Воздействие продуктов сгорания твердого ракетного топлива на компоненты южно-таежных экосистем

• Автор: Филаретова, Алла Николаевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Воздействие продуктов сгорания твердого топлива на компоненты экосистем

1.1. Характеристика источника воздействия

1.2. Воздействие кислотных выпадений на компоненты экосистем

1.2.1. Устойчивость почвенного покрова к кислотному воздействию

1.2.2. Влияние кислотных выпадений на состояние растительного покрова

1.3. Поведение перхлоратов в окружающей среде

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Характеристика природно-климатических условий

2.2. Методики проведения полевых и лабораторных исследований и обработки материала
Глава 3. Оценка состояния компонентов экосистем в зоне влияния
предприятия
3.1. Состав атмосферного воздуха
3.2. Геохимические особенности природных вод
3.3. Химические свойства почв
3.4. Состояние растительного покрова
3.5. Заключение о состоянии компонентов экосистем
Глава 4. Прогноз изменения южно-таежных экосистем при утилизации
ракетных двигателей
4.1. Оценка критических кислотных нагрузок
4.2. Прогноз атмосферных выпадений продуктов сгорания твердого топлива в зависимости от погодных условий
4.2.1. Условия рассеивания и распространения облака продуктов сгорания
4.2.2. Моделирование выпадения соляной кислоты на поверхность почв
4.2.3. Зависимость количества выпадений соляной кислоты от погодных
условий
4.3. Влияние кислотных выпадений на свойства почв
Выводы
Список литературы
Приложение
Приложение А Описание растительности зоны воздействия предприятия по
утилизации РДТТ
Приложение Б Результаты ciaihci ичсской обработки материалов химического
анализа поверхностных образцов почв
Приложение В Сравнение математических ожиданий показателей почвенной
кислотности поверхностных образцов почв
Приложение Г Принципиальная схема математической модели выпадения
продуктов сгорания на поверхнеость почв
Приложение Д Результаты расчетов термодинамических выпадений при
рассеивании облака продуктов сгорания в разных погодных условиях
Приложение Е Результаты лабораторного модельного эксперимента по
воздействию кислых растворов на химические свойства почв

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время твердое топливо применяется для широкого спектра ракетных двигателей. По истечении срока служебной пригодности или вследствие разоружения проводится ликвидация ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). В России в качестве основного метода утилизации РДТТ рассматривается бессопловое сжигание (прожиг), которое проводится на производственных комплексах, расположенных в г. Бийск (ОАО «ФНПЦ «Алтай»), г. Пермь (ОАО «НИИПМ») и г. Красноармейск (ФКП «НИИ «Геодезия») (Пузанов и др., 2007). Горение топлива сопровождается сложными и многочисленными химическими реакциями с образованием газообразных и мелкодисперсных твердых веществ. Основную массу продуктов сгорания составляют хлористый водород и окись алюминия. Соляная (хлористоводородная) кислота, поступая в почву, повышает ее кислотность, что вызывает ряд изменений как химических свойств самих почв, так и состояния растительности. Кроме того, есть сведения о неполном сгорании перхлората аммония - вещества второго класса опасности (Справочник
Исследования проблемы утилизации РДТТ носят разнонаправленный характер. Основная масса работ посвящена особенностям горения различных топлив и разработке безопасных способов утилизации зарядов (Высокоэнергетические материалы

Взаимодействие
Целью работы является определение степени техногенного воздействия и оценка уровня допустимой антропогенной нагрузки на южнотаежные экосистемы при утилизации твердотопливных ракет.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• оценить степень загрязнения компонентов экосистем в результате утилизации твердотопливных ракет с учетом исходной дифференциации природных условий;
• определить уровень допустимого воздействия загрязняющих веществ на экосистемы, используя концепцию критических нагрузок и экспериментальное лабораторное моделирование;
• оценить вероятность атмосферных выпадений продуктов сгорания методами математического моделирования;
• выявить экосистемы, наиболее подверженные риску загрязнения продуктами сгорания твердого топлива, исходя из природно-климатических особенностей территории.
Материалы и методы исследований. Объектом диссертационных исследований являются экосистемы в зоне влияния предприятия по утилизации РДТТ, находящегося в Пушкинском районе Московской области вблизи города Красноармейск (на территории ФКП НИИ «Геодезия»). В работе применен комплекс методов, включающий полевые исследования, химический анализ, статистическую обработку данных, экспериментальное лабораторное и математическое моделирование, применение ГИС-технологии. Автор принимал непосредственное участие во всех этапах проведения исследований. Полевые исследования проведены в период 2007 -2010 гг. Было отобрано 20 проб атмосферного воздуха, 40 проб снежного

инфильтрацию в грунтовые, в том числе питьевые, воды и капиллярное подтягивание к поверхности почвы (Scanion et al., 2008).
Широкое распространение перхлоратов связано также и с рядом антропогенных источников (Trumpolt et al, 2005). Перхлораты применяются в качестве окислителя твердого топлива, используемого для фейерверков, сигнальных ракет, военной и космической ракетной техники. Кроме того, перхлорат может спонтанно образовываться в сильном (15%) растворе гипохлорита (СЮ‘) и в хозяйственной хлорке (Perchlorate
Наличие перхлората в окружающей среде является потенциальной угрозой здоровью живых организмов, в том числе человека (Landrum et al,
2006). Существует несколько путей, по которым перхлорат-ионы могут попасть в организм человека: оседание на коже, вдыхание, поглощение загрязненных воды, молока и других продуктов. Проведенные в США исследования показывают наличие перхлоратов в молоке женщин, потребляющих загрязненную ими воду (Perchlorate
В связи с существенной токсичностью, для солей перхлоратов определены гигиенические нормативы содержания в компонентах окружающей среды, в том числе для перхлоратов аммония, наиболее часто используемого в составе твердых ракетных топлив (Таблица 1.7).
С точки зрения устранения перхлоратного загрязнения большой интерес представляют реакции его восстановления в присутствии ионов некоторых металлов (Perchlorate