1大氣中放射性污染化學(xué)最終

1、LOGO大氣中大氣中 放射性放射性物質(zhì)物質(zhì)污染污染化學(xué)化學(xué)謝曉梅 2013100012張元園 20131000132 目目 錄錄 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 第二節(jié)第二節(jié) 來來 源源 第三節(jié)第三節(jié) 性性 質(zhì)質(zhì) 第四節(jié)第四節(jié) 生物生態(tài)效應(yīng)生物生態(tài)效應(yīng) 第五節(jié)第五節(jié) 控制技術(shù)控制技術(shù) 3一、放射性物質(zhì)二、放射性污染 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 三、核事件4一、放射性物質(zhì) v種類種類：放射性物質(zhì)放出的射線有三種，放射性物質(zhì)放出的射線有三種，它們分別是它們分別是射線、射線、射線和射線和射線。主射線。主要含鈾、釷衰變系中的要含鈾、釷衰變系中的2525種核素和種核素和4040K K420011:,:He電磁輻

2、射5v分布分布土壤巖石圈土壤巖石圈 巖石多于土壤，火成巖多于水成巖。花崗巖巖石多于土壤，火成巖多于水成巖?；◢弾r是放射性較強的一種是放射性較強的一種水圈水圈 差異很大，花崗巖地帶的地下水含鈾較高差異很大，花崗巖地帶的地下水含鈾較高大氣圈大氣圈 氡（氡（222222）是最重要的）是最重要的6v 遷移遷移v大氣遷移（吸附）大氣遷移（吸附） 山谷、海灣容易聚集放射性沉淀物山谷、海灣容易聚集放射性沉淀物 放射性煙云放射性煙云v水體遷移水體遷移v生物遷移生物遷移7v室內(nèi)環(huán)境放射性室內(nèi)環(huán)境放射性 氡（氡（222222）v室內(nèi)放射性室內(nèi)放射性 建筑材料：陶瓷、石材、水泥建筑材料：陶瓷、石材、水泥 室內(nèi)標準：

3、室內(nèi)標準：400bq/m38二、放射性污染 放射性污染：放射性污染：是指由于人類活動造 成物料、人體、場所、環(huán)境介質(zhì)表面或者 內(nèi)部出現(xiàn)超過國家標準的放射性物質(zhì)或者 射線。 9v特點特點v1）危害作用的持續(xù)性和長時性；一旦產(chǎn)生和擴散到環(huán)境中，就不斷對周圍發(fā)出放射線，永不停止。v2）自然條件的陽光、 溫度無法改變放射性核同位素的放射性活度，人們也無法用任何化學(xué)或物理手段使放射性核同位素失去放射性 。v3）效果（劑量）累積性；電離輻射對于人（生物）危害的效果（劑量）具有較明顯的累積性。 v4）公眾無感知性；不像化學(xué)污染多數(shù)有氣味、顏色，噪聲振動、熱、光等污染公眾可以直接感知其存在。放射性輻射，哪怕強

4、到直接致死水平，人類的感官對它都無任何直接感受從而采取躲避防范行動，只能繼續(xù)受害。 10三、核事件 v1945年廣島原子彈爆炸年廣島原子彈爆炸34.3萬市民中的萬市民中的7.8萬立即死亡、此后不久又有萬立即死亡、此后不久又有13萬相繼死亡。萬相繼死亡。v1991年海灣戰(zhàn)爭（貧鈾彈）年海灣戰(zhàn)爭（貧鈾彈）海灣戰(zhàn)爭綜合癥：四肢無力、全身疼痛、大量脫海灣戰(zhàn)爭綜合癥：四肢無力、全身疼痛、大量脫發(fā)、呼吸困難、記憶力衰退發(fā)、呼吸困難、記憶力衰退戰(zhàn)后十年，癌癥患者比戰(zhàn)前增加戰(zhàn)后十年，癌癥患者比戰(zhàn)前增加10倍、倍、130萬兒萬兒童夭折。童夭折。11日本地震后核輻射日本地震后核輻射12放射源放射源 天然輻射源天然

