Анализ влияния ракетно-космической деятельности на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

11

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Сергеева А.В.

ГОУВПО «Московский государственный университет сервиса»

г. Москва

В современном мире космическая отрасль является одной из наиболее приоритетных и наукоемких областей человеческой деятельности. Участие в космической деятельности в значительной мере определяет политический престиж современного государства, его экономическую, и научно-техническую и оборонную мощь. Анализ современных тенденций и факторов развития космической деятельности свидетельствует о том, что ведущие страны мира прилагают значительные усилия, чтобы нарастить свой космический потенциал.

Интенсивная ракетно-космическая деятельность (РКД) на территории России в последние годы породила огромное количество проблем и стала привлекать внимание не только специалистов, но и широких слоев населения. К этим проблемам следует отнести загрязнение окружающей среды отделяющимися частями ракет-носителей, а также токсическими компонентами ракетного топлива (гептил и его производные, азотный тетраоксид и др.). Однако самая большая проблема - это повышение заболеваемости населения, проживающего на территориях, прилегающих к районам падения.

Известны 2 основных аспекта экологической опасности РКД:

1. загрязнение околоземного космического пространства, его необратимая опасная деградация, обусловленная изменением физико-химических и энергетических свойств, нарушением системы солнечно-земных связей;

2. загрязнение отходами РКД поверхности и приземной атмосферы Земли.

При этом создаются сверхмощные пиковые воздействия, происходят залповые выбросы тепловой энергии и опасных веществ, загрязнение окружающей среды ракетно-космическим мусором и ядовитым ракетным топливом, как жидким, так и твердым. Это имеет место не только в районах космодромов и падения отделяемых частей ракет, но и вдоль трасс полета в связи с образованием токсичных аэрозолей, а также при производстве, транспортировке, хранении и утилизации соответствующих компонентов ракетного топлива.

Экологическую опасность представляют все стадии цикла РКД, что определяет очень широкие (фактически ? глобальные) масштабы проблемы, реальную заинтересованность в ее решении десятков миллионов человек в России и ряде других стран (Казахстане, Китае, Французской Гвиане, США и др.).

Как фактор отрицательного воздействия на здоровье россиян, РКД необходимо поставить в один ряд с самыми грязными промышленными производствами.

Ракетно-космические монополии, государства, группы людей и их объединения, прямо заинтересованные в РКД, в корыстных целях и вследствие низкой экологической и правовой культуры, занижают реальную и потенциальную экологическую опасность, скрывают истинную и полную экологическую информацию от профессионалов и общества.

В России и мире отсутствуют независимые организации и средства массовой информации, профессионально занятые исследованием проблем экологической опасности и безопасности РКД, ее негативных последствий.

В данной работе рассматривается негативное воздействие ракетных запусков с космодрома Байконур на окружающую среду и организм человека. Представлены результаты почвенно-экологических исследований район падения отделяющей части ракетоносителей. Предложены мероприятия по уменьшению негативного воздействия ракетно-космической деятельности.

ракетный запуск почва падение ракетоноситель

Чтобы понять значение этой проблемы для России, необходимо обозначить места расположения космодромов и траектории движения ракет. Нами рассмотрен действующий на территории Казахстана космодром Байконур (Россия, Казахстан), расположенный в Приаральских Каракумах. Трассы ракет проходят над Казахстаном, Западной и Восточной Сибирью. В 2000-2004 гг. на долю Байконура приходилось до 30% общего количества пусков ракетоносителей, производимых в мире.

Изначально трассы выбирались над малообжитыми территориями полупустынь, пустынь, тундры, относимыми к «малоценным» землям без понимания их действительной роли в структуре ландшафтов, их хрупкости и уникальности. Известно, что самый большой расход топлива приходится на старт и проход плотных слоев атмосферы до высот 40-50 км. При этом затрачивается 500-600 тонн топлива, из которых 200 тонн - гептил. Планировалось, что продукты сгорания топлива и отделяющиеся ракетные ступени будут оседать в пределах выделенных полос шириной до 100 километров. Однако, как показала практика, разброс падения фрагментов штатных и аварийных ракет происходит с отклонениями до 80-90 км от границ трассы полета, а продукты сгорания и несгоревшие остатки топлива и окислителей при падении с высоты 20-100 км разносятся на сотни километров и оседают на площадях в тысячи квадратных километров.

