Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле
На правах рукописи
Владимиров Максим Викторович
Подводная антропогенная объектология северо-западных и дальневосточных морей России
25.00.28 - Океанология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертация на соискание ученой степени
доктора геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург
2012
Работа выполнена в Департаменте Пожарно-спасательных сил, специальной пожарной охраны и сил гражданской обороны МЧС РФ
Официальные оппоненты:
доктор геолого-минералогических наук
Неизвестнов Ярослав Владимирович
доктор геолого-минералогических наук
Рыбалко Александр Евменьевич
Доктор технических наук, профессор
Иванюкович Георгий Александрович
Ведущая организация:
Учреждение Российской академии наук - Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
Защита состоится л 2012 г. в 14 часов на заседании
диссертационного Совета Д 216.002.01 при Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральныхаресурсов Мирового Океана имени И.С. Грамберга (ФГУП ВНИИОкеангеология) адресу 190121, Санкт-Петербург, Английский пр. д.1, зал заседаний Ученого совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП ВНИИОкеангеология
Автореферат разослан л__________________2012 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета Д 216.002.01
Кандидат геолого-минералогических наук
И.А. Андреева
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. В последние десятилетия геоэкосистемы северо-западных и дальневосточных морей России испытывают значительные антропогенные нагрузки, связанные с разработкой шельфовых месторождений строительных материалов, интенсивными транспортными потоками, развитием береговой инфраструктуры, промышленными стоками и т.д. Среди факторов воздействия на природную среду моря следует особенно выделить подводные потенциально опасные объекты (ППОО). Подводными потенциально опасными являются объекты природного, антропогенного или смешанного происхождения, находящиеся в лито- или гидросфере акваторий и способные оказать негативное воздействие на экосистему в настоящее время или в будущем.
Для экосистемы Балтийского моря, для Белого и Баренцева морей, основную опасность представляют химические отравляющие вещества (ХОВ) и взрывчатые вещества (ВВ). Для Карского и дальневосточных морей наибольшую опасность представляют затопленные радиоактивные отходы.
Химическое оружие представляет собой артиллерийские снаряды, авиационные бомбы, мины, баллоны, контейнеры, гранаты, бочки, резервуары, банки, заполненные отравляющими веществами (ОВ) кожно-нарывного, нервно-паралитического, раздражающего, удушающего и общеядовитого действия. С течением времени оболочки снарядов и других объектов, содержащих ХОВ, разрушаются и ОВ поступают в морскую среду, представляя собой реальную угрозу экосистеме шельфа.
Разрушение единичных объектов существенного урона окружающей среде нанести не может, в то время как залповый выброс большой массы ХОВ может таить в себе угрозу экологической катастрофы. Несмотря на то, что в официальных документах приведены общие сведения об объеме и местоположении затоплений, на сегодняшний день мы не обладаем необходимой информацией о пространственном положении, механическом состоянии объектов, содержащих ХОВ, скорости их погружения в донные осадки, их взаимоотношениях с окружающей средой. Не изучена на теоретическом, модельном и экспериментальном уровне динамика переноса ХОВ и продуктов их трансформации в морской среде. Наконец, отсутствует краткосрочный и долгосрочный прогноз развития геоэкологической ситуации, инициированной наличием ХОВ на шельфе.
Не меньшую опасность представляют и затопленные радиоактивные отходы (РАО). На шельфе Карского моря, к востоку от архипелага Новая Земля, захоронены радиоактивные отходы суммарной активностью свыше 2400 кКи (Факты..., 1993).
Захоронение РАО в северных морях началось в 1964 году. Основным местом захоронения стала восточная часть шельфа Новой Земли. Здесь в 8 районах на глубине 12-380 м. лежат отходы, на долю которых приходится 70% активности всех РАО, затопленных в СССР. При этом на низко- и среднеактивные отходы приходится лишь 16 кКи, большую же часть, 2400 кКи, составляют высокоактивные РАО. Наиболее опасные из них - 6 реакторов АПЛ и экранная сборка атомного ледокола "Ленин", содержащие отработавшее ядерное топливо (смесь продуктов деления и актиноидов). Существенный выход радионуклидов из реакторных отсеков, прошедших перед захоронением специальную подготовку (заполнение твердеющей смесью на основе фурфурола), маловероятен, однако протекание процессов коррозии в натурных условиях не исследовалось. Дополнительную радиоэкологическую угрозу может представлять собой разгерметизация затопленных объектов из-за истирающей деятельности льда в мелководных фьордах. В Евразийской Арктике отмечено вспахивание морского дна льдом даже на глубине 26-43 м, а захоронения на Новоземельском шельфе в 6 районах из 8 расположены на меньших глубинах.
Наиболее крупные, по суммарной активности, захоронения РАО - в Новоземельской впадине, заливах Абросимова и Степового. В заливе Степового в 1981 году затоплена подводная лодка №601 длиной 109 м с двумя реакторами на борту. В заливе Абросимова в 1965 году затоплены реакторные отсеки подлодок №285 и 901, в Новоземельской впадине в 1972 году - отсек АПЛ №421. Все подлодки с не выгруженным ядерным топливом. По оценке ученых Ливерморской лаборатории (США), суммарная активность затопленных объектов в Новоземельской впадине, заливах Абросимова и Степового составляла на момент захоронения соответственно 213-811, 663-2300 и 187-191 кКи, а к 1993 году их активность должна была снизиться до 80-86, 195-213 и 136-139 кКи.
На сегодняшний день отсутствуют терминологические определения научного направления, связанного с изучением ППОО, нет их классификации, требуют расширения теоретические и модельные исследования, связанные с оценкой воздействия ППОО на окружающую среду акваторий, нет четкого прогноза развития геоэкологической ситуации, обусловленной присутствием ППОО в к указанных морях.
Диссертация посвящена решению этих проблем, являющихся жизненно важными для устойчивого и безопасного развития прибрежных территорий России.
Цель работы Ц разработать теоретические основы и методологические аспекты подводной антропогенной объектологии, как базы для комплексного обследования подводных потенциально опасных объектов северо-западных и дальневосточных морей.
Основные задачи исследований
- Разработать классификацию подводных потенциально опасных объектов
- Создать и апробировать методологию и технологию исследования подводных потенциально опасных объектов на основе информационно-измерительной системы (ИИС).
- Оценить влияние подводных потенциально опасных объектов на экосистему в зависимости от океанологических, морфологических, литодинамических и геолого-геохимических особенностей среды акватории.
- Разработать структуру геоинформационной системы Подводные потенциально опасные объекты России и создать рабочий макет.
- Дать сравнительную оценку влияния ППОО на геоэкосистему обследованных акваторий.
- Разработать прогнозную систему, основанную на интегрированной базе данных, включающей объектные, океанологические и геологические сведения, экспертных оценках и экодинамических моделях, позволяющую оперативно оценить геоэкологическую ситуацию и принять управленческие решения по минимизации последствий трансформации ППОО
Фактический материал и личный вклад автора. Основой для работы являлись оригинальные материалы собранные лично автором с 1992 по 2011 годы в процессе экспедиционных, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых МЧС РФ совместно со ВСЕГЕИ, ИО РАН им. П.П. Ширшова, ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга, НЦ Тайфун, ГЕОХИ РАН, НП ЦИТ, ФГУНПП Севморгео, ФГУП ПМГРЭ, Роскильским Университетом, АКВАПЛАН НИВА, Гданьским институтом водных проблем и др.
В процессе полевых исследований, где автор принимал участие, как в качестве научного руководителя, так и непосредственного исполнителя работ, на акваториях Балтийского, Карского, Белого, Охотского и Японского морей, проливов Скагеррак и Каттегат изучены химические, геофизические, геологические, петрофизические, и океанологические характеристики природной среды. Выполнены литологические, литодинамические и специальные геоэкологические наблюдения. Так, например, в Балтийском море выполнены комплексные геоэкологические работы с использованием ИИС на 3-х крупнейших захоронениях ХОВ, включающие около 2000 пог. км. профильных и около 850 стационарных наблюдений.
Общее число выполненных комплексных наблюдений на станциях составляет более 2300. Длина геофизических профилей достигает 9150 км, Выполнено 12 спусков на обитаемых аппаратах и проведено фототелевизионное обследование на 60 станциях.
Результаты диссертационной работы получены в итоге авторского углубленного анализа литературных источников и полевых исследований на конкретных объектах. Под руководством и при непосредственном участии автора разработан пакет методических документов связанных с исследованием ППОО. Эти документы опубликованы и имеют межотраслевой статус. Под научным и техническим руководством автора, на базе сформулированных алгоритмов, созданы технологические и информационные модули ИИС.
Постановка задач исследования и все выводы работы принадлежат автору.
Научная новизна. Разработаны теоретические основы и методологические аспекты подводной антропогенной объектологии, как базы для комплексного обследования подводных потенциально опасных объектов северо-западных и дальневосточных морей.
Предложена классификация подводных потенциально опасных объектов и разработана методология исследования на основе информационно-измерительной системы. Разработаны и апробированы методология и технология исследования подводных потенциально опасных объектов на основе информационно-измерительной системы.
Выполнена оценка влияния подводных потенциально опасных объектов на геоэкосистему в зависимости от океанологических, морфологических, литодинамических и геолого-геохимических особенностей среды акватории и дан сравнительный анализ для обследованных акваторий, имеющих различные океанологические характеристики.
Предложена прогностическая система, основанная на интегрированной базе данных, включающей объектные, океанологические и геологические сведения, экспертные оценки и экодинамические модели, позволяющая оперативно оценить геоэкологическую ситуацию и принять управленческие решения по минимизации последствий трансформации ППОО.
Выполнена аналитическая оценка и создана классификация групп загрязнителей, связанных с ППОО, находящимися во внутренних водах и территориальном море Российской Федерации
Предложены новые принципы построения информационно-измерительных экогеологических комплексов, реализованные в системе мониторинга ППОО на шельфе.
Получены принципиально новые данные по литологии, лито- и экодинамике, сорбционным свойствам осадков, гидрохимии поровых и придонных вод, содержанию группы микроэлементов тяжелых металлов по всему разрезу водного слоя в районах затопления объектов.
На современном уровне выполнено экодинамическое и инженерно-геологическое моделирование, позволившее определить характеристики переноса техногенной взвеси на акватории моря и глубину погружения объектов в донные осадки
Практическая значимость работы. Выполненное в процессе исследований научное обобщение вносит вклад в развитие фундаментальной и прикладной океанологии.
