1大气中放射性污染化学最终

1、LOGO大气中大气中 放射性放射性物质物质污染污染化学化学谢晓梅 2013100012张元园 20131000132 目目 录录 第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 来来 源源 第三节第三节 性性 质质 第四节第四节 生物生态效应生物生态效应 第五节第五节 控制技术控制技术 3一、放射性物质二、放射性污染 第一节第一节 概概 述述 三、核事件4一、放射性物质 v种类种类：放射性物质放出的射线有三种，放射性物质放出的射线有三种，它们分别是它们分别是射线、射线、射线和射线和射线。主射线。主要含铀、钍衰变系中的要含铀、钍衰变系中的2525种核素和种核素和4040K K420011:,:He电磁辐

2、射5v分布分布土壤岩石圈土壤岩石圈 岩石多于土壤，火成岩多于水成岩。花岗岩岩石多于土壤，火成岩多于水成岩。花岗岩是放射性较强的一种是放射性较强的一种水圈水圈 差异很大，花岗岩地带的地下水含铀较高差异很大，花岗岩地带的地下水含铀较高大气圈大气圈 氡（氡（222222）是最重要的）是最重要的6v 迁移迁移v大气迁移（吸附）大气迁移（吸附） 山谷、海湾容易聚集放射性沉淀物山谷、海湾容易聚集放射性沉淀物 放射性烟云放射性烟云v水体迁移水体迁移v生物迁移生物迁移7v室内环境放射性室内环境放射性 氡（氡（222222）v室内放射性室内放射性 建筑材料：陶瓷、石材、水泥建筑材料：陶瓷、石材、水泥 室内标准：

3、室内标准：400bq/m38二、放射性污染 放射性污染：放射性污染：是指由于人类活动造 成物料、人体、场所、环境介质表面或者 内部出现超过国家标准的放射性物质或者 射线。 9v特点特点v1）危害作用的持续性和长时性；一旦产生和扩散到环境中，就不断对周围发出放射线，永不停止。v2）自然条件的阳光、 温度无法改变放射性核同位素的放射性活度，人们也无法用任何化学或物理手段使放射性核同位素失去放射性 。v3）效果（剂量）累积性；电离辐射对于人（生物）危害的效果（剂量）具有较明显的累积性。 v4）公众无感知性；不像化学污染多数有气味、颜色，噪声振动、热、光等污染公众可以直接感知其存在。放射性辐射，哪怕强

4、到直接致死水平，人类的感官对它都无任何直接感受从而采取躲避防范行动，只能继续受害。 10三、核事件 v1945年广岛原子弹爆炸年广岛原子弹爆炸34.3万市民中的万市民中的7.8万立即死亡、此后不久又有万立即死亡、此后不久又有13万相继死亡。万相继死亡。v1991年海湾战争（贫铀弹）年海湾战争（贫铀弹）海湾战争综合症：四肢无力、全身疼痛、大量脱海湾战争综合症：四肢无力、全身疼痛、大量脱发、呼吸困难、记忆力衰退发、呼吸困难、记忆力衰退战后十年，癌症患者比战前增加战后十年，癌症患者比战前增加10倍、倍、130万儿万儿童夭折。童夭折。11日本地震后核辐射日本地震后核辐射12放射源放射源 天然辐射源天然

5、辐射源（天然本底辐射）人工辐射源人工辐射源宇宙辐射宇宙辐射地球内放射性物质地球内放射性物质人体内放射性物质人体内放射性物质核试验放射性污染核试验放射性污染核能、放射性同位素生产核能、放射性同位素生产核材料贮存、运输核材料贮存、运输放射性固体废物处理与处置放射性固体废物处理与处置核设施退役核设施退役医学、科研等部门医学、科研等部门l世界范围内，天然本底辐射每年对个人的世界范围内，天然本底辐射每年对个人的平均辐射剂量约为平均辐射剂量约为2.42.4毫希（毫希（mSvmSv）l因地区天然本底辐射水平不同因地区天然本底辐射水平不同 。 第第二二节节 来来 源源 13 放射性物质在大气中的化学行为形成气

