «Об утверждении положения о передаче радиоактивных отходов на захоронение, в том числе радиоактивных отходов, образовавшихся при осуществлении деятельности, связанной с разработкой, изготовлением, испытанием, эксплуатацией и утилизацией ядерного оружия и ядерных энергетических установок военного назначения»;
9) Указ Президента РФ от 13.02.14 № 79 «Об организации федерального государственного надзора в области ядерной и радиационной безопасности ядерного оружия и ядерных энергетических установок военного назначения и в области физической защиты ядерных материалов, ядерных установок и пунктов хранения ядерных материалов на ядерных объектах».
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1) Проведен комплексный анализ отчетной документации предприятий атомной отрасли Ленинградской области, позволивший определить структуру радиоактивных отходов, образующихся на территории региона;
2) Определены критерии для выполнения сравнительного анализа методов отверждения радиоактивных отходов (битумирование и цементирование);
3) Установлено, что на территории Ленинградской области приоритетным методом отверждения радиоактивных отходов является цементирование.
Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности использования теоретических выводов работы для обоснования приоритета использования метода цементирования для отверждения радиоактивных отходов на территории Ленинградской области.
Следует отметить, что в процессе исследования я столкнулась с «закрытостью» атомной отрасли и нежеланием предприятий, входящих в нее, сотрудничать со специалистами в области экологии и природопользования в части предоставления информации о количествах, накопленных и образующихся ежегодно радиоактивных отходов, а также информацию о методах из кондиционирования. Детальной информации по данному направлению нет, за исключением публикуемых годовых отчетов предприятий атомной отрасли. Единственное предприятие, которое пошло нам на встречу, это Ленинградское отделение Северо-Западного филиала ФГУП «РосРАО», в котором автор проходил научно-исследовательскую практику летом 2016 г.
В результате проведенного исследования были выполнены все задачи:
1) В рамках решения первой задачи (проанализировать существующие подходы к классификации РАО; дать характеристику схемы обращения с РАО) был выполнен анализ существующих в отечественной и мировой практике подходов к классификации РАО и выбрана, в качестве наиболее удобной, классификация, представленная в ОСПОРБ 99. Она делит РАО по агрегатному состоянию (твердые и жидкие) и по активности (низко-, средне-, высокоактивные РАО). Это оказывается удобным для анализа воздействия оказываемого радиоактивными отходами на окружающую среду в целом и на человека в частности.
2) Выполненный в рамках второй задачи (изучить характер и структуру РАО, образующихся на территории Ленинградской области) анализ образующихся на территории Ленинградской области отходов показал, что ежегодный объем поступающих на переработку отходов составляет 3 600 м3, большая часть которого приходится на жидкие отходы с удельной активностью до 103кБк, а накопленные отходы составляют 1,6•105 м3с суммарной бета-активность 2,1•1016Бк
3) В рамках решения третьей задачи (проанализировать характер воздействия на окружающую среду установок битумирования и цементирования РАО) было в начале оценено воздействие, оказываемое методом битумирования радиоактивных отходов на окружающую среду. В этом плане основными технологическими процессами являются нагрев, транспортировка, хранение. Самым опасным выбрасываемым веществом является свинец и его неорганические соединения. При чрезвычайной ситуации (возгорание битума) в атмосферный воздух будут выделяться вещества характерных для горения нефтепродуктов (фенолы, бенз(а)пирен, формальдегид и другие), что вызовет крайне негативные последствия на месте чрезвычайной ситуации.
При цементировании радиоактивных отходов в атмосферный воздух попадает 8 веществ не ниже 3 класса опасности. Общий их объем составляет 9,9•10-4 т/год, выброс каждого отдельного вещества не превышает нормативные показатели (ПДК, ОДК), эффекта суммации не наблюдается, следовательно, данное воздействие не наносит серьезного ущерба окружающей среде.
Воздействие, оказываемое на окружающую среду при цементировании и битумировании РАО, минимально при стандартных ситуациях, степень которого можно снизить, применяя систему очистки отходящих газов.