Получены принципиально новые данные по экогеологическому состоянию северо-западных и дальневосточных морей России. Изучены литодинамические, емкостные абсорбционно-десорбционные, инженерно-геологические характеристики всех типов современных осадков, влияющие на накопление, трансформацию и перенос загрязняющих веществ. Эти данные вошли в различные официальные отчёты МЧС России и МПР России. Дана оценка вклада ППОО в общую экогеологическую ситуацию на Балтийском, Карском, Баренцевом и Охотском морях. Обоснованный прогноз её развития позволяет принимать управляющие решения по минимизации негативных последствий антропогенной деятельности на море, в том числе, связанной с разработкой железо-марганцевых конкреций, строительству на дне продуктопроводов, добычей строительных материалов.
В результате работы, под научным и техническим руководством автора, на базе сформулированных алгоритмов, создана ИИС и её технологические и информационные модули.
Ряд положений диссертационного исследования был использован при обосновании международных проектов, выполняемых в рамках общеевропейской научно-технологической программы УEUREKAФ и международного проекта УТрансграничный перенос поллютантов с Северо-Запада России на Балтийский регионФ, поставленного в план 6-ой сетевой программы УИсследований и РазвитияФ ЕС.
Диссертационные исследования были использованы в разработке руководящих документов в области предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на ППОО в МЧС РФ. Эти документы опубликованы и имеют межотраслевой статус.
Результаты исследований используются при чтении курса геоэкология морей и океанов в Санкт-Петербургском Государственном Университете.
Защищаемые положения.
- В контексте развития нового научного направления Ц подводная антропогенная объектология - разработана классификации ППОО, которая включила их собственные характеристики, группирование по широкому комплексу признаков, нормирующих их взаимоотношение с окружающей природной средой. В числе основных категорий этих признаков выделены: генетическая, пространственная, временная, динамическая, типов взаимодействия с окружающей средой, социальная, информационная.
- Влияние подводных потенциально опасных объектов на геоэкосистему рассматриваемых морей зависит от морфолитодинамической и океанологической обстановки, характера геохимических реакций в системе объект - окружающая природная среда.
- Возможности изучения современной экогеологической и океанологической обстановки на участках нахождения ППОО и прилегающих районов акватории оптимально реализуются в трех средах литосфере, гидросфере и атмосфере с помощью модульной информационно-измерительной системы, позволяющей эффективно реализовать результаты мониторинга для передачи данных в специализированную базу данных.
- ППОО затопленные в Балтийском, европейских арктических и дальневосточных морях в настоящее время не оказывают существенного влияния на состояние геоэкосистемы. Потенциально наиболее опасными регионами являются Люсечильский, Воронка Белого моря, северная часть Японского и южные заливы Карского моря, где геологические и океанологические условия обеспечивают наибольшую восприимчивость природной среды акваторий к негативным воздействиям
- Прогнозная система, основанная на интегрированной базе данных, включающей объектные, океанологические и геологические сведения, экспертных оценках и экодинамических моделях, позволяет оперативно оценить геоэкологическую ситуацию и принять управленческие решения по минимизации последствий трансформации ППОО.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись на отечественных и международных совещаниях и встречах. Среди них: Школы экологической геологии и рационального недропользования 2001 - 2010 гг., Санкт-Петербург; международное совещание по устойчивому развитию, Гарц, Австрия, 1999г.; рабочие совещания в экологической комиссии ЕС, 2004г.; ведомственные совещания МЧС России 2001-2011гг., посвященные проблемам изучения ППОО; 7-я конференция по географии и картографированию океана; Морехозяйственный комплекс России: географические проблемы 2005г.; рабочая встреча по программе Партнерство во имя мира, Бедфорд, США, март 2005г.; Международные Школы морской геологии (2009-2011 г.г.); 33-ий Международный геологический конгресс, Осло (2008); 5-я, 6-я и 7-я международные научно-практические конференции "Уроки истории. Первая и Вторая мировые войны, история России, США, Европы и мира 19-21 веков - фундаментальные и прикладные исследования", Санкт-Петербург, 2009,2010, 2011
Публикации По теме диссертации опубликовано 35 работ, в том числе 7 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных Перечнем ВАК, 4 монографии и 24 статьи в других сборниках.
Благодарности. Автор приносит глубокую признательность Владимирову В.А. за непоколебимую веру в диссертанта, за внимание и поддержку на всех этапах научного формирования. За постоянное внимание, поддержку и за большое участие в формировании научного мировоззрения автор искренне благодарен руководителю многих совместных экспедиционных работ, идеологу исследований ППОО- М.А. Холмянскому.
За каждодневную помощь в процессе подготовки работы автор признателен своему коллеге по работе - Шишкину Ю.П. Автор благодарен за проведение совместных исследований сотрудникам ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга - Каминскому В.Д., Андриановой Л. Ф., Анохину В.М., , Константинову В.М., Слинченкову В.И., Соболеву В.Н., ВСЕГЕИ - СпиридоновуМ.А., Григорьеву А.Г., Жамойде В.А., РНЦ Курчатовский институт-Нежданову Г.А., Кикнадзе О.Е., Казенову А.Ю., Алексееву И.Н.,---- Института Океанологии РАН - Римскому-Корсакову Н.А., Пронину А.А., Верчеба О.А., ФГУНПП Севморгео проф. Корнееву О.Ю., Триумфову Н.Г., Савину Ю.И., СПбГУ- Сноповой Е.М., МГУ им. М.В. Ломоносова - проф. Сапожникову Ю.А., ГЕОХИ РАН - СтепанцуО.В, ФГУП НПО Радиевый институт им.В.Г. Хлопина - Степанову А.В.; Атлантического отделения ИО РАН - Емельянову Е.М., Паке В.Т., Сивкову В.В.
Автор признателен профессорам Санкт-Петербургского государственного университета Куриленко В.В. и Опекунову А. Ю. за искренний интерес к работе, ценные замечания и рекомендации. Очень полезным для автора явилось сотрудничество и совместные работы с сотрудниками НП ЦИТ- Швецовой С.В., Смирновым И.В.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 121 наименований. Общий объем диссертации составляет 317 страниц, включая 81 рис. и 77 таблиц.
Содержание работы. Во введении сделан краткий обзор по изученности проблемы подводных потенциально опасных обьектов, приведены основные используемые термины, обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, отмечается научное и практическое значение работы, показана апробация работы, личный вклад и публикации автора.
В первой главе рассмотрены собственно ППОО, дана теоретическая основа, приведена классификация ППОО, обоснованы основные термины и определения. Кроме того. отдельный раздел посвящен анализу нормативных документов, регламентирующих работу с ППОО.
Во второй главе подробно проанализировано влияние на геоэкосистему акваторий ППОО различных типов - радиоактивных обьектов, химического оружия, взрывчатых веществ и т.д. Даны теоретические основы экодинамического моделирования.
Третья глава посвящена методологии исследований, описаны объекты и методы исследований, приведены технологические схемы информационно-измерительных систем. Подробно проанализирован выбор технологических решений. Дано описание аппаратурно-методических комплексов, приведена подробная характеристика различных измерительных модулей Цэлектрометрического, сейсмоакустического, магнитометрического, радиометрического и аэрокосмического.
В четвертой главе детально рассмотрены результаты обследования ППОО и степени их влияния на геоэкосистемы Балтийского, Баренцева. Белого и Дальневосточных морей.
Пятая глава посвящена макету программно-технологического комплекса (ПТК), приведена его структура, даны алгоритмы для основных типов ППОО, предложены организационно-технические мероприятия при работах на ППОО, описаны методы интеграции моделей и БД, дана оценка возможностей ПТК и перспектив его развития.
1. ПОДВОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
1.1. Термины, определения, классификация
Начатые в 1994 году комплексные геоэкологические и океанологические работы, выполняемые с целью поиска и обследования, затопленных в Балтийском море объектов, содержащих химическое оружие, включали ограниченный набор методов.
С этого времени, и по сегодняшний день, набор методов последовательно трансформировался, объекты и география поисков значительно расширились.
Резко расширились и наши представления о самих объектах, залегающих в разных морях в принципиально разных геологических и океанологических условиях.
Накопленные за эти годы, опыт работ, большой массив геологических, океанологических и геоэкологических материалов; разработанные теоретические положения, созданные современные аппаратурно-методические комплексы, определили основу нового направления исследований - подводную объектологию. Определить его можно примерно так: Подводная объектология Ц наука, изучающая подводные объекты, расположенные на дне акваторий, в донных осадках или гидросфере, имеющие выраженные границы и отличающиеся по своим характеристикам от окружающей природной среды.
Объекты могут быть опасны для окружающей природной среды и тогда они являются ППОО - подводными потенциально опасными объектами. Что же такое ППОО?
Постановлением Правительства Российской Федерации от 21 февраля 2002 года № 124 дано следующее определение подводных потенциально опасных объектов - это суда, иные плавсредства, космические и летательные аппараты, в том числе их элементы, и другие технические средства, а также боеприпасы, элементы оборудования и установки, полностью или частично затопленные во внутренних водах и территориальном море Российской Федерации в результате аварийных происшествий или плановых захоронений, содержащие ядерные материалы, радиоактивные, химические отравляющие, взрывчатые и другие опасные вещества, создающие угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций.
Нам представляется необходимым, в какой-то мере дополнить это определение в данной области исследований: Подводными потенциально опасными являются объекты природного, антропогенного или смешанного происхождения, находящиеся в лито- или гидросфере акваторий и способные оказать негативное воздействие на экосистему в настоящее время или в будущем.
Отсутствие классификации подводных потенциально опасных объектов (ППОО) затрудняет сопоставление результатов работ по их изучению, полученных в различных районах Мирового океана.
Предлагаемая к рассмотрению классификация (рис. 1), базируется на двадцатилетнем опыте поисков и изучения объектов, расположенных в литосфере и гидросфере Балтийского, Белого, Чёрного, Карского, Северного, Норвежского морей, проливов Скагеррак и Каттегат, Ладожского озера и озера Байкал.
В разработанной классификации ППОО подразделяются по:
генетическому признаку;
положению в пространстве;
динамическому состоянию объектов в геологической среде акваторий;
сроку воздействия на природную среду;
Рис. 1. Классификация подводных потенциально опасных объектов (ППОО).
сроку потенциальной опасности;
размеру площади воздействия;
характеру воздействия;
степени комплексности воздействия на окружающую среду;
типу ответных реакций среды на воздействие ППОО;
организационно-социологически-политическому статусу;
уровню информативности.
На основании вышеизложенного, можно сформулировать первое защищаемое положение. В контексте развития нового научного направления Ц подводная антропогенная объектология - разработана классификации ППОО, которая включила их собственные характеристики, группирование по широкому комплексу признаков, нормирующих их взаимоотношение с окружающей природной средой. В числе основных категорий этих признаков выделены: генетическая, пространственная, временная, динамическая, типов взаимодействия с окружающей средой, социальная, информационная.