6、溶胶发生化学反应主要源于被大气中本身存在的固体微粒或雾所捕集氧化反应碳酸盐化反应光化学反应同位素交换反应 第第三三节节 性性 质质 14放射性气溶胶的形成：放射性气溶胶的形成： v 液态或固态放射性核素大部分被大气溶胶捕集形成气溶胶。大气气溶胶主要包括微尘、有机碳化物微粒和液态的雾。 核爆炸放射性核素进入对流层顶部温度降低放射性气溶胶 环境污染。 氡溢出衰变子体（钋、铅、铋等）大气气溶胶环境污染。 核设施、核事故放出的铷、碘、铯、钼、氚、碳等它们中的放射性核素形成气溶胶对环境15化学反应化学反应v 大气中的放射性物质在迁移、扩散过程中，因其化学活性或大气中其它物质的化学活性而发生多种化学反应。

7、其中与O2和CO2的反应是大气中最容易发生的化学反应。如Sr通过一系列的反应可以生成SrCO3，T2可以氧化成T2O等。233,2/2222HCOSrSrCOOHSrSrOSrOHCOOHOOTOTTTT22222216 此外，大气中发生的化学过程与大气吸收太阳能辐射引起的大气光化学过程有密切系。大气中的某些放射性气体在太阳光的照射下也 可直接发生光化学反应。主要是因为自由基的生成。 同位素交换反应：241442142142142222COCHCHCOCOCOCOCOHHTOOHHTHTHTOOHT1617一、放射性放射性的生物效应的生物效应 二、放射性放射性对人体的危害对人体的危害 第第四四

8、节节 生物生态效应生物生态效应 18辐射的生物效应辐射的生物效应 图图5-1 5-1 辐射生物反应的演变过程辐射生物反应的演变过程l辐射与人体相互作用会辐射与人体相互作用会导致某些特有生物效应导致某些特有生物效应l其性质和程度主要取决其性质和程度主要取决于人体组织吸收的辐射于人体组织吸收的辐射能量，能量，l演变过程如图演变过程如图5-15-1所示。所示。19辐射的生物效应辐射的生物效应 1.1.辐射对细胞的作用辐射对细胞的作用 2.2.辐射的生物效应辐射的生物效应 20 1.1.辐射对细胞的作用辐射对细胞的作用 影响影响因素因素 物理因素物理因素 生物因素生物因素 辐射类型、辐射能量、吸收剂辐

9、射类型、辐射能量、吸收剂量、剂量率、照射方式、受照量、剂量率、照射方式、受照姿势及其在辐射场内的取向等。姿势及其在辐射场内的取向等。生物种系生物种系人人猴猴大鼠大鼠鸡鸡龟龟大肠杆菌大肠杆菌病毒病毒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的吸收剂量值的吸收剂量值 种系的演化程度、机体结构、种系的演化程度、机体结构、个体不同发育阶段、不同细个体不同发育阶段、不同细胞、组织或器官对辐射敏感胞、组织或器官对辐射敏感性各异性各异21生物生物效应效应 躯体效应躯

10、体效应 遗传效应遗传效应 2.2.辐射的生物效应辐射的生物效应 l辐照对受照者本身的有害效应；辐照对受照者本身的有害效应；l是由于人体普通细胞受损引起的；是由于人体普通细胞受损引起的；l只影响到受照者个人本身。只影响到受照者个人本身。l辐射引起人体细胞内的基因突变；辐射引起人体细胞内的基因突变；l是是生殖细胞受损伤引起的生殖细胞受损伤引起的有害效应；有害效应；l影响到受照者影响到受照者后代的身体缺陷后代的身体缺陷。22辐射对人体的危害辐射对人体的危害 1.1.急性放射病急性放射病 v由大剂量急性照射引起，多为意外核事故、由大剂量急性照射引起，多为意外核事故、 核战争造成。核战争造成。v全身性辐

11、射损伤全身性辐射损伤v局部性辐射损伤局部性辐射损伤v按射线的作用范围，短期大剂量外照射引起按射线的作用范围，短期大剂量外照射引起 的辐射损伤可分成的辐射损伤可分成23辐射对人体的危害辐射对人体的危害 辐射危害的远期影响主要是慢性放射病和长期小剂量照射对人体健康的影响，多属于随机效应。长期积累可能会出现白血病、恶性肿瘤、白内障、生长发育迟缓、先天畸形等2.2.远期影响远期影响 24来来 源源集体剂量集体剂量 /人人Sva-1所有的天然辐射源所有的天然辐射源10 000 000宇宙射线：飞机旅行宇宙射线：飞机旅行2000燃煤电站燃煤电站约约2000燃煤的家庭烹调及取暖燃煤的家庭烹调及取暖100 0

