IX Международная конференция Новые идеи в науках о земле. Доклады

Подождите немного. Документ загружается.

S-XXШ. Секция экологии и природопользования 51

РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ

А. Д. Палагушин

Российский Государственный Геологоразведочный Университет

имени Серго Орджоникидзе, Москва, Россия

Данная тема была выбрана мной по причине её важности и личного инте-

реса к изучению данной проблемы. Тема напрямую связана с экологией и яв-

ляется глобальной по отношению к человечеству, поскольку каждая страна

использует радиоактивные элементы в промышленности, в энергетике и др.

отраслях, в том числе и в военных целях, и проблема радиоактивных отходов

данных отраслей стоит не на последнем месте, т.к. данный вид отходов может

представлять огромную опасность для всего живого и может привести к необ-

ратимым последствиям.

В моей работе описаны источники появления радиоактивных отходов, а

именно источники в промышленности (нефтяная и угольная), в энергетике

(имеется ввиду ядерная энергетика, как правило это отработанное ядерное то-

пливо), а также в медицинской практике (связано с лечением раковых заболе-

ваний человека, а также с диагностикой). Следом описана их классификация

по разным критериям (по активности, по агрегатному состоянию). Ну и напос-

ледок описаны методы обращения с радиоактивными отходами в зависимости

от их активности, что является наиболее важным для экологии.

В заключение я добавлю, что для геоэкологии и экологии в целом про-

блема радиоактивных отходов имеет высокое место. Например, чтобы произ-

водить захоронение радиоактивных отходов под землю в первую очередь не-

обходимо учитывать воздействие места захоронения на гидрогеологические и

экологические условия данной местности. Поэтому очень важно разделить

радиоактивные отходы по существующей классификации для дальнейшей об-

работки. Так например метод витрификации (остекловывания) очень устойчив

к воздействию воды, что предотвращает размывание остекленного вещества. В

то же время необходимо учитывать степень излучения материала. Именно по-

этому РАО погружаются на большую глубину. Перспективой для избавления

от радиоактивных отходов конечно является удаление радиоактивных отходов

в космос, но осуществление данного проекта будет нескоро. Так что учитывая

данное обстоятельство мы вполне можем обойтись и существующими метода-

ми, вопрос остаётся лишь в экономической выгоде этих способов обращения с

радиоактивными отходами.

52 S-XXШ. Секция экологии и природопользования

ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ РАДИОМЕТРИЧЕКИХ МЕТОДОВ

ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛЕВОГО АЭРОЗОЛЯ

И ПЫЛЕВЫХ ОСАДКОВ

А. Б. Палкин

УРАН ИПКОН РАН, г. Москва, Россия

В ИПКОН РАН ведутся работы по развитию и разработке методов изме-

рения концентрации пылевого аэрозоля и пылевых осадков. Особое внимание

уделяется радиометрическим методам. В числе последних достижений ИП-

КОН РАН – разработка непрерывного радиометрического метода измерения

концентрации пыли с использованием мягкого бета-излучения и технические

предложения для использования этих методов для контроля пылеотложения в

горных выработках.

В непрерывном методе одновременно с осаждением пыли на фильтр про-

изводится непрерывное измерение интенсивности бета-излучения, прошедше-

го через пылевой осадок на фильтре. Этот метод решает ряд проблем традици-

онного радиометрического метода, превосходит по точности и достоверности

результатов измерения и обеспечивает. Но и этот метод обладает рядом недос-

татков, резервов развития. И традиционный метод также имеет потенциал раз-

вития. Так при контроле рудничного воздуха с чрезвычайно высокими уров-

нями концентрации традиционный не уступает новому – непрерывному

методу. А при использовании этих методов для контроля пылеотложения в

горных выработках может даже и превосходить.

