Geum.ru

Определение содержания гидразина в природных и сточных водах кольской аэс на уровне пдк

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГИДРАЗИНА В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ КОЛЬСКОЙ АЭС НА УРОВНЕ ПДК


Перевозчикова В.А., Чупрунов А.А.

Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Кольская атомная станция»,

г. Полярные Зори

E-mail: perevarvara@yandex.ru


Кольская АЭС является филиалом ОАО «Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях» (ОАО «Концерн Роснергоатом»).

Главной целью деятельности Кольской АЭС в области охраны окружающей среды, является обеспечение такого уровня безопасности, при котором воздействие на окружающую среду, персонал и население не превысит установленных нормативов, а риск возникновения аварийных ситуаций будет сведен к минимуму.

Кольская АЭС построена в 1973 году и расположена за Полярным кругом на полуострове, отделяющем оз. Иокостровская Имандра от оз. Бабинская Имандра на расстоянии 15 км к северу от города Полярные Зори. Установленная тепловая мощность АЭС составляет 5500 МВт, что соответствует электрической мощности 1760 МВт. Она обеспечивается четырьмя энергоблоками с реакторами ВВЭР-440.

В соответствии с проектом Кольской АЭС для охлаждения конденсаторов турбин используется прямоточная система циркуляционного водоснабжения. Вода из губы Глубокой оз. Иокостровская Имандра по подводящему каналу подается в конденсаторы и далее сбрасывается в губу Молочную оз. Бабинская Имандра по отводящему каналу длиной ≈ 2 км. Средний ежегодный расход охлаждающей воды составляет 1,5 млрд.м3.

Производственный контроль за качеством природных и сточных вод в районе расположения станции выполняет лаборатория охраны окружающей среды отдела радиационной безопасности Кольской АЭС. Лаборатория имеет аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.516142 от 19.11.2009г. подтверждающий ее техническую компетентность и независимость. Основными документами, регламентирующими выполнение производственного экологического контроля являются «Регламент химического контроля за качеством возвратных и грунтовых вод КАЭС» и «Программа производственного экологического контроля почвы, природных, сточных и возвратных вод Кольской АЭС на 2009-2011 годы».

Несмотря на то, что вода, участвующая в технологическом цикле Кольской АЭС непосредственно с действующим оборудованием не соприкасается, в нее могут поступать загрязняющие вещества, которые в дальнейшем при сбросе сточных вод могут попасть в природный водоем.

С целью предотвращения загрязнения окружающей среды и на основании требований ФЗ «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ от 10.01.2002г. (ст. 23) и Водного кодекса РФ № 74-ФЗ от 03.06.2006г. (ст. 35) поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем требованиям законодательства, обеспечивается путем установления и соблюдения нормативов допустимого воздействия на водные объекты.

Исходя из требований п. 6.11.1. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» нормативы допустимого сброса (НДС) устанавливаются для каждого выпуска сточных вод и каждого загрязняющего вещества. С целью соблюдения требований природоохранного законодательства и в соответствии с «Методикой разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» (далее – Методика) в 2009 году Кольской АЭС был разработан документ «Нормативы допустимых сбросов веществ и микроорганизмов, в водные объекты со сточными водами Кольской АЭС».

В процессе разработки данного документа концентрации загрязняющих веществ рассчитывались с учетом п. 12 Методики, который гласит, что если фактический сброс действующей организации-водопользователя меньше расчетного НДС, то в качестве НДС принимается фактический сброс.

Кроме этого, в соответствии с п. 19 этой же Методики, фактическое содержание загрязняющих веществ в сточных водах определяется как среднеарифметическое значение концентрации за год.

Таким образом, в процессе разработки новых «Нормативов допустимого сброса…» и взяв за основу требования Методики, у Кольской АЭС возникла проблема с расчетом допустимой концентрации (ДК) по гидразину в выпусках сточных вод Кольской АЭС № 3 и 4.