5、輻射源（天然本底輻射）人工輻射源人工輻射源宇宙輻射宇宙輻射地球內(nèi)放射性物質(zhì)地球內(nèi)放射性物質(zhì)人體內(nèi)放射性物質(zhì)人體內(nèi)放射性物質(zhì)核試驗放射性污染核試驗放射性污染核能、放射性同位素生產(chǎn)核能、放射性同位素生產(chǎn)核材料貯存、運輸核材料貯存、運輸放射性固體廢物處理與處置放射性固體廢物處理與處置核設(shè)施退役核設(shè)施退役醫(yī)學(xué)、科研等部門醫(yī)學(xué)、科研等部門l世界范圍內(nèi)，天然本底輻射每年對個人的世界范圍內(nèi)，天然本底輻射每年對個人的平均輻射劑量約為平均輻射劑量約為2.42.4毫希（毫希（mSvmSv）l因地區(qū)天然本底輻射水平不同因地區(qū)天然本底輻射水平不同 。 第第二二節(jié)節(jié) 來來 源源 13 放射性物質(zhì)在大氣中的化學(xué)行為形成氣

6、溶膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)主要源于被大氣中本身存在的固體微?；蜢F所捕集氧化反應(yīng)碳酸鹽化反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)同位素交換反應(yīng) 第第三三節(jié)節(jié) 性性 質(zhì)質(zhì) 14放射性氣溶膠的形成：放射性氣溶膠的形成： v 液態(tài)或固態(tài)放射性核素大部分被大氣溶膠捕集形成氣溶膠。大氣氣溶膠主要包括微塵、有機碳化物微粒和液態(tài)的霧。 核爆炸放射性核素進入對流層頂部溫度降低放射性氣溶膠 環(huán)境污染。 氡溢出衰變子體（釙、鉛、鉍等）大氣氣溶膠環(huán)境污染。 核設(shè)施、核事故放出的銣、碘、銫、鉬、氚、碳等它們中的放射性核素形成氣溶膠對環(huán)境15化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)v 大氣中的放射性物質(zhì)在遷移、擴散過程中，因其化學(xué)活性或大氣中其它物質(zhì)的化學(xué)活性而發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)。

7、其中與O2和CO2的反應(yīng)是大氣中最容易發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。如Sr通過一系列的反應(yīng)可以生成SrCO3，T2可以氧化成T2O等。233,2/2222HCOSrSrCOOHSrSrOSrOHCOOHOOTOTTTT22222216 此外，大氣中發(fā)生的化學(xué)過程與大氣吸收太陽能輻射引起的大氣光化學(xué)過程有密切系。大氣中的某些放射性氣體在太陽光的照射下也 可直接發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。主要是因為自由基的生成。 同位素交換反應(yīng)：241442142142142222COCHCHCOCOCOCOCOHHTOOHHTHTHTOOHT1617一、放射性放射性的生物效應(yīng)的生物效應(yīng) 二、放射性放射性對人體的危害對人體的危害 第第四四

8、節(jié)節(jié) 生物生態(tài)效應(yīng)生物生態(tài)效應(yīng) 18輻射的生物效應(yīng)輻射的生物效應(yīng) 圖圖5-1 5-1 輻射生物反應(yīng)的演變過程輻射生物反應(yīng)的演變過程l輻射與人體相互作用會輻射與人體相互作用會導(dǎo)致某些特有生物效應(yīng)導(dǎo)致某些特有生物效應(yīng)l其性質(zhì)和程度主要取決其性質(zhì)和程度主要取決于人體組織吸收的輻射于人體組織吸收的輻射能量，能量，l演變過程如圖演變過程如圖5-15-1所示。所示。19輻射的生物效應(yīng)輻射的生物效應(yīng) 1.1.輻射對細胞的作用輻射對細胞的作用 2.2.輻射的生物效應(yīng)輻射的生物效應(yīng) 20 1.1.輻射對細胞的作用輻射對細胞的作用 影響影響因素因素 物理因素物理因素 生物因素生物因素 輻射類型、輻射能量、吸收劑輻

9、射類型、輻射能量、吸收劑量、劑量率、照射方式、受照量、劑量率、照射方式、受照姿勢及其在輻射場內(nèi)的取向等。姿勢及其在輻射場內(nèi)的取向等。生物種系生物種系人人猴猴大鼠大鼠雞雞龜龜大腸桿菌大腸桿菌病毒病毒LDLD5050 / Gy / Gy4.04.06.06.07.07.07.157.1515.015.056.056.02 210104 4 表表5-1 5-1 生物死亡生物死亡5050的吸收劑量值的吸收劑量值 種系的演化程度、機體結(jié)構(gòu)、種系的演化程度、機體結(jié)構(gòu)、個體不同發(fā)育階段、不同細個體不同發(fā)育階段、不同細胞、組織或器官對輻射敏感胞、組織或器官對輻射敏感性各異性各異21生物生物效應(yīng)效應(yīng) 軀體效應(yīng)軀

