Докладчик: Горская Ольга Ивановна начальник отдела охраны окружающей среды Волгодонской аэс

Вид материала

Доклад

Содержание Условные обозначения Кислородный режим Органическое вещество. Минерализация воды

Подобный материал:

• Отчет комитета природных ресурсов и охраны окружающей среды администрации Сокольского, 394.95kb.
• Е. В. Кучменко заместитель начальника отдела охраны окружающей среды министерства природных, 3818.85kb.
• Е. В. Кучменко заместитель начальника отдела охраны окружающей среды министерства природных, 2721.71kb.
• Меморандум о взаимопонимании по вопросам сотрудничества в области охраны окружающей, 54.6kb.
• С. А. Балашенко проблемы государственного управления в области охраны окружающей среды, 220.43kb.
• Отчет о работе му «Комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов г. Нижнего, 196.31kb.
• Доклад начальника управления природопользования и охраны окружающей среды мгуп «Мосводоканал», 168.6kb.
• Тема: «Реформирование законодательства в сфере охраны окружающей среды Российской Федерации», 116.92kb.
• Тема: «Реформирование законодательства в сфере охраны окружающей среды Российской Федерации», 116.7kb.
• Тема : «Загрязнение и охрана окружающей среды», 38.66kb.

ДОКЛАД

для международной научно-технической конференции 26-27.05.2010г.


Докладчик: Горская Ольга Ивановна – начальник отдела охраны окружающей среды Волгодонской АЭС


Тема: «Проблемы «биологических помех» при эксплуатации АЭС и пути их решения»


Атомная электростанция и водоем-охладитель – единая природно-техногенная система, функционирование основных элементов которой взаимосвязано и взаимообусловлено. Следовательно, для обеспечения бесперебойной работы АЭС – ее нормального водоснабжения, необходимо обеспечить оптимальное для этой цели состояние экосистемы водоема-охладителя.

Водная растительность, один из основных компонентов биоценозов мелководий, играет важную роль в биологическом режиме и процессах формирования качества воды. Поглощая минеральные вещества, в том числе и биогенные элементы, и, развиваясь на границе раздела вода-суша, сообщества гидрофильных растений образуют естественный фильтр между водосбором и водоемом. Кроме того, роль растительного покрова как естественного биофильтра определяется способностью осаждать в воде частицы, извлекать из воды и разлагать или усваивать фенолы, нефть, тяжелые металлы, радиоизотопы, пестициды и другие соединения.

Влияние растительности на качество воды мелководной зоны не ограничивается только положительными процессами изъятия ряда веществ. При чрезмерном развитии характер преобразований может быть и отрицательным. Распределение водной растительности в водоеме-охладителе подчиняется тем же закономерностям, что и в естественных водоемах, и определяется целым комплексом экологических факторов. В целом экологические условия водоема-охладителя ВАЭС благоприятны для развития макрофитов.

Факторами, способствующими зарастанию мелководий в водоеме-охладителе, являются малые глубины, хорошая прогреваемость, высокая прозрачность, преобладающие глинистые и заиленные грунты, наличие биогенов. Водная и прибрежно-водная растительность водоема-охладителя сложена двумя группами формаций: группой формаций воздушно-водной растительности – гелофитами и группой формаций погружено-водной растительности - гидрофитами. Воздушно-водная растительность представлена тростником южным, камышом озерным и трехгранным, рогозом узколистным. Погружено-водная растительность представлена рдестами пронзеннолистным и гребенчатым, валлиснерией спиральной, роголистником погруженным, урутью колосистой, наядой морской, харовыми и нитчатыми водорослями и др.(фото 1)

Фото 1. Заросли воздушно-водной растительности а) северо-восточная оконечность водоема, заросли тростника б) северо-восточная оконечность водоема, не заросшие тростником участки

В 1999 году перед пуском атомной станции на водоеме-охладителе была проведена геоботаническая съемка специалистами Нижегородского государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института «Атомэнергопроект». Геоботаническое исследование показало, что при низком уровне воды -34,0 м.усл., который наблюдался в вегетационный сезон 1999 года, общая площадь зарастания достигала 14,67 кв.км, что составляло около 98% от всей площади водоема. В 1999 году 93% от всей площади, занимаемой макрофитами, составляла погруженно-водная растительность.


