Помощь студентам в учебе
Геоэкологические аспекты воздействия компонентов топлива и фрагментов частей ракетоносителей на территории Республики Алтай
|
ВВЕДЕНИЕ 12
1. Физико-географические характеристики Республики Алтай 14
1.1 Геология и рельеф 14
1.2 Минерально-сырьевые ресурсы 17
1.3 Почвенный покров Республики Алтай 19
1.4 Природные условия Республики Алтай 20
1.4.1 Климат 20
1.3.1 Гидрография Республики Алтай 22
1.3.2 Растительность и животный мир 23
1.4 Гидрогеология Республики Алтай 25
1.5 Медико-демографическая характеристика Республики Алтай 29
1.7. Геоэкологические проблемы Республики Алтай 31
2. Характеристика ракетно-космической деятельности в Алтае-Саянском регионе 34
2.1. Информация о районах падения отделяющихся 34
частей ракето-носителей 34
2.2 Сведения о применяемых компонентах ракетных топлив 40
2.3 Факторы воздействия отделяющихся частей ракето-носителей на окружающую среду 44
2.4 Воздействие компонентов ракетных топлив 47
на природные экосистемы 47
2.4. Экологические последствия ракетно-космической деятельности на территории Республики
Алтай 49
2.5. Нештатные ситуации с приземлением фрагментов 53
отделяющихся частей ракето-носителей 53
Глава 3. Изученность проблемы. Методика работ 57
3.1. История изучения последствий ракетно-космической деятельности на территории
Республики Алтай 57
3.2. Методика экологических обследований при пусках ракето-носителей 60
3.3. Методика поисков и изучения фрагментов отделяющихся 61
частей ракето-носителей 61
3.4 Методики отбора проб компонентов для проведения химического анализа на содержание КРТ
3.4.1 Методы отбора проб воздуха 62
3.4.2 Методы отбора проб почв 63
3.4.3 Методы отбора проб растительности 66
3.4.4 Методы отбора проб поверхностных и грунтовых вод, льда и атмосферных осадков 68
3.4.5 Лабораторно-аналитические исследования 72
4. Анализ распределения фрагментов отделяющихся частей 75
ракето-носителей на территории Усть-Канского района Республики Алтай 75
4.1 Содержание НДМГ и продуктов его трансформации в природных средах в РП ОЧ РН №
326,327 78
5. Предложения по мониторингу РКД и очистке территории Республики Алтай от
фрагментов отделяющихся частей ракето-носителей 82
6. Социальная ответственность 85
6.1 Техногенная безопасность 86
6.2 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению (производственная санитария) 87
6.3 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению (техника безопасности) 95
6.4 Экологическая безопасность 100
6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
6.6 Особенности законодательного регулирования проектных решений 102
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность, ресурсосбережение 102
7.1 Планирование научно -исследовательских работ 102
7.2 SWOT-анализ 103
7.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации 104
7.4 Планирование управления научно-техническим проектом 106
7.4.1 План проекта 106
7.4.2 Определение трудоемкости выполнения работ 108
7.4.3 Расчет затрат труда 109
7.4.4 Бюджет научно-технического исследования 110
7.4.5 Расчет затрат на подрядные работы 111
7.4.6 Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 112
Заключение
Список использованной литературы 118
1. Физико-географические характеристики Республики Алтай 14
1.1 Геология и рельеф 14
1.2 Минерально-сырьевые ресурсы 17
1.3 Почвенный покров Республики Алтай 19
1.4 Природные условия Республики Алтай 20
1.4.1 Климат 20
1.3.1 Гидрография Республики Алтай 22
1.3.2 Растительность и животный мир 23
1.4 Гидрогеология Республики Алтай 25
1.5 Медико-демографическая характеристика Республики Алтай 29
1.7. Геоэкологические проблемы Республики Алтай 31
2. Характеристика ракетно-космической деятельности в Алтае-Саянском регионе 34
2.1. Информация о районах падения отделяющихся 34
частей ракето-носителей 34
2.2 Сведения о применяемых компонентах ракетных топлив 40
2.3 Факторы воздействия отделяющихся частей ракето-носителей на окружающую среду 44
2.4 Воздействие компонентов ракетных топлив 47
на природные экосистемы 47
2.4. Экологические последствия ракетно-космической деятельности на территории Республики
Алтай 49
2.5. Нештатные ситуации с приземлением фрагментов 53
отделяющихся частей ракето-носителей 53
Глава 3. Изученность проблемы. Методика работ 57
3.1. История изучения последствий ракетно-космической деятельности на территории
Республики Алтай 57
3.2. Методика экологических обследований при пусках ракето-носителей 60
3.3. Методика поисков и изучения фрагментов отделяющихся 61
