Теплоэлектростанции (ТЭС) - основные потребители природного угля. Для производства 1 МВт электроэнергии в год необходимо сжечь примерно 3 · 103 т угля (Источники и действие ионизирующей радиации, 1978). Обычная зольность угля составляет 5 - 10%. Следовательно, при выработке 1 МВт/год электроэнергии должно в среднем образоваться 300 т твердых отходов. Если учесть, что годовое потребление угля в мире приближается к 3 млрд т, то получается достаточно внушительная масса отходов. Основная часть шлаков и золы, образующихся при сжигании угля, поступает в золоотвалы. Однако некоторая доля аэрозольных частиц так называемой летучей золы проходит сквозь золоулавливающие фильтры и выбрасывается в атмосферу. Проектная эффективность очистки на большей части современных отечественных ТЭС равна 98,5%, что соответствует среднему выбросу в атмосферу 4,5 т аэрозольных частиц на 2 МВт/год. Реально эта цифра может быть существенно выше.
При сгорании угля за счет удаления летучих соединений происходит концентрирование элементов в золоотвалах в зависимости от летучести их оксидов. Слаболетучие будут практически полностью накапливаться в твердых отходах, более летучие - удаляться в атмосферу и при охлаждении конденсироваться на аэрозолях либо образовывать самостоятельные аэрозольные частицы. По экспериментальным данным, полученным нами для одной из ТЭС, работающей на буром угле, степень обогащения золы относительно исходного угля составляла: для урана - 1,2 раза, для тория - 2,2, для радия - около 5 раз.
Таким образом, потенциально возможны два пути загрязнения: за счет аэрозольных выпадений и в результате утилизации золоотвалов.
229
Сравнительно небольшие активности твердых отходов теплоэлектростанций слабо отличаются от активности природных почв. Однако, учитывая большие объемы этих отходов и иные, чем в почвах, формы нахождения радионуклидов, можно ожидать со временем повышения радиационного фона. Растворимость угольной золы в 1 н. НС1, характеризующая биологическую доступность радионуклидов, достигает 40%. Расчеты загрязнения естественными радионуклидами (ЕРН) окружающей среды для типовой ТЭС приведены в табл. 9.3. Расчеты проведены исходя из времени работы ТЭС в течение 20 лет.
Таблица 9.3
Выбросы ЕРН, их накопление на почве и содержание в атмосфере
в районе расположения номинальной ТЭС мощностью 1 ГВт (эл.)
(по Бабаеву, Демину, Ильину и др., 1984)
| Параметр |
226Ra |
228Ra |
210Pb |
210Po |
232Th |
40K |
| Годовой выброс, Ки |
0,53 |
0,3 |
2,2 |
2,0 |
0,53 |
5,3 |
| Накопление на почве, Ки |
10,5 |
2,5 |
31 |
19,0 |
- |
105 |
| Плотность загрязнения территории, мКи/км2 |
10,5 |
2,5 |
31 |
19,0 |
- |
105 |
| Концентрация в воздухе, 10-8 Ки/л |
1,7 |
1,1 |
4,0 |
3,9 |
1,7 |
- |
Экспериментальные данные, полученные для районов вокруг сравнительно старых ТЭС с несовременной системой газоочистки, показывают, что в 150 км от промышленного центра содержание радионуклидов на поверхности ледника возросло в 50 раз (Источники и действие..., 1978). Для упомянутой выше буроугольной Назаровской ТЭС, проработавшей 20 лет, концентрация радионуклидов на поверхности почв всего в 1,5 - 3,0 раза превышала фоновые значения в радиусе около 5 - 10 км (см. гл. 5).
Во многих странах, например в Польше, используют золу бурых и каменных углей для известкования и улучшения структуры пахотных почв. Одновременно золу рассматривают и как удобрение. Золы каменных и бурых углей используют для производства цемента, кирпича и других строительных материалов. Во всех случаях, особенно при использовании в сельском хозяйстве, необходимо оценивать радиационные свойства утилизируемых отходов ТЭС (Таусон, 1985).
230