С началом работы АЭС и эксплуатации водоема-охладителя в его экосистеме произошли некоторые структурные изменения. Поступление подогретых вод способствовало развитию бактериопланктона. В фитопланктоне, одновременно с уменьшением родового и видового разнообразия, выросла ценотическая роль сине-зеленых водорослей. Умеренный и слабый подогрев воды способствовал повышению уровня развития зообентоса и обрастаний, в частности, моллюска дрейссены, являющегося теплолюбивым видом, способным при массовом развитии создавать биопомехи в работе системы технического водоснабжения.

В 2002 году специалистами ГосНИОРХ (г.Санкт-Петербург) были проведены гидробиологические исследования на водоеме-охладителе. При уровне воды в августе 2002 года 35,84 м. усл., общая площадь зарастания составила 11,36 кв.км. (70,6%), т.е. уменьшилась по отношению к 1999 году в 1,3 раза. На долю гидрофитов приходилось 62,8% площади зарастания, гелофитов – 5,7%. Доминантами растительных сообществ из гидрофитов являлись: харовые водоросли, рдест гребенчатый, уруть колосистая; из гелофитов – тростник южный и рогоз узколистный.

В связи с вводом в эксплуатацию АЭС, наиболее существенные изменения растительности произошли в отводящем канале. Степень зарастания в отводящем канале снизилась в 10 раз и составила всего 9,3% против почти 100% в 1999 году. Это явилось следствием не только повышения уровня воды, но и проведения гидротехнических мероприятий по очистке и углублению канала, повышения уровня проточности и температур в результате поступления подогретых вод.


Для борьбы с биологическими помехами в мировой практике используются различные методы, которые условно делятся на 4 группы: механические, химические, физические и биологические.

1. Механические методы – механическое уничтожение организмов (очистка от обрастания, выкашивание водной растительности и др.). Эти работы, как правило, весьма трудоемки и не всегда эффективны.

2. Химические методы борьбы в ряде случаев дают хорошие результаты, но практически всегда их использование затрудняется требованиями природоохранных норм. Кроме того, эти методы также иногда не дают на практике желаемых результатов. Например, изготовление теплообменной аппаратуры из бактерицидных материалов (сплавов меди) скорее приводит не к ликвидации бактериального обрастания, а к изменению его количественного состава.

3. Физические методы, заключающиеся в экстремальном для водных организмов изменении физических параметров среды (например, подогрев воды в водоводах, вызывающий гибель обитающих там организмов, осушение, катодная защита) – также в большинстве случаев трудно применимы и малоэффективны. Например, дрейссена выдерживает осушение в течение нескольких суток.

4. Биологические методы предусматривают вселение в водоемы организмов, способных уничтожить или существенно снизить численность организмов, вызывающих биопомехи.


С целью обеспечения оптимальных для водоснабжения Волгодонской АЭС эксплуатационных характеристик водоема-охладителя и качества воды, а также для предотвращения нежелательных биологических процессов, таких как избыточное развитие дрейссены, «цветение» воды и зарастание водоема-охладителя высшей водной растительностью, специалистами ГосНИОРХ (г.Санкт-Петербург) и Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства были выданы рекомендации по биологической мелиорации водоема-охладителя ВАЭС.


В 2002 году была разработана «Программа зарыбления водоема-охладителя растительноядными видами рыб с целью подавления биопомех», в которой предусматривалось зарыбление водоема в период 2002-2007гг, которое позволяет получить биомелиоративный эффект и поддерживать стандартные параметры гидробиологического режима водоема-охладителя, обеспечивающие безопасную эксплуатацию АЭС.

Многолетний отечественный опыт работы с рыбами равнинного китайского фау-нистического комплекса (белый и пестрый толстолобики, белый и черный амуры) позволяет рассматривать эти виды рыб в качестве экологически специализированных для целей биологической мелиорации, направленной на борьбу с биопомехами. Для получения мелиоративного эффекта в водоем-охладитель Волгодонской АЭС выпускались следующие виды рыб:

1) белый амур;

2) черный амур;

3) белый толстолобик;

4) карп.


На основании результатов исследований и рекомендаций гидробиологов и ихтиологов были выполнены расчеты плотности посадки молоди растительноядных видов рыб и произведена оценка кормовой базы водоема.

Осенью 2002 года состоялось первое зарыбление водоема-охладителя сеголетками и двухлетками белого амура и толстолобика. Необходимо отметить, что первый же выпуск сеголеток в качестве рыбопосадочного материала показал низкую эффективность данного мероприятия. Так как имеющийся в водоеме крупный хищник (щука, окунь, сом, судак) сразу переключились на питание сеголетками растительноядных рыб. Поэтому в дальнейшем зарыбление водоема осуществлялось только двухлетками рыб-мелиораторов.