частей ракето-носителей 61
3.4 Методики отбора проб компонентов для проведения химического анализа на содержание КРТ
3.4.1 Методы отбора проб воздуха 62
3.4.2 Методы отбора проб почв 63
3.4.3 Методы отбора проб растительности 66
3.4.4 Методы отбора проб поверхностных и грунтовых вод, льда и атмосферных осадков 68
3.4.5 Лабораторно-аналитические исследования 72
4. Анализ распределения фрагментов отделяющихся частей 75
ракето-носителей на территории Усть-Канского района Республики Алтай 75
4.1 Содержание НДМГ и продуктов его трансформации в природных средах в РП ОЧ РН №
326,327 78
5. Предложения по мониторингу РКД и очистке территории Республики Алтай от
фрагментов отделяющихся частей ракето-носителей 82
6. Социальная ответственность 85
6.1 Техногенная безопасность 86
6.2 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению (производственная санитария) 87
6.3 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению (техника безопасности) 95
6.4 Экологическая безопасность 100
6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
6.6 Особенности законодательного регулирования проектных решений 102
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность, ресурсосбережение 102
7.1 Планирование научно -исследовательских работ 102
7.2 SWOT-анализ 103
7.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации 104
7.4 Планирование управления научно-техническим проектом 106
7.4.1 План проекта 106
7.4.2 Определение трудоемкости выполнения работ 108
7.4.3 Расчет затрат труда 109
7.4.4 Бюджет научно-технического исследования 110
7.4.5 Расчет затрат на подрядные работы 111
7.4.6 Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 112
Заключение
Список использованной литературы 118
Космическая деятельность государства - важнейший фактор обеспечения национальной безопасности, а так же технологического, военно-политического и социально-экономического развития страны. В соответствии с Законом Российской Федерации «О космической деятельности» она относится к одному из главных приоритетов государственной политики и обеспечивает выполнение важных экономических, научно-технических и оборонных задач России.
Следовательно, актуальностью темы является оценка физикохимического воздействия РКД на экологическое состояние объектов окружающей среды с использованием высокоэффективных методов определения токсичных компонентов ракетного топлива в экосистемах.
Объект исследования - в западной части Алтая-Саянского региона расположено несколько интенсивно используемых районов падения (приземления) вторых ступеней ракет-носителей "Союз", "Протон" и их модификаций (зоны Ю-30-32), запускаемых с космодрома "Байконур" в рамках Федеральной космической программы, в интересах обороны страны и по международным космическим проектам. Четыре из них (РП № 309, 310, 326, 327) захватывают Республику Алтай (РА), вследствие чего на ее территории проявлена максимальная в регионе экологическая нагрузка на объекты окружающей природной среды. Только по официальным данным, районы падения на территории РА использовались за последние сорок лет более четырехсот пятидесяти раз.
Цель исследований - оценка влияния физико-химического воздействия ракетно-космической деятельности на экологическое состояние объектов окружающей среды с использованием современных высокоэффективных методов определения токсичных компонентов ракетного топлива в экосистемах РФ.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Предложить наиболее эффективные, экспрессные и информативные методы эколого-аналитического контроля загрязнения окружающей среды территорий подверженных влиянию химического воздействия РКД;
2) Оценка экологического состояния объектов окружающей среды в районе падения ОЧ РН в Республики Алтай;
3) Разработка предложений по совершенствованию системы экологического мониторинга химического воздействия РКД на объекты окружающей среды.
Ключевым направлением исследования по оценке факторов воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую природную среду является изучение содержания и трансформации токсичных компонентов ракетного топлива (КРТ), в частности несимметричного 1,1 - диметилгидразина (НДМГ) и продуктов его разложения, в объектах окружающей природной среды.
Начиная со второй половины 90-х годов прошлого столетия впервые в регионе было начато изучение экологической ситуации в районах падения (РП) отделяющихся частей ракето-носителей (ОЧ РН) и стало проводиться на постоянной основе экологическое сопровождение их пусков.
