глобальних природних екосистем

Деформація

Антропогенна деформація природних екосистем постійно збільшуєть­ся внаслідок невпинного зростання техногенного впливу.

Енергопотреби людства забезпечуються за рахунок спалювання палива головним чином органічного походження. Споживання всіх видів енергоносіїв з роками збільшується, але різними темпами — частка енергії від використання вугілля зменшується, а за ра­хунок нафтопродуктів і природного газу — збільшується.

Ступінь деградації грунту: 1 – легка; 2 – помірна; 3 – сильна; 4 - крайня

Згідно з сучасними уявленнями зміни стану природного середовища відбуваються внаслідок «екологічних несподіванок» трьох типів — не­поміченої тенденції, критичного порушення, синергізму.

Непомічена тенденція, навіть якщо вона не породжує критич­них порушень чи синергізму, може завдати несподіваної великої шкоди перш, ніж вона буде помічена. Наприклад, агресивні бур'яни витісня­ють місцеві рослини, порушують природні цикли і щороку завдають мільярдних збитків сільському господарству. У США, де спостережен­ня за природними процесами здійснюється уважніше, ніж у більшості країн світу, агресивні немісцеві бур'яни поширились на 4 тис. га перш, ніж їх помітили.

Критичне порушення — це раптова зміна тенденцій або попере­днього стабільного стану. Наприклад, надмірний вилов риби призво­дить до раптового зникнення деяких видів риб раніше, ніж до їх по­ступового занепаду.

Синергізм — це зміна, у якій окремі явища поєднуються, створю­ючи ефект більший, ніж можна було очікувати від додавання їхніх ефек­тів, взятих поодинці. У 1998 році відбулася повінь ріки Ян Цзи, яка по­збавила життя 3700 чоловік, лишила без житла 223 млн людей, завдала збитків на 30 млрд доларів США. Цей жахливий підсумок є синергічним наслідком трьох причин — великих опадів, знелісенням (басейн Ян Цзи втратив 85 % свого лісового покрову) і надзвичайної щільності заселення затопленої території.

«Екологічні несподіванки» різних типів взаємопов'язані і взаємовп­ливові — синергізм може викликати критичне порушення і, навпаки, кри­тичне порушення може викликати синергізм. Непомічена тенденція може закінчитись критичним порушенням чи синергізмом. В холодних водах вилов риби зменшив популяції тюленів і сивучів, що змусило косаток збільшити вживання видр. Різке зменшення чисельності видр виклика­ло вибух їхньої улюбленої здобичі — морських їжаків, які у свою чергу знищили зарості бурих водоростей, якими вони харчуються. Зменшення водоростей загрожує існуванню водної екосистеми, бо залишає без їжі рибу, морських ссавців і птахів.

Так звані «низові пожежі» в лісі не піднімаються на дерево. Вони «поїдаючи» мертве листя поширюються по землі не охоплюючи на­віть всієї площі лісу. Низова пожежа може вбити до 10 % живої біомаси лісу — шкода здається незначною. Але затіненість поверхні зменшується і друга пожежа на більш сухому грунті здатна знищити вже до 40 % біо­маси. Наступна пожежа може знищити ліс цілком.

Десять тисяч років тому, до початку процесу звільнення землі від лісу у широких масштабах, більш як 6 млрд. га (близько 40 % поверх­ні земного суходолу) покривали ліси. Нині площа природних лісів (без врахування лісоплантацій) становить 3, 6 млрд га. Знелісення — велика трагедія для біосфери. Серед багатьох тисяч видів тварин, які, як вва­жається, вимирають щороку, переважна більшість — лісові мешканці, у першу чергу комахи, яких позбавляють їхнього життєвого середовища. Зараз понад 90 % втрат лісів відбувається в тропіках.