Рыбопосадочный материал рыб-мелиораторов приобретался в хозяйствах-производителях Ростовской области, в соответствии с заключенными договорами на поставку.

Выпуск рыбопосадочного материала в водоем-охладитель согласовывался с Управлением федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору по Ростовской области, осуществлялся в присутствии и под контролем представителей ФГУП «Цимлянскрыбвод» и Волгодонской инспекции отдела рыбнадзора по Ростовской области.

Объем рыбопосадочного материала, его возрастные и размерные параметры определялись в соответствии с рекомендациями, подготовленными специалистами, на основании разработанных рыбоводно-биологических обоснований и проведенных в течение ряда лет мониторинговых исследований.

Сроки выполнения зарыбления определялись температурой воды в водоеме-охладителе. Выпуск рыбопосадочного материала производился при температуре воды (12-14) ⁰С - октябре – ноябре.

Результаты выполнения биомелиоративных работ на водоеме-охладителе Волгодонской атомной станции стали очевидными уже через несколько лет. Если в 2003 году растительная биомасса в водоеме достигала 61 тыс.тонн, то в 2005 году она сократилась до 29 тыс. тонн, а общая площадь зарастания акватории уменьшилась от 70% до 50%.

По выводам специалистов АзНИИРХ, в 2007 году продолжалось дальнейшее сокращение общей массы макрофитов водоема-охладителя Волгодонской АЭС, по сравнению с предыдущими годами наблюдений. Общая биомасса водной растительности в водоеме-охладителе и каналах в 2007 году составила приблизительно 11 тысяч тонн, площади зарастания макрофитами составили не более 20% от площади водоема.

Таблица 1.

Года	Степень зарастания, %
1999 г.	98
2002 г.	70,6
2005 г.	50
2007 г.	20

Результаты мелиоративных работ, проведенные в 2002-2006 гг., можно оценить как удовлетворительные, так как зарастаемость водоема-охладителя Волгодонской атомной станции макрофитами путем вселений растительноядных видов рыб приведена к необходимым показателям 15-20 %, оцениваемым как оптимальные для поддержания нормального функционирования водоема (фото 2)

Фото 2. Разреженная водная растительность на мелководных участках водоема-охладителя.

Активно питающееся стадо карпа и черного амура сдерживает избыточное развитие дрейссены в водоеме-охладителе, препятствует образованию массовых обрастаний в системах технического водоснабжения АЭС.

Все проанализированные виды рыб-мелиораторов и представителей аборигенной фауны, выловленные в водоеме-охладителе ВАЭС в 2007-2009 годах ихтиологами АзНИИРХ, имели хорошую жирность и упитанность, что свидетельствует о достаточной обеспеченности пищей. Анализ собранного материала рыб-вселенцев: белого и черного амура, толстолобика, карпа подтверждает высокую пищевую активность данных видов в водоеме-охладителе Волгодонской атомной станции (фото 3).

Фото 3. Крупные особи рыб-вселенцев (толстолобик) и аборигенной фауны (сазан)

Эти данные свидетельствуют о высокой эффективности проводимых мероприятий по биологической мелиорации водоема-охладителя Волгодонской АЭС.

С целью определения влияния сбросов на качество воды водоема-охладителя и Цимлянского водохранилища с фильтрационными потоками, проходящими через тело плотины осуществляется производственный экологический контроль на водных объектах АЭС в соответствии с утвержденными Донским бассейновым водным управлением «Программами наблюдения за водными объектами и из водоохранной зоной» персоналом эколого-аналитического центра отдела охраны окружающей среды Волгодонской АЭС (аттестат аккредитации аналитической лаборатории № РОСС RU.0001.513999 от 23.10.06г. на срок до 06.09.2011г.)



Рис. 1 Схема точек отбора проб из Цимлянского водохранилища и водоема-охладителя

№ точки	Место отбора проб
	Цимлянское водохранилище
1	В районе НДВ (насосная добавочной воды)
2	500 м выше начала дамбы
3	4,5 км ниже НДВ
4	9 км ниже НДВ
5	500 м ниже конца дамбы
	Водоем-охладитель
6	В районе НДВ
7	4,5 км ниже НДВ
8	9 км ниже НДВ
9	Нижняя точка водоема-охладителя

Условные обозначения: Ш - шламонакопитель; ХЦ - химцех; ТО - турбинный цех; Ст.- столовая; ЛБК - лабораторный корпус; АБК - административно-бытовой корпус; ПРК - пуско-резервная котельная; ПД - пожарное депо; ПО - подрядные организации; ПФ - поля фильтрации; ОС - очистные сооружения; БНС - блочно-насосная станция; НДВ - насосная добавочной воды; КНС - канализационная насосная станция; СК - спецкорпус.