Основанием для дальнейшего развития радиометрических методов явля-

ются новые достижения в развитии, в частности электронной и микропроцес-

сорной техники и элементов радиометрическим схем, в частности – детекторов

излучения. Кроме того, имеется ряд нерешенных задач, касающихся оптими-

зации и радиометрических схем, и процедуры измерения, и методик использо-

вания данных методов в конкретных задачах.

Перспективной задачей является рассмотрение возможности перехода от

регистрации излучения в счетном режиме к спектральному анализу. Очень

вероятно, что регистрация не только факта прохождения частицы в радиомет-

рическом тракте схемы, но и определение ее энергии, способствует, как мини-

мум, получению более точных и достоверных результатов измерения. В этом

плане, возможно, не исчерпали себя методы с использованием альфа-

излучения. Не исключено, что схемы с альфа-источниками и современными

детекторами, позволяющими определять энергию частиц излучения, позволят

вообще исключить фильтрующую ленту из схемы измерения, а с использова-

нием фильтров или подложек – кроме концентрации, определять, в частности,

дисперсный состав пыли. Реализации этих идей способствует современный

S-XXШ. Секция экологии и природопользования 53

уровень развития микропроцессорной техники, который позволяет и на уровне

серийного прибора осуществлять сложные алгоритмы и расчеты.

В плане оптимизации процедуры непрерывного метода измерения требу-

ется, в числе прочих, решить задачу потери информации о запыленности воз-

духа при переполнении и вынужденной замене фильтра. И сами результаты

оптимизации процедуры измерения в непрерывном радиометрическом методе,

основанные на использовании метода наименьших квадратов, требуют анализа

пересмотра. В частности, неоднозначно выглядит вывод об оптимальности

двухшаговой процедуры измерения и ее параметрах. Решение задачи о влия-

нии изменчивости концентрации пыли во времени также не является оконча-

тельным, поскольку не рассмотрено возможное использование многошаговых

процедур.

Предварительные результаты оценок и анализ, ранее полученных резуль-

татов, показывают, что, потенциал развития указанных методов и для контро-

ля запыленности воздуха, и для контроля пылеотложения, действительно, су-

ществует.

54 S-XXШ. Секция экологии и природопользования

СЕЙСМОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РАЙОНЕ

РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ,

ПРОГНОЗ И УМЕНЬШЕНИЕ УЩЕРБА ОТ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Л.М. Плотникова, М.А. Зотагина, Б.С. Нуртаев

Институт Геологии и Геофизики АН РУ, г. Ташкент, Узбекистан

1. Разработка газоконденсатного месторождения является источником

искусственных воздействий, влияющих на напряженное состояние среда и

вызывающих сильный отклик даже на слабые воздействия. Адаптация среды к

измененному состоянию и перестройка структуры порово-трещиной системы

пород, сопровождается обновлением старых и возникновением новых разло-

мов. Особенности сейсмодинамических процессов в районах газонефтяных

месторождений мало изучены, хотя риск возникновения сильных индуциро-

ванных землетрясений возрастает. На основании обобщения мировых данных

и результатов проведенных наблюдений в Южном Узбекистане, изучен меха-

низм воздействия разработки газонефтяных месторождений на геодинамиче-

ское состояние среды районов. Установлены признаки индуцированной сейс-

мичности.

2. Разработка месторождений вызывает нарушение закона сейсмодина-

мики в радиусе до 50км. Изменение напряженного состояния среды в пределах

верхнего этажа фундамента и релаксация напряжений отмечаются в области

искусственного воздействия. Это подтверждается по мере разработки вовлече-

нием в деформационный процесс горизонтов более глубоких, чем глубина за-

лежи, изменением показателей самоподобия структуры сейсмического процес-

са, корреляцией количества толчков с перепадом давления между контуром

питания водоносного бассейна и разрабатываемой залежью. Установлена за-

висимость параметров «равновесного» и возмущенного» состояние среда в

зависимости от технологии разработки месторождения.