Особливе значення має знищення на узбережжі мангрових дерев — дерев з довгим корінням, яке стабілізує берегову лінію і вловлює опади. Мангрові екосистеми неймовірно продуктивні — зелений покрив є до­мом для всякого роду сухопутних тварин, а довге коріння дає притулок скупченню морського життя. За останні півстоліття південна Азія втра­тила внаслідок людської діяльності половину своїх площ мангрових де­рев. Це негативно вплинуло на стан коралових рифів — найбагатший тип океанських екосистем, в яких проживає 65 % видів морських риб і 25 % океанських видів біоти. Рифи народжуються при повільному на­копиченні кістяків мільйонів коралів —- малих сидячих шапкоподібних тварин, які утворюють живий зовнішній шар поверх вапнякових решток їхніх предків. Рифи формуються у мілких тропічних та теплих помір­них водах і займають маленьку частину океану — близько 0, 3 % його площі. Корали надзвичайно чутливі до якості і температури води. Тому забруднення внаслідок зниження очисної спроможності мангрових лісів і підвищення температури океанської води внаслідок глобального по­тепління призводить до «побіління» коралів. Після короткого присту­пу побіління корали відновлюються, після тривалого часу — ні. Зараз корали побіліли на мільйонах гектарів, охоплюючи все більше число рифових районів.

Велика смертність коралів загрожує самим спорудам рифів, оскільки корали більше не зможуть виправляти пошкодження від штормів та хижаків, які їдять корали. А через те, що корали захищають шосту частину берегів Світового океану від дії хвиль і утворюють регіони надзвичайної біологічної активності шкода від руйнування коралових рифів буде велетенською з непередбаченими наслідками.

Приведене — лише частка негативного антропогенного впливу на Світовий океан. Забруднюючими речовинами, що створюють голо­вну загрозу для морського середовища є стічні води, хімічні речовини, сміття, пластмаси, нафта, радіоактивні відходи. Нафтова плівка вкриває п'яту частину поверхні океану, затрудняючи аерацію, знижуючи процеси фотосинтезу, погіршуючи якість води та мулу. За рік у воду потрапляє 3, 2 млн тонн нафти і нафтопродуктів — по 700 тисяч від танкерних опе­рацій і зі зливними комунальними водами, 400 тисяч — внаслідок аварій танкерів, 300 тисяч — з промисловими скидами.

Дно Атлантичного океану забруднено скидами свинцю з суші на від­стань 160 км від берегу і на глибині до 1600 метрів. В північній Атлантиці на відстані 240 км від берега при глибині більше двох кілометрів вміст свинцю в воді складає в поверхневому шарі (товщиною І см) 21 частина на мільйон, а на глибині — 6 частин на мільйон. На відстані 400 км від берега при глибині 3, 6 км вміст свинцю знижується до величин 15 і З частини на мільйон відповідно.

Морське судноплавство не лише забруднює воду і збільшує руйнів­ну дію хвиль. Скиди води з підвищеною температурою травмують і зни­щують деякі водні мікроорганізми. В баластних водах і на корпусах суден переносяться екзотичні організми з одного водного басейну в інший, де можуть виявитися шкідливими в санітарно-епідеміологічному відношен­ні чи біологічно агресивними по відношенню до аборигенів.

За останні десятиріччя значно погіршилась якість атмосферного по­вітря. За рік в повітря викидається 145 млн сірчаних сполук, 250 млн тонн пилу, більше мільйону тон сполук свинцю, фтору, хлору. Антропогенний вплив на атмосферне повітря деформує природні теплові і речовинні процеси, що прнзводить до кліматичних змін (глобальне потепління) та збільшення кислотності опадів.

Багато забруднювачів з повітря переходять в грунт і рослинність. На­приклад, на відстані до 100 м від автомобільної дороги в грунті глибиною до 6 см вміст свинцю настільки високий, що в придорожній рослинності його накопичується до 20-50 мг/кг (проти 5-10 мг/кг в полі). Родючість рослинності на грунтах, забруднених свинцем, знижується до 50 %.

Сільськогосподарська діяльність завдає великої шкоди наземній біо­сфері перш за все перетворенням природних біогеоценозів в штучні агро­біоценози. Перші являють собою первинні природні елементарні одиниці біосфери, сформовані шляхом еволюції. Це складні екосистеми з зна­чною кількістю видів тварин та рослин, які характеризуються стабільною динамічною рівновагою і саморегульованими процесами в природному колообігу речовини. Агробіоценози — це вторинні трансформовані лю­диною штучні елементарні одиниці біосфери. Це спрощені екосистеми з порушенням природного саморегулювання внаслідок переваги популяції одного виду рослин чи тварин. Вони майже нерегульовані і в значній мірі залежить від підведення зовні енергії та речовини. Монокультуризм ро­бить ці системи дуже вразливими до зовнішнього впливу і не стійкими.

