Научная статья на тему 'Радиационная обстановка в районах расположения угольных ТЭС России'

Радиационная обстановка в районах расположения угольных ТЭС России Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
1009
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УГОЛЬ / ЕСТЕСТВЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ / УРАН / ЗОЛА / ШЛАК / ВЫБРОСЫ / РАДИОАКТИВНОСТЬ / УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ / ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ / УГОЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ / COAL / NATURALLY OCCURRING RADIOACTIVE MATERIAL / URANIUM / ASH / SLAG / EMISSIONS / RADIOACTIVITY / SPECIFIC ACTIVITY / THERMAL POWER PLANTS / COAL DEPOSITS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Сидорова Галина Петровна, Крылов Дмитрий Алексеевич, Овчаренко Наталья Валерьевна

Приведен анализ опубликованных в литературных источниках и собственных результатов исследований радиационных выбросов от угольных ТЭС, использующих угли различных месторождений. Отмечается, что в большей части угольных месторождений России содержание естественных радионуклидов в углях не превышают кларковых, но в некоторых пластах на месторождениях их содержание превышено в несколько раз. Уголь таких месторождений используется на ТЭС, золошлаковые отходы, образующиеся при сжигании углей, обогащены естественными радионуклидами. Золошлаковые отходы ТЭС занимают огромные территории, неся дополнительную радиационную нагрузку на близлежащие территории. Выбрасываемая в атмосферу из труб ТЭС летучая зола оказывает влияние на формирование радиационной обстановки в районах расположения ТЭС и является источником радиоактивного загрязнения окружающей среды и облучения людей. Делаются выводы, что одной из главных причин больших выбросов летучей золы от ТЭС со значительным количеством радионуклидов в России, следует считать использование низкокачественных энергетических углей. Для достижения целей развития современной электроэнергетики, связанных с минимальными выбросами золы в атмосферу и небольшим выходом золошлаковых отходов, необходимо добиваться поставки на ТЭС обогащенных углей с зольностью, уровень которой отвечал бы мировым стандартам (5...15 %). Еще один барьер на пути развития экологически эффективной угольной генерации заключается в низком уровне утилизации золошлаковых отходов ТЭС. В заключение говорится, что в России угольная продукция по радиационно-экологической безопасности не нормируется. Отсутствуют и методики отработки и управления качеством углей по радиационным параметрам, что приводит к их бесконтрольному сжиганию. Для снижения облучения персонала и населения, проживающего в районах расположения угольных ТЭС, необходимо организовать тщательный контроль как за содержанием ЕРН в энергетических углях, так и за продуктами их сжигания, выбрасываемых в окружающую среду. Решение проблем радиоактивности углей в РФ требует централизованного подхода и создания соответствующей нормативной базы

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Сидорова Галина Петровна, Крылов Дмитрий Алексеевич, Овчаренко Наталья Валерьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RADIATION SITUATION IN THE REGIONS WHERE THE COAL-FIRED THERMAL POWER STATIONS OF RUSSIA ARE LOCATED

The article presents the analysis of the published literature data and own results of investigations of radiation emissions from coal-fired power plants using coals of various fields. At the most coal deposits of Russia the content of naturally occurring radioactive material in coal does not exceed bulk earth values, but in some coal beds of the deposits, their content is exceeded several times. Coal from these deposits is used at thermal power stations, ash and slag waste from the combustion of coal are enriched with natural radionuclide. Ash and slag waste from thermal power stations occupy huge areas, bearing additional radiation stress on nearby areas. The fly ash emitted into the atmosphere from the pipes of thermal power stations has an effect on the formation of the radiation situation in the regions, where the thermal power station is located and is a source of radioactive contamination of the environment and exposure of people. One of the main reasons for the large emissions of fly ash from thermal power plant with a significant amount of radionuclides in Russia is the use of low-quality energy coals. In order to achieve the goals of the modern electric power industry development, connected with the minimum fly ash emissions into the atmosphere and small output of ash and slag wastes, it is necessary to achieve the supply of enriched coals with ash, the level of which would meet the world standards (5.15 %), to the thermal power stations. Another barrier to the development of environmentally efficient coal-fired power generation is the low level of utilization of ash and slag wastes from thermal power stations. In Russia, coal products for radiation and environmental safety are not standardized. There are also no methods for testing and controlling the quality of coal by radiation parameters, which leads to their uncontrolled combustion. To reduce exposure of personnel and population living in the areas adjacent to coal-fired power plants, it is necessary to organize a thorough control both over the contents of natural radionuclides in power coals and products of combustion, emitted into the environment. Solving the problems of radioactivity of coals in our country requires a centralized approach and creation of an appropriate regulatory framework

Текст научной работы на тему «Радиационная обстановка в районах расположения угольных ТЭС России»