10、體效應(yīng) 遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng) 2.2.輻射的生物效應(yīng)輻射的生物效應(yīng) l輻照對受照者本身的有害效應(yīng)；輻照對受照者本身的有害效應(yīng)；l是由于人體普通細胞受損引起的；是由于人體普通細胞受損引起的；l只影響到受照者個人本身。只影響到受照者個人本身。l輻射引起人體細胞內(nèi)的基因突變；輻射引起人體細胞內(nèi)的基因突變；l是是生殖細胞受損傷引起的生殖細胞受損傷引起的有害效應(yīng)；有害效應(yīng)；l影響到受照者影響到受照者后代的身體缺陷后代的身體缺陷。22輻射對人體的危害輻射對人體的危害 1.1.急性放射病急性放射病 v由大劑量急性照射引起，多為意外核事故、由大劑量急性照射引起，多為意外核事故、 核戰(zhàn)爭造成。核戰(zhàn)爭造成。v全身性輻

11、射損傷全身性輻射損傷v局部性輻射損傷局部性輻射損傷v按射線的作用范圍，短期大劑量外照射引起按射線的作用范圍，短期大劑量外照射引起 的輻射損傷可分成的輻射損傷可分成23輻射對人體的危害輻射對人體的危害 輻射危害的遠期影響主要是慢性放射病和長期小劑量照射對人體健康的影響，多屬于隨機效應(yīng)。長期積累可能會出現(xiàn)白血病、惡性腫瘤、白內(nèi)障、生長發(fā)育遲緩、先天畸形等2.2.遠期影響遠期影響 24來來 源源集體劑量集體劑量 /人人Sva-1所有的天然輻射源所有的天然輻射源10 000 000宇宙射線：飛機旅行宇宙射線：飛機旅行2000燃煤電站燃煤電站約約2000燃煤的家庭烹調(diào)及取暖燃煤的家庭烹調(diào)及取暖100 0

12、00地熱能源地熱能源6人人SvGWa磷鹽工業(yè)磷鹽工業(yè)6000磷石膏磷石膏1977年為年為300 000工業(yè)化國家的工業(yè)化國家的X射線檢查射線檢查每百萬人為每百萬人為1000，即，即1 600 000核武器試驗核武器試驗最高年份為最高年份為400 000(19621963)所有時間共計所有時間共計30 000 000核電核電(不包括廢物處置不包括廢物處置)1980年為年為500，2000年為年為1000核電核電(職業(yè)照射職業(yè)照射)2000夜光鐘表夜光鐘表2000表表5-2 5-2 來自天然和人工輻射源輻射的集體劑量來自天然和人工輻射源輻射的集體劑量 25 26一、放射性廢物及處理途徑 二、環(huán)境放

13、射性防護標準 三、輻射防護一般措施 四、放射性廢氣處理技術(shù) 第第五五節(jié)節(jié) 放射性放射性物質(zhì)控制物質(zhì)控制 27一、放射性廢物及處理途徑 v放射性廢物：放射性廢物：含放射性核素或被之污染，其含放射性核素或被之污染，其 濃度或比活度大于規(guī)定的清潔解控水平，預(yù)期濃度或比活度大于規(guī)定的清潔解控水平，預(yù)期不會再被利用的廢棄物。不會再被利用的廢棄物。v處理基本途徑處理基本途徑v濃縮及固化處理濃縮及固化處理v與環(huán)境隔絕長期安全存放與環(huán)境隔絕長期安全存放v凈化后有控制排放凈化后有控制排放v去污后再循環(huán)利用去污后再循環(huán)利用 28v我國放射性廢物管理我國放射性廢物管理4040字方針字方針 放射性廢物的處理原則放射性