- маршруты безопасного передвижения к точкам отбора




Рис. 2 Схема отбора проб по промплощадке АЭС


Результаты проведенных работ по экологическому контролю и проводимому экологическому мониторингу водоема-охладителя и Цимлянского водохранилища дают основание сделать заключение о том, что водоем-охладитель не оказывает отрицательного воздействия на Цимлянское водохранилище.

Cодержание приоритетных загрязняющих веществ антропогенного происхождения (АСПАВ и нефтепродукты) свидетельствуют, что уровень загрязнения водных объектов района в целом не превышает действующих нормативных требований, причем содержание этих ЗВ в водоеме-охладителе существенно ниже, чем в сопряженной части Цимлянского водохранилища.

Из полученных результатов натурных исследований можно судить об отсутствии влиянии фильтрационных вод из водоема-охладителя на температуру воды в сопредельной части Цимлянского водохранилища, так как температура воды в водохранилище в непосредственной близости от разделительной дамбы и на расстоянии примерно 300 м от неё практически совпадают (рис.3).



Рис.3 Изменение температуры в водоеме-охладителе и Цимлянском водохранилище,2009г.


Кислородный режим. Изменение содержания растворенного в воде кислорода в водоеме-охладителе соответствовало закономерностям, установленным в результате многолетних наблюдений в водоемах. (рис.2)

Максимальное количество кислорода в воде зафиксировано в январе-марте на свободных ото льда участках водоема. После таяния льда, при невысоких температурах основным источником поступления кислорода в воду является его абсорбция из воздуха. Его содержание в воде находилось на зимнем уровне и изменялось в пределах 10,04-12,00 мг/дм³. В мае, когда температура воды поднимается, концентрация растворенного в воде кислорода снижается до 7,92-9,05 мг/дм³. С повышение температуры воды до 20 и более градусов содержание кислорода в воде падает из-за уменьшения его растворимости и более интенсивного потребления на продукционные процессы в водоеме. Тем не менее, в самые напряженные месяцы его концентрации остаются достаточно высокими: от 6,83 до 8,49 мг/дм³, что превышает величину ПДК. Осенью, с понижением температуры, содержание растворенного в воде кислорода начинает увеличиваться. Изменение концентрации растворенного кислорода в течение года отражено на рисунке 4.

Рис.4. Изменение содержания растворенного в воде кислорода в водоёме-охладителе в 2009г.

Органическое вещество. Одним из наиболее распространенных методов характеристики органического вещества водоема является определение его бихроматной окисляемости, или химического потребления кислорода (ХПК). Эта величина показывает количество органики – продуктов жизнедеятельности гидробионтов и гумусовых веществ, вымываемых из почвы.

В 2009г. не прослеживается какой-либо закономерности в колебаниях величины ХПК. Его величина в исследуемый период изменялась в пределах от 34,0 до 49,5 мг/дм³, максимальное значение было зарегистрировано в октябре, минимальное – в апреле. В целом можно говорить об аккумуляции органического вещества в водоеме-охладителе. Хотя нельзя точно установить природу этого вещества, но невысокие величины БПК₅ дают возможность предположить, что основную массу этого органического вещества составляют гуминовые кислоты и трудноминерализуемые остатки высшей водной растительности.

Анализ многолетнего хода среднемесячных значений азота аммонийного и фосфатов в водоеме-охладителе и сопряженной части Цимлянского водохранилища с 2002 года по настоящее время свидетельствует, что в целом процессы аммонификации в обоих водных объектах протекают примерно с одинаковой интенсивностью. Вместе с тем, содержание фосфатов в водоеме-охладителе существенно ниже по сравнению с Цимлянским водохранилищем. Наличие в избытке минерального фосфора является явным признаком высокой продуктивности Цимлянского водохранилища (рис. 5).




Рис.5. Изменение концентрации нитратов в водоеме-охладителе и Цимлянском водохранилище за период 2002-2009гг.