УДК 622.332.621.039.7

DOI: 10.21209/2227-9245-2017-23-5-36-44

РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА В РАЙОНАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ТЭС РОССИИ

RADIATION SITUATION IN THE REGIONS WHERE THE COAL-FIRED THERMAL POWER STATIONS OF RUSSIA ARE LOCATED

Г. П. Сидорова,

Д. Л. Крылов,

Забайкальский государственный национальный исследовательский

университет, г. Чита druja@inbox.ru

центр «Курчатовский институт», г. Москва krylova. vep@yandex.ru

G. Sidorova, D. Krylov,

Transbaikal State University, Chita SRC «Kurchatov Institute», Moscow

H. В. Овчаренко,

Забайкальский государственный университет, г. Чита

N. Ovcharenko,

Transbaikal State University, Chita

Приведен анализ опубликованных в литературных источниках и собственных результатов исследований радиационных выбросов от угольных ТЭС, использующих угли различных месторождений.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Отмечается, что в большей части угольных месторождений России содержание естественных радионуклидов в углях не превышают кларковых, но в некоторых пластах на месторождениях их содержание превышено в несколько раз. Уголь таких месторождений используется на ТЭС, золошлаковые отходы, образующиеся при сжигании углей, обогащены естественными радионуклидами. Золошлаковые отходы ТЭС занимают огромные территории, неся дополнительную радиационную нагрузку на близлежащие территории. Выбрасываемая в атмосферу из труб ТЭС летучая зола оказывает влияние на формирование радиационной обстановки в районах расположения ТЭС и является источником радиоактивного загрязнения окружающей среды и облучения людей.

Делаются выводы, что одной из главных причин больших выбросов летучей золы от ТЭС со значительным количеством радионуклидов в России, следует считать использование низкокачественных энергетических углей. Для достижения целей развития современной электроэнергетики, связанных с минимальными выбросами золы в атмосферу и небольшим выходом золошлаковых отходов, необходимо добиваться поставки на ТЭС обогащенных углей с зольностью, уровень которой отвечал бы мировым стандартам (5.. .15 %). Еще один барьер на пути развития экологически эффективной угольной генерации заключается в низком уровне утилизации золошлаковых отходов ТЭС.

В заключение говорится, что в России угольная продукция по радиационно-экологической безопасности не нормируется. Отсутствуют и методики отработки и управления качеством углей по радиационным параметрам, что приводит к их бесконтрольному сжиганию. Для снижения облучения персонала и населения, проживающего в районах расположения угольных ТЭС, необходимо организовать тщательный контроль как за содержанием ЕРН в энергетических углях, так и за продуктами их сжигания, выбрасываемых в окружающую среду. Решение проблем радиоактивности углей в РФ требует централизованного подхода и создания соответствующей нормативной базы

Ключевые слова: уголь; естественные радионуклиды; уран; зола; шлак; выбросы; радиоактивность; удельная активность; тепловые электрические станции; угольные месторождения

©Г. П. Сидорова, Д. Л. Крылов, H. В. Овчаренко, 2017

The article presents the analysis of the published literature data and own results of investigations of radiation emissions from coal-fired power plants using coals of various fields.

At the most coal deposits of Russia the content of naturally occurring radioactive material in coal does not exceed bulk earth values, but in some coal beds of the deposits, their content is exceeded several times. Coal from these deposits is used at thermal power stations, ash and slag waste from the combustion of coal are enriched with natural radionuclide. Ash and slag waste from thermal power stations occupy huge areas, bearing additional radiation stress on nearby areas. The fly ash emitted into the atmosphere from the pipes of thermal power stations has an effect on the formation of the radiation situation in the regions, where the thermal power station is located and is a source of radioactive contamination of the environment and exposure of people.

One of the main reasons for the large emissions of fly ash from thermal power plant with a significant amount of radionuclides in Russia is the use of low-quality energy coals. In order to achieve the goals of the modern electric power industry development, connected with the minimum fly ash emissions into the atmosphere and small output of ash and slag wastes, it is necessary to achieve the supply of enriched coals with ash, the level of which would meet the world standards (5.. .15 %), to the thermal power stations. Another barrier to the development of environmentally efficient coal-fired power generation is the low level of utilization of ash and slag wastes from thermal power stations.

In Russia, coal products for radiation and environmental safety are not standardized. There are also no methods for testing and controlling the quality of coal by radiation parameters, which leads to their uncontrolled combustion. To reduce exposure of personnel and population living in the areas adjacent to coal-fired power plants, it is necessary to organize a thorough control both over the contents of natural radionuclides in power coals and products of combustion, emitted into the environment. Solving the problems of radioactivity of coals in our country requires a centralized approach and creation of an appropriate regulatory framework

Key words: coal; naturally occurring radioactive material; uranium; ash; slag; emissions; radioactivity; specific activity; thermal power plants; coal deposits

ведение. Угли, потребляемые на российских ТЭС, отличаются значительным разнообразием сортов и марок. Объемы поставок угля на тепловые станции в 2006—2014 гг. составляли 115.. .140 млн т в год. Около 60 % суммарного ежегодного объема поставок угольного топлива на ТЭС России составляют экибастузские, кузнецкие и канско-ачинские угли. Доли иркутского — 8 %, читинского — 5 %, донецкого, приморского и бикинского углей составили по 3 %; печорского и нерюнгинского — по 2 %. На все прочие угли приходилось 14 % от общего объема поставок углей на ТЭС [8].