4) В рамках решения четвертой задачи (дать рекомендации по выбору приоритетного метода отверждения РАО на территории Ленинградской области) был выполнен сравнительный анализ двух методов отверждения радиоактивных отходов по восьми выбранным автором критериям (качественные характеристики отверждаемых РАО на исследуемых установках, воздействие, оказываемое на окружающую среду, свойства конечного продукта, экономические показатели, этапность переработки, количество включаемых РАО в вяжущую матрицу, производительность установок, безопасность технологии). По 6 из 8 критериев лидирует метод цементирования, а это значит, что данный метод является приоритетным для внедрения на территории Ленинградской области.
Все поставленные задачи были выполнены. Цель исследования достигнута, а именно оценено воздействие на окружающую среду от не радиоактивных веществ методов цементирования и битумирования, которое оказалось незначительным, и даны рекомендации по приоритетному методу отверждения РАО на территории Ленинградской области.
1) В рамках решения первой задачи (проанализировать существующие подходы к классификации РАО; дать характеристику схемы обращения с РАО) был выполнен анализ существующих в отечественной и мировой практике подходов к классификации РАО и выбрана, в качестве наиболее удобной, классификация, представленная в ОСПОРБ 99. Она делит РАО по агрегатному состоянию (твердые и жидкие) и по активности (низко-, средне-, высокоактивные РАО). Это оказывается удобным для анализа воздействия оказываемого радиоактивными отходами на окружающую среду в целом и на человека в частности.
2) Выполненный в рамках второй задачи (изучить характер и структуру РАО, образующихся на территории Ленинградской области) анализ образующихся на территории Ленинградской области отходов показал, что ежегодный объем поступающих на переработку отходов составляет 3 600 м3, большая часть которого приходится на жидкие отходы с удельной активностью до 103кБк, а накопленные отходы составляют 1,6•105 м3с суммарной бета-активность 2,1•1016Бк
3) В рамках решения третьей задачи (проанализировать характер воздействия на окружающую среду установок битумирования и цементирования РАО) было в начале оценено воздействие, оказываемое методом битумирования радиоактивных отходов на окружающую среду. В этом плане основными технологическими процессами являются нагрев, транспортировка, хранение. Самым опасным выбрасываемым веществом является свинец и его неорганические соединения. При чрезвычайной ситуации (возгорание битума) в атмосферный воздух будут выделяться вещества характерных для горения нефтепродуктов (фенолы, бенз(а)пирен, формальдегид и другие), что вызовет крайне негативные последствия на месте чрезвычайной ситуации.
При цементировании радиоактивных отходов в атмосферный воздух попадает 8 веществ не ниже 3 класса опасности. Общий их объем составляет 9,9•10-4 т/год, выброс каждого отдельного вещества не превышает нормативные показатели (ПДК, ОДК), эффекта суммации не наблюдается, следовательно, данное воздействие не наносит серьезного ущерба окружающей среде.
Воздействие, оказываемое на окружающую среду при цементировании и битумировании РАО, минимально при стандартных ситуациях, степень которого можно снизить, применяя систему очистки отходящих газов.
4) В рамках решения четвертой задачи (дать рекомендации по выбору приоритетного метода отверждения РАО на территории Ленинградской области) был выполнен сравнительный анализ двух методов отверждения радиоактивных отходов по восьми выбранным автором критериям (качественные характеристики отверждаемых РАО на исследуемых установках, воздействие, оказываемое на окружающую среду, свойства конечного продукта, экономические показатели, этапность переработки, количество включаемых РАО в вяжущую матрицу, производительность установок, безопасность технологии). По 6 из 8 критериев лидирует метод цементирования, а это значит, что данный метод является приоритетным для внедрения на территории Ленинградской области.
Все поставленные задачи были выполнены. Цель исследования достигнута, а именно оценено воздействие на окружающую среду от не радиоактивных веществ методов цементирования и битумирования, которое оказалось незначительным, и даны рекомендации по приоритетному методу отверждения РАО на территории Ленинградской области.