Загалом людська діяльність значно змінила наземні екосистеми. Природні ландшафти змінені різною мірою на 56 % площі суші, а на 20 % — змінені корінним шляхом. Наприклад, під водосховища в світі за­йнято 400 тис. км³ площі, а підтоплено внаслідок цього більше 2 млн км² земель.

Людська діяльність негативно впливає на всі природні сфери, що погіршує умови для проживання тварин і рослин. Вважається, що сьо­годні внаслідок погіршення середовище існування 34 % від усіх видів риб, 25% з 4355 видів ссавців і 11 % з 8615 існуючих у світі видів птахів знаходяться під загрозою вимирання або є уразливими. Саме тому один з п'яти головних документів, які були прийняті конференцією ООН по навколишньому середовищу і розвитку в Ріо-де-Жанейро у 1992 році є «Конвенція про біологічне різноманіття».

На конференції Ріо-92 підтверджена занепокоєність людства глобаль­ними проблемами: потеплінням клімату, збільшенням кислотності опадів та руйнування озонового шару, на які було звернуто увагу на першій кон­ференції по навколишньому середовищу (Стокгольм, 1972). Вказано на за­гострення і інших проблем, зокрема на глобальне радіаційне забруднення.

Парниковий ефект (природний), як це було показано раніше, віді­грає вирішальну роль в формуванні

Динаміка вмісту у повітрі диоксиду вуглецю

клімату на планеті. Антропогенний додатковий парниковий ефект залежить від вмісту в атмосферному пові­трі так званих парникових газів штучного походження, відносний внесок яких в ефект складає: двооксиду вуглецю — 55, фреонів — 24, мета­ну — 15 і оксидів азоту — 6 %. Як видно на рис. 6.6. за роки індустріалі­зації вміст двооксиду вуглецю збільшився з 270-280 до 360-370 частин на мільйон (ррm).

Аналіз стану і прогноз Міжнародного комітету по зміні клімату, який працює під егідою ООН зводиться до наступного:

• концентрація СО₂ буде складати 400-580 ррm в 2050 році і 420-900 ррm в 2100 році;

• подвоєння вмісту СО₂ в атмосфері збільшить температуру на 1, 5-2, 5 °С;

• збільшення температури на 1, 5-2, 5 °С викличе підняття рівня Світового океану на 35-55 см, внаслідок чого постраждають узбережні райони багатьох країн і перш за все Японії, Уругваю,
Бангладеш, Сенегалу, Нігерії. Кількість опадів збільшиться, але нерівномірно, внаслідок чого площа пустель зросте. Всі кліматич­ні зони перемістяться на 500 км в бік полюсів;

■ якщо викиди СО₂ будуть зростати сучасними темпами, слід очікувати істотний занепад лісів;

■ від потепління постраждають перш за все малі острівні держави, повеневі регіони, гірські екосистеми, посушливі землі і пустелі.

В 1992 році в Ріо-де-Жанейро було прийнято Конвенцію ООН про зміни клімату, мета якої полягає в створенні умов для стабілізації ви­кидів парникових газів на такому рівні, який забезпечить нешкідливий вплив на глобальну кліматичну систему. На базі Конвенції у 1998 році підписано Кіотський протокол, яким передбачено зменшення викидів вуглецю у 2008-2012 рр.. по відношенню до рівня викидів у 1990 році на 8 % (США, Центральна Європа, Австралія), на 6 % (Японія і Канада), на 10 % (Ісландія) і на 1 % (Норвегія та ін.). Нажаль у 2001 році США відмовились від свого підпису на Кіотському протоколі, посилаючись на економічні збитки, що понесе американська промисловість від зміни режиму роботи підприємств, які сьогодні викидають у повітря майже третину світового забруднення СО₂.

Крім прогнозів, які передбачають еволюційні наслідки зміни гло­бального клімату, відома значна кількість попереджень про можливість раптових катастрофічних змін на планеті. В основу їх покладена мож­ливість локального зосередження енергетичних змін, які приведуть до «кліматичної революції». Щоб змінити середню температуру води Сві­тового океану навіть на один градус потрібна велетенська енергія, яку можна підвести тільки за достатньо тривалий час. Змінити температуру океанської течії на декілька градусів або змінити її траєкторію можна за небагато років. А це значно вплине на клімат материка, який омиває роз­глянута течія. Математичним моделюванням показано, що за десять років у Північноатлантичному регіоні температура може змінитись настільки, що в.Дубліні буде такий клімат, як на Шпіцбергені. Схожа картина про­гнозується для Південної Америки — легке потепління Арктики потягне за собою різке похолодання в Канаді і США.