Российские ТЭС являются крупнейшими потребителями низкокачественных, необогащенных углей (около 90 % суммарного ежегодного объема потребления). Среднее значение низшей теплотворной способности угольного топлива по всем ТЭС России, составляет 4000.4200 ккал/кг [8].

Поставка на ТЭС низкокачественного угля происходит по причине технических ограничений основного и вспомогательного оборудования российских тепловых станций по сжиганию качественных углей.

Действующие ТЭС не нуждаются в высококачественном угле, так как они спроектированы и построены в расчете на сжигание низкокачественного угля конкретных месторождений. Потребность в высококачественном угле могла бы возникнуть при внедрении современных угольных ТЭС, основанных на «чистых» угольных технологиях, которые пока в нашей энергетике отсутствуют.

В России в настоящее время эксплуатируются 124 угольные ТЭС суммарной мощностью 57,9 ГВт. Средний срок службы существующих угольных ТЭС составляет около 50 лет [8].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В отличие от России в экономически развитых странах при производстве электроэнергии используют только качественные стандартизованные угли с низкой зольностью. Это позволяет использовать на ТЭС типовые конструкции оборудования, горелок и топок, упрощает и удешевляет проекты и эксплуатацию. Для соответствия стандартам некоторые угли обогащают на месте добычи. Стандартизация топлива по влажности, содержанию серы, азота, золы

позволяет решить не только проблему «про- В качестве примера в табл. 1 пред-

ектного топлива», но и экологические про- ставлена принятая в США классификация блемы, связанные, в частности, с повышен- углей по сортам. ной зольностью углей.

Таблица 1/Table 1

Классификация углей США по сортности/Classification of the United States coal by grade, % [1]

Сорт угля/Varietv of coal Зольность/Ash content Сера/Sulfur

Высокий 2...5 1

Средний 5...8 1.3

Низкий 8.12 3.5

Сопоставляя с данной классификацией отечественные угли, можно отметить, что за исключением канско-ачинских, все остальные угли имеют показатели по зольности выше, чем в углях низкого сорта по классификации США. Канско-ачинский уголь по данной классификации можно отнести к углям среднего сорта.

Результаты проведенных исследований. Уголь всегда содержит природные радиоактивные вещества уранового и актиноуранового рядов (238и и продукты его распада 234и, 22^а, 22^, 210РЬ, 210Ро и т.д.); 235и и продукты его распада 21^п и т.д.), ториевого ряда (232^ и продукты его распада 22(^п, 216Ро), а также долгожи-вущий радиоактивный изотоп 40К. Уран является наиболее изученным из группы естественных радионуклидов (ЕРН) в углях.

Остальные радиоактивные элементы изучены слабо и только на отдельных угольных месторождениях.

По данным известного российского геохимика Я. Э. Юдовича кларковое (среднее) содержание урана в бурых углях составляет — 2,7±0,3 г/т, в каменных углях 1,9 ± 0,1 г/т; содержание тория для бурых углей — 3,8 ±0,2 г/т, каменных — 3,1 ±0,1 г/т. Таким образом, бурые угли обогащены ураном и торием больше, чем каменные угли [18].

Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах в мире различается в сотни и тысячи раз.

В табл. 2 из монографии С. И. Арбузова и др. приведена информация по содержанию урана и тория в углях некоторых угольных месторождений мира.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 2/Table 2 Содержание урана и тория в углях некоторых месторождений мира, г/т /The content of uranium and thorium in coals of some fields in the world, g/t [2]

Объект исследования/ The object of study Уран/Uranium Торий/Thorium Источник информации/ Source of information

Турция, бурые угли/ Turkey, brown coals 0,21.64 0,29.8,5 Bouska a.e, 1994

Австралия, бурые угли/ Australia, brown coals 0,04.4,3 0,4.17 Bouska a.e, 1994

Канада, каменные угли/ Canada, Coals 0,07.7,5 0,3.11 Van der Flier e.a. 1985

Испания, лигниты/ Spain, lignites до 298 Martin e.a., 1970

Испания, суббитуминозные угли/Spain, sub-bituminous coals 6,1 5,6 Querol a.e. 1995

США, месторождения Среднего Запада/ USA, Midwest deposits 1,06.40,4 0,89.2,05 D.R, Provance a.e., 1990

США, восточная часть/ USA, eastern part 1,5 4,4 Ruch a.e., 1976

США, бассейн Вермон-Крик/United States, Vermont Creek basin 9.20 Leventhal a.e., 1987

Приведенные данные показывают, что высокие содержания урана зафиксированы: в бурых углях Турции — до 64 г/т, углях Среднего Запада США — 40,4 г/т и лигни-тах Испании — до 298 г/т.