14、廢物的處理原則 減少產(chǎn)生、分類收集、減少產(chǎn)生、分類收集、凈化濃縮、減容固化、凈化濃縮、減容固化、嚴格包裝、安全運輸、嚴格包裝、安全運輸、就地暫存、集中處置、就地暫存、集中處置、控制排放、加強監(jiān)測?？刂婆欧拧⒓訌姳O(jiān)測。 29二、環(huán)境放射性防護標準 v 為了有效地進行核安全與輻射環(huán)境監(jiān)督管理，我國在學(xué)習(xí)和借鑒世界核先進國家的經(jīng)驗，并參照IAEA制定的核安全與輻射防護法規(guī)、標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，在較短的時間內(nèi)組織制定發(fā)布了一批核安全與輻射環(huán)境監(jiān)督管理的條例、規(guī)定、導(dǎo)則和標準，初步建立了一套具有較高起點，并與國際接軌的核安全與輻射環(huán)境管理法規(guī)體系。30二、環(huán)境放射性防護標準 v 1960年2月，

15、發(fā)布了我國第一個放射衛(wèi)生法規(guī)放射性工作衛(wèi)生防護暫行規(guī)定。依據(jù)此法同時發(fā)布了電離輻射的最大容許標準、放射性同位素工作的衛(wèi)生防護細則和放射性工作人員的健康檢查須知三個執(zhí)行細則。1964年1月，發(fā)布了放射性同位素工作衛(wèi)生防護管理辦法；1974年5月發(fā)布了放射防護規(guī)定（GBJ8-74）集管理法規(guī)和標準為一體；1984年9月5日發(fā)布了核電站基本建設(shè)環(huán)境保護管理辦法；1988年3月11日發(fā)布輻射防護規(guī)定（GB 8703 -88）；1989年10月施行放射性同位素與射線裝置放射防護條例；2003年10月1日施行中華人民共和國放射性污染防治法。31二、環(huán)境放射性防護標準 v我國現(xiàn)已發(fā)布實施的輻射環(huán)境管理的專項

16、法我國現(xiàn)已發(fā)布實施的輻射環(huán)境管理的專項法 規(guī)、標準等計規(guī)、標準等計5050多項。多項。v對于核設(shè)施（軍、民）、核技術(shù)應(yīng)用和伴生對于核設(shè)施（軍、民）、核技術(shù)應(yīng)用和伴生 礦物資源開發(fā)，除遵守環(huán)境保護法規(guī)的基本礦物資源開發(fā)，除遵守環(huán)境保護法規(guī)的基本 原則外，著重強調(diào)輻射環(huán)境管理的特殊要求。原則外，著重強調(diào)輻射環(huán)境管理的特殊要求。v我國強制性執(zhí)行的關(guān)于輻射防護國家標準及我國強制性執(zhí)行的關(guān)于輻射防護國家標準及 規(guī)定可參見有關(guān)標準。規(guī)定可參見有關(guān)標準。32三、輻射防護一般措施輻射輻射類型類型措措 施施說說 明明外外照照射射的的防防護護距離防護距離防護 其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與距放射源距離的

17、平方成反其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與距放射源距離的平方成反比，故實際操作應(yīng)盡量遠離放射源比，故實際操作應(yīng)盡量遠離放射源時間防護時間防護 其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與操作時間成正比。故工作其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與操作時間成正比。故工作人員須熟悉操作，盡量縮短操作時間，從而減少所受輻射劑量人員須熟悉操作，盡量縮短操作時間，從而減少所受輻射劑量屏蔽防護屏蔽防護 是射線防護的主要方法，依射線的穿透性采取相應(yīng)的屏蔽措施。是射線防護的主要方法，依射線的穿透性采取相應(yīng)的屏蔽措施。對對射射線，戴上手套，穿好鞋襪，不讓放射性物質(zhì)直接接觸到皮膚即可；對線，戴上手套，穿好鞋襪

18、，不讓放射性物質(zhì)直接接觸到皮膚即可；對射射線，用一定厚度（一般幾毫米）的鋁板，有機玻璃等輕質(zhì)材料即可完全屏線，用一定厚度（一般幾毫米）的鋁板，有機玻璃等輕質(zhì)材料即可完全屏蔽；具強穿透力的蔽；具強穿透力的射線是屏蔽防護的主要對象射線是屏蔽防護的主要對象內(nèi)內(nèi)照照射射的的防防護護防止呼吸道吸收防止呼吸道吸收 氣體放射性核素如氡氣體放射性核素如氡(Rn)(Rn)，氚（，氚（3 3H H）等可由呼吸道進入人體而被吸收，）等可由呼吸道進入人體而被吸收，吸收率的大小與放射性核素的溶解度成正比吸收率的大小與放射性核素的溶解度成正比防止防止胃腸道吸收胃腸道吸收 被放射性核素沾污的食物、水等，經(jīng)口由胃腸道進入人體

