Полигоны  для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения не утилизируемых отходов. Количество и мощность полигонов для каждого региона обосновывается технико-экономическими расчетами. 
 

4. Торговля  токсичными отходами.

     С каждым годом мировая индустрия  выпускает все более эффективные, но потенциальные опасные химикаты, в результате утилизации которых некоторые страны исподволь превращаются в огромные свалки ядовитых отходов.

     Проблема  токсичных отходов во весь голос  заявила о себе в начале мусоросжигательный завод в Элсмир-Порт на северо-западе Англии 1970-х гг., когда в американском городке Лав-Канал близ Ниагара-Фолс по неведомой причине участились случаи раковых заболеваний и врожденных пороков развития.

     Виновник  беды вскоре был найден. Как оказалось, жилые дома и школа стояли на месте  старой свалки, где в 1940-х гг. компания "Хукер Кемиклз" захоронила стальные бочки с различными химикатами, в  том числе с диоксином и другими опасными пестицидами.

     В 1953г. место складирования засыпали землей, сверху уложили слой глины  и начали строить жилые дома. Однако к началу 1970-х бочки проржавели, а их ядовитое содержимое просочилось в почву и подземные воды, загрязняя землю и воздух. Резкий рост заболеваемости не заставил себя долго ждать.

     В 1978г. весь район объявили зоной бедствия, а его жителей - около 1000 семей - отселили в другие места. После этой и ряда аналогичных экологических катастроф во многих странах были созданы государственные организации, контролирующие производство, использование и утилизацию токсичных материалов.

     Утилизацией отходов в США занимаются свыше 30 тысяч полигонов и перерабатывающих предприятий. Некоторые из них принадлежат  производителям ядовитых веществ, но большую часть эксплуатируют специальные компании, которым производители платят за утилизацию отходов.

     Как же поступают с отходами компании-утилизаторы  и за что им платят такие большие деньги?

     Один  из способов - складирование герметичных  контейнеров в особых хранилищах, обнесенных стенами, залитых бетоном, засыпанных слоем глины, изолированных пластиком или другими материалами.

     Предполагается, что с течением времени ядовитые компоненты подвергнутся естественному разложению либо люди изобретут новые технологии их обезвреживания. И все же многие могильники остаются, по сути, химическими бомбами с часовым механизмом.

     Разлагаясь  и разъедая стенки контейнеров, токсичные  отходы смешиваются с почвой, подземными и дождевыми водами. Операторы некоторых полигонов откачивают эту жуткую химическую жижу и очищают стоки от ядов. Не меньшую проблему представляют образующиеся при разложении органики горючие газы, например метан, скопления которых взрывоопасны. Для их отвода и последующей утилизации в толщу отходов закладывают специальные трубопроводы.

     Некоторые компании-утилизаторы с немалой  выгодой используют эти газы как  топливо для выработки дешевой  электроэнергии.

     Еще один вариант - сброс отходов в  море - сопряжен с большим риском, поскольку попавшая в воду отрава вскоре проникает в пищевые цепочки и уничтожает все живое. Однако положить конец нелегальному сбросу отходов крайне трудно. Власти многих стран не могут держать под неусыпным надзором все суда или хотя бы проверять, что каждый смертоносный груз прибыл в порт назначения, а не "потерялся" в море.

     Отдельные категории токсичных отходов  сжигают, хотя опасные химические соединения могут попасть в атмосферу с дымом или оставаться в золе. Применяется также химическая переработка с целью разложения или нейтрализации токсинов путем их соединения с другими субстанциями. Это стоит больших денег и зачастую приводит к образованию столь же опасных побочных продуктов.

     Торговля  токсичными отходами имеет ряд преимуществ. Вместо того, чтобы накапливать ядовитый мусор или избавляться от него небезопасными и незаконными путями, производители и пользователи передают их лицензированным специалистам, которые предположительно сделают все как надо. Профессиональные утилизаторы проводят собственные научные разработки новых методов обезвреживания отходов. В конечном счете люди, живая природа и окружающая среда гораздо меньше страдают от загрязнений.

     Но  есть и обратная сторона медали. Отходы приходится перевозить к месту  утилизации, причем иногда за тридевять  земель. Многие выступают против таких  перевозок по соседству со своим  жильем, небезосновательно опасаясь аварий.

     То  и дело вспыхивают громкие скандалы. В свое время швейцарский город  Цюрих отправлял золу из своих  мусоросжигателей (с ядовитыми компонентами) в бывшую ГДР, где ее хоронили в старых шахтах.

     Признанными лидерами в области переработки  и складирования токсичных отходов являются британские компании.

2. Радиоактивные отходы.

2.1. Происхождение и классификация радиоактивных отходов.

     Происхождение радиоактивных отходов.