Высокие содержания тория отмечены в бурых углях Австралии — 17 г/т и в каменных углях Канады — 11 г/т. Угли, содержащие уран в концентрациях на один два порядка выше кларка, известны в России, Франции, Канаде, США и других странах.

По оценкам специалистов, содержание урана в углях в большей части угольных месторождений России не превышает кларко-вого, но имеются месторождения, в которых оно превышено в несколько раз.

В процессе эксплуатации угольных месторождений на дневную поверхность поступает большое количество угля и углевме-щающих пород, содержащих в тех или иных количествах радиоактивные элементы. В процессе использования угля на ТЭС радиоактивные элементы переходят в золо-шлакоотвалы (далее — ЗШО) и в летучую золу, выбрасываемую из труб ТЭС, загрязняя при этом почву, воду и атмосферу.

Исследования, проведенные в последние годы, показали, что вокруг ТЭС и котельных накапливаются большие объемы золы и шлаков, содержащих естественные радионуклиды, а при неудовлетворительной очистке дымовых газов — продуктов горения угля, образуются многокилометровые шлейфы загрязнения поверхности земли, обусловленные выпадением летучей

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

золы, содержащей высокие концентрации радиоактивных элементов.

По данным американского ученого Р. Родса, мировой суммарный выброс урана и тория в результате сжигания угля составляет около 37 300 т ежегодно [13].

Количество радионуклидов, выходя -щих в атмосферу при сжигании угля, зависит от концентрации их в угле, метода сжигания угля на ТЭС, а также от эффективности улавливания летучей золы.

Тем не менее, согласно ст. 2.1 Директивы 1РРС, / 2008—Европейского Союза - ИНТЕГРИРОВАННОЕ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ И КОНТРОЛЬ НАД ЗАГРЯЗНЕНИЕМ /, — естественные радиоактивные вещества не являются предметом Директивы и выбросы радиоактивных веществ, присутствующих в большинстве типов органического топлива, не рассматриваются как ключевая экологическая проблема. В ней отмечается, что после сгорания каменного угля, бурого угля или торфа большинство радиоактивных веществ остается в золе, и даже приводится количественная оценка — в золе остается более 90 % радиоактивности угля [12]. Публикуемые в последнее время результаты исследований в данном направлении ученых разных стран ставят под сомнение корректность этой количественной оценки радиоактивности в золе.

В табл. 3 представлены данные из многочисленных источников по диапазонам удельной радиоактивности в углях разных сортов и продуктах их сжигания [2].

Таблица 3/Table 3

Концентрации радионуклидов в углях, шлаках и летучей золе ТЭС, Бк/кг/ Concentrations of radionuclides in coals, slags and fly ash of thermal power plants, Bq/kg

Изоюп/Isotope Уголь/Coal Шлак/Slag Летучая зола/Fly ash

238y 9...31 56.185 70.370

226Ra 7.25 20.166 85.281

232Th 9.19 59 81.174

40K 26.130 230.962 233.740

234U 19 92 160

228Th 1.20 56.81 15.130

210 Pb 10.26 21.185 52.1813

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

210 Po 41 13.185 196.466

Слаболетучие соединения накапливаются в золе и шлаке, а более летучие — перемещаются с дымовыми газами. По мере охлаждения последние либо будут образовывать собственные аэрозольные частицы, либо конденсироваться на других аэрозолях и частично удаляться в атмосферу в виде летучей золы, либо в виде самостоятельной газовой фазы. Данные исследований, приведенные в литературных источниках, показывают, что удельная радиоактивность летучей золы возрастает с уменьшением размеров частиц золы. Поэтому выбрасываемая летучая зола (имеющая меньшие размеры частиц, по сравнению с более крупными частицами, уловленным природоохранным оборудованием на ТЭС) имеет большую радиоактивность, чем зола, уловленная фильтрами ТЭС.

Содержание урана и тория в летучей золе обычно увеличивается в 3...4 раза по отношению к исходному топливу, но в некоторых случаях наблюдается и 10-кратное увеличение.

Частицы летучей золы очень малы по своим размерам, они могут долго находиться в воздухе. Люди, которые дышат таким воздухом, подвергаются дополнительному риску для здоровья, учитывая повышенную радиоактивность малых частиц летучей золы.