В процессе выполнения этих работ в общих чертах были выяснены характер и масштабы экологических последствий многолетней ракетнокосмической деятельности (РКД) в регионе, которые стали предметом последующего изучения по договору между Роскосмосом и Правительством Республике Алтай. В рамках этого договора Главным Управлением МЧС по РА в течение последних лет проводятся также работы по обеспечению безопасности населения республики на смежных с РП территориях республики.
Начиная с 2002 г., заметно участились случаи вылета фрагментов ОЧ РН за расчетный контур района падения № 310, чем создавалась серьезная угроза безопасности населению и прилегающей к РП территории Усть- Канского района РА. В связи с этим обстоятельством, Главным Управлением МЧС по РА и с другими организациями были проведены детальные работы по изучению экологических последствий падения и размещения фрагментов ОЧ РН на территории республики, результаты которых были положены в основу настоящей работы.
Следовательно, актуальностью темы является оценка физикохимического воздействия РКД на экологическое состояние объектов окружающей среды с использованием высокоэффективных методов определения токсичных компонентов ракетного топлива в экосистемах.
Объект исследования - в западной части Алтая-Саянского региона расположено несколько интенсивно используемых районов падения (приземления) вторых ступеней ракет-носителей "Союз", "Протон" и их модификаций (зоны Ю-30-32), запускаемых с космодрома "Байконур" в рамках Федеральной космической программы, в интересах обороны страны и по международным космическим проектам. Четыре из них (РП № 309, 310, 326, 327) захватывают Республику Алтай (РА), вследствие чего на ее территории проявлена максимальная в регионе экологическая нагрузка на объекты окружающей природной среды. Только по официальным данным, районы падения на территории РА использовались за последние сорок лет более четырехсот пятидесяти раз.
Цель исследований - оценка влияния физико-химического воздействия ракетно-космической деятельности на экологическое состояние объектов окружающей среды с использованием современных высокоэффективных методов определения токсичных компонентов ракетного топлива в экосистемах РФ.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Предложить наиболее эффективные, экспрессные и информативные методы эколого-аналитического контроля загрязнения окружающей среды территорий подверженных влиянию химического воздействия РКД;
2) Оценка экологического состояния объектов окружающей среды в районе падения ОЧ РН в Республики Алтай;
3) Разработка предложений по совершенствованию системы экологического мониторинга химического воздействия РКД на объекты окружающей среды.
Ключевым направлением исследования по оценке факторов воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую природную среду является изучение содержания и трансформации токсичных компонентов ракетного топлива (КРТ), в частности несимметричного 1,1 - диметилгидразина (НДМГ) и продуктов его разложения, в объектах окружающей природной среды.
Начиная со второй половины 90-х годов прошлого столетия впервые в регионе было начато изучение экологической ситуации в районах падения (РП) отделяющихся частей ракето-носителей (ОЧ РН) и стало проводиться на постоянной основе экологическое сопровождение их пусков.
В процессе выполнения этих работ в общих чертах были выяснены характер и масштабы экологических последствий многолетней ракетнокосмической деятельности (РКД) в регионе, которые стали предметом последующего изучения по договору между Роскосмосом и Правительством Республике Алтай. В рамках этого договора Главным Управлением МЧС по РА в течение последних лет проводятся также работы по обеспечению безопасности населения республики на смежных с РП территориях республики.
Начиная с 2002 г., заметно участились случаи вылета фрагментов ОЧ РН за расчетный контур района падения № 310, чем создавалась серьезная угроза безопасности населению и прилегающей к РП территории Усть- Канского района РА. В связи с этим обстоятельством, Главным Управлением МЧС по РА и с другими организациями были проведены детальные работы по изучению экологических последствий падения и размещения фрагментов ОЧ РН на территории республики, результаты которых были положены в основу настоящей работы.
Настоящая дипломная работа посвящена анализу слабо изученных экологических последствий падения и размещения на территории Республики Алтай фрагментов отделяющихся частей ракето-носителей, запускаемых с космодрома "Байконур".
В работе детально охарактеризованы: изученность последствий ракетно-космической деятельности; районы падения ступеней РН, расположенные на территории республики; факторы их воздействия на окружающую среду; масштабы и характер загрязнения территории Республики Алтай фрагментами ОЧ РН.