Як було показано раніше, природні опади мають незначну кислот­ність внаслідок наявності в атмосфері оксидів азоту і вуглецю та сірчис­тих газів. За двісті років індустріалізації кількість таких газів, внаслідок процесів окислення в різноманітних технологічних процесах значно збільшилась і кислотність опадів підвищилась до розмірів, що характери­зуються значенням показника рН від 4 до 5. Такі атмосферні опади спри­чиняють велику шкоду як природній біосфері, так І штучним об'єктам.

Відмічається значне (до 20...30 %) зниження врожайності сільсько­господарських культур. Гине значна частина водних рослин і тварин (особ­ливо в непроточних озерах, де завдяки випаровуванню кислотність води постійно збільшується). Пошкоджується багато лісу в Норвегії, Швеції, Фінляндії, Канаді та інших державах, які не мають своїх потужних за­бруднювачів І отримують «кислі» хмари від сусідніх держав.

Кислотність атмосферної вологи призводить до прискорення руй­нівних процесів. Наприклад, стіни Лувру зараз руйнуються з швидкіс­тю три міліметра за рік, тобто в сто разів інтенсивніше, ніж на початку 20 століття.

Кислотний дощ чи туман може пошкодити безпосередньо ткани­ну рослин, але його найгірша дія настає як серія критичних порушень, які набагато важче побачити. Коли кислота потрапляє на ґрунт протягом кількох десятиріч, вона вилучає кальцій і магній, що раніше чи пізніше призведе до зниження живлення рослин цими важливими біогенними елементами. Друге критичне порушення настає тоді, коли виникне не­стача кальцію, який нейтралізує прибуваючу кислоту. Кислотність грунту раптово зросте, що викличе іншу зміну — звільнення алюмінію з міне­ральної основи грунту. Якщо зв'язаний у мінералах алюміній біологічно інертний, то вільний алюміній у кислому середовищі — це отрута для рослин і тварин, які знаходяться в грунті.

Кислота, що знаходиться в хмарах, діє на важкі метали (свинець, ртуть, кадмій), які надходять в атмосферне повітря з промисловими ви­кидами, і робить їх більш розчиненими і токсичними. Цей процес може проходити непоміченим протягом десятиріч. В США виявлено, що збіль­шення за останні тридцять років загибелі дубів у два, а ліщини — у три рази, низький приріст рослинності, нездатність клену давати нові сіянці є наслідками дії кислоти в грунті.

Найбільшу кількість викидів, з яких утворюються атмосферні кис­лоти дає енергетика — майже 70 %. Транспорт є причиною біля 20 % ви­кидів.

При горінні палива внаслідок високої температури азот повітря окисляється з утворенням різних оксидів. Кількість оксидів азоту зале­жить від особливостей організації процесу горіння.

Кількість сірчаних газів залежить головним чином від долі сірки в паливі. В цьому відношенні найкращим паливом є природний газ, в яко­му майже немає сірки, а найгіршим — вугілля, що містить до 4 % сірки. Очевидно, що зменшити шкоду від викидів продуктів горіння можна трьома шляхами. Перший — зменшувати кількість палива, необхідного для отримання певного результату. Тобто мова йде про вдосконалення техніки і технології шляхом підвищення ККД. Другий — використання малосірчаних палив, або попередня обробка неякісних палив з метою ви­лучення сірки. Третій — очистка відпрацьованих газів перед викидом в атмосферне повітря.

Зважаючи на велику шкоду від кислотних опадів держави намага­ються розробити спільні заходи захисту. В 1979 році на загальноєвропей­ській нараді була прийнята «Конвенція про транскордонне забруднення повітря на великі відстані». В 1985 році держави Європи, США і Канада підписали «Протокол про зменшення викидів сірки чи їх транскордонних потоків по меншій мірі на ЗО %», в якому передбачено зменшення вики­дів в 1993 році порівняно з рівнем 1980 року. В 1988 році було підписано угоду про замороження викидів оксиду азоту до 1994 року на рівні 1987 року, з подальшим зниженням рівня викидів.