В прилегающих к районам падения подтрассовые полосы, являющиеся районами влияния летящих ракет, расположены промышленные предприятия, города, электростанции, железные дороги, крупные реки, каналы. Районы падения по своему экологическому статусу отвечают категории «зон экологического бедствия», а районы влияния соответствуют «зоне экологического кризиса». По экспертной оценке их общая площадь составляет 77,09 млн. га.

Сегодня выявлен круг проблем, включающий методические, правовые, институциональные, технические и санитарно-гигиенические аспекты, порожденные развитием космического комплекса. Однако, как и 10 лет назад, не налажены комплексные исследования экосистем, не проводится систематическая оценка воздействия деятельности космодрома и запусков ракет. Практически отсутствует утвержденная нормативно-методическая база для проведения оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) подобных объектов, отсутствуют утвержденные экономические показатели для расчета ущербов, нанесенных окружающей среде. Существует «Временная инструкция по осуществлению государственного контроля за охраной окружающей среды от загрязнения несимметричным диметилгидразином», позволяющая определить экологический ущерб от загрязнения природной среды по нитрозодиметилгидразину (НДМГ). В методике расчета использованы стоимостная оценка суммы полезностей ландшафта («цена» ландшафта), содержание НДМГ в окружающей среде, и коэффициенты ущерба, т.е. определяется, какая часть интегральной «цены» будет утрачена в результате загрязнения территории, учитываются потери сельского, лесного, охотничьего и рыбного хозяйства. Этот подход позволил решить так называемую проблему «экологического районирования республики» в балльном и стоимостном выражении.

Атмосфера, природные и антропогенные ландшафты загрязняются веществами всех классов опасности. К веществам первого класса опасности относятся: нитрозодиметилгидразин (НДМГ или гептил), нитрозодиметиламин, формальдегид. Вещества второго класса опасности ? окислы азота, азотный тетраоксид, тетраметилтетразен. Эти вещества имеют канцерогенные, мутагенные и тератогенные эффекты воздействия на биологические объекты.

При запусках ракетоносителя «Протон», «Космос», «Циклон» происходит отделение первой ступени. Падение первых ступеней ракет с высоты 50-120 км сопровождается проливом в атмосферу (почву, водоем) до 0,6-2,0-4,0 тонн гептила и 1,4-4,0 тонн азотного тетраоксида. ПДК гептила составляет 1 микрограмм/м³ или 1кг/км³ воздуха, следовательно, 2 тонны гептила отравляют 200,000 м³ воздуха. Этот объем представляет собой столб высотой 2 км и площадью сечения 30х30 км. За сутки гептил из пятна переносится водным путем на 50-80 км. Аэрозольный след с высоты 100 км, разносится ветром на 300-500 км. Испарение гептилового пятна с земли охватывает территорию радиусом 200-300 м.

Несимметричный диметилгидразин (гептил) - один из самых токсичных компонентов ракетного топлива. Проблема гептила является одной из основных при обеспечении экологической безопасности территории. Чем больше запусков гептиловых ракет, тем больше ядовитых и канцерогенных веществ попадает в экоситемы. Следует отметить, что гептил хорошо сохраняется в растительности и переходит в мясо растительноядных животных. Таким образом, гептил может попасть в организм человека. Азотсодержащие окислители при попадании на почву взаимодействуют с находящимися там щелочами с образованием нитритов и нитратов. Перенасыщенная ими почва может быть причиной загрязнения подземных и поверхностных вод в связи со смывом нитритов и нитратов с почвы талыми водами и дождевыми осадками. При проливах азотсодержащие окислители отрицательно влияют на микрофлору почвы и гидробиоту, вызывая их гибель. Углеводородные горючие стабильны в почвах и сохраняются длительное время. В первый год после пролива на почву углеводородных горючих наблюдается быстрое уменьшение их концентраций вследствие испарения и выветривания, а также переноса с поверхностными и грунтовыми водами. Максимум загрязнителя в течение первых лет будет содержаться в поверхностном 20-сантиметровом слое почвы, и через несколько десятилетий он исчезнет. Низкие концентрации углеводородных горючих оказывают стимулирующее действие на микробиологические процессы в почве, при концентрации от 0,7 до 50 мл/кг происходит нарушение микробного сообщества, при концентрациях выше 300 мл/кг - гибель микроорганизмов.