Анализ имеющихся и полученных данных позволяет высказать рекомендации по ведения оперативного мониторинга экологических последствий пусков ракето-носителей в республике, а также предложения по очистке и ее территории от фрагментов ОЧ РН.
Выполненный анализ позволяет считать в качестве основных медикоэкологических проблем, создаваемых РКД в настоящее время на территории Республики Алтай, следующие:
- химическое загрязнение объектов окружающей среды, в том числе на территории части населенных пунктов, высокотоксичными ракетными топливами и продуктами их окисления;
- замусорение значительных по площади и уникальных по природноресурсному потенциалу территорий, в том числе особо охраняемых, фрагментами отделяющихся частей ракет-носителей, представляющих потенциальную опасность для окружающей среды и здоровья контактирующего с ними населения;
- вылеты фрагментов за расчетные контуры районов падения, создающие угрозу физического и психофизического травмирования населения, сельскохозяйственных и диких животных, а также загрязнения объектов окружающей среды;
- возникновение лесных пожаров, наносящих существенный экологический и материальный ущерб природным ресурсам.
Анализ состояния изученности экологических последствий ракетнокосмической деятельности на территории Республики Алтай позволяет считать, что они оценены в самом первом приближении. Особенно это касается химического загрязнения окружающей среды, масштабы, интенсивность, формы и особенности распределение которого в природных средах РА нуждаются в дополнительном изучении.
Исходя из основных экологических проблем, создаваемых ракетнокосмической деятельностью на территории Республики Алтай, предлагаются реализовать следующие мероприятия, направленные на повышение экологической безопасности территории и населения, изучение и минимизацию последствий использования территории РА при пусках РН:
- провести корректировку положения расчетного контура РП № 310, исключающую падение фрагментов ОЧ РН на населенные пункты республики;
- разработать экологические паспорта на загрязненные фрагментами ОЧ РН территории республики, прилегающие к используемым районам падения;
- создать каталог мест нахождения фрагментов ОЧ РН, находящихся вне расчетных контуров района падения на землях сельскохозяйственного, рекреационного назначения и сельских поселений республики и выполнить очистку этих территорий от фрагментов отделяющихся частей ракет-носителей;
- согласовать и утвердить методику расчета платы за загрязнение окружающей среды фрагментами отделяющихся частей ракет- носителей и компонентов ракетных топлив;
- продолжить проведение научно-исследовательских работ по установлению зон воздействия ракетно-космической деятельности на территории Республики Алтай и оценке ее влияния на окружающую среду, природные ресурсы и здоровье населения.
Охарактеризованные в главе 2.5 многочисленные нештатные ситуации, связанные с падением фрагментов ОЧ РН "Протон-М" на территории Усть- Канского района Республики Алтай, позволяют рекомендовать следующие мероприятия при дальнейших пусках ракето-носителя "Протон-М" с использованием РП № 310:
- во избежание вылетов фрагментов головного обтекателя РН "Протон- М" из расчетного контура РП 310 необходимо уточнить момент его отстыковки от РН (отстыковывать его чуть раньше, чем обычно), учитывая, что при последнем пуске 20.09.2008 фрагмент ГО вылетел из РП всего на 2 км против 30-50 км в предыдущие пуски;
- целесообразно провести корректировку точек "прицеливания" при пусках РН "Протон-М" с использованием РП № 310 (сместить их на 30-50 км к западу и 5-10 км к югу);
- с целью уточнения модели разрушения ОЧ РН "Протон-М" и рассеяния их фрагментов усилить наблюдения в РП и на смежных территориях путем применения технических средств дистанционного контроля и документации;
- для эффективного поиска крупных фрагментов ОЧ РН текущих пусков (топливные баки, ГО и др.) оснастить их средствами радиолокации (радиомаяки и пр.);
- для выявления фрагментов ОЧ РН текущих и прошлых пусков апробировать в условиях Горного Алтая современные дистанционные геофизические методы и материалы высокоразрешающих космических съемок;
- разработать экономический механизм стимулирования местных жителей к целенаправленному поиску фрагментов текущих пусков;
- продолжить работы по каталогизации и анализу распределения фрагментов текущих и прошлых пусков РН "Протон-М" на смежных с РП № 310 территориях Республики Алтай и Алтайского края.
В работе детально охарактеризованы: изученность последствий ракетно-космической деятельности; районы падения ступеней РН, расположенные на территории республики; факторы их воздействия на окружающую среду; масштабы и характер загрязнения территории Республики Алтай фрагментами ОЧ РН.