Враховуючи, що і кислотні опади і потепління клімату мають одне і теж джерело — енергетичні процеси з використанням традиційного поли­ва (нафти, вугілля, газу, деревини) кардинальне рішення розглянутих про­блем постає у використанні нетрадиційних джерел енергії. Енергію сонця, вітру і води тому називають екологочистою або кліматозберігаючою.

Хоча використання всіх джерел енергії, що прямо чи опосередковано походять від Сонця буде зростати, основою нової енергетики будуть вітро-генераторні і сонячні пристрої. Данія вже одержує 8 % своєї електроенер­гії від вітру, Шлезвіг — Голдштейн (Німеччина) —11%, Навара (промис­лова провінція Іспанії) — 20 %. Зважаючи на те, що вартість виробництва електроенергії вітровими станціями зменшилась з 2600 доларів США за кіловат у 1980 році до 800 доларів у 1988 році вітрова енергетика ско­ро стане одним з найдешевших джерел енергії. Розробка в Японії покрі­вельного матеріалу для дахів з сонячними батареями створила основу для швидкого зростання використання сонячних батарей. В 1998 році в Японії встановлені сім тисяч дахових сонячних систем. Німецький уряд оголосив програму — сто тисяч сонячних дахів у країні. В Австрії 70 % побутових потреб в гарячій воді забезпечують сонячні підігрівачі — колектори.

Уряди деяких держав зайняли жорстку позицію по відношенню до забруднюючої енергетики — Данія заборонила будівництво вугільних електростанцій, Німеччина — ядерних.

На закінчення декілька слів щодо термінології. Екологічно чистим може бути енергоносій. Це теплова енергія сонця чи води, яку можна ви­користати для отримання теплоти або електроенергії без шкідливих ви­кидів у довкілля. Це кінетична енергія руху повітря (вітер) чи води, яка перетворюється технічними засобами в механічну роботу (насос, млин) або в електроенергію без викидів в природне середовище. Але не можна переносити поняття «екологічно- чистий» на технічну споруду, в якій ви­користовується такий природний енергоносій. По-перше, для створення такої споруди використовуються конструкції, під час отримання яких на­несена велика шкода природі. По-друге, під час будівництва споруди до­вкіллю завдано певної шкоди. По-третє, живі організми, які знаходяться в межах дії робочих органів споруди (колесо насоса, гідротурбіни, вітряка) частково знищуються і травмуються.

Як було показано раніше, молекули озону О₃ зароджується в верхніх прошарках атмосфери внаслідок фотодисоціації молекулярного кисню О₂ під впливом ультрафіолетового (УФ) випромінювання Сонця з довжиною хвиль менше 242 нм. Ці вільні атоми кисню приймають участь в природному руйнуванні озону. На цей процес витрачається біля 5 % сонячної енергії, яка надходить до Землі. Озон руйнується також в каталітичних циклах з участю атомів хло­ру і брому, оксидів азоту та гідроксилу. Внаслідок балансу процесів заро­дження і руйнування формується озоновий прошарок, який захищає живу речовину від згубної дії УФ з довжиною хвилі 280-320 нм.

Розподіл озону в атмосфері нерівномірний. Він залежить від тем­ператури, циркуляції повітря, наявності аерозолів, сезонних змін стану атмосфери тощо. Найбільш ефективно утворення озону відбувається по­близу екватору, де потік сонячного випромінювання максимальний.

У свою чергу зміни в озоновому прошарку впливають на стан атмос­фери. Надмір УФ променів руйнує листя дерев, знижує біологічну про­дуктивність, викликає у людей рак шкіри, захворювання сітчатки очей, непередбачені мутації тощо. В Новій Зеландії статистично визначено, що при зменшенні густини озонового прошарку на один відсоток кількість онкозахворювань людей збільшується на 4-5 %.

До певного часу життєдіяльність людини не впливала на процеси в озоновому прошарку. Розвиток промисловості, транспорту, авіації та ра­кетно-космічної техніки, широке вживання штучних хімічних речовин в побуті і промисловості призвели до підвищення в атмосфері концентра­ції активних по відношенню до озону речовини та деформації прошарку.