2. ВЛИЯНИЕ ППОО НА ГЕОЭКОСИСТЕМУ ШЕЛЬФА
Рассмотрим влияние наиболее опасных ППОО на окружающую среду. К числу таковых, в соответствии с классификацией приведенной в первой главе, следует отнести: радиоактивные объекты; химическое оружие; технологические элементы нефтегазового комплекса; ППОО, связанные с добычей полезных ископаемых (стройматериалы, ракуша, олово и пр.), активные зоны разломов, области поступления тяжелых металлов, радиоактивных элементов и нефтепродуктов эндогенного происхождения; сейсмически опасные площади и площади акватории, характеризующиеся высокой мутностью (аномальным содержанием взвеси в морской воде).
2.1. Радиоактивные объекты
Основными ППОО, обуславливающими радиоактивное загрязнение акваторий являются следующие группы:
1. ППОО, загрязненные радионуклидами (металлические детали, инструменты, узлы конструкций, спецодежда, обувь, ветошь, ТРО радиохимических лабораторий, пластики и др.) как упакованные в контейнеры, так и не упакованные.
2. ППОО, содержащие реакторное оборудование (реакторы, выемные экраны и экранные сборки, крышки реакторов, отработанное ядерное топливо (ОЯТ), корпусные конструкции реакторных отсеков атомных подводных лодок (АПЛ).
3. Затопленные АПЛ и их отдельные отсеки.
4. Радиоактивные элементы гражданских судов (например, атомная сборка ледокола Ленин). Процессами инициирующими радиацию являются:
- активация элементов, содержащихся в воде, вследствие нейтронного облучения;
- коррозия активированных конструкционных материалов;
- поступление радионуклидов из радиационного оборудования вследствие аварийных ситуаций или разрушения защитных барьеров;
Для оперативной радиологической оценки результатов определения содержания радионуклидов в морской воде необходим рабочий критерий, в качестве которого используется контрольная концентрация радионуклидов в морской воде (КК) - концентрация, которая считается допустимой в отношении воздействия на человека. Контрольная концентрация соответствует значению граничной концентрации данного радионуклида, при которой годовая эффективная доза для индивидуума из критической группы, обусловленная радиационным воздействиям по различным путям, в рассматриваемом случае связанным с радиоактивным загрязнением воды указанным радионуклидом, соответствует выделенной квоте от предельно допустимой годовой эффективной дозы.
Для бухт, эстуариев, прибрежных районов, где расположено 95 % радиоактивных объектов, целый ряд путей облучения, определяющих значения КК для открытого моря (Ганул, 1994), незначимы. В силу природных условий (в основном, климатических) и административных запретов такие районы не используются в рекреационных целях. Поэтому для них основными путями облучения являются следующие:
- Вдыхание взвешенных аэрозольных частиц, морских аэрозолей (капельная фракция) и паров воды.
- Внешнее облучение при производственной деятельности на судах;
- Внешнее облучение от воды при выполнении водолазных работ на расстоянии нескольких метров от дна (например, у борта судна), когда облучением от донных осадков можно пренебречь.
- Внешнее облучение при выполнении водолазных работ вблизи дна или непосредственно на дне. В этом случае возникает дополнительный источник внешнего облучения, связанный с возможным взмучиванием донных осадков. Концентрация частиц, поднятых со дна, изменяется в широких пределах в зависимости от особенностей строения дна и осадкообразования, однако надо иметь в виду, что при концентрациях взвеси выше 10-20 мг/л видимость может становиться недостаточной для выполнения каких-либо подводных работ.
Сравнение различных путей облучения по мощности эффективной дозы представлено в таблице 1.
Таблица 1. Мощность эффективной дозы облучения (Зв/с) по различным путям воздействия при объёмной активности каждого радионуклида в морской воде 1 Бк/м3.
| Период полураспада |
|
| |||||
|
| |||||||
|
|
| ||||||
|
|
| ||||||
|
| 3 |
|
|
| 7 | 8 | 9 |
Co-58 | 70,8 сут. |
|
| 2,0610-16 | 2,510-13 | 8,1510-15 | 2,7310-16 |
|
Co-60 | 5,27 года |
|
| 5,0310-16 | 4,710-13 | 2,0310-14 | 9,1510-16 |
|
Sr-89 | 50,5 сут. |
|
| 2,5010-20 | 1,6910-19 | 5,6710-21 | 1,8710-22 |
|
Sr-90 | 29,1 года |
|
|
| Ц |
|
|
|
I-129 | 1,57107 лет |
|
| 9,4810-18 | 2,7110-22 | 2,3410-27 | 1,9910-32 |
|
I-131 | 8,04 сут. |
|
| 8,5210-17 | 4,1910-18 | 5,2310-20 | 7,8410-22 |
|
Cs-134 | 2,06 года |
|
| 3,0410-16 | 3,5210-15 | 9,5410-17 | 2,5810-18 |
|
Cs-137 | 30,0 лет |
|
| 1,1510-16 | 1,2810-15 | 3,3410-17 | 8,1910-19 |
|
Ra-226 | 1,60103 лет |
|
| 3,7610-16 | 9,5110-15 | 6,0410-16 | 5,1910-17 |
|
Ra-228 | 5,75 лет |
|
|
|
|
|
|
|
Ac-227 | 21,8 лет |
|
| 4,7810-18 | 6,2810-15 | 9,6410-18 | 1,6410-20 |
|
Th-232 | 1,401010лет |
|
| 3,6110-20 | 6,6110-18 | 9,6610-22 | 1,1910-25 |
|
U-235 | 7,04108 лет |
|
| 4,0810-17 | 3,3510-17 | 1,4810-19 | 4,3810-22 |
|
U-236 | 2,34107 лет |
|
| 2,4010-20 | 7,1610-21 | 1,110-23 | 1,4410-26 |
|
U-238 | 4,47109 лет |
|
|
|
|
|
|
|
Np-237 | 2,14106 лет |
|
| 1,1410-17 | 5,010-18 | 8,110-21 | 2,1910-23 |
|
Pu-238 | 87,7 лет |
|
| 1,1410-21 | 2,2510-19 | 9,1710-22 | 1,9510-23 |
|
Pu-239 | 2,41104 лет |
|
| 2,1910-21 | 2,3910-18 | 1,7210-20 | 1,610-22 |
|
Pu-240 | 6,54103 лет |
|
| 1,2810-21 | 3,1210-19 | 7,1510-22 | 6,5310-24 |
|
Pu-241 | 14,4 года |
|
| 5,8710-21 | 5,1910-18 | 8,510-21 | 1,1310-23 |
|
Pu-242 | 3,76105 лет |
|
| 1,0210-21 | 3,0110-19 | 4,8710-22 | 7,0210-25 |
|
Am-241 | 4,32102 года |
|
| 8,5510-19 | 1,6810-15 | 9,8110-19 | 1,2610-20 |
|
Am-242m | 1,52102 года |
|
| 1,7510-20 | 2,3310-16 | 4,0110-19 | 6,0910-22 |
|
Am-242 | 16 час |
|
| 4,4310-19 | 8,3710-15 | 1,3810-17 | 1,8210-20 |
|
При расчёте ингаляционного поступления были использованы величины дозовых коэффициентов и интенсивности дыхания (8100 м3/год) для взрослого населения, приведённые в НРБ-99 (НормыЕ, 1999). Ввиду отсутствия детальных данных по относительному содержанию компонентов во вдыхаемом воздухе для конкретных мест хранения и базирования, в расчётах были использованы соответствующие рекомендации МАГАТЭ (Iinternational Е, 1994].
Расчёт внешнего облучения при работе на пирсах, судах, платформах и т.п. проводился с учётом экранировки излучения естественными экранами, при этом были использованы рекомендованные МАГАТЭ величины коэффициентов экранировки - 0,2 для гамма-излучения и 0 для бета-частиц.
Облучение от дна для каждого радионуклида рассчитывалось с учётом коэффициента распределения элемента между водой и донными осадками kd, равного отношению удельных концентраций данного элемента в донных осадках и воде.. Мощность дозы вычислялась на различных расстояниях от дна в предположении, что дно представляет собой бесконечный плоский изотропно излучающий слой конечной толщины с удельной активностью i-того радионуклида Ai = kdi AVi . Здесь AVi - объёмная
Результаты расчётных оценок для концентраций взвеси в диапазоне 1-20 мг/л показали, что мощность дозы облучения от взмученных донных осадков линейно зависит от концентрации последних в воде, причем:
- для группы радионуклидов коррозионного происхождения (марганец, железо, кобальт и др.) основными путями радиационного воздействия являются внешнее облучение от воды и дна. На расстояниях, меньших 1,5 м, преобладает облучение от дна, на расстояниях, близких к 1,5 м, мощности дозы воды и дна выравниваются. На большем удалении от дна радиационное воздействие, в основном, определяется водой.
- для наиболее опасных нуклидов из группы продуктов деления (цезий, барий и др.) выравнивание вкладов воды и дна в суммарную мощность дозы наблюдается на расстоянии около 0,8 м.
- для группы трансурановых элементов на расстояниях от дна 1 м и более основной вклад в радиационное воздействие дают взмученные донные отложения.
Реально в морской воде находятся сразу несколько радионуклидов с парциальной долей i. Для этого случая суммарное значение контрольной концентрации вычисляется по формуле:
.
Полученные по приведенной формуле оценки на 4-5 порядков превышают величину концентрации основного техногенного радионуклида Cs137, зарегистрированную в воде изученных бухт Карского моря (Абросимова, Степового и Цивольки).
Для большинства радиационно опасных ППОО сегодня выполнены весьма обстоятельные отечественные и международные оценки возможных последствий выхода радионуклидов по всем мыслимым сценариям (Сивинцев и др., 2005, radioactive contaminationЕ, 1997, Radioactive in the ArcticЕ, 1997, Global marineЕ, 2000, Inventory of accidentsЕ, 2001, Modelling of the radiologicalЕ, 2003). Однако: рассмотрены не все объекты, например, нет оценок в отношении АПЛ Б-159; для контейнеров с низкоактивными РАО оценки выполнены совокупно с объектами с ОЯТ, отдельных оценок для собственно таких контейнеров не проводилось ввиду крайне незначительно активности содержимого контейнеров и отсутствия какой-либо конкретной информации о радионуклидном составе; оценки представляют собой результаты научно-исследовательских работ и не сведены в единую базу данных, поэтому не могут быть без дополнительной обработки перенесены в Реестр ППОО; вполне реально, даже неизбежно, появление новых объектов.
2.2. Химическое оружие
Химическое оружие как подводные потенциально опасные объекты рассматривается нами в контексте, затопленного после Великой Отечественной войны в Балтийском море, немецкого трофейного химического оружия (табл. 2).