В бурых окисленных углях в Кемеровской области в пласте «Итатский» выявлено повышенное содержание урана — 139 г/т,

а в золошлаковом материале (ЗШМ), образующемся при сжигании такого угля, содержание урана составляет 902,6 г/т, в пересчете на UO2 — 1023,9 г/т [10]. Такой ЗШМ с концентрацией в нем урана 902,6 г/т (что соответствует содержанию урана 0,09 % в 1 т ЗШМ) по мировой классификации относится к рядовым урановым рудам (с диапазоном содержания урана 0,05...0,1 %).

С. И. Арбузовым и др. отмечается, что, если «.даже наиболее высокорадиоактивные угли представляют собой только забалансовую руду, то их зола может быть потенциально крупным источником низкосортного уранового сырья» [3].

В Китае рассматривается извлечение урана из золошлаковых отходов ТЭС. По соглашению китайской корпорации CNNC с фирмой Sparton Resorton of Canada и Пекинским исследовательским институтом исследуется возможность выщелачивания урана из угольной золы ТЭС «Сяолунтан» (на которой сжигается лигнит) с высоким содержанием урана. В ЗШО этой ТЭС содержится 1700 т урана с ежегодным прибавлением в 106 т урана. Две другие близлежащие ТЭС сжигают такой же лигнит

[14].

В табл. 4 приведены данные по среднему содержанию урана и тория в каменных и бурых углях, сжигаемых на ТЭС и в золе углей на различных ТЭС.

Таблица 4/Table 4

Среднее содержание урана и тория в каменных и бурых углях и в летучей золе ТЭС, г/т/The average content of uranium and thorium in hard and brown coals and in fly ash of

thermal power stattions, g/t [19]

Элементы Каменный уголь/Coal Бурый уголь/Brown coal

/Elements Сухое вещество/ Зола углей/ Сухое вещество /Dry Зола углей/

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Dry matter Ash of coals matter Ash of coals

Th 3,2 ± 0,1 23 ± 1 3,3 ± 0,2 19 ± 1

U 1,9 ± 0,1 15 ± 1 2,9 ± 0,3 16 ± 2

Th/U 1,7 1,5 1,1 1,2

При исследовании поведения ЕРН в расположенной на юге Красноярского процессе сжигания бурых углей Канско-А- края, на берегу р. Чулым, установлено, что чинского бассейна на Назаровской ТЭС, в золе, собранной с электрофильтров ды-

мового тракта Назаровской ТЭС, «концентрация урана оказалась повышена в 2 раза, а ТЪ — в 4 раза по сравнению с исходным углем. Основная часть и в углях связана с органическим веществом и при его сгорании, высвобождается, конденсируясь на тонкодисперсных аэрозолях, в значительной степени не улавливаемых электрофильтрами. Основная часть Т^ напротив, находится в углях в минеральной их части и остается в составе золы».

За время 20-летней работы Назаровской ТЭС произошло заметное загрязнение почв радионуклидами [16].

В золе и шлаках при сжигании на ТЭС углей Дальнего Востока: Нерюнгринского, Чегдомынского, Харанорского, Райчихин-ского, Ургальского и Лучегорского, которые имеют различные марки в зависимости от зольности и влажности углей, для разных месторождений удельная активность радионуклидов в угле колеблется: 40К — 40.171 Бк/ кг; 232^ — 4,39.37,19 Бк/кг; 226Ra — 7,85.55,75 Бк/кг [9].

В летучей золе удельная активность 40К составляет 75,0.427,2 Бк/кг; 232^ — 51,24.190,0 Бк/кг; 226Ra

— 65,8.153,3 Бк/кг. В шлаке она варьируется: 40К — 255,1.510,1 Бк/кг; 232ТЪ — 52,25.125,1 Бк/кг; 226Ra

— 81,55.165,3 Бк/кг.

Таким образом, концентрация естественных радионуклидов 40К и 22^а в золе увеличивается от 3 до 7 раз, а 232^ — от 2 до 8 раз [9].

Формы нахождения в углях урана и тория во многом определяют их поведение в процессе сжигания топлива на ТЭС, поэтому и выброс урана и тория в окружающую среду зависит не только от их содержания в исходном топливе, но и от форм нахождения этих радиоактивных элементов в углях. Радионуклиды, поступающие из дымовых труб ТЭС, попав в атмосферу, рассеиваются, образуя сложное объемное поле, в пределах которого концентрация вещества уменьшается от максимума у выхода из трубы до минимального (фоновых для данного района) значений. Результаты исследований, проведенных во многих стра-

нах, показали, что радиоактивность почв и воздуха, на территориях, прилегающих к ТЭС, в десятки раз превышает не только фоновые значения, но даже предельно допустимые значения [7]. Область превышения допустимых концентраций 232 ^ и 238 и в приземном слое воздуха охватывает территорию в несколько сот км2. По мере приближения к ТЭС эти превышения становятся все больше и вблизи электростанции превосходят нормативы для урана в десять, а для тория даже в несколько десятков раз [7]. Многое, конечно, зависит при этом от того, какой именно уголь использует конкретная ТЭС, к тому же очень многое зависит от технологии подготовки угля и технологии его сжигания.

