Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика  С.П. КОРОЛЕВА

  (Национальный исследовательский университет) 
 
 
 

Факультет летательных аппаратов 
 
 
 

Кафедра “Экология  и безопасность жизнедеятельности” 
 
 
 
 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАКЕТ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ 
 

Реферат 
 
 
 
 
 

Выполнил студент группы 1309 

       Родионов Д.В. 

Проверил Несоленов Г.Ф.                                                             
 
 
 
 
 

Самара 2010

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ

     Интенсивная ракетно–космическая деятельность в последние годы породила огромное количество проблем и стала привлекать внимание не только специалистов, но и широких слоев населения. В российских средствах массовой информации все более открыто поднимаются вопросы экологии и социальной защиты населения в связи с загрязнением окружающей среды отделяющимися частями ракетоносителей, а также токсическими компонентами ракетного топлива (гептил и его производные, азотный тетраоксид и др.). Ранее информация о ракетно–космических полигонах и экологической ситуации вокруг них являлась секретной. Почему эта проблема сегодня очень волнует экологов, и каковы ее масштабы? Уже доказано множество примеров отрицательного воздействия отходов ракетного топлива на людей и окружающую среду. В районах падения частей ракетоносителей, содержащих остатки гептила, наблюдается типичная картина гидразинового поражения человека в результате длительного воздействия малых доз гептила, повышение заболеваемости населения, проживающего на территориях, прилегающих к районам падения. Сюда можно отнести нарушение билирубинового обмена, анемию беременных и рождение «желтых» детей, развитие иммунодефицитов и др. Медико–биологические эффекты воздействия компонентов ракетного топлива чрезвычайно сходны с эффектами воздействия ионизирующего излучения: выпадение волос, носовые кровотечения, гиперплазия щитовидной железы, цитопения, анемия, астения, нейроциркуляторная дистония и многие другие симптомы и синдромы. Экспериментальными исследованиями доказано, что эти формы патологии связаны с токсическим действием гептила. На фоне неблагополучного состояния здоровья населения страны в целом особенно важно тщательное выявление причин повышенной заболеваемости населения и вычленение из нее «космической» составляющей.   

1  Виды  жидких ракетных топлив

     Жидкое  топливо включает в себя два компонента — окислитель и горючее. В качестве окислителя используются кислород (O₂), азотная кислота (HNO₃) и четырехокись азота (N₂O₄). В качестве горючего используются керосин, этиловый спирт (C₂H₅OH), несимметричный диметилгидразин (НДМГ, H₂N–N(CH₃)₂) и водород (H₂)                                 (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А, ПРИЛОЖЕНИЕ Б).

     Самым лучшим топливом, с точки зрения экологии, является водород в виде горючего и кислород в виде окислителя, так как эти вещества абсолютно не токсичны и в процессе горения в камере сгорания не дают никаких вредных продуктов сгорания. Но при выборе топлива учитываются не только экологические требования, но и конструктивные особенности ракет и прочих летательных аппаратов. Для конструкторов важна плотность топлива и температура его кипения и плавления. С этой точки зрения водород в качестве топлива совсем не идеален, так как он взрывоопасен и занимает большой объем из-за своей малой плотности. В связи с этим, для конструкторов самый удобный вид топлива это НДМГ и азотная кислота.

     В двигательных установках ракетоносителей, запускаемых с космодрома "Плесецк", используется двухкомпонентное жидкое ракетное топливо, одним из компонентов жидкого ракетного топлива является несимметричный диметилгидразин, который является одним из самых токсичных компонентов ракетного топлива и иначе называется "гептил". Особенность гептила состоит в том, что он накапливается в грибах, ягодах, живых организмах и распространяется по пищевой цепочке, достигая человека. По запаху можно обнаружить в воздухе концентрацию паров, которая в 50 раз выше допустимой. При вдыхании паров возможен кашель, боли в грудной клетке, хрипота и учащение дыхания; в больших концентрациях может наступить потеря сознания. Четырехокись азота также является довольно токсичной. Совокупная опасность этих веществ создает трудности при заправке топлива и эксплуатации ракет. [1]