Таблица 2. Состав ОВ, содержащихся в НТХО, затопленном в Балтийском море
Тип ОВ | Наименование ОВ |
Кожно-нарывного действия | Иприт Азотистые иприты арсиновое масло |
Нервно-паралитического действия | Табун |
Раздражающего действия | Дифенилхлорарсин Дифенилцианарсин Адамсит Хлорацетофенон |
Удушающего действия | Фосген Дифосген |
Общеядовитого действия | Циклон-Б |
Опасность затопленного ХО зависит от типов химических боеприпасов и емкостей, их конструкций, а главное - от ОВ, содержащихся в них.
Важно отметить, что сегодня критерием оценки потенциальной опасности затопленного ХО уже становится скорость гидролиза ОВ в морской воде.
Анализ данных, полученных нами на акватории Балтийского моря, дает возможность заключить, что затопленные ОВ в различной степени подвержены гидролитическому разложению. Ряд ОВ (иприт, азотистые иприты, люизит, адамсит, хлорацетофенон) и токсичных веществ (арсиновое масло) в силу своих физико-химических свойств способны длительное время находиться в морской воде в неизменном состоянии, создавая определенную потенциальную опасность заражения акватории. По-видимому, они, в большинстве своем, будут находиться на морском дне в виде желеобразных пятен в местах разрушения корпусов боеприпасов и емкостей. Адамсит, хлорацетофенон, дифенилхлорарсин и дифенилцианарсин практически не растворимые в морской воде, будут находиться на морском дне в виде размытого течением твердого осадка, определяемого местоположением прокорродировавшего боеприпаса или емкости.
Несмотря на то, что продукты гидролиза азотистых ипритов, люизита, адамсита и других ОВ также токсичны, создание в водной среде опасных концентраций этих веществ практически не имеет места.
Факторы и механизмы возможного воздействия ОВ и продуктов их гидролиза на человека и природную среду представлены на рис. Е.
Существенную роль в поступлении ОВ в окружающую среду при разгерметизации затопленных химических боеприпасов и емкостей играют диффузионные процессы.
В целом, результаты проведенных токсикологических исследований могут свидетельствовать о том, что опасности для гидросферы Балтийского моря, высвободившиеся в результате коррозии корпусов химических боеприпасов, отравляющие вещества представлять не будут.
2.3. Взрывчатые вещества
Взрывчатые вещества и составы в водной среде также являются источником химических загрязнителей. Районы их затопления обозначены на морских навигационных картах практически всех морей России. Наиболее детально нами исследовались захоронения в Черном, Балтийском и Белом морях.
Среди этих веществ наиболее распространены :
оксиды азота (окись азота - NO; двуокись азота - NO2; азотный тетраоксид - N2O4), основным источником которых являются ракетная техника и осколочно-фугасные снаряды;
аммиак - NH3 . Источники: баллистические твёрдотопливные ракеты (БРТТ), детонация ВВ;
дициан (циан) - C2N2 - образуется в результате детонации ВВ;
азотная кислота - ракеты;
оксид бора - В2О3. Источник - ракетные двигатели;
оксид кремния - SiO2. Источник - БРТТ;
марганец - при детонации ВВ;
ртуть - водоактивируемые батареи одноразового действия для торпед;
серная кислота - аккумуляторы;
углерод четырёххлористый - химические соединения, используемые на корабле;
фосфор красный - снаряды помех (ложные тепловые цели);
фтор - продукты детонации ВВ;
хлороводород (соляная кислота) HCl - ракеты на твёрдом топливе;
циановодород (синильная кислота) HCN - при разрыве осколочно-фугасных снарядов, продукт превращения несимметричного диметил гидрозина (НДМГ).
В связи с этим важным критерием оценки потенциальной опасности затопленного НТХО сегодня уже становится скорость гидролиза ОВ в морской воде.
Факторы и механизмы возможного воздействия ОВ и продуктов их гидролиза на человек и природную среду представлены на рис. 2.
Анализ обобщенных данных дает возможность заключить, что затопленные ОВ в различной степени подвержены гидролитическому разложению. Ряд ОВ (иприт, азотистые иприты, люизит, адамсит, хлорацетофенон) и токсичных веществ (арсиновое масло) в силу своих физико-химических свойств способны длительное время находиться в морской воде в неизменном состоянии, создавая определенную потенциальную опасность заражения акватории. По-видимому, они, в большинстве своем, будут находиться на морском дне в виде желеобразных пятен в местах разрушения корпусов боеприпасов и емкостей. Адамсит, хлорацетофенон, дифенилхлорарсин и дифенилцианарсин практически не растворимые в морской воде, будут находиться на морском дне в виде размытого течением твердого осадка,
Таблица 3. Токсикологические характеристики иприта, хлорацетофенона,
адамсита для гидробионтов
Тип ОВ | Процент погибших животных за сутки | Концентрация ОВ, мг/л |
Рыбы (гуппии) | ||
Иприт | 0 | 0.33 |
0 | 1.8* | |
Хлорацетофенон | 0 | крист. |
Адамсит | 0 | крист. |
Фитопланктон (дафнии) | ||
Иприт | 67 | 0.33 |
33.3 (3 суток) | 0.033 | |
Хлорацетофенон | 0 | крист. |
Адамсит | 0 | крист. |
Брюхоногие моллюски (улитки) | ||
Иприт | 0 | 0.33 |
0 | 1.8* | |
Хлорацетофенон | 0 | крист. |
Адамсит | 0 | крист. |
* Концентрация продуктов гидролиза иприта после кипячения
Влияние ОВ и их метаболитов на гидросферу Балтийского моря проводилось в работе [5] по результатам токсикологических исследований. В качестве биообъектов рассматривались представители различных отрядов животного мира: рыбы (гуппии), фитопланктон (дафнии), брюхоногие моллюски (улитки). Выбор этих представителей был обусловлен тем, что они являются наиболее характерными гидробионтами экологических ниш и представляют основную пищевую цепочку Балтийского моря. Результаты токсикологических испытаний представлены в табл. 4.
Табл. 4. Токсические свойства ВВ и порохов [Научно-популярныйЕ, 1991, Морской сборникЕ, 1991-1995]
Представители ВВ, порохов, составов и их краткая характеристика | Токсические свойства |
Тетранитроанилин (ТНА) C6H2(NO2)4NH2 является мощным ВВ, получаемый из бензола ТНА, при производстве которого образуются промежуточные продукты | Промежуточные продукты, содержащиеся в ТНА (ДНБ - денитробензол и МНА) ядовиты. |
Тетрил C6H2(NO2)3NCH3NO2 мощное ВВ, которое содержит 24,4% азота. По содержанию азота превосходит все боевые ВВ. Не гигроскопичный кристаллический порошок , плохо растворим в воде. Чувствительность к удару по стандартной пробе, % Е 48 - 60. | При попадании внутрь организма человека и других живых организмов вызывает отравление. Токсическое воздействие осуществляется через легкие, ЖКТ, кожу. |
Пикриновая кислота C6H2(NO2)3OH Цтринитрофенол (мелинит, шимоза ). Пикриновая кислота легко образует с металлами опасные соли с высокой чувствительностью к механическим воздействиям. Пикриновая кислота трудно растворима в воде и легко растворяется в органических растворителях. Будучи кислотой, она обладает способностью непосредственно соединяться с аммиаком и щелочами, а также многими металлами, образуя соли, называемые пикратами. Большинство пикратов значительно чувствительнее самой пикриновой кислоты, почему и необходимо всячески предохранять металлы от непосредственного контакта с нею посредством лаков и политур. Олово является единственным из простых металлов, на который не действует пикриновая кислота. Пикриновая кислота очень стойка, при отсутствии ее контакта с веществами, с которыми она может соединяться, как например, со щелочами и металлами. При быстром нагреве значительно выше ее температуры плавления (122оС ) она может вызвать взрыв. | Является слабым ядом. |
Пикрат аммония / C6H2(NO2)3 / ONH4 - это ВВ исключительно нечувствительно к удару и трению. | Продукты взрыва пикрата аммония являются менее токсичными, чем пикриновая кислота. |
Тринитротолуол (ТНТ) C6H2(NO2)3CH3 Практически нерастворим в воде. Он очень не чувствителен к удару, трению, но может с детонировать при трении или ударе между металлическими поверхностями. Быстрое нагревание больших количеств особенно в закрытом пространстве, может вызвать детонацию. Однако, он реагирует со щелочами, как едкий натр, карбонат натрия, образуя нестойкие и очень чувствительные соли, но не взаимодействует с хромникелем и алюминием. В присутствии воды корродирует сталь и медь. Чувствительность к механическим воздействиям: к удару по стандартной пробе, % 4 - 8; при условии нормального прижатия: 4000 кгс/см2 - 4; 6200 кгс/см2 - 36; 11000 кгс/см2 - 88. | Все сорта ТНТ ядовиты. Действие его может привести к отравлению со смертельным исходом (отравление через ЖКТ). Вызывает гепатит печени, желтуху, катаракту глаз. ПДК = 0,001 мг/л. |
Гексоген (циклотриметилентринитроамин) C6H6N6O6 - негигроскопичный порошок белого цвета. Чувствительность к удару по стандартной пробе, % Е. 80 - 88. | Гексоген токсичен и при попадании через ЖКТ и легкие поражает нервную систему (мозг) нарушает кровообращение и кровообразование. ПДК = 0,001 мг/л. |
Октоген (циклотетраметилентетранитроамин) C4H8N8O8. Плохо растворим в воде. Действие растворов щелочей приводит к разложению октогена. Чувствительность к удару по стандартной пробе , % Е.. 84. | Октоген токсичен как гексоген. |
ТЭН ( пентаэритриттетранитрат ), C5H8N4O12 - негигроскопичный кристаллический порошок, практически не растворим в воде. Чувствительность к удару по стандартной пробе, % Е. 100. | ТЭН - токсическое вещество, как все эфиры азотной кислоты, при попадании в легкие вызывает расширение кровеносных сосудов и падение кровяного давления. |
Нитробензолы - нитросоединения получающиеся путем обработки ароматических углеводородов нитрирующей смесью, состоящей из крепких серной и азотной кислот. C6H6 + OH * NO2 = C6H5NO2 + H2O | Нитробензол бесцветен или окрашен в слабо желтый цвет. Обладает запахом горького миндаля, жгучим вкусом, ядовит. |
Вещество Ц О (тринитроэтиловый эфир γ, γ, γ- тринитромасляной кислоты ) C6H6N6O14. Используется в смесевых ВВ в качестве плавкого компонента. В воде практически нерастворим. Разлагается щелочами с выделением газообразных продуктов. Чувствительность к механическим воздействиям (удару) по стандартной пробе, % Е.. 24 - 28. При условии нормального прижатия: 3000 кгс/см2 - 6 - 14 5000 кгс/см2 - 100 | Более токсичен, чем тротил и кроме общих отравлений вызывает дерматит, экзему. |
Азид свинца - является солью азотистоводородной кислоты и применяется в качестве инициирующего вещества. Для получения азида свинца берут в качестве исходного материала - азид натрия ( NaN3). Эта соль легко растворима в воде. NaN3 + Pь(NO3)2 = Рь (N3)2 + 2 NaNO3 Рь( N3 )2 + 2 Na Cl = РьCl2 + 2 NaN3 | Является быстродействующим ядом. |
Пороха Ц взрывчатые вещества, растворимые в воде составные части (взрывчатые вещества типа дымного пороха, аммиачноселитровые ВВ без нитроглицерина или с незначительным содержанием его ) | Содержит ядовитые составные части, как например динитробензол. |
Стабилиты - вещества , которые содержат три - нитро - бензол С6Н2( NO2 )3 * ( OCH3 ) - это твердое вещество зеленовато - желтого цвета с температурой плавления 650С . Обладает малой чувствительностью. | Оказывает сильное раздражающее воздействие на кожу. |
Анализ физических и токсических свойств взрывчатых веществ и смесей говорит о том, что большая их часть со временем продолжает представлять определенную потенциальную опасность не только для его экосистемы районов затопления, но и для проведения подводных инженерных работ.