19、，吸收率的大被放射性核素沾污的食物、水等，經(jīng)口由胃腸道進入人體，吸收率的大小取決于放射性核素的化學(xué)特性，堿族（如小取決于放射性核素的化學(xué)特性，堿族（如2424NaNa、137137CsCs）鹵素（如）鹵素（如1818F F、3636ClCl、131131I I）的吸收率高達）的吸收率高達100%100%，稀土和重金屬元素的吸收率最低，為，稀土和重金屬元素的吸收率最低，為0.001%0.001%0.01%0.01%防止防止由傷口吸收由傷口吸收 某些放射性核素如某些放射性核素如RnRn、3 3H H、131131I I、9090SrSr（液體）可透過完整皮膚進入人體，（液體）可透過完整皮膚進入人體

20、，吸收率隨時間增長緩慢，當皮膚上有傷口時，吸收率就增加幾十倍以上，吸收率隨時間增長緩慢，當皮膚上有傷口時，吸收率就增加幾十倍以上，并使傷口沾污形成難以愈合的放射性并使傷口沾污形成難以愈合的放射性表表5-7 5-7 輻射防護一般措施輻射防護一般措施33四、放射性廢氣處理技術(shù) 放射性粉塵的處理放射性粉塵的處理 放射性氣溶膠的處理放射性氣溶膠的處理 放射性氣體的處理放射性氣體的處理 碘同位素的處理碘同位素的處理 廢氣的排放廢氣的排放 34除塵除塵設(shè)備設(shè)備 機械式除塵器機械式除塵器 過濾式除塵器過濾式除塵器 l去除粒徑大于去除粒徑大于60m60m的粉塵顆粒。的粉塵顆粒。 l去除粉塵粒徑小于去除粉塵粒徑

21、小于10m10m；l凈化氣粉塵濃度為凈化氣粉塵濃度為1 12 mg/m2 mg/m3 3。濕式除塵器濕式除塵器 l去除粒徑去除粒徑101060m60m的粉塵顆粒；的粉塵顆粒；l凈化氣粉塵濃度凈化氣粉塵濃度 100mg/m100mg/m3 3。放射性粉塵的處理放射性粉塵的處理 電除塵器電除塵器 l微米粒徑顆粒物的去除率可達微米粒徑顆粒物的去除率可達9999以上。以上。 35放射性氣溶膠的處理放射性氣溶膠的處理 v高效微?？諝膺^濾器（高效微粒空氣過濾器（HEPAHEPA）v廣泛用于核設(shè)施內(nèi)的干式過濾器；廣泛用于核設(shè)施內(nèi)的干式過濾器；v有效捕集粒徑有效捕集粒徑0.3m0.3m放射性氣溶膠粒子；放射性

22、氣溶膠粒子；v去除效率去除效率99.9799.97；v一次使用失效后即行廢棄；一次使用失效后即行廢棄；v在在HEPAHEPA過濾器之前要安裝預(yù)過濾器，以除過濾器之前要安裝預(yù)過濾器，以除去廢氣中的大顆粒固體。去廢氣中的大顆粒固體。 36放射性氣體的處理放射性氣體的處理 吸附法吸附法 活性炭滯留床活性炭滯留床 低溫分餾裝置低溫分餾裝置 l對對8585KrKr、133133XeXe有良好吸附選擇性有良好吸附選擇性 l對對8585KrKr的回收率大于的回收率大于9999。 液體吸收裝置液體吸收裝置 l使用致冷劑吸收溶解度較高的惰使用致冷劑吸收溶解度較高的惰性氣體。性氣體。 貯存衰變貯存衰變 l對短壽命放射性核素有效、經(jīng)濟對短壽命放射性核素有效、經(jīng)濟去除。去除。 37碘同位素的處理碘同位素的處理 v碘同位素（碘同位素（131131I I、