3. Получена геомеханическая модель проявления изостатического дисба-

ланса и восстановления локального равновесия в области воздействия техно-

генных факторов. Возникновение сильного события предваряется локальным

затишьем и происходит при падении пластового давления на 50% от первона-

чального. Так, в условиях месторождения Шуртан восстановление равновесия

локальных сил произошло через 13-14 лет после проявления изостатического

дисбаланса и выразилось серией высокомагнитудных М ≥ 5 I

≥7 баллов толч-

ков, вызвавшее большие разрушения. Сейсмическая неустойчивость в преде-

лах верхнего этажа фундамента играет роль триггера для возникновения силь-

ных М≥5 землетрясений на глубине 10-15км. Величина сейсмической

деформации за счет отбора флюидов, необходимая для компенсации дисба-

ланса вертикальной тектонической силы, соответствует суммарному сейсми-

ческому моменту серии высокомагнитудных землетрясений М≥5,0.

4. Проведение сейсмического мониторинга в районе разрабатываемого

газонефтяного месторождения, позволяет выработать превентивные меры

сейсмобезопасности промышленного объекта, контролировать баланс между

техногенными воздействиями и сейсмическим откликом, выбрать на основе

текущих данных режим безопасной эксплуатации объекта.

S-XXШ. Секция экологии и природопользования 55

SEISMOGEODYNAMIC PROCESSES IN THE AREA

OF THE GAS-CONDENSATE FIELD: FORECAST AND MITIGATION

OF TECHNOGENIC EFFECTS.

L.M. Plotnikova, M.A. Zotagina, B.S. Nurtaev

Institute of Geology and Geophysics, Academy of Sciences

of the Republic of Uzbekistan. Tashkent, Republic of Uzbekistan

1. The exploitation of gas-condensate deposit is a source of artificial effects in-

fluencing the medium's stressed state and triggering strong response to even weak

sources. The medium's adaptation to changed state and reconstruction of pore-crack

rock system structure is accompanied with the renewal of old and the appearance of

new ruptures. The peculiarities of seismodynamic processes in deposit areas are not

studied closely enough, although the danger of global data generalization, the

mechanism of the influence of gas-oil deposit development on geodynamic state of

the medium has been studied and common features for induced seismisity have been

revealed. The obtained regularities were used for the analysis of seismic instability

in the area of gas-condensate deposit Shurtan (Southern Uzbekistan).

2. The exploitation of Shurtan deposit resulted in disturbance of the seismody-

namic processes within a radius of 50 km. The change in the medium's stressed state

within the upper part of the basement and stress release are observed in the area of

technogenic effect. This is confirmed by inclusion of deeper horizons in deformation

process, showing changes in self-similarity of seismic process structure (Fractal di-

mension and seismic fractionness), correlation of the number of events with pressure

drop between feeding contour of the water-bearing basin and the gas field. Values of

parameters, which define «equilibrium» and «disturbed» medium's state, depending

on deposit development technology, have been obtained.

3. Geomechanical model of isostatic unbalance manifestation and restoration of

local equilibrium in the region of technogenic factors influence has been con-

structed. In conditions of structures (horizontal contraction state), increase of seis-

misity is proceeded by local calm, i.e. aseismic (creep) slip. In conditions of the

area, equilibrium restoration of local forces occurred 13-14 years after the initial

manifestations of isostatic unbalance, and resulted in a series of high magnitude

(M>5 I

>7) earthquakes caused great damage. Seismic instability in the upper part of

the basement served as a trigger for large M>5 earthquakes at a depth of 10-15 km.

4. Seismic deformation value necessary for compensation of

5. vertical tectonic force (F=2.6*10

) unbalance corresponds to the total seismic

moment of the high magnitude series M>5.0 Kamashin earthquakes.

6. The 1997 parameter forecast of the expected technogenic earthquake in the

deposit area proved to be correct.

7. The accomplishment of seismic monitoring in the gas field area is necessary

for providing of seismic safety for the industrial unit; balance control of technogenic

effects and seismic response; and selection of the safe gas field exploitation on the

basis of the current regime data.

