第七章 有害废物课件.ppt

第一百一十课,第七章,有害废物及放射性固体废物,本章内容及学习要求,本章在简介固体废物的基础上，着重阐述有害废物及具有特点的放射性固体废物的污染化学。有害废物部分：要求掌握它的判定原则和进入环境的途径；了解其中重要的有害化学成分。放射性固废部分：要求掌握放射性固废的类型与其所含的主要放射性核素；放射性核素的地下迁移及其对人体损害的类型和机制；了解衰变速率、放射性活度和辐射量。,第一节固体废物及分类,固体废物是人类在生产、生活等活动过程中丢弃的固状和泥状物质。具有必然性、时空性、两重性的特点。按来源把固废分为矿业固废、工业固废、城市垃圾、农业固废和放射性固废五类。固废往往含有有害成分，通常又将其分为一般废物和有害废物两大类。对环境和人体健康危害较小的归为一般废物；反之，属有害废物。,第二节有害废物,一、有害废物及判定有害废物是指能对人体健康和环境造成现实危害或潜在危害的废物。按其是否具有可燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、放射性等有害特性来进行判定。凡具有上述一种或几种都均认为属于有害废物。二、有害废物中的有害成分美国环保局分布的美国有害废物共有110种，包含有害化合物共361种，其中大多数是有机化合物。,有害废物中一部分重要的有害成分,第一百一十一课,第二节有害废物,三、有害废物的迁移途径及危害1.进入土壤的途径及对土壤的污染有害废物长期露天堆放，其有害成分在地表径流和雨水的淋溶、渗透作用下，通过土壤孔隙向四周和纵深方向迁移。此迁移过程中，有害成分要经受土壤的吸附和其他作用，导致土壤成分和结构的改变及其生长植物的污染，以至无法耕种。,三、有害废物的迁移途径及危害,2.进入大气的途径及对大气的污染有害废物进入大气的途径有：废物中的细粒随风扬散；运输及处理过程不当，释放有害气体或粉尘；堆放和填埋的废物以及渗入土壤的废物，经挥发和反应放出有害气体。3.进入水体的途径及对水体的污染直接排入地表水；被地表径流携带进入地表水；空中的细小颗粒，能过干湿沉降进入地表水；露天堆放和填埋的废物，其可溶性有害成分在降水淋溶、渗透作用下可经土壤达到地下水。,三、有害废物的迁移途径及危害,4.进入人体的途径及对人体的危害环境中的有害废物以大气、水、土壤为媒介，可以直接从呼吸道、消化管或皮肤进入人体。腊芙运河(Love Canal)污染事件,第一百一十二课,第三节放射性固体废物,一、放射性的基本概念1.放射性核素核素是具有特定的原子质量数、原子序数和核能态的一类原子。分为稳定核素和放射性核素。2.放射性衰变及其类型放射性核素自发地改变核结构形成另一种核素的过程，称为核衰变。因同时伴有带电或不带电粒子的放出，故又称放射性衰变。每种放射性核素衰变都有其自身特有的方式，并且不受外界条件的影响，故核衰变是放射性核素的特征性质。,第三节放射性固体废物,放射性衰变按其放出的粒子性质，分为衰变、衰变、+衰变、电子俘获、衰变等多种类型。衰变是放射性核素核放出粒子的核衰变。 粒子是带有2个单位正电荷的氦核。 衰变是放射性核素内一个中子转变成质子并放出粒子和中微子的核衰变。 粒子是电子。,第三节放射性固体废物, 衰变是放射性核素从较高能态跃迁至较低能态时放出一种波长很短的电磁辐射(高能光子)的过程。 +衰变是放射性核素核内一个质子转变成中子并放出+粒子和中微子的核衰变。 +粒子是正电子。电子俘获是放射性核素核俘获外绕行的一个电子，使核内一个质子转变成中子并放出中微子的过程。,第三节放射性固体废物,3.放射性衰变速率方程及放射性活度衰变动力学都遵循一级反应，其速率微分方程均为：式中：Nt瞬时未衰变的核数dNdt时间间隔内衰变的核数dN/dt核衰变速率衰变常数,第三节放射性固体废物,衰变常数：由上式得：因为-dN/N表示每个核的衰变几率，所以，是每个核在单位时间内自发衰变的几率。 与外界条件无关，而由核本身特征决定。故，测定，可用于放射性核素的鉴定；其值大小可用来比较各种核素衰变的快慢。半衰期衰变常数的功能，常以放射性半衰期替代。,第三节放射性固体废物,放射性活度A：放射性活度即核衰变速率(-dN/dt)，是表示核素放射性强弱的物理量。设t=0时，NN0，积分上式，得：设t=0时，A0=N0，结合二式，得：可见，放射性活度随时间的变化服从指数规律。,第三节放射性固体废物,放射性活度的法定单位是贝可，符号Bq。1Bq表示放射性核素在1秒钟发生1次衰变，即1Bq=1s-1注意，活度相同的两种放射性核素，只表示它们每秒钟内发生的衰变数目相同，并不表示放出的射线数目相同与否。对于某一定量的放射性核素，其放射性活度与其核数成正比，即与其质量成正比。因此，测量放射性活度，能反映放射性核素的质量。,第一百一十三课,第三节放射性固体废物,4.