Таким образом, можно сформулировать втрое защищаемое положение:
Влияние подводных потенциально опасных объектов на экосистему рассматриваемых морей зависит от морфолитодинамической и океанологической обстановки, характера геохимических реакций в системе объект-окружающая природная среда
3. МЕТОДология И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ППОО
3.1. Выбор оптимальных технологических решений
Изучение современной экогеологической и океанологической обстановки на участках нахождения ППОО и прилегающих районов акватории требует проведения многопрофильных работ, а анализ и интерпретация полученных данных возможны только на основании системного подхода.
Выбор оптимальных технологических способов изучения ППОО был основан на:
- определении основных задач исследований;
- теоретическом обосновании эффективности методов, потенциально пригодных для решения задач;
- анализе имеющихся аппаратурных комплексов применимых для реализации и выборе оптимальных из них
Именно для проведения мониторинга подводных потенциально опасных объектов нами разработана, и на протяжении ряда лет успешно используется и совершенствуется, информационно-измерительная система прогнозирования и оперативной оценки безопасности захоронений ППОО, в том числе содержащих ОВ.
В число основных задач решаемых ИИС входят:
- поиск и идентификация находящихся на поверхности дна и погребенных в донных осадках техногенных объектов и оценка их технического состояния;
- оценка общего экогеологического состояния изучаемых районов и изучение динамики экогеологических процессов;
- оценка общих гидрофизических характеристик района затопления ППОО;
- оценка интегрального экогеологического и поэлементного загрязнения водного слоя и донных осадков;
- оценка общего радиоэкологического состояния изучаемых районов, выделение аномальных зон и потенциально опасных радиоактивных объектов;
- изучение состава и мощности рыхлых отложений;
- оценка характера и интенсивности экодинамических процессов, как в непосредственной близости от районов затопления ППОО, так и в фоновых районах.
Структурная схема информационно-измерительной системы приведена на рис. 3. Рис. 3. Структурная схема информационно-измерительной системы
Как видно на слайде ИИС включает две подсистемы:
- аппаратурно-методический комплекс - АМК ИСС;
- интеллектуально-информационный комплекс - ИИК ИИС.
Основу построения аппаратурно-методического комплекса информационноЦизмерительной системы прогнозирования и оперативной оценки безопасности захоронений ППОО (АМК ИИС) составляют группы основных измеряемых и изучаемых параметров, методика их наблюдений и технологические модули, обеспечивающие регистрацию сигналов, обработку первичной информации, предварительную интерпретацию материалов и последующую передачу данных с помощью соответствующего интерфейса во входной блок интеллектуально-информационного комплекса ИИС.
Объединение модулей реализовано на трех уровнях:
- технологическом - измерительные модули замыкаются на центральный процессор, обеспечивающий сбор информации, ее обработку, предварительную интерпретацию и визуализацию;
- технолого-информационном - объединяются как модули, обеспечивающие непосредственную передачу данных на центральный процессор с измерительных устройств, так и модули, обеспечивающие передачу дополнительных данных на центральный процессор;
- информационном - данные поступают из баз и банков данных в центральный процессор.
ИИК ИИС совмещает в себе общие преимущества географических информационных систем: возможность систематизации материалов, накопленных за достаточно длительный период (от момента затопления трофейного немецкого химического оружия на шельфе в 1945 г. до настоящего времени), их преобразования в легко доступный информационный ресурс для многоаспектной интерпретации данных; возможность управления информационными ресурсами, что позволяет проводить комплексный системный анализ материала и дополнять фактические данные атрибутивными и графическими.
В ИИК ИИС выделяются три подсистемы:
- ввода информации с внешних модулей;
- моделирования и прогноза;
- вывода конечной информации.
Результаты оценок являются основой для моделирования и прогноза возможных изменений в морской экосистеме, которые, далее, являются базисом для обоснования тех или иных управляющих решений как первого уровня (изменение методики измерений в подсистеме АМК ИСС), так и более высоких (рекультивация того или иного элемента донного ландшафта; ограничение рыболовства; ликвидация ППОО и т.д.).
В числе объектов моделирования, входящих в соответствующий модуль ИИК ИИС: распространение загрязняющих веществ в морской среде и атмосфере, изменение геохимического состояния элементов экосистемы (процесс поглощения химических элементов или их соединений и комплексов донными осадками).
Соответствующие программные пакеты входят в подсистему моделирования и прогноза.
Модели распространения загрязняющих веществ в природной среде позволяют дать оценку техногенных воздействий на эту среду, прогноз развития экологической ситуации и предложить рекомендации по устранению негативных последствий. В ИИК ИИС введены программы фирмы TERRASOLID (Финляндия). Это программные пакеты: TerraModeler, TerraSurvey, TerraPipe. А также ряд отечественных программ.
Модели распространения загрязняющих веществ в природной среде позволяют дать оценку техногенных воздействий на эту среду, прогноз развития экологической ситуации и предложить рекомендации по устранению негативных последствий.
В ИИК ИИС включен системный информационный блок, позволяющий промоделировать все ситуации, возникающие при вышеуказанных трансформациях и обосновать систему необходимых мер по снижению негативных последствий. Подсистема вывода ИИК ИИС включает программы, позволяющие на базе информации, поступающей из подсистемы моделирования и прогноза, сформулировать управляющие решения как первого, так и второго уровня.
Управляющие решения первого уровня позволяют корректировать комплекс и режим наблюдений, проводимых с помощью АМК ИИС.
Управляющие решения второго уровня должны снизить негативные воздействия ППОО на природную среду, снизить риск возникновения чрезвычайных ситуаций (предупредить возможность возникновения ЧС).
Анализ многолетней эксплуатации ИИС позволяет сформулировать следующие защищаемое положение:
Рис. 4. Методы, входящие в АМК и их взаимосвязи.
Рис. 5. Состав аппаратурно-методического комплекса информационно-измерительной системы (морская часть)
Возможности изучения современной экогеологической и океанологической обстановки на участках нахождения ППОО и прилегающих районов акватории оптимально реализуются в трех средах литосфере, гидросфере и атмосфере с помощью модульной информационно-измерительной системы, позволяющей эффективно реализовать результаты мониторинга для передачи данных в специализированную базу данных
4. ППОО в геоэкосистемах Балтийского, европейских арктических и дальневосточных морей.
В период с 1991 по настоящее время детально обследованы основные полигоны затопления ППОО на акваториях Белого, Балтийского, Карского, Охотского и Японского морей. В результате обследования с помощью разработанной информационно-измерительной системы были обнаружены практически все, известные к моменту исследования, объекты и выявлен ряд новых - ранее неизвестных.
Проведенные исследования позволили проанализировать влияние ППОО на функционирование геоэкосистем указанных морей.
БЕЛОЕ МОРЕ. На акватории Белого моря выявлены и изучены полигоны затопления ХОВ и взрывчатых веществ (рис. 6). Полигоны находятся в зонах активного выноса субколлоидного и более крупного материала и, следовательно, транспортировка материала будет происходить на значительные расстояния от мест затопления в направлении на северо-запад. Предполагаемые зоны аккумуляции материала расположены на акватории воронки Белого моря в наиболее глубоководных участках, что предопределяет невозможность его переноса в районы активной народохозяйственной деятельности, расположенные в Кандалакшском, Онежском или Двинском заливах. Сложная морфолитодинамическая структура Белого моря: весьма активная гидро- литодинамика, неоднократное переотложение осадков на мелководных участках Горла и Воронки моря, непростой режим взаимодействия Беломорских и Баренцевоморских вод приводит, в определенных условиях, к концентрации ХОВ и продуктов их гидролиза на относительно локальных участках моря. В такой ситуации смена гидродинамических условий может вызвать залповый выброс вредных веществ, их перераспределение и перенос, в том числе, в береговую зону.
Кроме того, с точки зрения прогноза развития геоэкологической ситуации весьма немаловажным является оценка возможности попадания токсичных элементов в подземные воды. В гидрогеологическом отношении Беломорский регион является крупным резервуаром подземных вод, состоящим из нескольких гидрогеодинамических подсистем. Северная часть моря характеризуется наличием зон разгрузки вод с очень низкой минерализацией. В отличие от Балтийского моря, где максимальным риском химического загрязнения характеризуется четвертичная - самая верхняя подсистема, в Белом море - проникновение загрязненных морских придонных вод возможно в более глубокие подсистемы.
Рис. 6. Схема полигонов с затопленными ППОО. Условные: красные цветом выделены потенциально опасные районы, синим - безопасные для подводного мореплавания. Цифрами указаны номера полигонов.
На изученных полигонах объекты, содержащие ХОВ, залегают на поверхности дна или весьма незначительно погружены в донные осадки, чуть выше горизонта ледниковых и озерно-ледниковых глин. Этот горизонт является слабопроницаемым экраном между слоем морской воды и подземными водами. Ввиду небольшой мощности этого экрана, его нарушенности морфотектоническими процессами, а также его отсутствием в области выхода на поверхность дна коренных пород, проникновение продуктов трансформации ХОВ и группы тяжелых металлов в подземные воды может быть весьма интенсивным.
Для Мезенской губы (полигон 7) характерно широкое распространение межледниковых отложений, представленных, в основном, песками, подстилаемыми глинистыми или песчано-глинистыми разностями. Максимальная мощность четвертичных отложений составляет 40 м.
Для площади полигона 8 в районе полуострова Канин свойственно широкое распространение моренных отложений, имеющих двучленное строение и разделенных межморенными отложениями, состоящими из разнозернистого песка, гравия и гальки.