12、00地热能源地热能源6人人SvGWa磷盐工业磷盐工业6000磷石膏磷石膏1977年为年为300 000工业化国家的工业化国家的X射线检查射线检查每百万人为每百万人为1000，即，即1 600 000核武器试验核武器试验最高年份为最高年份为400 000(19621963)所有时间共计所有时间共计30 000 000核电核电(不包括废物处置不包括废物处置)1980年为年为500，2000年为年为1000核电核电(职业照射职业照射)2000夜光钟表夜光钟表2000表表5-2 5-2 来自天然和人工辐射源辐射的集体剂量来自天然和人工辐射源辐射的集体剂量 25 26一、放射性废物及处理途径 二、环境放

13、射性防护标准 三、辐射防护一般措施 四、放射性废气处理技术 第第五五节节 放射性放射性物质控制物质控制 27一、放射性废物及处理途径 v放射性废物：放射性废物：含放射性核素或被之污染，其含放射性核素或被之污染，其 浓度或比活度大于规定的清洁解控水平，预期浓度或比活度大于规定的清洁解控水平，预期不会再被利用的废弃物。不会再被利用的废弃物。v处理基本途径处理基本途径v浓缩及固化处理浓缩及固化处理v与环境隔绝长期安全存放与环境隔绝长期安全存放v净化后有控制排放净化后有控制排放v去污后再循环利用去污后再循环利用 28v我国放射性废物管理我国放射性废物管理4040字方针字方针 放射性废物的处理原则放射性

14、废物的处理原则 减少产生、分类收集、减少产生、分类收集、净化浓缩、减容固化、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测。控制排放、加强监测。 29二、环境放射性防护标准 v 为了有效地进行核安全与辐射环境监督管理，我国在学习和借鉴世界核先进国家的经验，并参照IAEA制定的核安全与辐射防护法规、标准的基础上，结合我国国情，在较短的时间内组织制定发布了一批核安全与辐射环境监督管理的条例、规定、导则和标准，初步建立了一套具有较高起点，并与国际接轨的核安全与辐射环境管理法规体系。30二、环境放射性防护标准 v 1960年2月，

15、发布了我国第一个放射卫生法规放射性工作卫生防护暂行规定。依据此法同时发布了电离辐射的最大容许标准、放射性同位素工作的卫生防护细则和放射性工作人员的健康检查须知三个执行细则。1964年1月，发布了放射性同位素工作卫生防护管理办法；1974年5月发布了放射防护规定（GBJ8-74）集管理法规和标准为一体；1984年9月5日发布了核电站基本建设环境保护管理办法；1988年3月11日发布辐射防护规定（GB 8703 -88）；1989年10月施行放射性同位素与射线装置放射防护条例；2003年10月1日施行中华人民共和国放射性污染防治法。31二、环境放射性防护标准 v我国现已发布实施的辐射环境管理的专项

16、法我国现已发布实施的辐射环境管理的专项法 规、标准等计规、标准等计5050多项。多项。v对于核设施（军、民）、核技术应用和伴生对于核设施（军、民）、核技术应用和伴生 矿物资源开发，除遵守环境保护法规的基本矿物资源开发，除遵守环境保护法规的基本 原则外，着重强调辐射环境管理的特殊要求。原则外，着重强调辐射环境管理的特殊要求。v我国强制性执行的关于辐射防护国家标准及我国强制性执行的关于辐射防护国家标准及 规定可参见有关标准。规定可参见有关标准。32三、辐射防护一般措施辐射辐射类型类型措措 施施说说 明明外外照照射射的的防防护护距离防护距离防护 其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的

17、平方成反其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的平方成反比，故实际操作应尽量远离放射源比，故实际操作应尽量远离放射源时间防护时间防护 其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比。故工作其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比。故工作人员须熟悉操作，尽量缩短操作时间，从而减少所受辐射剂量人员须熟悉操作，尽量缩短操作时间，从而减少所受辐射剂量屏蔽防护屏蔽防护 是射线防护的主要方法，依射线的穿透性采取相应的屏蔽措施。是射线防护的主要方法，依射线的穿透性采取相应的屏蔽措施。对对射射线，戴上手套，穿好鞋袜，不让放射性物质直接接触到皮肤即可；对线，戴上手套，穿好鞋袜