На основании анализа изменений концентраций группы азота можно сделать вывод о том, что Цимлянское водохранилище имеет более выряженную зависимость показателей содержания азотсодержащих веществ от сезонных факторов и, в частности, от содержания растворенного кислорода в воде и ее температуры. С увеличением концентрации кислорода преобладают процессы окисления и наблюдается увеличение концентрации нитратов и уменьшение содержания азота аммонийного. В водоеме-охладителе изменение концентрации азотной группы менее выражено, что свидетельствует об индивидуальности водоема охладителя и биологических процессов в нем.

Видно, что практически во все фазы водного режима содержание биогенных элементов в Цимлянском водохранилище вдоль отгораживающей дамбы выше, чем в водоеме-охладителе. Особенно выраженный характер эти различия имеют для минерального фосфора (рис. 6).




Рис 6. Изменение фосфора-фосфатов в водоеме-охладителе и Цимлянском водохранилище за период 2001-2009гг.

Содержание растворимых форм железа несколько выше в водоеме-охладителе по сравнению с водохранилищем.

В водоеме-охладителе величина показателя БПК₅ в целом меньше, чем в сопряженной части водохранилища.

Из изученных микроэлементов в объектах района ВоАЭС во все фазы водного режима наблюдалось повышенное содержание растворимых форм марганца, максимальная концентрация которых достигала 50 мкг/дм³. Средние значения содержания марганца практически во всех пунктах отбора проб воды превышало ПДКрыб.

Так же превышение ПДКрыб в водных объектах района обнаружено и по содержанию растворимых соединений меди, особенно выраженное в водоеме-охладителе, где сохраняется тенденция к увеличению их содержания (рис. 7).



Рис.7. Изменение концентрации меди в водоеме-охладителе и Цимлянском водохранилище за период 2002-2009гг.


Медь — один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана, главным образом, с включением ее в состав активных центров окислительно-восстановительных ферментов. Медь участвует в процессе фотосинтеза и влияет на усвоение азота растениями. В воде водоема-охладителя в 2009г. почти повсеместно во все месяцы отмечались концентрации меди, равные или превышающие ПДК до 13 раз. Избыточные концентрации меди оказывают неблагоприятное воздействие на растительные и животные организмы. Дополнительным источником поступления ионов меди в водоем могут быть также и подземные воды.

Содержание растворимых форм других изученных микроэлементов (цинка, кобальта, свинца, хрома) оказалось ниже или на пределе их обнаружения с помощью атомно-абсорбционного метода и на порядок ниже установленных для соединений перечисленных микроэлементов ПДКрыб.

Наибольшие различия в химическом составе воды в водных объектах по обе стороны разделительной дамбы проявляются в режиме главных ионов. В водоеме-охладителе и сопряженной части Цимлянского водохранилища наблюдается различный ряд главных анионов и катионов по порядку преобладания их концентрации. В Цимлянском водохранилище преобладают катионы кальция и натрия, а в водоеме - одновалентные катионы. Среди анионов в водохранилище наибольший вклад в минерализацию дают гидрокарбонаты, а в водоеме-охладителе - сульфаты. В соответствии с принятой классификацией по соотношению анионов и катионов вода водохранилища относится к гидрокарбонатному классу группы кальция и натрия (C^Ca,Na_II), а в водоеме-охладителе - к сульфатному, группы натрия (S^Na_II). В водоеме-охладителе сохраняется тенденция к увеличению минерализации воды.

Минерализация воды в водоеме-охладителе, определяемая по величине сухого остатка, зафиксирована на уровне выше 1000 мг/дм³. По этому показателю она превышает величину минерализации водохранилища в 2,2-2,6 раза и попадает в категорию солоноватых.

На основании заключения экспертной комиссии государственной экологической экспертизы по проекту строительства Ростовской АЭС разработаны «Правила эксплуатации водоема-охладителя (ВО) Ростовской АЭС». В «Правилах…» принятыми на основании проектных материалов, включая работу «Оценка воздействия АЭС на окружающую среду» (ОВОС) выполнен прогноз гидрохимического режима ВО с учетом первичного заполнения ВО в период наибольшего солесодержания в воде Цимлянского водохранилища. Как видно из диаграммы, содержание сухого остатка в ВО не вышло за пределы величин, определенных ОВОС, а также не повлияло на его содержание в Цимлянском водохранилище (рис.8).



Рис.8. Изменение концентрации сухого остатка в водоеме-охладителе и Цимлянском водохранилище за период 2001-2009гг.