В отличие от остальных районов моря, Канинское мелководье характеризуется чистыми водами. Только южнее Канина Носа, в Воронке Белого моря наблюдаются повышенные содержания НУ, а в Мезенской губе Cu, Ni и НУ. Эти элементы находятся и в водах горла, но нигде не достигают аномальных содержаний, отчего придонные воды Воронки и Горла относятся к чистым и условно чистым. Наиболее загрязнены на Белом море Кандалакшский и Двинской заливы.
Анализ материалов позволяет констатировать быстрое, на расстояние в первые десятки километров от источников загрязнения, очищение морских вод от поллютантов и преобладание на акваториях чистых и условно чистых придонных вод. Загрязненность донных осадков связана не только с источниками поступления ЗВ, но и с содержанием в осадках пелитовой (по другим авторам - алевро-пелитовой) фракции. Уже поэтому, большие площади дна, на которых развиты преимущественно песчаные осадки, свободны от загрязнений. Оценка степени загрязненности донных осадков в связи с отсутствием ПДК основывается только на выявлении аномалий.
Результаты наших исследований показывают, что выявленные на полигонах 3 и7-8 затопления могут быть отнесены к Скагерракскому типу. Большинство отравляющих веществ, содержащихся в затопленных химических боеприпасах, при контакте с морской водой подвергаются гидролизу, продукты которого нетоксичны. Однако, некоторые ХОВ не разлагаются морской водой (иприт), другие вступают с ней в реакцию, продукты которой, в свою очередь, представляют опасность для окружающей среды. Все боевые отравляющие вещества реагируют с морской водой, однако, ход реакции может изменяться в широких пределах в зависимости от химической структуры вещества.
Влияние затоплений ХОВ на экологическую обстановку Белого моря следует рассматривать в контексте его современного загрязнения всеми видами загрязнителей.
Для акватории Белого моря можно сделать такие выводы:
Х участки затопления ХОВ находятся в зонах активного выноса субколлоидного и более крупного материала.
Х транспортировка материал будет происходить на большие расстояния от мест затопления в направлении на северо-запад. Предполагаемые зоны аккумуляции материала расположены на акватории воронки Белого моря в наиболее глубоководных участках.
Х перенос загрязняющих веществ из Мезенской губы в районы активной народохозяйственной деятельности, расположенные в Кандалакшском, Онежском или Двинском заливе представляется невозможным.
БАЛТИЙСКОЕ МОРЕ. Получены новые данные о ППОО, находящихся в Балтийском море (геоэкологические, общегеологические, гидрофизические и др.), выявлены десятки аномалий, связанных с ППОО, расположенными в пределах трех изученных полигонов: Люсечильского, Борнхольмского и Лиепайского, выявлены потенциальные пути миграции и аккумуляции токсичных компонентов, определены районы, рекомендованные для проведения мониторинга ППОО.
Большое количество НТХО было затоплено США и Великобританией на юсичильском полигоне, расположенном в проливе Скагеррак. В результате геофизических работ удалось оценить площадь затопления в 9-10 км2. В геоморфологическом отношении эта площадь представляет собой подводную аккумулятивную наклонную (ступенчатую) сильно расчлененную равнину на среднем батиметрическом уровне около 200 м при колебании глубин от 180 до 260 м.
Содержания тяжелых металлов в водах и осадках соответствуют средним фоновым значениям, характерным для Балтийского моря.
Одновременно, при изучении в осадках загрязняющих веществ органического происхождения было установлено повышенное содержание 3,4-бенз/а/пирена, составляющее 78,8 мкг/кг, что подтверждает данные о высоких антропогенных нагрузках со стороны близко расположенных промышленных центров. Для сравнения предельно-допустимая концентрация (ПДК) 3,4-бенз/а/пирена в почвах составляет 20 мкг/кг.
Результаты изучения современного пространственного положения ППОО в вертикальном разрезе донных отложений, выполненного на базе инженерно-геологических расчетов, интерпретации геофизических данных и инженерно-геологического моделирования позволяют сделать следующие выводы:
- опасность нарушения экогеологического баланса Балтийского моря может быть обусловлена только возможностью залпового выброса ХОВ и продуктов их гидролиза, спровоцированного проведением подводных гидротехнических работ в районе Лусичильского захоронения.
- общая оценка переноса и аккумуляции ХОВ и продуктов их гидролиза, выполненная для рассматриваемых полигонов позволила установить, что большая часть ХОВ находится под значительной толщей осадков (Борнхольмское и Лиепайское захоронения), а ОВ, содержащиеся в бомбах и контейнерах, т.е. в тонкостенных оболочках и находящиеся в прямом контакте с водой или под небольшим слоем илистых осадков, к настоящему времени уже попали в морскую среду;
- скорости коррозии и современное состояние оболочек, находящихся под слоем осадков с восстановительными условиями, т.е. при отсутствии кислорода, на сегодняшний день неизвестны и требуют проведения специальных исследований. Можно предположить, что эти скорости существенно ниже, чем в окислительных условиях. Таким образом, в толще осадков процесс выхода ХОВ из тонкостенных оболочек может проходить и в настоящее время;
- толстостенные оболочки - снаряды, доступные для наблюдений (лежащие на поверхности дна или под небольшим слоем осадков), по тем же данным едва затронуты коррозией (на первые миллиметры), что дает основание говорить об их воздействии на морскую среду в будущем времени;
- в подавляющем большинстве случаев снаряды и бомбы утратили свои боевые качества, т.е. способность взрываться.
На базе физико-математического моделирования и вероятностных оценок сделаны заключения о локальном и региональном уровне переноса поллютантов на акватории Балтийского моря, выявлены основные области потенциального их накопления в донных осадках. Построена интегральная экодинамическая карта Балтийского моря (рис. 7).
Оценки общих гидрохимических показателей в местах затопления ХОВ (содержание кислорода, значение окислительно-восстановительного потенциала) подтвердили удовлетворительное, на сегодняшний день, состояние экосистемы моря.
Рис. 7. Экодинамическая карта Балтийского моря.
Получены новые данные по геоморфологическому строению, составе и скорости накопления современных осадков, литодинамических и экодинамических процессах, океанологических характеристиках изученных районов Балтийского моря. Установлено, что в настоящее время основная часть НТХО, затопленного в Готландской и Лиепайской впадинах покрыта слоем рыхлых осадков мощностью 2-7 м., процесс накопления которых продолжается со скоростью до 2 мм в год.
Установлено, что скорости коррозии оболочек НТХО, погруженных в низко аэрированные слои алевро-пелитовых осадков, существенно ниже, чем при нахождении их на поверхности дна и наличии кислорода. С учетом характерных геологических, геохимических, гидрофизических и гидрологических особенностей этих районов обосновано, что продукты гидролиза ХОВ, поступающие в морскую воду в результате разгерметизации оболочек емкостей, их содержащих не несут опасности окружающей природной среде. Опасности могут подвергаться лишь команды рыболовных судов, проводящих лов рыбы придонными тралами в запрещенных районах. При этом основные последствия будут локализованы непосредственно на полигоне затопления и вблизи от него. Опасность нарушения экогеологического баланса Балтийского моря может быть обусловлена только возможностью залпового выброса ХОВ и продуктов их гидролиза, спровоцированного проведением подводных гидротехнических работ в районе Люсечильского захоронения. При этом основная часть поступивших в морскую среду ОВ будет перенесена придонным течением в акваторию Балтийского моря и будет аккумулирована в глубоководных желобах юго-западной его части, экологическое состояние которой сегодня является переходным к критическому благодаря промышленным источниками загрязнения.
Создана система геоэкологического мониторинга ППОО, содержащих ХОВ, расположенных на шельфе на основе разработанной информационно-измереительной системы регулярных комплексных геоэкологических работ, выполняемых на Балтийском море с 1997 г.
ГХ-анализ показал отсутствие в этих пробах иприта, люизита и продуктов их разложения. Анализ донных отложений методом газовой хроматографии также не выявил наличие хлорацетофенона;
Анализ всего полученного материала позволил построить схему регионального переноса ХОВ и продуктов их гидролиза, на которой показаны основные направления переноса и участки возможной аккумуляции поллютантов (рис. 7).
Доказано, что вероятность переноса продуктов гидролиза на большие расстояния (например, на российскую часть Финского залива) практически исключена. Можно ожидать лишь накопление некоторых продуктов гидролиза ХОВ и сопутствующих им компонентов непосредственно в местах их захоронения, либо на относительно небольшом удалении при благоприятном гидродинамическом режиме.
КАРСКОЕ МОРЕ, заливы архипелага Новая Земля. Обследования основных заливов архипелага Новая Земля, которые использовались для затопления и захоронения ТРО (рис. 8) , с помощью разработанной информационно-измерительной системы позволили обнаружить практически все объекты указанные в Белой книге. Более того, были зафиксированы новые объекты, не отмеченные в ней. На всех объектах был выполнен полный комплекс обследования.
Рис. 8.аКарта районов затоплений ТРО в Арктике.1 - Новоземельская впадина, 2 - залив Седова, 3 - залив Ога,4 - залив Цивольки, 5 - залив Степового, 6 - залив Абросимова,7 - залив Благополучия, 8 - залив Течений.
Отмечено значительное расхождение координат реального положения объектов с данными, приведенными в соответствующих документах. Подготовлен материал для внесения в реестр ППОО для этих заливов.
Как показали результаты гамма-спектрометрических измерений, радиационная обстановка в обследованной части заливов Абросимова, Степового, Цивольки, Благополучия и Течений практически не отличается от обстановки в фоновых районах Карского моря. Небольшое увеличение концентрации природных радионуклидов (до 2 раз), зарегистрированное в трех точках, где проводились измерения - две в заливе Седова и одна в заливе Течений - вызвано вариацией состава донных осадков (глинистые, песчаные или каменистые грунты) в точках проведения измерений.
Тщательный анализ полученных спектров не показал наличия повышенной концентрации техногенных радионуклидов ни в воде, ни в донных отложениях обследованных заливов. Это позволяет сделать вывод, что радиационная обстановка здесь полностью определяется естественными радионуклидами.
Во всех отобранных пробах наблюдалось существенное снижение радиоактивности техногенного 137Cs в верхнем слое по сравнению с предыдущими исследованиями. Это является следствием самоочищения природной среды и говорит об отсутствии в настоящее время утечек радиоактивных веществ за пределы потенциально опасных объектов. Содержания изотопов плутония в воде и донных отложениях соответствуют фоновым для региона.
Полученные данные по содержанию 60Co в донных осадках могут говорить лишь о незначительном поступлении этих изотопов в окружающую среду. Сопоставление данных, полученных в различные годы в районах мониторинга объектов, значимых изменений в площадной активности 60Co, а также динамике протекающих процессов не выявило.
Содержание тяжелых металлов в донных отложениях соответствует природному уровню и не связано с влиянием потенциально-опасных объектов.