辐射量及其单位(1)照射量与照射量率：照射量(x)是指或X射线在单位质量空气中引起的所有电子被完全阻留此空气中时，产生的电子或正离子的总电荷量。照射量是根据射线在空气中的电离能力，来度量辐射强度的物理量。照射量的法定单位是库仑每千克空气(C/kg)，并用的专用单位是伦琴，简称伦(R)。照射量率是单位时间内的照射量。单位是C/(kgs)、R/s等。,第三节放射性固体废物,(2)吸收剂量与吸收剂量率：吸收剂量(D)是指单位质量特技所吸收的辐射能量。D可以用于任何类型的辐射，是反映被照射介质吸收辐射能量程度的物理量。它的法定单位是焦耳每千克(J/kg)，专称戈瑞(Gray)，符号Gy。吸收剂量率是单位时间内单位质量物质所吸收的辐射剂量，单位是Gy/s等。(3)剂量当量与剂量当量率：用吸收剂量和其他影响危害的修正因数之乘积来度量各种辐射对生物的危害效应，此度量称为剂量当量(H)。单位时间内的剂量当量，称剂量当量率。,第三节放射性固体废物,5.环境放射性的来源(1)天然辐射来自地球外层空间的宇宙射线，包括初级和次级宇宙射线。地球天然存在的放射性核素辐射。包括由初级宇宙射线与大气物质相互作用产生的放射性核素和地球形成时本来就有的放射性核素。(2)人工辐射来源主要有以诊断医疗为目的所使用的辐射源设备和放射性药剂、核工业及核研究单位排放的三废，以及带有辐射的消费品。,第三节放射性固体废物,二、放射性固体废物1.放射性固体废物的分类分为低水平、中水平、高水平放射性废物和放射体。2.代表性核工业放射性固体废物的主要类型目前是，放射性固废主要来自核工业。具有代表性的核工业是核发电站压水反应堆及其前、后处理系统。其放射性固废的主要类型有：废矿石和尾矿；放射性沾污的固废，包括废弃的离子交换树脂、各种材料设备等；放射性固化体。,第三节放射性固体废物,3.放射性核素的地下迁移速率放射性核素的地下迁移，是指其在土壤、岩石等地质介质中随地下水流动而至地表水系统的迁移过程。它是放射性固废地下处置的关键。所谓地下处置就是将放射性废物埋于地下处置场，利用多层屏障来阻止核素在很长时期内不以有害量迁入生物圈的方法。因此，在经过一定时期后固废核素从漏入地质开始的地下迁移的速率，是决定放射性固废地下处置实效的关键。,第三节放射性固体废物,(1)放射性核素地下迁移速率的室内研究研究表明，地质介质通过吸附、沉淀等作用对核素地下迁移具有延迟能力。v=V/K式中：v核素地下迁移速率V地质介质中地下水流带K延迟系数，显示地质介质对核素随水迁移的延迟能力，是用来判断地质介质屏障核素优劣的主要指标。它随着核素性质、地质介质特性和地下水的组成、pH值、水文条件等许多因素的不同而变化。(2)放射性核素地下迁移速率的现场研究,第三节放射性固体废物,三、核辐射对人体的损害1.辐射损害的类型可分为躯体效应和遗传效应，还可分为随机与非随机性效应。(1)躯体效应与遗传效应躯体效应是指辐射所致的显现在受照者本人身上的损害。包括急性和晚发效应。遗传效应是指出现在受照者后代身上的辐射损害效应。它主要是由于被辐照者体内生殖细胞受到辐射损伤，发生基因突变或染色体畸变。,第三节放射性固体废物,(2)随机性效应与非随机性效应随机性效应：辐射损害发生率与剂量大小有关，严重程度与剂量无关，可能不存在剂量阈值的生物效应。非随机性效应：指辐射损害的严重程度随剂量变化，存在着剂量阈值的生物效应。,2.影响辐射损害的因素(1)辐射的类型(2)辐射的剂量(3)照射的方式与部位,第一百一十四课,第三节放射性固体废物,3.辐射损害的生化机制辐射对人体的损害是由辐射的电离和激发能力造成的。其生化机制为：辐射先将辐照机体内的水分子电离和激发，产生性质活泼的自由基、强氧化剂等，与细胞的有机分子核酸、蛋白质、膜、酶等相互作用，使之化学键断裂、组成受到破坏，从而引起损害症状。(1)机体内水的辐照产物：体内水分子被激发为活化分子H2O*后，经过一系列变化，生成许多其他自由基。其中，超氧自由基O2- 氢氧自由基HO和H2O2化学性质活泼，统称为活化氧。,第三节放射性固体废物,(2)辐射致生物膜脂质过氧化：机体生物膜上的聚不饱和脂质在辐照下，变成有害的膜脂质氢过氧化物的过程称为辐射致膜脂质过氧化。其生化机制是辐射使体内产生活化氧。 O2-与体内过氧化氢形成HO。O2-+H2O2O2+OH-+HOHO是很强的亲电试剂，它造成链式反应，使膜脂质继续过氧化，不断生成脂质氢过氧化物。,第三节放射性固体废物,(3)辐射致癌其生化机制是：O2-反应变成HO，HO加成于构成DNA的嘧啶或嘌呤碱基中电子密度较高的碳原子上，使DNA基因突变，受到损伤。O2-在体内还可发生歧化反应生成H2O2：O2-+O2-+2H+H2O2+O2H2O2可对机体中各种酶和膜蛋白上的巯基起氧化作用，使其组成受到破坏，功能失常，甚至可能致癌。,