Перш за все це стосується хлорофторовуглеців (ХФВ) (фреонів), котрі використо­вуються в криогенній техніці, кондиціюванні повітря, протипожежних сумішах, аерозольних упаковках тощо. Вони хімічно інертні, високо-стабільні, не розчиняються у воді, не горять, можуть в повітрі існувати сотні років. Руйнує їх лише ультрафіолетове випромінювання сонця в процесі фотодисоціації, коли вони накопичуються в нижніх шарах ат­мосфери. При руйнуванні ХФВ утворюються вільні атоми хлору, які викликають ланцюг згубних для озону реакцій. Один вільний атом хлору здатен зруй­нувати 100 тисяч молекул озону.

Аналогічні реакції викликає і бром. Кількість викидів ХФВ складає десятки мільйонів тон, чого достатньо для відчутного впливу на стан озо­нового прошарку атмосфери.

З 80-х років минулого століття вчені спостерігають періодичне різке зниження концентрації озону в північних районах атмосфери, що отри­мало назву «озонові діри». Циркумполярний (зимній полярний) вихор по­вітряних мас розширяє область руйнування озону. Якщо в центрі вихору над Антарктидою потужність озону знижується до 125, то над Європою озонові діри характеризуються значенням 200...250 о.Д.

Внаслідок серйозної загрози життю на Землі від руйнування озо­нового прошарку світова спільнота вдається до захисних засобів — в 1982 році було складено Монреальський протокол, а в 1985 році підпи­сано Віденську конвенцію, в яких передбачено зменшення виробництва ХВФ з кінцевою метою повної їх заборони. Зараз кількість нових ХФВ зменшується, але вплив накопичених в атмосфері буде відчуватися ще ба­гато десятиліть. Тому загроза антропогенного походження для озонового шару не знята, в зв'язку з чим вчені ведуть пошуки штучного прискорення процесу поновлення озону. Сьогодні найбільш перспективним вважається спосіб опромінювання повітря лазером з довжиною хвиль 762 і 1270 нм.

Радіаційне забруднення людською діяльністю природного довкілля почало проявлятися недавно — після практичного втілення наукових розробок початку 20 століття: відкриття речовин, які вилучають проме­ні, здатні проникати через непрозорі предмети і тіла (Рентген — 1895 р.) та виявлення ядерних перетворень деяких елементів, під час яких виді­ляється величезна енергія (Резерфорд — 1911 р., Астон — 1920 р.. Чедвик — 1932 р,, Жоліо-Кюрі — 1934 р. та ін.).

На біду людства саме вчені-фізики явились ініціаторами практично­го використання ядерної енергії в військовій справі. 2 серпня 1939 року А. Ейнштейн в листі президентові США Рузвельту писав: «...в найближ­чому майбутньому можливе перетворення урану в нове і важливе джерело енергії. Це може навести на думку про виготовлення відповідних бомб нового типу, які мають надзвичайну потужність». 2 грудня 1942 року Фермі здійснив першу регульовану атомну реакцію на реакторі, а 16 липня 1945 року пройшло перше випробування ядерної бомби на полігоні. 6 серпня 1945 року на Хіросіму скинуто першу атомну бомбу, у якій в якості вибухівки було використано уран-235, а через три дні плутонієва бомба вибухнула над Нагасакі. 27 червня 1954 року введено в дію першу атомну електростанцію в Обнінську під Москвою.

Сьогодні основними типами джерел радіоактивного забруднення природного середовища є:

- уранова промисловість, яка займається видобуванням, переробкою, збагаченням і виготовленням ядерного палива. Основною сировиною для палива є уранова руда, в якій вміст такого компонента як уран-235, властивості якого використовуються, складає десяті долі відсотку. Руда «збагачується» -— з неї вилучається частина домішок і паливо для цивільних атомних електростанцій (АЕС) вміщує урану-235 декілька відсотків (2...4). Бойовий ядерний заряд значно більше сконцентрований. Аварійні ситуації можуть виникнути при виготовленні, зберіганні і транспортуванні ядерних виробів, зокрема тепловиробляючих елементів (ТВЕЛів);