     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. В категорию «РАО» может быть включено также отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), если оно не подлежит последующей переработке с целью извлечения из него компонентов и после соответствующей выдержки направляется на захоронение. РАО 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. За 1 год работы большого энергетического реактора (при загрузке 100 т ядерного топлива c 5% урана-235) вырабатывается 10% (0.5 т) делящегося вещества и производится примерно 0.5 т осколочных элементов. В масштабах страны ежегодно только на энергетических реакторах АЭС вырабатывается 100 т осколочных элементов.

     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. Растворы радиоактивных отходов высокой удельной активности по составу представляют собой смеси азотнокислых солей с концентрацией азотной кислоты до 2,8 моль/литр, в них присутствуют добавки HF (до 0,06 моль/литр) и H₂SO₄ (до 0.1 моль/литр). Общее содержание солей конструкционных элементов и радионуклидов в растворах составляет приблизительно 10 мас%. Трансурановые элементы образуются в результате реакции нейтронного захвата. В ядерных реакторах топливо (обогащенный природный уран) в виде таблеток UO₂ помещается в трубки из циркониевой стали (тепловыделяющий элемент - ТВЭЛ). Эти трубки располагаются в активной зоне реактора, между ними помещаются блоки замедлителя (графита), регулирующие стрежни (кадмиевые) и трубки охлаждения, по которым циркулирует теплоноситель - чаще всего, вода. Одна загрузка ТВЭЛов работает примерно 1-2 года.

     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.

     При использовании радиоактивных материалов в медицинских и других научно-исследовательских учреждениях образуется значительно меньшее количество РАО, чем в атомной отрасли промышленности и военно-промышленном комплексе - это несколько десятков кубических метров отходов в год. Однако применение радиоактивных материалов расширяется, а вместе с ним возрастает объем отходов.

     Классификация радиоактивных отходов.

     РАО классифицируют по различным признакам (рис. 3): по агрегатному состоянию, по составу (виду) излучения, по времени жизни (периоду полураспада Т_1/2), по удельной активности (интенсивности излучения). Однако, у используемой в России классификации РАО по удельной (объемной) активности есть свои недостатки и положительные стороны. К недостаткам можно отнести то, что в ней не учитывается период полураспада, радионуклидный и физико-химический состав отходов, а также наличие в них плутония и трансурановых элементов, хранение которых требует специальных жестких мер. Положительной стороной является то, что на всех этапах обращения с РАО включая хранение и захоронение главной задачей является предотвращение загрязнения окружающей среды и переоблучения населения, и разделение РАО в зависимости от уровня удельной (объемной) активности именно и определяется степенью их воздействия на окружающую среду и человека. На меру радиационной опасности влияет вид и энергия излучения (альфа-, бета-, гамма – излучатели), а также наличие химически токсичных соединений в отходах. Продолжительность изоляции от окружающей среды среднеактивных отходов составляет 100-300 лет, высокоактивных – 1000 и более лет, для плутония – десятки тысяч лет. Важно отметить, что РАО делятся в зависимости от периода полураспада радиоактивных элементов: на короткоживущие период полураспада меньше года; среднеживущие от года до ста лет и долгоживущие более ста лет. 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис.3. Классификация радиоактивных отходов.

     Среди РАО наиболее распространенными  по агрегатному состоянию считаются  жидкие и твердые. Для классификации жидких  РАО был использован параметр удельной (объемной) активности таблица 1. Жидкими РАО считаются жидкости, в которых допустимая концентрация радионуклидов превышает концентрацию установленную для воды открытых водоемов.  Ежегодно на АЭС образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В основном большинство ЖРО просто сливается в открытые водоемы, так как их радиоактивность считается безопасной для окружающей среды. Жидкие РАО образуются также на радиохимических предприятиях и исследовательских центрах.  

     Таблица 1. Классификация  жидких радиоактивных  отходов.

     Из  всех видов РАО жидкие наиболее распространены, так как в растворы переводят как вещество конструкционных материалов (нержавеющих сталей, циркониевых оболочек ТВЭЛов и т.п.), так и технологические элементы (соли щелочных металлов и др.). Большая часть жидких РАО образуется за счет атомной энергетики. Отработавшие свой ресурс ТВЭЛы, объединенные в единые конструкции - тепловыделяющие сборки, аккуратно извлекают и выдерживают в воде в специальных бассейнах-отстойниках для снижения активности за счет распада короткоживущих изотопов. За три года активность снижается примерно в тысячу раз. Затем ТВЭЛы отправляют на радиохимические заводы, где их измельчают механическими ножницами и растворяют в горячей 6-нормальной азотной кислоте. Образуется 10% раствор жидких высокоактивных отходов. Таких отходов производится порядка 1000 т в год по всей России (20 цистерн по 50 т.).

     Для твердых РАО был использован вид доминирующего излучения и мощности экспозиционной дозы непосредственно на поверхности отходов таблица 2.