56 S-XXШ. Секция экологии и природопользования

ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТЕРРИТОРИИ

ПРИ ВЫБОРЕ ПУНКТА РАЗМЕЩЕНИЯ АЭС

Н.И. Проценко

ООО «ВНИИАЭС – Проектный офис», Москва, Россия

Инженерно-экологические изыскания для строительства АЭС выполня-

ются для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений

окружающей среды под влиянием антропогенных воздействий при строитель-

стве и эксплуатации АЭС, технологических сооружений и объектов её обуст-

ройства с целью предотвращения, минимизации или ликвидации вредных и

нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических

и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.

На предпроектных этапах основной задачей инженерно-экологических

изысканий является выделение территорий, пригодных для размещения АЭС

по экологическим и нормативно-правовым критериям. И, если это возможно,

предварительный качественный прогноз изменения окружающей среды при

реализации намечаемой хозяйственной деятельности.

Основные виды исследований проводятся по следующим направлениям:

1) анализ опубликованных и фондовых материалов по регионально-

геологическим, зонально-климатическим и экологическим условиям террито-

рии; 2) дешифрирование аэрокосмических материалов; 3) социально-

экономические, медико-биологические и санитарно-эпидемиологические ис-

следования; 4) исследования источников техногенной опасности (объектов,

характеризующихся возможными авариями, вызывающими взрывы и пожары,

выбросы взрывоопасных, воспламеняющихся, токсичных и корозионно-

активных веществ).

По результатам изучения фондовых материалов предоставляется инфор-

мация о природных особенностях территории (климат, почвы, растительность,

животный мир, ресурсы), существующих или планируемых особо охраняемых

территориях, историко-археологических объектах.

Социально-экономические, медико-биологические и санитарно-

эпидемиологические исследования обеспечивают информацией о численности

населения, системе расселения, демографической ситуации, структуре земле-

пользования, транспортных коммуникациях, санитарном состоянии природной

среды, наличии объектов захоронения, заболеваемости населения.

Дешифрирование выполняется для комплексной оценки исследуемой

территории. Этот вид исследований позволяет выделить как техногенные, так

и природные особенности территории, отследить динамику их изменения.

Выявление источников техногенной опасности позволяет выбрать наибо-

лее безопасное место размещения АЭС.

По результатам исследований этого этапа выделяются пункты, пригод-

ные для размещения АЭС.

S-XXШ. Секция экологии и природопользования 57

ПРОГРАММА КОМПЛЕКСНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

НА ПЛОЩАДКЕ СТРОИТЕЛЬСТВА СЕВЕРСКОЙ АЭС

В.В. Рукавицын

Российский Государственный Геологоразведочный Университет

имени Серго Орджоникидзе, Москва, Россия

Под мониторингом окружающей природной среды принято понимать

систему контроля наблюдений, оценки и прогноза изменений природной сре-

ды, вызванных хозяйственной деятельностью человека, осуществляемую в

пространстве и времени с определенными целями в соответствии с заранее

подготовленной программой. Мониторинг окружающей среды также является

обеспечивающей частью системы управления природной средой.

Целью работы разработать программу комплексного мониторинга и дать

рекомендации по проведению наблюдений за объектами мониторинга, оценке

полученной информации, моделированию состояния природной среды и

управлению природной средой на площадке строительства АЭС.

В программу комплексного экологического мониторинга входят:

¾ мониторинг водных и наземных экосистем.

¾ мониторинг загрязнения атмосферного воздуха и гидрометеорологиче-

ские наблюдения;

¾ мониторинг поверхностных водных объектов;

¾ мониторинг подземных вод;

¾ сейсмический мониторинг;

¾ радиомониторинг

¾ мониторинг опасных экзогенных процессов

На основе наблюдений, полученных в ходе проведения мониторинга,

следует провести оценку природной среды в зоне влияния АЭС, спрогнозиро-

вать изменение этого состояния в пространстве и времени и разработать меры

по снижению риска опасного воздействия АЭС на среду.