18、，不让放射性物质直接接触到皮肤即可；对射射线，用一定厚度（一般几毫米）的铝板，有机玻璃等轻质材料即可完全屏线，用一定厚度（一般几毫米）的铝板，有机玻璃等轻质材料即可完全屏蔽；具强穿透力的蔽；具强穿透力的射线是屏蔽防护的主要对象射线是屏蔽防护的主要对象内内照照射射的的防防护护防止呼吸道吸收防止呼吸道吸收 气体放射性核素如氡气体放射性核素如氡(Rn)(Rn)，氚（，氚（3 3H H）等可由呼吸道进入人体而被吸收，）等可由呼吸道进入人体而被吸收，吸收率的大小与放射性核素的溶解度成正比吸收率的大小与放射性核素的溶解度成正比防止防止胃肠道吸收胃肠道吸收 被放射性核素沾污的食物、水等，经口由胃肠道进入人体

19、，吸收率的大被放射性核素沾污的食物、水等，经口由胃肠道进入人体，吸收率的大小取决于放射性核素的化学特性，碱族（如小取决于放射性核素的化学特性，碱族（如2424NaNa、137137CsCs）卤素（如）卤素（如1818F F、3636ClCl、131131I I）的吸收率高达）的吸收率高达100%100%，稀土和重金属元素的吸收率最低，为，稀土和重金属元素的吸收率最低，为0.001%0.001%0.01%0.01%防止防止由伤口吸收由伤口吸收 某些放射性核素如某些放射性核素如RnRn、3 3H H、131131I I、9090SrSr（液体）可透过完整皮肤进入人体，（液体）可透过完整皮肤进入人体

20、，吸收率随时间增长缓慢，当皮肤上有伤口时，吸收率就增加几十倍以上，吸收率随时间增长缓慢，当皮肤上有伤口时，吸收率就增加几十倍以上，并使伤口沾污形成难以愈合的放射性并使伤口沾污形成难以愈合的放射性表表5-7 5-7 辐射防护一般措施辐射防护一般措施33四、放射性废气处理技术 放射性粉尘的处理放射性粉尘的处理 放射性气溶胶的处理放射性气溶胶的处理 放射性气体的处理放射性气体的处理 碘同位素的处理碘同位素的处理 废气的排放废气的排放 34除尘除尘设备设备 机械式除尘器机械式除尘器 过滤式除尘器过滤式除尘器 l去除粒径大于去除粒径大于60m60m的粉尘颗粒。的粉尘颗粒。 l去除粉尘粒径小于去除粉尘粒径

21、小于10m10m；l净化气粉尘浓度为净化气粉尘浓度为1 12 mg/m2 mg/m3 3。湿式除尘器湿式除尘器 l去除粒径去除粒径101060m60m的粉尘颗粒；的粉尘颗粒；l净化气粉尘浓度净化气粉尘浓度 100mg/m100mg/m3 3。放射性粉尘的处理放射性粉尘的处理 电除尘器电除尘器 l微米粒径颗粒物的去除率可达微米粒径颗粒物的去除率可达9999以上。以上。 35放射性气溶胶的处理放射性气溶胶的处理 v高效微粒空气过滤器（高效微粒空气过滤器（HEPAHEPA）v广泛用于核设施内的干式过滤器；广泛用于核设施内的干式过滤器；v有效捕集粒径有效捕集粒径0.3m0.3m放射性气溶胶粒子；放射性

22、气溶胶粒子；v去除效率去除效率99.9799.97；v一次使用失效后即行废弃；一次使用失效后即行废弃；v在在HEPAHEPA过滤器之前要安装预过滤器，以除过滤器之前要安装预过滤器，以除去废气中的大颗粒固体。去废气中的大颗粒固体。 36放射性气体的处理放射性气体的处理 吸附法吸附法 活性炭滞留床活性炭滞留床 低温分馏装置低温分馏装置 l对对8585KrKr、133133XeXe有良好吸附选择性有良好吸附选择性 l对对8585KrKr的回收率大于的回收率大于9999。 液体吸收装置液体吸收装置 l使用致冷剂吸收溶解度较高的惰使用致冷剂吸收溶解度较高的惰性气体。性气体。 贮存衰变贮存衰变 l对短寿命放射性核素有效、经济对短寿命放射性核素有效、经济去除。去除。 37碘同位素的处理碘同位素的处理 v碘同位素（碘同位素（131131I I、