Гидразин (NH2NH2) – это сильно гигроскопическая жидкость, обладающая заметной способностью поглощать из воздуха углекислоту и кислород. Гидразин является сильным восстановителем. Благодаря этому он термодинамически неустойчив и легко разлагается под влиянием катализаторов, при нагревании до высоких температур и под воздействием излучений.

Гидразин относится к веществам II класса опасности (высокоопасный), имеет искусственное происхождение и самостоятельно в природе не образуется. Гидразин и его производные чрезвычайно токсичные соединения по отношению к различным видам животных и растительных организмов. ПДК гидразина для водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,3 мкг/дм3.

Гидразин применяется:

- как ингибитор коррозии паровых котлов – добавка гидразина удаляет кислород, растворенный в воде;

- как горючий компонент в ракетном топливе;

- для получения чистых металлов восстановлением их солей;

- как промежуточное соединение в промышленном синтезе инсектицидов, взрывчатых веществ, регуляторов роста растений, фармацевтических препаратов и пр.

Ведение водно-химического режима на Кольской АЭС осуществляется в соответствии со стандартом эксплуатирующей организации СТ ЭО 0035-2005 «Водно-химический режим второго контура атомных электростанций с реакторами ВВЭР-440. Нормы качества рабочей среды и средства их обеспечения».

Согласно СТ ЭО 0035-2005 с целью снижения коррозии конструкционных материалов перед остановом энергоблоков должна проводиться предостановочная консервация конденсатно-питательного тракта. Стандарт предусматривает проведение предостановочной консервации с применением гидразина или октадециламина.

В случае проведения предостановочной консервации с применением гидразина его концентрация в питательной воде должна поддерживаться на уровне от 300 до 800 мкг/дм3, при этом часть гидразина разлагается с образованием аммиака.

Верхний предел концентрации гидразина зависит от уровня рН и кислорода в теплоносителе. Помимо этого, колебание концентраций загрязняющих веществ в сбросных водах зависит как от режимов эксплуатации оборудования, так и от состояния энергоблоков (работа на энергетическом уровне мощности, подготовка к плановому ремонту, останов или пуск энергоблока).

Таким образом, на Кольской АЭС гидразин используется с целью снижения коррозии конструкционных материалов.

В соответствии с технологической схемой Кольской АЭС гидразин может присутствовать в сточных водах выпуска № 3 (нормативно очищенные промывочные и дренажные воды химводоочистки (ХВО)) в результате протечек или при разгрузке и в выпуске № 4 (нормативно чистые дебалансные воды (ДВ) турбинного цеха (ТЦ)) в результате постоянного поддержания концентрации гидразина с целью корректировки водно-химического режима для борьбы с окислением и созданием восстановительной среды.

В процессе согласования и утверждения «Нормативов допустимых сбросов…» для Кольской АЭС Отделом водных ресурсов по Мурманской области (ОВР по МО) в качестве допустимой концентрации для гидразина в сточных водах было установлено значение ПДК по гидразину для водоемов рыбохозяйственного назначения (ПДКр.х.н.), т.е. 0,3 мкг/дм3.

ПДКр.х.н. по гидразину были разработаны ФГУП «ВНИРО» и введены приказом Госкомрыболовства РФ от 28.04.1999г. № 96 «О рыбохозяйственных нормативах». В настоящее время приказом Федерального агентства по рыболовству № 20 от 18.01.2010г. утверждены новые ПДКр.х.н., однако ПДКр.х.н. по гидразину осталась на прежнем уровне. Предполагалось, что методику по контролю гидразина в воде водоемов рыбохозяйственного назначения разработает Министерство природных ресурсов РФ параллельно с утверждение ПДКр.х.н. Однако до настоящего времени такая методика в России не появилась.

Поэтому установление в качестве допустимой концентрации гидразина ПДКр.х.н. связано с тем, что единственная действующая (аттестованная) на настоящий момент методика «Гидразин. Методика выполнения измерений массовой концентрации фотоколлориметрическим методом с п-диметиламинобензальдегидом в технологических водных средах АЭС с реактором ВВЭР» (НД 338-07) имеет предел определения от 5 до 5000 мкг/дм3 и не позволяет достоверно определять содержание гидразина на уровне утвержденной ПДКр.х.н.

