Введение к работе
Актуальность работы: Массовый вывод атомных подводных лодок (АЛЛ) из состава ВМФ и продолжительное размещение их как в пунктах временного отстоя, так и на предприятиях, осуществляющих утилизацию, вызвало резкое обострение проблемы обеспечения радиоэкологической безопасности.
По официальным данным на сегодняшний день из эксплуатации выведено более 190 АЛЛ, из которых 121 лодка частично или полностью утилизирована. Однако остается нерешенность вопросов вывоза отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) на переработку; контейнерного хранения ОЯТ на предприятиях, на которых происходит утилизация; временного хранения, переработки и захоронения радиоактивных отходов (РАО), временного хранения реакторных отсеков (РО) а также ряд социальных проблем, связанных с обслуживающим персоналом. Существующие проблемы могут быть решены только в контексте с законодательными, нормативными и инженерно-техническими мероприятиями, которые обусловливают разработку новых методов оценки и анализа экологического воздействия на окружающую среду в результате антропогенной деятельности.
Говоря об утилизации АПЛ правильнее всего было бы выполнять оценку радиационно-экологической составляющей техногенного риска, однако в данной диссертационной работе больше внимания уделяется экологическому риску, так как величина радиационной составляющей при нормальных условиях эксплуатации АПЛ очень мала и имеет порядок 10", в то время как риск, возникающий при попадании химических веществ в окружающую среду, имеет порядок 10"3 - 10'5.
Работа посвящена оценке экологического риска на заключительных этапах жизненного цикла АПЛ - реновации и утилизации, так как именно на этих этапах наносится наибольший вред окружающей среде, в результате образования около 30 тонн твердых и 50 - 150 м3 жидких радиоактивных отходов, требующих специального обращения, а также значительные выбросы и сбросы химических загрязняющих веществ.
Положения, выносимые на защиту:
-
Метод оценки экологического риска на основе термодинамического анализа взаимодействия технического объекта с окружающей средой.
-
Метод балансового моделирования как способ оценки и управления величиной техногенного воздействия.
3. Переоборудование АПЛ в подводный горно-обогатительный
комплекс как один из наиболее безопасных вариантов реновации.
Цель исследований: разработка методологии оценки экологического риска на последних этапах жизненного цикла АПЛ, а также мероприятий по минимизации риска в местах их утилизации.
1 рос. национальная!
з | библиотека i
Основные задачи:
1 Провести анализ существующих в мире методов реновации и утилизации АЛЛ, выведенных из состава флота, с целью выявления опасности для окружающей среды, возникающей на заключительных этапах их жизненного цикла.
-
Провести анализ существующих методик оценки экологического риска и выбрать наиболее приемлемые для использования в работе.
-
Произвести оценку экологического риска с применением выбранных методик для этапа утилизации АПЛ с целью разработки рекомендаций по минимизации техногенного воздействия на ОС в ГРЦАСе.
-
Провести разработку нового метода на основе термодинамического анализа взаимодействия промышленного объекта с окружающей средой.
-
Провести сравнительный анализ полученных данных с целью обоснования возможности дальнейшего применения предложенного метода.
-
Рассмотреть как пример одного из направлений реновации возможность использования АПЛ в качестве мобильного горгнообогатительного комплекса.
-
Рассмотреть эколого-экономические аспекты предлагаемых решений.
Методы исследования: системный подход к обеспечению радиоэкологической безопасности на последних этапах жизненного цикла АПЛ, экологическая оценка состояния окружающей среды ГРЦАС, анализ степени загрязненности атмосферы, математическое моделирование.
Научная новизна результатов исследования
-
Обосновано применение метода балансового моделирования для этапа утилизации АПЛ как одного из способов определения величины экологического риска и управления этой величиной.
-
Доказана целесообразность перехода к оценке риска на заключительных этапах жизненного цикла АПЛ от традиционной методики, базирующейся на концепции ПДК к энергетическим методикам, основанным на эксергетическом подходе к оценке экологического риска.
-
Доказана целесообразность применения эксергетических критериев для оценки суммарного ущерба наносимого окружающей среде (ОС) в результате производственной деятельности промышленных объектов.
-
Предложена концепция реновации АПЛ путем переоборудования в подводный мобильный горнообогатительный комплекс (ПМГОК).
5 Установлены закономерности динамики изменения гидравлических характеристик пульповодов ПМГОКа в зависимости от концентрации твердой фазы в гидросмеси.
Практическая ценность работы заключается в:
- выполнении оценки экологического риска на основе эксергетического метода для г. Северодвинска при работе двух крупнейших градообразующих предприятий;
- разработке и обосновании способа исключения дополнительной
нагрузки на окружающую среду, вызываемой процессом утилизации АПЛ;
-разработке комплекса организационно-технических решений по варианту реновации АПЛ путем переоборудования ее в подводный мобильный горно-обогатительный комплекс;
- выполнении расчета гидравлической системы комплекса при различной концентрации твердого вещества в пульпе (от 30 до 70 %) при добыче полезных ископаемых подводным способом.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 3-й, 4-й и
5-й научно-практических конференциях аспирантов, молодых ученых РАН и
высшей школы «Социально-экономическое развитие и экологическая
безопасность России», Санкт-Петербург, 2000, 200 J, 2002 гг.,
Международном молодежном экологическом форуме стран Баренц-Региона,
Архангельск, 2001, Международной конференции МАНЭБ, Санкт-
Петербург, 2001, Международной научной конференции «Экологические и
гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон»,
Санкт-Петербург, 2002, Научно-практической конференции
«Международный день Балтийского моря», Санкт-Петербург, 2002,
Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям, Санкт-
Петербург, 2002, 2003, Научно-технических конференциях
«Кораблестроительное образование и наука - 2003,2005.
Диссертационные исследования выполнялись при поддержке грантов:
персональный грант комитета по науке и высшей школе Администрации Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. 2001 г. (per. № М01-3.1К-291);
персональный грант комитета по науке и высшей школе Администрации Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. 2003 г. (per. № МОЗ-3.1К-291).
Публикации: По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем работы: Диссертация изложена на 134 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 189 наименований, содержит 22 рисунка, 41 таблицу и 6 приложений
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, д.т.н., Заслуженному экологу РФ, профессору О.Г. Воробьеву, который до последних своих дней проявлял огромное внимание к работе.
Автор диссертации выражает признательность д.т.н., профессору В.Б. Добрецову за ценные консультации по вопросам, связанным с подводной разработкой месторождений полезных ископаемых.