Оценку состояния природной среды и экосистем в зоне влияния АЭС

следует проводить путем сопоставления результатов разновременных проме-

ров показателей изменчивости компонентов природной среды и их сравнения

с экологическими нормативами. Выявление закономерностей временной из-

менчивости характеристик природной среды и экосистем проводится на осно-

ве результатов многолетних наблюдений с применением методов математиче-

ской статистики.

Прогноз и моделирование состояния природной среды и экосистем мож-

но проводить при помощи методов математического моделирования.

Для управления природной средой следует разработать рекомендаций

или мероприятий на основе моделирования и прогнозирования состояния при-

родной среды и экосистем.

В работе использовались данные ВНИИАЭС-Проектный офис.

58 S-XXШ. Секция экологии и природопользования

ОПРОБОВАНИЕ МЕТОДИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ

ВЫБОРА ПЛОЩАДКИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АЭС

В ПРЕДЕЛАХ КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ РФ

Д.М. Рыбаков

Российский Государственный Геологоразведочный Университет

имени Серго Орджоникидзе, Москва, Россия

Определяющими факторами для выбора площадок строительства АЭС

являются:

– геологические факторы;

– экологические;

– социально-экономические;

– обеспечения безопасности населения в зоне влияния АЭС;

– общественного мнения по проблеме сооружения АЭС.

Для Костромской области РФ особенностями территории при выборе

пунктов и площадок для строительства АЭС являются:

– компактность территории;

– ограниченные возможности использования поверхностных водоемов

для обеспечения технического водоснабжения АЭС;

– наличие особо охраняемых природных территорий;

– густо развитая транспортная сеть;

– наличие сельскохозяйственных угодий в общей площади территории.

Совокупность этих особенностей потребовала анализа возможности ис-

пользования территорий с неблагоприятными факторами для размещения

площадок АЭС. В работе проанализированы экологические условия выбора

площадок строительства АЭС Буйского района Костромской области.

В основу экологического обоснования выбора площадки для строитель-

ства АЭС вошли обследования:

– радиоэкологическое,

– почвенное эколого-геохимическое,

– поверхностных водных объектов и подземных вод;

– водных и наземных экосистем,

– атмосферного воздуха и гидрометеорологические наблюдения,

– эпидемиологические,

– опасных экзогенных процессов.

Сопоставление геоэкологических показателей компонентов природной

среды и их сравнение с экологическими нормативами позволило дать оценку

состояния природной среды и экосистем в зоне влияния проектируемой АЭС

и указать приоритетный участок ее расположения на территории Буйского

района.

В работе использовались данные ВНИИАЭС.

S-XXШ. Секция экологии и природопользования 59

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ГОМЕОСТАТИКИ

ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ГЕОТЕХНОЛОГИЙ

Г.В. Сабянин

УРАН ИПКОН РАН, г. Москва, Россия

Построение экологически безопасных геотехнологий или целых природ-

но-технических систем возможно на основе переноса и смысловой трансфор-

мации только принципов взаимодействия элементов биоты. Поэтому, учиты-

вая антагонистический характер противоречий между техно- и биосферой,

общую методологию решения проблемы целесообразно строить на основных

положениях гомеостатики о способах поддержания жизненно важных пара-

метров взаимодействующих систем путём управления противоречиями.

Гомеостатические механизмы при очень сильном упрощении можно

представить как результат интеграции по определённым правилам двух анта-

гонистов. Такая система в дальнейшем окажется устойчивой, несмотря на то,

что каждый антагонист в системе может являться неустойчивым образовани-

ем. Основным условием устойчивости системы является паритет требований и

ограничений каждой её составной части. Применительно к рассматриваемой

нами проблеме экологической безопасности освоения недр в качестве «анта-

гонистов» выступают естественная биота Земли и технократическая цивилиза-

ция людей, извлекающая сырьё из литосферы.