- ядерні реактори різних типів, в активній зоні яких зосереджено велику кількість радіоактивної речовини і які є (по вислову фізиків) атомними бомбами, процеси в яких уповільнено до стаціонарного стану. Тому при проектуванні і будівництві АЕС здійснюються ґрунтовні засоби безпеки. Вчені США обрахували, що ймовірність аварії на американській АЕС дорівнює одній за мільйон років, що в п'ять тисяч разів менше за ймовірність аварії літака. Але аварії на АЕС трапляються: в США були аварії в 1975 і 1979 роках, в Японії в 90-ті роки, в 1986 р. — на Україні. На режимах безаварійної експлуатації АЕС забруднення довкілля спостерігається внаслідок витоків радіоактивної рідини, викидів вентиляційного повітря, захоронення радіоактивних допоміжних матеріалів, інструменту, спецодягу та інше. Не вирішено питання і про ізоляцію приміщень АЕС після відпрацювання експлуатаційного терміну ядерних блоків, який дорівнює приблизно 20 років;

- радіохімічна промисловість, на підприємствах якої проводиться переробка і поновлення відпрацьованого матеріалу. При роботі АЕС «вигоряння» ядерного палива в ТВЕЛах призводить до погіршення умов атомної реакції, що не дає змоги використати потенціал палива повністю. Тому ТВЕЛи замінюють, коли концентрація урану-235 зменшується до 1, 0...0, 9 %, тобто до величини, яка набагато більша, ніж була в природній урановій руді. Тому відпрацьоване паливо АЕС має велику радіоактивність і небезпечне для довкілля. Ще більшу небезпеку являють собою ядерні боєприпаси, термін зберігання яких скінчився. Для переробки ви­користаних ядерних матеріалів потрібні заводи з підвищеними вимогами до захисту природного середовища. Технології переробки на сучасних заводах недосконалі і фахівці ведуть пошук шляхів вирішення цього найактуальнішого для атомної енергетики питання. Під час роботи підприємств радіохімічної промисловості в атмосферу потрапляє деяка кількість радіоактивного йоду-131, а в водойми — стічні слаборадіоактивні води;

- місця переробки і захоронення радіоактивних відходів, які внаслідок неможливості забезпечити абсолютну ізоляцію джерела радіації вилучають радіонукліди в природне середовище. Спочатку цьому питанню не приділяли належної уваги і ядерні держави скидали радіоактивні відходи вріки, моря та океани, у вироблені штольні. Зараз розроблені технології, за якими радіоактивні відходи поміщаються у герметичні капсули, які зберігаються в спеціальних сховищах;

- використання радіонуклідів у вигляді закритих радіоактивних джерел невеликої потужності у промисловості, медицині, геології, сільському господарстві. Радіоактивний аналіз використовується для виявлення в речовині певного елементу шляхом бомбардування речовини ядерними частками великої енергії. Гама-промінь дозволяє розділити суміш на складові, які по-різному пропускають радіацію. Безперервні процеси контролю якості і обліку кількості виробів — теж сфера використання радіаційного променю. Вивчення біологічних процесів, діагноз і лікування захворювань. Прискорення росту рослин, підвищення врожайності та таке інше. Мала потужність таких джерел в умовах нормальної експлуатації не призводить до значного радіаційного забруднення довкілля. Але при недостатній кваліфікації споживачів, відсутності жорсткого контролю за використанням, перевантаженості наявних сховищ для використаних виробів та з інших причин питання радіаційного забруднення джерелом невеликої потужності має велике значення.

Шкідливість радіоактивних відходів коливається від низької у малоактивних відходів з швидким розпадом до дуже високої у високоактив­них відходів. Щорічно під час виробництва ядерної енергії утворюється 200 тис м³ відходів з низькою і проміжною активністю і 10 тис м³ висо­коактивних відходів і відпрацьованого ядерного палива. Відходи накопи­чуються, їх кількість стрімко збільшується.

Враховуючи небезпеку біосфері від ядерного забруднення суспільство приймає охоронні заходи. В 1963 році підписано Договір про заборону випробування ядерної зброї в атмосфері, космічному просторі і під водою, в 1971 році — Договір про заборону розміщення на дні морів та океанів ядерної та інших видів зброї масового знищення, а в 1986 році — Конвенцію про оперативне оповіщення у випадку ядерної аварії та про допомогу у випадку ядерної аварії чи аварійної ситуації.