По результатам радиоэкологических обследований, проведенных сотрудниками НИИ Физики при Ростовском госуниверситете, на Несветайской и Новочеркасской ГРЭС, работающих на углях Восточного Донбасса, показано, что удельные активности ЕРН в летучей золе превышают их средние значения в почве для 232 ТЪ — в 1,5.2,0 раза, для 22^а и 40К — в 4.5 раз, а для 238и и 210РЬ — в 10.20 раз [4].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

При изучении радиационной обстановке вокруг ТЭС главным является исследование распространения в атмосферном воздухе ЕРН, выбрасываемых с летучей золой из труб ТЭС и осаждающихся затем на земную поверхность. Большая часть выпавшей на земную поверхность золы оседает на надземной части растений и в конечном итоге попадает в почву. Кроме того, значительный вклад в радиоактивное загрязнение окружающей среды может дать эффект удержания золы и аэрозолей кронами деревьев в лесных массивах [4].

А. Г. Зеленковым в книге «Некоторые вопросы радиационной экологии», приведены данные, что во всем мире при сжигании угля на угольных ТЭС в количестве 2,6 млрд т, ожидаемая коллективная доза от всех работающих на угле электростанций составила около 2000 человек • Зв» (в книге дается ссылка на эту оценку из доклада «Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты» научного коми-

тета ООН по действию атомной радиации (НКДАР) [6].

По оценке специалистов ОАО «ВТИ» при сжигании на ТЭС березовского угля Канско-Ачинского месторождения, подмосковного и азейского углей удельная эффективная активность ЕРН (определенная по основным радиоактивным составляющим: 226Ra, 232Th и 40K) в некоторых пробах ЗШО составляет для березовского, подмосковного и азейского углей — 470; 480 и 520 Бк/кг. Эти значения превышают норматив бесконтрольного использования ЗШО в строительстве — 370 Бк/кг [5].

Опасность для окружающей среды, особенно при повышенной радиоактивности золы, может представлять и пылеунос с ЗШО [17]. Наличие ЗШО на ТЭС может приводить к техногенно-усиленному радиационному фону и, как следствие, к дополнительному облучению персонала электростанций и населения за счет поступления ЕРН в организм людей.

В настоящее время объем ЗШО российских ТЭС огромен и достигает уже 1,6 млрд т. Ежегодный выход золошлако-вых отходов составляет примерно 25 млн т, а утилизируется около 2,5 млн т/год (~10 %). Если подобная тенденция сохранится, то к 2020 г. объем накопленных ЗШО превысит 1,7 млрд т и ЗШО большого количества ТЭС будут переполнены [8].

Известно, что количество золы, выносимой с 1 га ЗШО вследствие ветровой эрозии его поверхности, может достигать нескольких сотен тонн в год, пылевое облако распространяется на несколько километров. Пыление ЗШО приводит к загрязнению почв и грунтов зоны аэрации, а в зимний период и снежного покрова — основного источника питания водотоков в период весеннего половодья.

Наличие ЗШО в современном мире говорит о технической отсталости и экономической неэффективности. Если ранее при строительстве угольных ТЭС наличие ЗШО технически объяснимо, то в XXI в. следует использовать более современные, экономически эффективные проекты модернизации теплоэнергетики.

В качестве примера можно привести следующие данные: в отличие от России в Германии в настоящее время запрещено иметь ЗШО. В США, Великобритании, Польше, Китае используется 50.70 % годового выхода золошлаковых отходов. Такому положению на европейских ТЭС способствует как существование энергетических компаний Европы в условиях жесткой конкуренции, так и четкое экологическое законодательство ЕС, которое устанавливает экологический штраф за размещение ЗШО, в среднем 100 евро за 1 т (284 евро в Чехии, 120 евро в Германии, 90 евро в Италии). Для сравнения в России этот штраф за складирование ЗШО составляет 5.16 р. за 1 т (0,1.0,3 евро/т).

Заключение. На основании анализа опубликованных в литературных источниках результатов исследований радиационных выбросов от угольных ТЭС, использующих угли различных месторождений, можно сделать выводы, что для достижения целей развития современной электроэнергетики, связанных с минимальными выбросами золы в атмосферу и небольшим выходом золошлаковых отходов, необходимо добиваться поставки на ТЭС обогащенных углей с зольностью, уровень которой отвечал бы мировым стандартам (5.15 %). Еще один барьер на пути развития экологически эффективной угольной генерации заключается в низком уровне утилизации золошлаковых отходов ТЭС.