Конечный результат такого регулирования – построение природно-

технической системы, в которой за счёт применения технологий, ограничен-

ных по внешнему воздействию условиями выживания и самовосстановления

биологических систем, были бы разрешены противоречия между биотой и

техносферой. Т.е. негативное влияние геотехнологии должно компенсировать-

ся демутационными процессами в нарушаемой части биоты. Свойства биоло-

гических систем являются объективной реальностью и не поддаются какому-

либо антропогенному регулированию. Это означает, что в любой природно-

технической системе единственная возможность достижения паритета интере-

сов составляющих эту систему компонентов заключается в целенаправленном

создании и применении технологий, отвечающих по свойствам условиям толе-

рантности биоты. В этом случае система приобретает свойства типового гомео-

стата с правой активностью именно в области взаимодействия её компонентов.

В общеметодологическом плане гомеостатический подход даёт возмож-

ность синтеза противоположностей. Применительно к проблеме взаимоотно-

шений человека и природы это означает, что эти два антагониста не противо-

поставляются друг другу, а объединяются в единую систему, в которой

управляемая гармония между обеими компонентами достигается за счёт огра-

ничения уровня техногенных воздействий диапазоном толерантности структу-

рообразующих элементов биоты этих экосистем. Используя такой подход

можно перенести биологическую информацию в техносферу путём поэтапного

формирования геотехнологического гомеостата на основе структуры гомео-

стата биологического с заменой содержательных элементов на геотехнологи-

ческие целевые аналогии.

60 S-XXШ. Секция экологии и природопользования

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

ЛАНДШАФТНОГО ЗАКАЗНИКА «ТЕПЛЫЙ СТАН»

Е.Ю. Савушкина

Российский Государственный Геологоразведочный Университет

имени Серго Орджоникидзе, Москва, Россия

В пределах ландшафтного заказника «Теплый Стан» поверхностные и

грунтовые воды обеспечивают жизнедеятельность природных экосистем, в

первую очередь, лесных, и создают удивительный красоты ландшафты.

Изучение геоэкологических условий ландшафтного заказника «Теплый

Стан», являющегося в настоящее время активно посещаемой зоной отдыха

жителей юго-западных районов Москвы, позволяет выделить закономерно-

сти во временной изменчивости характеристик водных объектов данной тер-

ритории.

Временные срезки получены на основе результатов исследования АОЗТ

«О плюс К» и МГУ за 1995 год, детального исследования кафедрой экологии

и природопользования 1999 и 2006 гг. Для сравнения химического состава

грунтовой воды в пробах с фоновыми значениями использовались данные по

двум кустам режимных гидрогеологических скважин, собранные в «Геоцен-

тре Москва».

Все изученные в режиме водопроявления можно по генезису классифи-

цировать на три группы:

¾ природные – родник «Холодный».

¾ природно-техногенные (природные со значительной техногенной на-

грузкой) – мини-гейзер и слив из трубы у пансионата РАН.

¾ техногенные – сброс хозяйственно-бытовых стоков ПТУ и выпуск из

трубы из-под д/сада.

Временной анализ содержания тяжелых элементов в пробах свидетельст-

вует том, что поверхностные воды и питающие их подземные, поступающие в

реку Очаковку, и, следовательно, в центральный пруд, имеют повышенное

содержание азота аммонийного, железа, марганца, хлоридов, сульфатов (по

сравнению с ПДК). Причем в составе воды реки Очаковки после ее выхода из

пруда замечено превышение ПДК только по азоту аммонийному, железу, мар-

ганцу. Видимо, остальные загрязняющие вещества осаждаются в донных от-

ложениях Тропаревского пруда, изучение состава которых является важной

задачей дальнейших исследований с точки зрения их остаточной сорбционной

способности.