2  Влияние компонентов ракетного топлива на человека

     При отделении частей ракетоносителя и падении бака остатки топлива рассеиваются в воздухе, образуя ядовитый смог, осаждающийся на землю по траектории движения первых и вторых ступеней ракет. Таким образом, идет постепенное загрязнение всеми компонентами ракетного топлива окружающей среды вдоль трасс полета ракет. Загрязнение огромных территорий нарастает с каждым новым запуском. В России, как и в бывшем СССР, предельно допустимая концентрация (ПДК) для НДМГ в атмосферном воздухе составляет 0,1 мг/куб. м, однако имеются данные о неблагоприятном воздействии гептила на организм человека при концентрации в 10 раз меньшей ПДК — 0,01 мг/куб. м. Речь идет о воздействии на взрослого человека, а в пересчете воздействия на ребенка или плод допустимая концентрация НДМГ должна быть уменьшена еще в 10 раз — до 0,001 мг/куб.м. Таким образом, говорить, что концентрация гептила, равная 1 ПДК, безопасна — несерьезно. Воздействие на людей НДМГ, как и компонентов других ракетных топлив, приводит к поражению иммунной, сердечнососудистой, лимфатической и центральной нервной систем, желудочно-кишечного тракта, крови, печени, кожи, к нарушению репродуктивной деятельности, появлению тяжелых врожденных уродств, внутриутробному недоразвитию плода и другим патологическим состояниям. Причем наиболее сильно воздействие сказывается на беременных женщинах, на новорожденных и детях дошкольного возраста. Неоднократно в печати поднималась проблема алтайского феномена — «желтые дети», рождение

которых связывают с токсическим воздействием гептила на беременных женщин, у которых развивалась анемия. Если вспомнить 1989 год, можно отметить печальную известность, которую приобрел Тальменский район в связи с рождением так называемых «желтых детей». Летом 1989 года в двух удаленных друг от друга районах — Локтевском и Тальменском — стали регистрироваться с нарастающей частотой желтухи новорожденных.             С 1990 года заболевание стали регистрировать и в других районах Алтая. Причина этого была непонятна. Известно, что в печени новорожденного ребенка начинается естественный процесс распада гемоглобина в очагах эмбрионального кроветворения. Он усиливается в связи с миграцией в печень макрофагов из костного мозга. В результате этого в желчи появляется билирубин — продукт распада гемоглобина. У детей с патологической желтухой он появляется в количествах, намного превышающих норму.          У здорового ребенка печень естественным образом выводит билирубин, который поступает в желудочно-кишечный тракт, где частично всасывается в кровь. При заболевании патологической желтухой желчевыводящая функция печени нарушается. Билирубин непосредственно поступает в кровь и затем откладывается в подкожной жировой ткани, окрашивая кожу в яркий желтый

цвет. При  тяжелом течении заболевания билирубин откладывается в мозговых центрах, разрушая клетки мозга. Проблема рождения «желтых детей» связана не только с воздействием гептила в местах пролива топлива при запуске ракет. Надо учитывать и территории, прилежащие к заводам, где изготавливают топливо, а также места аварий при запуске ракет и транспортировки топлива.

     В Восточной Сибири производство гептила осуществлялось на нефтехимическом комбинате в г. Ангарск. Здоровью жителей Ангарска выбросами гептила и его производного — нитрозодиметиламина нанесен большой вред.

       Исследования связи заболеваемости населения с воздействием техногенных факторов окружающей среды, включая компоненты ракетного топлива

     В России существуют различные точки зрения на вопрос связи заболеваемости населения с воздействием техногенных факторов. Существует несколько гипотез повышения заболеваемости населения в районах Алтайского края: радиационная, гептиловая, марганцевая и полиэтиологическая (политоксическая).

     Причины заболеваемости населения, связанные с загрязнением территории пестицидами, а также с добычей и переработкой тяжелых металлов, вряд ли можно рассматривать серьезно на территории Алтайского заповедника, что делает более весомой гептиловую теорию.