Таким образом, отсутствует практическая возможность определения фоновой и фактических концентраций гидразина в природных и сточных водах, и как следствие, отсутствует возможность расчета разбавления гидразина при сбросе его со сточными водами в природный водный объект рыбохозяйственного назначения – озеро Имандра.

В соответствии с Методикой при расчете НДС данные о фоновых концентрациях загрязняющих веществ в природной воде запрашиваются водопользователями в территориальных управлениях Росгидромета.

Однако, по официальной информации имеющейся у Кольской АЭС, территориальный орган Росгидромета не имеет возможности определять гидразин в природных водах в связи с отсутствием у него методик имеющих столь низкую чувствительность.

Кроме этого, по информации имеющейся у Кольской АЭС подобные методики отсутствуют и в целом по стране.

С целью поиска выхода из сложившейся ситуации Кольская АЭС неоднократно взаимодействовала со специалистами Отдела водных ресурсов по Мурманской области. В качестве одного из аргументов для обоснования отсутствия необходимости установления допустимой концентрации гидразина на уровне ПДКр.х.н., специалистами Кольской АЭС был выполнен и представлен расчет разбавления гидразина при поступлении его со сточными водами в отводящий канал Кольской АЭС. Расчет выполнялся с использованием плоской задачи по методу разработанному А.В. Караушевым. Результаты, полученные в ходе выполненного расчета, показали, что уже на расстоянии менее 1 метра от выпуска сточных вод содержание гидразина достигает значения ПДКр.х.н. и продолжает снижаться по мере продвижения воды по отводящему каналу.

Для решения сложившейся ситуации Кольская АЭС приняла решение о разработке методики определения содержания гидразина в природных водах на уровне ПДКр.х.н. С этой целью Кольской АЭС был заключен договор с Аналитическим центром химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

На сегодняшний день у Кольской АЭС имеется аттестованная «Методика выполнения измерений массовой концентрации гидразина в природных и очищенных сточных водах Колькой АЭС методом реакционной обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием» (свидетельство ВНИИМС о метрологической аттестации МВИ № 88-09).

С целью соблюдения требований природоохранного законодательства на время закупки соответствующего оборудования и введения в опытную эксплуатацию данной методики Кольская АЭС совместно со специалистами ОВР по МО приняла решение о корректировке ДК для гидразина в выпусках № 3 и 4. Для этого Кольская АЭС, с привлечением Аналитического центра химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, провела работы по определению концентрации гидразина в воде подводящего и отводящего каналов, а также в 500 метровом контрольном створе. Работы выполнялись с использованием «Методики выполнения измерений массовой концентрации 1,1-диметилгидразина, гидразина, метилгидразина и тетраметилтетразена в образцах природных вод методом ионной хроматографии с амперометрическим детектированием» и «Методикой выполнения измерений гидразина в образцах природных вод методом жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием» (данные методики не аттестованы). По результатам выполненных анализов концентрация гидразина по всем точкам контроля находится ниже 0,1 мкг/дм3 (ПДКр.х.н. = 0,3 мкг/дм3).

Основываясь на полученных данных, Кольской АЭС пересчитаны допустимые концентрации (ДК) и нормативы допустимого сброса (НДС) по гидразину для выпусков № 3 и 4 исходя из фактически наблюдаемых значений.

Откорректированные нормативы согласованы Региональным управлением №118 ФМБА России и утверждены ОВР по МО.

С целью дальнейшего соблюдения требований природоохранного законодательства Кольская АЭС в течение 2010 года осуществляет ежемесячный контроль содержания гидразина в природных и сточных водах с привлечением аккредитованной лаборатории Аналитического центра химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.


Список литературы


Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод. Под ред. А.В. Караушева– Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – C. 73-79.