Анализ имеющихся и полученных данных позволяет высказать рекомендации по ведения оперативного мониторинга экологических последствий пусков ракето-носителей в республике, а также предложения по очистке и ее территории от фрагментов ОЧ РН.
Выполненный анализ позволяет считать в качестве основных медикоэкологических проблем, создаваемых РКД в настоящее время на территории Республики Алтай, следующие:
- химическое загрязнение объектов окружающей среды, в том числе на территории части населенных пунктов, высокотоксичными ракетными топливами и продуктами их окисления;
- замусорение значительных по площади и уникальных по природноресурсному потенциалу территорий, в том числе особо охраняемых, фрагментами отделяющихся частей ракет-носителей, представляющих потенциальную опасность для окружающей среды и здоровья контактирующего с ними населения;
- вылеты фрагментов за расчетные контуры районов падения, создающие угрозу физического и психофизического травмирования населения, сельскохозяйственных и диких животных, а также загрязнения объектов окружающей среды;
- возникновение лесных пожаров, наносящих существенный экологический и материальный ущерб природным ресурсам.
Анализ состояния изученности экологических последствий ракетнокосмической деятельности на территории Республики Алтай позволяет считать, что они оценены в самом первом приближении. Особенно это касается химического загрязнения окружающей среды, масштабы, интенсивность, формы и особенности распределение которого в природных средах РА нуждаются в дополнительном изучении.
Исходя из основных экологических проблем, создаваемых ракетнокосмической деятельностью на территории Республики Алтай, предлагаются реализовать следующие мероприятия, направленные на повышение экологической безопасности территории и населения, изучение и минимизацию последствий использования территории РА при пусках РН:
- провести корректировку положения расчетного контура РП № 310, исключающую падение фрагментов ОЧ РН на населенные пункты республики;
- разработать экологические паспорта на загрязненные фрагментами ОЧ РН территории республики, прилегающие к используемым районам падения;
- создать каталог мест нахождения фрагментов ОЧ РН, находящихся вне расчетных контуров района падения на землях сельскохозяйственного, рекреационного назначения и сельских поселений республики и выполнить очистку этих территорий от фрагментов отделяющихся частей ракет-носителей;
- согласовать и утвердить методику расчета платы за загрязнение окружающей среды фрагментами отделяющихся частей ракет- носителей и компонентов ракетных топлив;
- продолжить проведение научно-исследовательских работ по установлению зон воздействия ракетно-космической деятельности на территории Республики Алтай и оценке ее влияния на окружающую среду, природные ресурсы и здоровье населения.
Охарактеризованные в главе 2.5 многочисленные нештатные ситуации, связанные с падением фрагментов ОЧ РН "Протон-М" на территории Усть- Канского района Республики Алтай, позволяют рекомендовать следующие мероприятия при дальнейших пусках ракето-носителя "Протон-М" с использованием РП № 310:
- во избежание вылетов фрагментов головного обтекателя РН "Протон- М" из расчетного контура РП 310 необходимо уточнить момент его отстыковки от РН (отстыковывать его чуть раньше, чем обычно), учитывая, что при последнем пуске 20.09.2008 фрагмент ГО вылетел из РП всего на 2 км против 30-50 км в предыдущие пуски;
- целесообразно провести корректировку точек "прицеливания" при пусках РН "Протон-М" с использованием РП № 310 (сместить их на 30-50 км к западу и 5-10 км к югу);
- с целью уточнения модели разрушения ОЧ РН "Протон-М" и рассеяния их фрагментов усилить наблюдения в РП и на смежных территориях путем применения технических средств дистанционного контроля и документации;
- для эффективного поиска крупных фрагментов ОЧ РН текущих пусков (топливные баки, ГО и др.) оснастить их средствами радиолокации (радиомаяки и пр.);
- для выявления фрагментов ОЧ РН текущих и прошлых пусков апробировать в условиях Горного Алтая современные дистанционные геофизические методы и материалы высокоразрешающих космических съемок;
- разработать экономический механизм стимулирования местных жителей к целенаправленному поиску фрагментов текущих пусков;
- продолжить работы по каталогизации и анализу распределения фрагментов текущих и прошлых пусков РН "Протон-М" на смежных с РП № 310 территориях Республики Алтай и Алтайского края.