Одной из важнейших задач является разработка и внедрение нормативной базы по регламентированию угольной продукции по радиационно-экологической безопасности. В настоящее время в России она не нормируется. Авторами не найдены и зарубежные нормативные документы, регламентирующие добычу и использование углей с повышенным содержанием ЕРН. Отсутствуют и методики отработки и управления качеством углей по радиационным параметрам, что приводит к их бесконтрольному сжиганию.

Для снижения облучения персонала и населения, проживающего в районах расположения угольных ТЭС, необходимо ор-

ганизовать постоянный мониторинг как за так и за продуктами их сжигания, выбра-содержанием ЕРН в энергетических углях, сываемых в окружающую среду.

Список литературы_

1. Алехнович А. Н. Всегда ли на ТЭС нужен высокосортный уголь // Энергетик. 2013. № 1. С. 10—13.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Анплби Л. Дж., Девел Л., Мишра Ю. К. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля: пер. с англ. / под ред. Ф. Уоррена и Р. Харрисона. М.: Мир, 1999. 512 с.

3. Арбузов С. И., Ершов В. В., Поцелуев А. А., Рихванов Л. П. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна. Кемерово, 1999. 248 с.

4. Давыдов М. Г., Тимонина Ю. А. Радиационная обстановка в районе расположения ГРЭС Ростовской области / / Теплоэнергетика. 2003. № 12. С. 8—13.

5. Дик Э. П., Микушевич В. М., Соболева А. Н. Свойства минеральных компонентов углей, влияющих на загрязнение окружающей среды тепловыми электростанциями // Энергетика. Известия РАН. 1997. № 5. С. 65-73.

6. Зеленков А. Г. Некоторые вопросы радиационной экологии. Обзор. М.: ИАЭ, 1989. 80 с.

7. Кизильштейн Л. Я. Уголь и радиоктивность // Химия и жизнь. 2006. № 2. С. 22-24.

8. Кожуховский И. С., Алешинский Р. Е., Говсиевич Е. Р. Проблемы и перспективы угольной генерации в России // Уголь. 2016. № 2. С. 4-15.

9. Матвеенко Т. И. Радионуклиды в почвенно-растительном покрове зоны влияния теплоэлектростанции. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2010. 141 с.

10. Нифантов Б. Ф., Потапов В. П., Алферов Б.А., Кузнецов Л. В. Угли Кузбасса: химические элементы-примеси и технология их извлечения при комплексном освоении месторождений. Кемерово: ИУ СО РАН, 2011. 310 с.

11. Нифантов Б. Ф., Потапов В. П., Митина Н. В. Геохимия и оценка ресурсов редкоземельных и радиоактивных элементов в кузнецких углях. Перспективы переработки. Кемерово: Институт угля и угле-химии СО РАН, 2003. 100 с.

12. Официальный Журнал Европейского Союза. L24/8. 29.01.2008. С. 27.

13. Родс Р., Беллер Д. Потребность в ядерной энергии. Взгляд на трудное энергетическое будущее мира // Бюллетень МАГАТЭ. 2000. Т. 42. № 2. С. 43-50.

14. Соколова И. Д. Успехи Китая в ядерной энергетике // Атомная техника за рубежом. 2017. № 1. С. 3-18.

15. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Т. 1. Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой. 2003. 917 с.

16. Титаева Н. А. Геохимия изотопов радиоактивных элементов (U, Th, Ra): дисс. в форме научного доклада ... д-ра геол.-минерал. наук. М., 2002. 91 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

17. Черенцова А. А., Майорова Л. П., Матвеенко Т. И. Состояние окружающей среды в зоне влиянии золоотвала теплоэлектростанции. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2013. 123 с.

18. Юдович Я. Э., Кетрис М. П., Мерц А. В. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. Екатеринбург: Институт геологии. 2005. 650 с.

References_

1. Alekhnovich A. N. Energetik (Energetik), 2013, no. 1, pp. 10-13.

2. Anpleby L. J., Devel L., Mishra Yu. K. Puti migratsii iskusstvennyh radionuklidov v okruzhayushhey srede. Radioekologiya posle Chernobylya [Ways of artificial radionuclides migration in the environment. Radioecology after Chernobyl: transl. from English]; Ed. F. Warren and R. Harrison. Moscow: Mir, 1999. 512 p.

3. Arbuzov S. I., Ershov V. V., Potseluev A. A., Rikhvanov L. P. Redkie elementy v uglyah Kuzneckogo basseyna [Rare elements in coals of the Kuznetsk basin]. Kemerovo, 1999. 248 p.

4. Davydov M. G., Timonina Yu. A. Teploenergetika (Thermal power), 2003, no. 12, pp. 8-13.

5. Dik E. P., Mikushevich V. M., Soboleva A. N. Energetika. IzvestiyaRAN (Power engineering. Proceedings of the RAS), 1997, no. 5, pp. 65-73.