На сегодняшний день не существует эффективных методов обезвреживания гептила и продуктов распада; длительность самоочищения почв от гептила составляет до 34 лет, от керосина ? 5 лет. На территории Карсакпайского сельского округа на месте упавших ступеней из 70 проб в 17 округах был обнаружен гептил в концентрациях, превышающих ПДК в 5000 раз. По данным мониторинга в 2003 году, в результате запуска 14 ракетоносителей «Протонов» пролито на грунт 10,5 т гептила и 2 т окислителя, запуск 13 «Союзов» повлек розлив 14 т керосина. Запуск 2 ракет «Зенит» привел к сбросу в атмосферу с высоты 20 км 4 тонн керосина. За период работы космодрома 1957-2003 годы общий объем распыленного гептила составляет около 2 тысяч тонн (материалы «Роскосмоса).

В вопросах экологического мониторинга и экологического нормирования имеются наработки, которые поэтапно реализуются в рамках различных программ, но по мере их реализации необходимо их совершенствование.

Для улучшения создавшейся ситуации необходимо осуществить разработку нормативно-методического обеспечения проведения экологического мониторинга компонентов окружающей среды, подверженных воздействию комплекса «Байконур», которое с учетом изменений, должно включать в себя пакет нормативно-методических документов, создающих методическую основу для проведения экологического мониторинга на территории позиционного района, в околоземном пространстве, на подтрассовых территориях и в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей (0Ч РН).

Следует констатировать, что разработка нормативно-методического обеспечения установления предельно-допустимого воздействия на компоненты окружающей среды комплекса «Байконур», являющегося основным компонентом комплексной оценки их состояния, в настоящее время практически не проводится, что не позволяет дать объективную оценку последствий для окружающей среды и функционирования системы экологического нормирования и лицензирования ракетно-космической деятельности.

Установление разумно обоснованных пределов нагрузки на окружающую среду позиционного района и особенно районов падения ОЧРН должно стать первоочередной задачей. Это позволит ввести РКД в законодательные рамки, своевременно доводить организациям, причастным к этой деятельности, лимиты на природопользование и контролировать их выполнение. Без создания системы экологического нормирования комплекса «Байконур» не представляется возможным обеспечение экологической безопасности экосистем и здоровья населения.

Возможность применения действующей в текущий период нормативно-методической документации по установлению экологических нормативов воздействия на окружающую среду существенно различается в зависимости от этапа осуществления ракетно-космической деятельности.

Для получения полной картины воздействия на экосистемы и разработки путей регенерации компонентов окружающей среды, прежде всего, необходимо проведение всесторонних химико-биологических, почвоведческих и санитарно-гигиенических исследований, создание базы данных по динамике химических превращений загрязняющих выбросов, обусловленных штатной эксплуатацией ракетно-космического комплекса. Это позволит получить экологическую картину территорий Казахстана, подверженных воздействию деятельности ракетно-космических комплексов, разработать программы постоянного экологического мониторинга исследуемых районов, выработать меры по реабилитации загрязненных территорий, что предполагается осуществить в рамках Программы «Развитие космической деятельности в республике Казахстан».

Сегодня актуальным для России является вопрос о замене гептила как основного компонента ракетного топлива на керосин или другое углеводородное горючее. В США ученые из Эймсовского исследовательского центра NASA и Стэндфордского университета провели успешные испытания нового типа экологически чистого твердого ракетного топлива. Оно создано на базе твердого парафина, и в результате его сгорания образуются только вода и углекислый газ.

В России также проводятся различные работы, но в практическую деятельность они не внедрены. Инженерами Военного инженерно-космического университета им. А.Ф. Можайского был разработан способ уничтожения невыработанных остатков жидких компонентов ракетного топлива в отработанных ступенях жидкостных ракет. Его внедрение позволит снизить выбросы этих токсичных компонентов с сотен до десятков килограммов, что значительно улучшит экологию регионов, где осуществляются запуски ракет.

Список литературы