     В 1998 г. ГУ НИИ РМЭП были начаты научно-исследовательские работы по изучению влияния компонентов ракетного топлива на здоровье населения в районах, прилегающих к местам падения отделяющихся частей ракетоносителей, и окружающую среду Алтайского края. [2]

     В письме начальника Федерального управления медико-биологических экстремальных проблем при МЗМП РФ № 32–01/191 от 08.09.98г., переданном в Совет безопасности, дается такая оценка ситуации, сложившейся на Алтае: «Заболеваемость новорожденных детей желтухой неясного генеза в Алтайском крае не связана с воздействием веществ, используемых при эксплуатации ракетной техники. Данные популяционных пространственных натурных съемок гигиено-эпидемиологических, эколого-химических, медико-географических исследований с анализом всех территориально распределенных показателей изменения здоровья населения и среды обитания, эколого-токсикологических исследований на моделях, а также эколого-гигиенический анализ всех данных свидетельствуют о полиэтиологическом характере патогенеза заболеваний новорожденных в Алтайском крае, что подтверждается наличием там большого спектра экологически опасных веществ (пестицидов, микотоксинов, тяжелых металлов и т.п.) в объектах окружающей среды».[3] 

     Сегодня, спустя 12 лет, можно дать более объективную оценку той ситуации, которая сложилась на Алтае после подрыва в Тальменском районе четырех межконтинентальных баллистических ракет SS–18. Всплеск рождения «желтых» детей в Тальменском районе привязан к этому событию. В июне 1989 г. произведен подрыв, в августе стали рождаться «желтые» дети. Подрывы больше не возобновлялись, и начался спад заболеваемости. Все остальные полиэтиологические факторы действовали до подрыва и продолжали действовать после него, но они не были причиной рождения «желтых» детей. Сам феномен «желтые» дети не является чисто алтайским. Рождение «желтых» детей наблюдалось также в Астраханской области, Башкирии и других местах, где действовали уже другие экологические факторы. Однако один из них тот же: токсические элементы ракетного топлива. Сегодня уже известно, что это гептил. В настоящее время имеется экспериментальное подтверждение токсического влияния компонентов ракетного топлива (гептил) на биологические объекты, объясняющее многие

патологические состояния у людей, проживающих в районах загрязнения. Проведение анализа этой заболеваемости осложняется тем, что клинические проявления отравления гептилом и его производными носят неспецифический характер.

     Изучение  последствий ракетно-космической деятельности на территории Архангельской области проводится сотрудниками Института клинической физиологии СГМУ (г. Архангельск) в рамках областной программы «Медико-экологический мониторинг на территориях, находящихся в зоне влияния ракетно-космической деятельности». Результаты этих исследований вызывают тревогу. Сложность заключается в

том, что  в естественных условиях невозможно вычленить действие одного какого-то фактора, например гептила. Это можно сделать только в экспериментальных условиях [4, 5].

     В 1992 г. в Центре независимых экологических программ доктор медицинских наук В.М. Лупандин провел первые исследования по проблеме так называемых «желтых детей» в Алтайском крае, связав их появление с ракетно-космической деятельностью. Позже В.М. Лупандин проводил свои работы в республиках Алтай и Коми, в Архангельской, Астраханской, Владимирской, Ивановской и других областях РФ и в Казахстане. Везде он находил поддержку общественности, в том числе организаций, входящих в Международный социально-экологический союз.

3 Территориальные зоны негативного влияния компонентов ракетного топлива на экологическую обстановку в России

     Чтобы понять значение этой проблемы для России, необходимо обозначить места расположения космодромов и траектории движения ракет. Они хорошо известны:

– Байконур (Россия, Казахстан) расположен в Приаральских Кара-Кумах. Трассы ракет проходят над Казахстаном, Западной и Восточной Сибирью. Районы падения отработавших первых ступеней и головных обтекателей расположены в Тургайской, Кзыл-Ордынской, Кокчетавской, Акмолинской, Восточно-Казахстанской, Джезказганской областях Казахстана, в Узбекистане, в республиках Алтай, Тыва, Хакасия, Красноярском крае, а также в Тюменской, Омской и Новосибирской областях.

Алтайский государственный заповедник — это уникальная экосистема с огромным биологическим разнообразием и множеством видов живой природы, занесенных в Красную книгу. В настоящее время администрация заповедника добивается того, чтобы ему был присвоен статус биосферного заповедника. Однако решение этого вопроса осложняется тем обстоятельством, что на территории заповедника находится полигон для падения частей отделяющихся конструкций вторых ступеней тяжелых ракетных систем, запускаемых с космодрома в Байконуре. В район падения № 326 было сброшено в общей сложности 618 ракетных ступеней, в каждой из которых оставалось до 800 кг высокотоксичного ракетного топлива НДМГ (гептила).