Проведенные нами исследования по определению скоростей седиментации современных осадков в исследованной акватории являются важной составной частью для создания долгосрочного прогноза изменения уровня радиоактивности верхнего слоя донных отложений в мелководных заливах архипелага Новая Земля. Полученные величины скорости седиментации современных осадков для залива Цивольки находятся в пределах 0.16-0.32 см/год и являются довольно высокими, что можно объяснить наличием дополнительного источника поставки осадочного материала в водную среду, такого, как ледник Серп и молот.
В целом, геологическая ситуация в заливах благоприятствует накоплению техногенных радионуклидов в донных осадках при разгерметизации ППОО. Высказано предположение, что в заливе Течений за счет айсберговой экзарации часть затопленных объектов может быть разрушена или перемещена на более глубоководные участки.
Использование, имеющейся аппаратуры в распоряжении экспедиции доказало свою эффективность.
Важным аспектом мониторинговых наблюдений в заливах Новой земли является использование специализированных буйковых станций для оперативного слежения за радиоактивной обстановкой.
Дальневосточные моря. Регулярные сбросы в море отходов от деятельности военного и гражданского атомных флотов, в том числе радиоактивных отходов (РАО), сопровождающих ремонт атомных кораблей, судов и других объектов с отработанным ядерным топливом (ОЯТ), на Дальнем Востоке начались в 1968 году. Географическое положение районов показано на рис. 9. Необходимо отметить, что в дальневосточных морях объекты с ОЯТ не затапливали, в связи с чем, суммарная активность твердых радиоактивных отходов (ТРО), удаленных в Японское море и находящихся вблизи Камчатки, на порядки ниже, чем для ТРО, затопленных в арктических морях. Радионуклидный состав ТРО перед их затоплением не идентифицировали.
Для оценок активности ТРО и выхода радионуклидов из них в морскую окружающую среду был использован радионуклидный состав "типовой смеси", принятый в ВСТЗ-66 для определения активности ТРО: 50% 60Co, 25% 90Sr, 25% 137Cs. При определении активности реакторного оборудования без ОЯТ учитывали следующие пять β-γ-активных продуктов нейтронной активации: 55Fe (период полураспада 2,7 года), 60Co (5,27 года),154Eu (8,8 года), 152Eu (13,3 года) и 59Ni (75 тыс.лет). Содержание радионуклидов в реакторном оборудовании и его активность определяли расчетным путем, на основе имевшейся информации по энерговыработке, уровню мощности и режимам эксплуатации этого оборудования в затопленных корабельных реакторах. В районах №1,2,3,4 и 7 осуществлялся только слив жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и вряд ли они могут представлять потенциальную опасность сейчас: время и большие объёмы водообмена сделали концентрации искусственных радионуклидов в этих районах незначительными. Кроме районов сброса и слива РАО, на Дальнем Востоке имели место потери радиоактивных источников большой мощности - РИТЭГов. В качестве источника тепла в этих устройствах применяют долгоживущие продукты деления - 90Sr или 137Cs.
Рис. 9.аКарта районов слива ЖРО и затопления ТРО на Дальнем Востоке. Районы № № 1, 2, 3, 4, 5, 7 - ЖРО, № 8 - ТРО, №№ 6, 9, 10 - ЖРО, ТРО. ЖРО - жидкие радиоактивные отходы; ТРО - твёрдые радиоактивные отходы.
Значимые концентрации техногенных радионуклидов обнаружены в донных отложениях районов (и вблизи этих районов), где осуществлялся сброс твёрдых радиоактивных отходов (ТРО). В тех районах, где ранее осуществлялся слив жидких радиоактивных отходов, превышения над фоном не обнаружено.
В северной части Японского моря обнаружен район (прямо на юг от бухты Чажма), не отмеченный в официальных документах, в котором неоднократно зарегистрированы высокие концентрации цезия-137. Этот район следует внести в Реестр подводных потенциально-опасных объектов.
В проливе Лаперуза с использованием гидролокации бокового обзора (ГБО) и лёгководолазных работ были проведены обследования двух подводных объектов. Один из объектов идентифицирован как подводная лодка ВМС США Wahoo, погибшая во время Второй Мировой войны. Второй объект - японское рыболовное судно довоенной постройки. По заключению штаба Тихоокеанского флота подводная лодка ВМС США Wahoo должна быть признана потенциально-опасным объектом, т.к. она имеет на борту боезапас и находится в зоне активного судоходства и рыболовства.
В заключении 4-ой главы можно сформулировать четвёртое защищаемое положение : ППОО, затопленные в Балтийском, европейских арктических и дальневосточных морях, в настоящее время не оказывают существенного влияния на состояние геоэкосистемы. Потенциально, наиболее опасными регионами являются Люсечильский, Воронка Белого моря, северная часть Японского и южные заливы Карского моря, где геологические и океанологические условия обеспечивают наибольшую восприимчивость природной среды акваторий к негативным воздействиям
5. ПРОГНОЗНАЯ СИСТЕМА В ИЗУЧЕНИИ ППОО.
Одним из важных направлений деятельности МЧС России является снижение рисков возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) различного характера, а также сохранение здоровья людей, предотвращение ущербаа материальных потерь путем заблаговременного проведения предупредительных мер. Выполнение данной задачи рассматривается как приоритетное, поскольку прогнозирование ЧС осуществляется на базе достоверных оценок риска, получаемых в результате мониторинга состояния природной среды и производственной сферы.
Приоритетность данной задачи в настоящее время также связана и с тем обстоятельством, что степень развития системы наблюдения и контроля за состоянием источников ЧС техногенного характера в настоящее время неудовлетворительна, а методические основы прогноза рисков ЧС и сам прогноз находятся в стадии развития.
Система мониторинга и прогнозирования ЧС является функциональной информационно-аналитической подсистемой единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций - РСЧС. Она объединяет усилия функциональных и территориальных подсистем РСЧС в части вопросов мониторинга и прогнозирования ЧС и их социально-экономических последствий.
Прогнозная система Ц совокупность программно-технических и интеллектуальных элементов, обеспечивающих выполнение моделирования, сбор и обработку информации, её визуализацию и принятие управляющих решений.
Главная цель создания ПС МЧСЦ расширение возможностей функциональной подсистемы РСЧС по ППОО. ПС используется для информационной поддержки принятия управленческих решений. При этом многие оценки развития ЧС на ППОО основаны на экспертных оценках, т.к. более точный прогноз невозможен, либо из-за недостатка информации, либо из-за неразработанности программных средств.
В результате выполнения работы создан программно-технический комплекс (ПТК) для прогноза развития чрезвычайных ситуаций на ППОО. ПТК обеспечивает информационную поддержку принятия управленческих решений при предупреждении и ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с ППОО, на основе информации о состоянии морской среды в районе развития чрезвычайной ситуации. Разработанные методы и алгоритмы соотнесены с результатами оценок опасности различных типов ППОО, использованными при создании БД ППОО. Классификация моделей учитывает возможности интеграции моделей с БД ППОО. Анализ обеспеченности моделей исходными данными по состоянию морской среды в районе развития чрезвычайной ситуации показывает сферу применимости каждой модели, предлагаемой для реализации. Модель для реализации прогноза развития чрезвычайных ситуаций на радиационно-опасных объектах учитывает результаты оценки опасности затонувших АПЛ Комсомолец и Курск, РИТЭГов, затопленных ТРО. Модель для реализации прогноза развития чрезвычайных ситуаций, связанных с взрывоопасными объектами (затонувшие корабли и суда ВМФ, снаряды) учитывает результаты оценки взрывоопасности различных типов боеприпасов с учетом скорости протекания процессов коррозии. Модель для реализации прогноза развития чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов из ППОО (затонувшие корабли и суда) учитывает гидрометеоусловия условия в районе чрезвычайной ситуации. Тестовые работы по проверке разработанных алгоритмов продемонстрируют правильность выбранных подходов.
Совокупность задач, разработанных для ПТК ДПЧС, представлена в табл. 5.
В итоге может быть сформулировано пятое защищаемое положение: Прогнозная система, основанная на интегрированной базе данных, включающей объектные, океанологические и геологические сведения, экспертных оценках и экодинамических моделях, позволяет оперативно оценить геоэкологическую ситуацию и принять управленческие решения по минимизации последствий трансформации ППОО.
З А К Л Ю Ч Е Н И Е
Результаты диссертационных исследований кратко состоят в следующем:
- созданы основы нового научного направления в изучении природной среды акваторий - подводной объектологии;
- в рамках этого направления создана и использована в практике геологического, геоэкологического и океанологического изучения Балтийского, Белого, Баренцева, Карского и Дальневосточных морей России классификация подводных потенциально опасных объектов (ППОО);
в указанных морях и Ладожском озере выявлены ППОО разной природы и сделана оценка их влияния на состояние природной среды на основании использования разра
Таблица 5. Задачи, решаемые ПТК по оценке опасности ППОО
Задачи ПТК | Исходная информация | Запрашиваемые БД | Критерии оценки результатов | Нормативные документы | ||||||||
основная | дополнительная | |||||||||||
Радиационно опасные ППОО | ||||||||||||
Оценка максимальной индивидуальной годовой эффективной дозы за счет потребления морепродуктов | Содержание j-го радионуклида в морской воде | 1. Годовое потребление рыбы1 2. Коэффициент накопления j-го радионуклида в рыбе2 3. Дозовый коэффициент для j-го радионуклида3 | БД Реестра ППОО (АРМ) | 1. Предел дозы техногенного облучения для населения4 2. Прогнозируемые уровни облучения, при которых необходимо вмешательство Ц ограничение потребления морепродуктов5 | СП 2.6.1. 758-99 (НРБ-99) | |||||||
ППОО, содержащие нефть и нефтепродукты | ||||||||||||
1. Определение времени достижения пятном нефти луязвимого объекта 2. Определение времени выдвижения судна-нефтесборщика в район разлива | 1. Координаты пятна нефти 2. Скорость ветра | 1. Расстояние от места разлива до луязвимого объекта 2. расстояние от места разлива до пункта базирования судна-нефтесборщика 3. Скорость судна-нефтесборщика | БД Реестра ППОО (АРМ) БД РСЧС БД паспорта технической безопасности территории БД паспорта экологической безопасности территории | 1. время локализации разлива 4 час. 2. судно должно достигать места разлива в течение шести часов 3. действия по ликвидации разлива должны быть начаты на месте разлива не позднее 12 часов | 1. ППРФ от 15.04.2002 № 240 2. Рекомендации HELCOM | |||||||
Взрывоопасные ППОО | ||||||||||||
Определение площади затопления при разрушении ГТС | Возможность подводного взрыва на ППОО размещенного на расстоянии < 100 м от ГТС | Высота напорной дамбы | БД Реестра ППОО (АРМ) БД РСЧС БД Регистра ГТС | 1. ИнструкцияЕ, 1999 2. Рд 09-391-00 3. РД 03-607-03 | ||||||||
Примечания: 1. 30 кг - для населения Мурманской и Архангельской областей, 220 кг - для рыбаков и членов их семей (критическая группа населения) 2. см. рис. 2.3. см. рис. 2.6 4. 1,0 мЗв\год5. см. рис. 2.5 | ||||||||||||
ботанных, под руководством и при участии автора, аппаратурно-методических комплексов, экодинамического моделирования и анализа большого числа фондовых и опубликованных материалов;
- в указанных морях и Ладожском озере выявлены ППОО разной природы и сделана оценка их влияния на состояние природной среды на основании использования разработанных, под руководством и при участии автора, аппаратурно-методических комплексов, экодинамического моделирования и анализа большого числа фондовых и опубликованных материалов;
- на основании данных регулярно вносимых МЧС в реестр ППОО, материалов многолетних экспедиционных геологических, океанологических, геофизических, инженерно-геологических исследований, аналитических измерений и анализа опубликованных и фондовых источников создается банк ППОО;
- создана прогнозная система, которая на основании оценки современно геоэкологического состояния районов нахождения ППОО, экодинамического моделирования и экспертных оценок позволяет сделать заключения о динамике негативного влияния ППОО на окружающую природную среду и дать рекомендации по его минимизации;
- полученные материалы легли в основу разработки Закона о подводных потенциально опасных объектах, базы данных и системы прогноза развития геоэкологической ситуации, связанной с ППОО;
- результаты работы были широко использованы при написании ряда инструктивных документов, используемых на практике отечественными и зарубежными организациями, вошли в курсы лекций по океанологии и геоэкологии СПБ ГУ, МГУ, Горного института, Роскильдского и Гданьского университетов.
