Экологические проблемы эксплуатации АЭС


Кадмий

Основной источник загрязнения окружающей среды этим токсикантом - места захоронения никель-кадмиевых аккумуляторов. В 2004 году Европарламент и Совет Европейского союза запретили поставки на рынок аккумуляторов и батарей, которые содержат более 0,002 процента кадмия. К 2008 году планируется полностью запретить их выпуск и использование.

Это решение напрямую коснулось российских железных дорог. Традиционно на пассажирских вагонах производства ГДР в основном устанавливались импортные никель-кадмиевые аккумуляторы. Но они отслужили свой срок. В 1996 году были созданы отечественные щелочные никель-кадмиевые батареи. Сегодня они в основном используются на вагонах с системой электроснабжения 110 вольт и, по оценке изготовителей, надежные и долговечные. Их технические характеристики намного превосходят импортные. Однако и они далеки от совершенства. По экспертному заключению Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожной гигиены (ВНИИЖГ), данные аккумуляторы содержат вредные вещества 1-го, 2-го и 4-го классов опасности, обладающие токсическими и канцерогенными свойствами. В сливе электролита, с которым непосредственно контактируют аккумуляторщики в депо, выявлены превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ от 2 до 13 раз.

Напомним, что кадмий даже в малых дозах опасен для здоровья. Те, кто отравился, обычно жалуются на быструю утомляемость, одышку, а при работе со смесями для никель-кадмиевых аккумуляторов начинаются аллергия, экземы, нарушается работа сердечной мышцы. Смертность от рака превышает средние показатели.

В 1994 году московское правительство приняло правила приема производственных сточных вод, где определено, что уровень кадмия в городской канализации не должен превышать 0,01 миллиграмма на один грамм сточной воды. Для сравнения: содержание свинца может быть в 10 раз больше.

Запрещается сливать отработанные смеси с никель-кадмиевых аккумуляторов в канализацию. Электроды после выработки их ресурса из-за высокой токсичности кадмиевых соединений требуют переработки, провести которую можно только на специализированных заводах. Но даже самая тщательная переработка удаляет только треть примесей кадмия. Котел-утилизатор ТКУ-6 рассчитан на работу с газотурбинным двигателем НК-37 Самарского научно-технического комплекса им. Н.Д. Кузнецова. Котел состоит из следующих основных узлов: блоков пароперегревателя, испарителя, водяного экономайзера, газового подогревателя, шумоглушителя, барабана, шибера дождевой заслонки, предотвращающей попадание атмосферных осадков из дымовой трубы в котел. Циркуляция в испарительном контуре – принудительная. Котел введен в эксплуатацию на Безымянской ТЭЦ (г. Самара).

Проблема использования на железных дорогах тех или иных видов аккумуляторов до сих пор не решена. Одни отстаивают кислотные, другие - щелочные с никель-кадмиевыми электродами. Так какие из них экономичнее и безопаснее?

В 1996 году ОАО "Завод АИТ" разработал новые никель-кадмиевые аккумуляторы, не уступающие зарубежным аналогам, и выпускает их более 1 тысячи в год. Свыше 2 тысяч уже установили на вагонах и локомотивах РЖД.

Еще два года назад РЖД начали принимать меры по применению менее экологически опасных источников питания. Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта совместно с ЗАО "ТрансЭнерго" разработал и изготовил энергоемкие свинцово-кислотные аккумуляторные батареи панцирного типа, которые прошли стендовые и эксплуатационные испытания. На сегодняшний день они установлены в пятистах пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха и двухстах магистральных локомотивах.

Результаты проведенной в 2004 - 2005 годах подконтрольной эксплуатации этих батарей подтвердили их надежность в различных климатических зонах. Широкое использование кислотных аккумуляторов взамен щелочных аналогов повысит экологическую безопасность железнодорожного транспорта.

В ходе изучения воздействия кадмия на здоровье в России были проведены исследования уровня загрязнения кадмием окружающей среде, а также уровни содержания кадмия в моче и волосах жителей трех российских городов: Владикавказа, Курска и Дулиево Московской области [12]. Источниками загрязнения кадмием были фабрика по производству щелочных аккумуляторных батарей в Курске, металлургический комбинат во Владикавказе и производство кадмийсодержащих красителей в Дулиево.

Среди исследуемых групп населения были рабочие трех комбинатов, женщины от 27 до 70 лет и дети от 5 до 7 лет, проживающие непосредственно около этих производств, а также контрольная группа людей, не подверженных загрязнению кадмием. Всего было исследовано 150 рабочих, 153 взрослых и 430 детей. В контрольную группу вошли женщины в возрасте от 27 до 70 лет и дети от 5 до лет.

В результате исследования было показано, что с увеличением концентрации кадмия в воздухе на рабочем месте по сравнению с предельно допустимой концентрацией в 10 мг/м3, уровни кадмия в волосах и моче рабочих возрастали. Практически во всех образцах мочи уровни кадмия были выше 14 мг/л, что может привести к почечной дисфункции.

Важно отметить, что во всех точках отбора проб концентрация кадмия в воздухе не превышала ПДК. Уровень кадмия в почве непосредственно около источника выброса была существенно выше базового уровня в 1 мг/кг. Вблизи источников выброса значительное количество кадмия поглощалось растениями и другими источниками питания (около 75% по сохранению с 30% вдали от источника выброса). Уровень кадмия в питьевой воде не превышал нормы в 1 мг/л. В моче и волосах детей и взрослых, проживающих вблизи источников выброса уровни кадмия превышали ПДК. Уровень кадмия в 9 мг/л  считается критичным для работников производства, подвергающихся воздействию кадмия. [13].

Во Владикавказе была просчитана суточная доза потребления кадмия человеком с воздухом, питьевой водой и продуктами питания. Население города потребляет в основном продукцию местного производства, некоторые виды которой содержали уровни кадмия выше ПДК. В результате суточная доза кадмия составляла 0.113 мг. Уровни содержания кадмия просчитаны для фруктов, мяса и молочных продуктов. В некоторых продуктах (хлеб, мясо, картофель, молочные продукты) уровни кадмия превышали гигиенические нормы в 0.06 мг.

Таблица.

СОДЕРЖАНИЕ КАДМИЯ В ПРОДУКТАХ И СУТОЧНОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КАДМИЯ

Продукты Суточная доза (г) Содержание кадмия (мг)

хлеб  300 0.012

мясо 200 0.029

рыба 60 0.006

молочные 500 0.017

продукты

картофель  300 0.038

овощи 450 0.014

фрукты 200 0.006

Всего 0.113

По такой схеме строятся КЭС без промежуточного перегрева и почти все ТЭЦ на докритические начальные параметры пара. По уровню начального давления различают ТЭС докритического давления, сверхкритического давления (СКД) и суперсверхкритических параметров (ССКП).
Природоохранные технологии на АЭС