6. Zelenkov A. G. Nekotorye voprosy radiatsionnoy ekologii. Obzor [Some questions of radiation ecology. Overview]. Moscow: IAE, 1989. 80 p.

7. Kizilshtein L. Ya. Himiya izhizn (Chemistry and Life), 2006, no. 2, pp. 22-24.

8. Kozhukhovsky I. S., Aleshinsky R. Ye., Govsievich E. R. Ugol (Coal), 2016, no. 2, pp. 4-15.

9. Matveenko T. I. Radionuklidy v pochvenno-rastitelnom pokrove zony vliyaniya teploelektrostantsii [Radionuclides in the soil-vegetation cover of the influence zone of the thermal power plant]. Khabarovsk: Publishing House of the Pacific State University, 2010. 141 p.

10. Nifantov B. F., Potapov V. P., Anferov B. A., Kuznetsov L. V. Ugli Kuzbassa: himicheskie elementy-primesi i tehnologiya ih izvlecheniya pri kompleksnom osvoenii mestorozhdeniy [Ugly Kuzbass: chemical elements-impurities and the technology of their extraction in the complex development of deposits]. Kemerovo: Institute of Computational Technologies SB RAS, 2011. 310 p.

11. Nifantov B. F., Potapov V. P., Mitina N. V. Geohimiya i otsenka resursov redkozemelnyh i radioaktivnyh elementov v kuzneckih uglyah. Perspektivy pererabotki [Geochemistry and evaluation of the rare-earth resources and radioactive elements in the Kuznetsk coal. Prospects of processing]. Kemerovo: Institute of Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2003. 100 p.

12. Ofitsialny Zhurnal Evropejyskogo Soyuza (Official Journal of the European Union). L24 / 8. 29.01.2008, p. 27.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

13. Rhodes R., Beller D. Byulleten MAGATE (Bulletin of the IAEA), 2000, vol. 42, no. 2, pp. 43-50.

14. Sokolova I. D. Atomnaya tehnika za rubezhom (Atomic Technology Abroad), 2017, no. 1, pp. 3-18.

15. Timonin A. S. Inzhenerno-ekologicheskiy spravochnik [Engineering and environmental reference book]. Kaluga: The publication of N. Bochkareva, 2003. 917 p.

16. Titaeva N. A. Geochemistry of isotopes of radioactive elements (U, Th, Ra) [Geohimiya izotopov radioaktivnyh elementov (U, Th, Ra)]: diss. in the form of a scientific report ... dr. geol.-mineral. sciences. Moscow, 2002. 91 p.

17. Cherentsova A. A., Mayorova L. P., Matveenko T. I. Sostoyanie okruzhayushhey sredy vzone vliyanii zolootvala teploelektrostantsii [The state of the environment in the zone affected by the ash dump of a thermal power plant]. Khabarovsk: publishing house of the Pacific State Univ., 2013. 123 p.

18. Yudovich Ya. E., Ketris M. P., Mertz A. V. Toksichnye elementy-primesi v iskopaemyh uglyah [Toxic elements-impurities in fossil coals]. Yekaterinburg. Institute of Geology. 2005. 650 p.

Коротко об авторах_

Сидорова Галина Петровна, д-р техн. наук, профессор, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия. Область научных интересов: экологические проблемы, связанные с отработкой угольных месторождений druja@inbox.ru

Крылов Дмитрий Алексеевич, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва, Россия. Область научных интересов: охрана окружающей среды, радиационная безопасность krylova.vep@yandex.ru

Овчаренко Наталья Валерьевна, аспирант, Забайкальский государственный университет г. Чита, Россия. Область

научных интересов: экология горного производства

nataovharenko@mail.ru

Briefly about the authors_

Galina Sidorova, doctor of technical sciences, professor, Transbaikal State University, Chita, Russia. Sphere of scientific interests: environmental problems connected with coal deposits working off

Dmitriy Krylov, candidate of technical sciences, senior researcher SRC «Kurchatov Institute», Moscow, Russia. Sphere of scientific interests: environmental protection, radiation safety

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Natalia Ovcharenko, postgraduatet, Transbaikal State University, Chita, Russia. Sphere of scientific interests: ecology of mining

Образец цитирования _

Сидорова Г. П., Крылов Д. А., Овчаренко Н. В. Радиационная обстановка в районах расположения угольных ТЭС России // Вестн. Забайкал. гос. ун-та. 2017. Т. 23. № 5. С. 36-44. DOI: 10.21209/22279245-2017-23-5-36-44.

Sidorova G., Krylov D., Ovcharenko N. Radiation situation in the regions where the coal-fired thermal power stations of Russia are located // Transbaikal State University Journal, 2017, vol. 23, no. 5, pp. 36-44. DOI: 10.21209/2227-9245-2017-23-5-36-44.

Дата поступления статьи: 19.04.2017 г. Дата опубликования статьи: 31.05.2017 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.