Публикации по теме диссертации
Монографии
- М.В. Владимиров, Б.А. Галушкин, С.В. Горбунов, В.В. Семенов Методика оценки степени радиоактивного загрязнения территории (монография). М., ВНИИГОЧС МЧС России,1994,1008 с
- Евдокимов В.И., Т.Г. Горячкина, М.В. Владимиров, Безопасность деятельности персонала подводных обьектов: аннотированный указатель отечественных патентов на изобретения (1994Ц2009 гг.) //Политехника-сервис, 2010, вып.1 (Подводные потенциально опасные объекты), 124 с.
- Евдокимов В.И., Т.Г. Горячкина, М.В. Владимиров, Безопасность деятельности персонала подводных обьектов: аннотированный указатель отечественных патентов на изобретения (1994Ц2009 гг.) //Политехника-сервис, 2010, вып.2 (Подводные потенциально опасные объекты), 124 с.
Статье в журналах рекомендованных ВАК
- Григорьев А.Г., Владимиров М.В. Радиогеохимическое районирование и картографирование донных отложений восточной части Финского залива//Геоэкология, Инженерная геология, Гидрогеология, Геокриология. 2012, N 1,c. 51-62.
- Григорьев А.Г., Владимиров М.В. Основные закономерности распределения, миграции и накопления радионуклидов в донных отложениях Балтийского моря //Балтийский регион, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, 2011, N 1, с. 62-70
- Холмянский М.А., М.В. Владимиров, А.Г. Григорьев Соотносительная характеристика подводных, потенциально опасных объектов северозападных морей Европы//Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2011, N1, с. 74-78.
- Евдокимов В.И., Т.Г. Горячкина, М.В. Владимиров, Информационный поиск и анализ изобретений в сфере безопасности подводных объектов (1994Ц2009 гг.) //Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2011, N1, с. 74-78
- Владимиров М.В., М.А. Холмянский, Е.М. Снопова Классификация подводных потенциально опасных объектов//Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2010, N4, с. 43-56
- Владимиров М.В., М.А. Холмянский Экспертная прогнозная система изучения подводных потенциально опасных объектов//Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2010, N4, с. 77-80.
- Григорьев А.Г., М.В. Владимиров Основные закономерности распределения главных природных и техногенных радионуклидов в донных осадках восточной части Финского залива//Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2010, N4, с. 56-60.
- Ефремкин И.М., Владимиров М.В., Снопова Е.М., Холмянский М.А. Изменение природной среды арктических акваторий в свете глобальных климатических процессов //Ежеквартальный сборник научных статьей: Эксплуатация морского транспорта. - СПб.: Изд-во ГМА им. адм. С.О.Макарова. 4(54) 2008. - С. 44-46.
- Владимиров М.В., Урецкий И.И., М.А. Холмянский. Создание методики и технологии электрохимических и электрометрических измерений для решения геоэкологических задач на акваториях// Российской геофизический журнаЦ СПб., ВИРГ-Рудгеофизика, №29-30, 2002. С.114-122.
- Владимиров М.В., И.В. Алешин, А.Г. Журенков, М.А. Холмянский, В.А. Яковлев Геофизические методы изучения химических отравляющих веществ, затопленных на балтийском шельфе//Российской геофизический журнал.Ц СПб., ВИРГ-Рудгеофизика, №25-26, 2002. С.95-107
Другие публикации
- Владимиров М.В., Холмянский М.А., Иванов Г.И Подводная объектология новое направление в морской геологии //Геология морей и океанов М.ГЕОС, 2011. Т.4. С. 197-199
- Иванов Г.И., Холмянский М.А., Верба М.Л., Владимиров М.В Эндогенные опасности в экосистеме Балтийского моря// XII Международный экологический форум День Балтийского моря, СПб:Диалог, 2011, с. 234-238
- Холмянский М.А., Владимиров М.В., Иванов Г.И. Классификация и характеристика подводных потенциально опасных объектов на акватории Северо-западных морей Европы (в контексте 65-летия Победы)//в кн. Материалы конференция "65 лет Победы в Великой Отечественной войне". СПБ, Альба, 2010 , с. 195-200
- Kholmyansky M.A., V.N., Sobolev, G.I. Ivanov, Vladimirov M.V. Information-measuring system for research of underwater potentially dangerous objects of a shelf abs. of 33-rd IGC, Oslo,2008, CD
- И.М. Ефремкин, Е.М. Снопова, М.А. Холмянский, Владимиров М.В. Экологическая карта Баренцева и Карского морей// Вестник Ассоциации буровых подрядчиков, №4, 2007, с. 17-22
- Григорьев А.Г., Жамойда В.А., Владимиров М.В. Применение буксируемого по дну акватории гамма-спектрометра в геоэкологических целях// Геология морей и океанов М.ГЕОС, 2007. Т.1. С.211-213
- Холмянский М.А., Соболев В.Н., Иванов Г.И., Владимиров М.В., Снопова Е.М. Информационно-измерительная система для исследования подводных потенциально опасных объектов шельфа//Геология морей и океанов М.ГЕОС, 2007. Т.2. С.304-305
- Григорьев А.Г., Владимиров М.В. Применение буксируемого по дну акватории гамма-спектрометра в геоэкологических целях// X международная научно-техническая конференция Усовременные методы и средства океанологических исследованийФ Материалы конференции часть III. Москва 2007,с.81-82
- Григорьев А.Г., М.В. Владимиров, Жамойда В.А. Применение буксируемого по дну акватории гамма-спектрометра в геологических и геоэкологических целях//Геология морей и океанов, Геос, Москва, 2007, т. I с. 211-213
- Владимиров М.В Холмянский М.А. Интеллектуальная система мониторинга потенциально опасных объектов, затопленных на шельфе Балтийского моря // АКВАТЕРРА; сб. материалов конф. - СПб., 2003. с. 65Ц69.
- Владимиров М.В., Снопова Е.М., Холмянский М.А. Геоэкологическое состояние Балтийского моря по геофизическим и экологическим данным// Российской геофизический журнал. №37-38, 2005г. - СПб., ФГУНПП Геологоразведка, 2005. С.145-153.
- G. Ivanov, М.Holmjanskij? Vladimirov M.V. Levels of concentration of Heavy metals in water of bays of Novaya Zemlya//Abs. VII-th Workshop of LOIRA-2004, 2004, p.47-49
- Владимиров М.В. Опасность, обусловленная затоплением немецкого трофейного химического оружия в Балтийском море// Информационный сборник №16 ЦСИ МЧС России. - М., изд. ЦСИ МЧС России, 2003. С. 77-87.
- Владимиров М.В. Возможное воздействие отравляющих веществ, затопленных в Балтийском море, на человека и природную среду// Информационный сборник №17 ЦСИ МЧС России. - М., изд. ЦСИ МЧС России, 2003. С. 96-102.
- Владимиров М.В., Григорьев А.Г. Применение методов тренд-анализа и кластерного анализа при радиоэкологических исследованиях донных отложений// Экологическая геология и рациональное недродопользование. Материалы конференции. - СПб, изд. СПбГУ, 2003. С. 107-108.
- Владимиров М.В., Холмянский М.А. Изучение криолитозоны, как один из основных элементов создания системы рационального природопользования на шельфе арктических морей России//Экологическая геология и рациональное недродопользование. Материалы конференции. - СПб, изд. СПбГУ, 2003. С. 148-152.
- Владимиров М.В., Снопова Е.М., Холмянский М.А. Построение макета геоэкологической карты Балтийского моря// Школа экологической геологии и рационального недропользования. Материалы четвертой межвузовской молодежной научной конференции. - СПб, изд. СПбГУ, 2003. С. 247-248.
- Владимиров М.В. Факторы возможного воздействия отравляющих веществ, затопленных в Балтийском море, на человека и природную среду// Конференция АКВАТЕРРА 11 - 14 ноября 2003 года, сборник материалов. - СПб., 2003. С. 63-65.
- Владимиров М.В. Холмянский М.А. Интеллектуальная система мониторинга потенциально опасных объектов, затопленных на шельфе Балтийского моря// Конференция АКВАТЕРРА 11 - 14 ноября 2003 года, сборник материалов. - СПб., 2003. С. 65-69.
- Владимиров М.В. Соболев В.Н. Автоматизированная система для геоэкологических исследований в районах затопления потенциально опасных объектов на шельфе// Конференция АКВАТЕРРА 11 - 14 ноября 2003 года, сборник материалов. - СПб., 2003. С. 69-71.
- Владимиров М.В., Холмянский М.А. Новый подход к оценке роли литодинамических, литогенетических и биогенных факторов в экзогенных процессах на арктическом шельфе РФ// Науки о земле и образовании. Материалы международной конференции. - СПб., СПбГУ, 2002. С129-130.
- A. Grigoriev ., A Marchenko., M. Vladimirov Factors controlling migration and concentration of natural and technogenic radionuclides in bottom sediments of the Eastern Gulf of Finland, Baltic sea//Uranium in the Aquatic environment. Freiberg, Germany, 2002, p.128-134
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле