Методика оценки загрязненности водных объектов техногенными радионуклидами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.16, кандидат технических наук Плескачевский, Андрей Леонидович

• Плескачевский, Андрей Леонидович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Плескачевский, Андрей Леонидович

Содержание

Стр.

Введение

1. Обзор подходов оценки загрязненности техногенными радионуклидами водных сред и методов моделирования их распространения и поведения в водных объектах

1.1. Задачи моделирования загрязненности техногенными радионуклидами водных объектов

1.2. Общая структура моделирования

1.3. Краткий обзор методов моделирования поведения радионуклидов

в водных объектах

1.3.1. Классификация моделей

1.3.2. Простейшие модели дисперсии радионуклидов

1.3.3. Модель прогноза радиоактивного загрязнения в слабопроточном водоеме

1.3.4. Камерные модели конечных объемов

1.3.5. Моделирование дисперсии радионуклидов в Ирландском море

1.4. Миграция радионуклидов в экосистеме водоемов

1.4.1. Общий подход к построению модели миграции радионуклидов в экосистеме водоемов

137

1.4.2. Оценка возможного содержания активности Се в рыбе

1.5. Воздействие радиоактивного воздействия на человека

1.5.1. Пути воздействия радиоактивного загрязнения

водоема на человека

1.5.2. Величины, используемые в радиационной безопасности

1.5.3. Оценка радиационного риска

1.6. Выводы

2. Процессы распространения радионуклидов в поверхностных водах

2.1. Общие положения

2.1.1. Радиоактивные вещества в воде

2.1.2. Техногенные радионуклиды уранового ряда

2.2. Основные процессы, определяющие распространение и распределение радиоактивных веществ в поверхностных водах

2.2.1. Процессы, определяющие распространение радионуклидов

в водном объекте

2.2.2. Распределение радионуклида между растворенной

и адсорбированной взвесью фазами

2.2.3. Адсорбция радионуклида планктоном

2.3. Примеси воде, адсорбирующие радионуклид и влияющие на

характер его транспорта

2.3.1. Общая характеристика взвешенных примесей

2.3.2. Взвешенные в воде неорганические и органические вещества

2.3.3. Планктон и неорганический растворимый азот

2.4. Седиментация и резуспензия адсорбирующих радионуклиды взвесей

2.4.1. Общий принцип

2.4.2. Влияние силы ветра на скорости придонного течения

2.4.3. Процессы резуспензии и седиментации

2.5. Модель распространения радионуклидов в водном объекте

2.5.1. Общие положения и допущения модели

2.5.2. Система уравнений

2.5.3. Решение системы

2.5.4. Адсорбция растворенного радионуклида донными отложениями.. 70 2.6. Выводы

3. Оценка загрязненности водного объекта техногенными

радионуклидами при их попадании в поверхностные воды

3.1. Описание метода и алгоритм моделирования

3.1.1. Применяемая методика

3.1.2. Граничные условия и начальные данные

3.1.3. Алгоритм расчета

3.1.4. Результаты расчета

3.2. Примеры расчета распространения цезия и стронция в водном объекте

3.3. Выводы

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оценки загрязненности водных объектов техногенными радионуклидами»

Введение

Актуальность работы. Природные и искусственные радиоактивные вещества присутствуют во всех составляющих окружающей среды. В связи с их потенциальными свойствами, опасными для человека и живых организмов, необходим контроль при их использовании, сбросе и распространении. Некоторые долгоживущие техногенные радионуклиды, обладающие достаточно большим периодом полураспада (например, радиоактивные цезий 137Сб и стронций 903г с периодом полураспада около 30 лет), переходя в различные химические формы, имеют способность накапливаться в отдельных элементах экосистемы водоемов [35]. Попадая в поверхностные воды, они постепенно, за счет процессов переноса, сорбции-десорбции, седиментации и накопления через пищевые цепочки распространяются во всех звеньях экосистемы, причем уменьшение их концентрации, например в воде, означает, что их содержание в других составляющих системы, например в донных отложениях (седиментах) повысилось [58]. Так, в результате Чернобыльской аварии атмосферные выпадения и поверхностный сток в сотни раз увеличили содержание радиоактивных веществ на поверхности Балтийского моря, но затем концентрации их на поверхности уменьшались вследствие разбавления и оседания образовавшихся химических соединений на дно [51,35]. Однако все радиоактивные вещества остались внутри системы и продолжают накапливаться в отдельных ее составляющих и по сегодняшний день. Таким образом, суммарная загрязненность экосистем водоемов долгоживущими техногенными радионуклидами, например, плутонием, не уменьшается, а постоянно увеличивается, что рано или поздно может оказать свое влияние при превышении допустимых значений их концентрации для отдельных звеньев экосистем [31].

Пути попадания техногенных радионуклидов в поверхностные воды различны и зависят от источников. Так, смыв радионуклидов с поверхности загрязненных

территорий, сточные воды и атмосферные осадки являются источниками радиоактивного загрязнения как вследствие глобальной радиоактивной загрязненности природной среды в результате ядерных испытаний в атмосфере (например, на полигонах Новая Земля и Невада), масштабных аварий на объектах ядерного комплекса (например, Чернобыльских выбросов 86-го года, Кыштымской аварии 57-го года и др.) так и в связи с выбросами при нарушении технологических режимов в атомной промышленности (например, масштабных сбросов в озеро Карачай и реку Теча радиохимического комбината "Маяк" на южном Урале, или Хендфордского ядерно-оружейного комплекса в США в 50-х годах и др.). Отдельную группу потенциальных источников радиоактивного загрязнения представляют собой захоронения отходов атомной промышленности (как подземные хранилища, представляющие угрозу в случае попадания радиоактивных веществ в грунтовые воды с последующей их фильтрацией в водные объекты, так и захоронения контейнеров в морях, имевшие место в международной практике, куда можно отнести также аварии на атомных подводных лодках, например на АЛЛ "Комсомолец") [12].

По данным исследований на сегодняшний день Балтийское, Черное и Ирландское моря - наиболее загрязненные техногенными радионуклидами моря мира. Так, Балтийское море при площади 400.000 кв. км весьма мелководно (средняя глубина 50 м, объем около 20.000 куб. км) и из-за сильной обособленности от океана среднее время полной замены воды в нем составляет не менее 27 лет [13]. В связи со сбросом в его воды промышленных отходов девяти стран, стока подавляющего большинства рек северной и центральной Европы, наличия на берегах Балтики развитой атомной энергетики вопросы распространения радионуклидов имеют для населения важное социальное, экономическое и, часто, - политическое значение. Это связано как с постоянным загрязнением Балтики сточными водами и осадками, содержащими радиоактивные соединения в результате неконтролируемых выбросов (например, вследствие Чернобыльской аварии или внештатных выбросов

предприятий атомной промышленности), так и возможных аварийных ситуаций на ядерных объектах, расположенных в пределах водосбора акватории Балтики, вероятность возникновения которых может значительно повлиять на развитие экологической ситуации в регионе [13,35].

В соответствии с международными принципами и нормами радиационной защиты существуют критерии, на основе которых вырабатываются рекомендации по принятию мер для защиты населения и минимизации радиационного ущерба на основе оценки состояния региона и прогнозирования развития ситуации (как реального радиоактивного загрязнения, так и для возможной аварийной ситуации). Для этого необходимо изучение механизмов распространения и накопления радионуклидов в различных звеньях экосистемы, в частности в поверхностном и придонном слоях воды, биоте, взвесях, донных отложениях [44].

Оценка механизмов распространения и накопления радионуклидов в окружающей среде требует разработки различных методик химического анализа и моделирования процессов распространения этих радионуклидов, а также оценки их возможного влияния на экосистему. Такое моделирование должно быть ориентировано на решение конкретной постановки задачи. Так, необходимы как простейшие модели и методы, предназначенные для аварийных ситуаций, дающие возможность оперативно давать приближенную оценку загрязненности и быстрого прогнозирования развития ситуации, так и более сложные модели распространения радионуклидов, учитывающие большой спектр факторов и предназначенные для исследования долговременного переноса и перераспределения радионуклидов между различными элементами экосистемы [21].

Существует много различных методик и моделей по расчету радиационного загрязнения водных объектов, прогнозирования поведения радионуклидов в водоемах, расчету доз облучения населения, оценке "доза-эффект", выработке соответствующих рекомендаций. Эколого-математические модели интегрируются с целью создания из них замкнутой цепочки "Выброс радионуклидов - Загрязнение

земной поверхности и водоемов - Прогноз поведения радионуклидов - Оценка доз внешнего и внутреннего облучения - Выработка рекомендаций". Такая система является средством оценки последствий различных выбросов радиоактивных веществ, последствий различных аварийных ситуаций, расчета допустимого и предельно допустимого сбросов в водоемы, оценки радиационного ущерба от радиационно-опасных объектов, поддержки принятия решений при проведении профилактических противорадиационных мероприятий. Разработанная в настоящей диссертационной работе модель миграции и аккумулирования радионуклидов в водоемах является звеном в указанной выше цепочке и должна поставлять данные для расчета и оценки доз возможного внешнего и внутреннего облучения [12].

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является:

1) Проведение анализа и классификации современных методов моделирования распространения техногенных радионуклидов (в первую очередь, - важнейших дозообразующих радиоактивных изотопов цезия, стронция и йода) в поверхностных водах.

2) Разработка методов для математического моделирования распространения техногенных радионуклидов при их попадании в поверхностные воды (в первую очередь,- небиологических процессов с включением важнейших биологических факторов: адсорбции и накопления радионуклидов планктоном). В постановку задачи входило рассмотреть и описать обусловленное специфическими физико-химическими свойствами отличие распространения и транспорта радионуклида от транспорта растворенной субстанции, рассчитываемое на основе уравнений Навье-Стокса и транспорта-диффузии. Для описания всего комплекса процессов распространения радионуклидов в экосистеме водоема требовалось сочетать уже существующий алгоритм моделирования транспорта растворенных примесей с разработанным методом расчета поправки на процессы сорбции-десорбции радионуклидов взвесями, седиментацию-резуспензию и накопление в донных отложениях адсорбирующих радионуклиды примесей, радиоактивный распад.

3) Компьютерная реализация разработанного метода и верификационные расчеты распространения радионуклидов при их попадании водный объект. В постановку задачи входила разработка независимых программных блоков, описывающих процессы адсорбции-десорбции радионуклида примесями, седиментации-резуспензии взвесей, процесс образования ветровых волн, вызывающих придонные течения и коренным образом влияющих на характер седиментации-резуспензии и количество адсорбирующей радионуклид взвеси в воде, а тем самым, и радионуклида. Разработанные программные блоки стыкуются с базовой моделью гидродинамических процессов и могут независимо друг от друга развиваться и дополняться.

Исходные материалы и методика исследований. В процессе проведения исследований использовались различные методики и данные, разработанные и полученные в научно-исследовательском центре ГКСС-Геестахт (Германия) (моделирование процессов резуспензии и седиментации взвесей, гидродинамические модели для расчета транспорта растворенных примесей [47]) а также данные по загрязненности техногенными радионуклидами акватории Балтийского моря лаборатории регионального экологического мониторинга и Лаборатории мониторинга загрязнения окружающей среды Радиевого института им. В.Г.Хлопина [4,5,13].

Научная новизна. На сегодняшний день разработано большое количество методик и моделей для оценки и расчета загрязненности радионуклидами различных водных сред и их распространения [8]. Такие модели разработаны для применения в различных ситуациях и ориентированы для решения различных задач, но даже самые сложные из них, учитывающие большой спектр факторов влияния, оперируют осредненными величинами [10]. В разработанном подходе впервые рассматривается распространение радионуклидов в водных объектах на основе транспорта и седиментации-резуспензии адсорбирующих радионуклид примесей, который, в свою очередь, привязан к метеорологическим условиям и гидродинамике

через определение конкретных на данный момент значений размытых или осевших взвесей, что сильно влияет на характер транспорта радионуклидов. Так, например, сила ветра может в течении суток несколько раз меняться, вызывая в прибрежной зоне ветровые волны, обуславливающие придонные течения и, тем самым, -резуспензию. Взмытые взвеси адсорбируют растворенный радионуклид, а затем, при уменьшении силы ветра и уменьшении суммарной скорости течения, осаждаются на дно. Уже при одном таком цикле резуспензии-седиментации суммарное количество радионуклида в объеме воды (растворенного и адсорбированного) может измениться в зависимости от характера адсорбции-десорбции и размыва в несколько раз. Разработанный подход и его реализация в виде компьютерной модели учитывают эти процессы для 4 различных фракций взвесей с различными физико-химическими свойствами (размывающие скорости, коэффициенты распределения между растворенной и адсорбированной фазами).

Практическая значимость. Разработанная методика и компьютерная программа позволяет оценивать и прогнозировать потенциальные и фактические загрязнения водных систем, связанные с функционированием радиационно опасных объектов, вырабатывать требования на ограничение сбросов и выбросов радиоактивных веществ с целью обеспечения нормативных требований по допустимому уровню загрязнения водных объектов.

Разработанная методика применима для планирования и оценки эффективности различных природоохранных мероприятий, связанных с уменьшением радиационного загрязнения водных систем. Эта методика может служить базой для создания конкретных объектно-ориентированных моделей, привязанных к конкретным условиям, предназначенных для поддержки принятия решений по защите населения и окружающей среды от радиационного риска как в штатном, так и в возможном аварийном режиме функционирования данного радиационно опасного объекта.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из трех глав, приложения, заключения и списка цитированной литературы.

В первой главе дается обзор литературных источников, рассмотрены различные подходы к моделированию поведения радионуклидов в экосистеме водоемов, выявлены преимущества и недостатки различных схем моделирования, определена основная линия работы, а именно, - необходимость детально исследовать процесс резуспензии и седиментации адсорбирующих радионуклид взвесей и связать его с процессом адвективного переноса.

Во второй главе рассмотрены процессы, влияющие на характер распространения техногенных радионуклидов. Предложен подход, основанный на интеграции этих процессов в алгоритм по расчету распространения радионуклидов при их попадании в водный объект. Разработана методика моделирования распространения и переноса радионуклидов в воде для двухмерной постановки задачи.

В третьей главе приведены примеры расчетов и показан общий алгоритм моделирования распространения радионуклидов в водном объекте и оценки его радиоактивного загрязнения.

В заключении сформулированы основные выводы, полученные в результате проведения исследований.

В приложении рассмотрены технические вопросы моделирования, приведена информация о структуре разработанной программы и ее применении, а также некоторые натурные данные.

Апробация результатов работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на конференции "Вайсерхойзер-Штранд-97", Германия, на международной конференции.."Экобалтика XXI век" (С. Петербург, 1996) а также докладывались на научных семинарах института физики водных сред и атмосферы научно-исследовательского центра ГКСС-Геестахт (19971998) и семинарах кафедры "Экологические основы природопользования" СПбГТУ

(1994-1998). По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 1 на немецком и 1 на английском языках [34,53,51,32].

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность научному руководителю - заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., проф. М.П. Федорову, оказавшему определяющее влияние при проведении всех этапов работы - от постановки задачи до обсуждения результатов.

Автор работы искренне признателен всему коллективу кафедры «Экологические основы природопользования» СПбГТУ, прежде всего, к.г.н., доц. И.А. Заир-Беку за помощь при проведении работы, а также д.т.н., проф. Н.В.Арефьеву и д.т.н., проф. М.А.Михалеву.

Автор работы выражает благодарность своим немецким коллегам из

У

федерального научно-исследовательского центра ГКСС-Геестахт, Германия (GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht), где была проведена часть диссертационных исследований, за поддержку, постоянные контакты и консультации, а также за предоставление методических и технических средств для выполнения работы: д-ру, проф. фон Шторху, д-ру Х.-У.Фангеру, д-ру Г.Куну, д-ру В.Розенталю, д-ру Й.Каппенбергу, М.Штаварцу, д-ру П.Капитце, д-ру Г.Мюллеру д-ру.В.Шредеру, д-ру А.Беренсу и д-ру А.Родину.

Автор выражает свою признательность за плодотворные научные консультации и предоставление уникальных экспериментальных данных, связанных с поведением радионуклидов в водных средах, сотрудникам НПО "Радиевый институт им. В.Г.Хлопина" - д.х.н., проф. Ю.В.Кузнецову, к.т.н. В.П.Тишкову, к.х.н. Ю.А.Пантелееву, к.ф.-м.н. Л.Д.Блиновой, Т.Е.Кузьминой.

Диссертант хотел бы особо поблагодарить всех сотрудников Аварийно-технического центра Минатома России, г. Санкт-Петербург и, прежде всего, -к.ф.-м.н. В.Н.Душина и А.В.Самсонова за многолетнюю дружескую помощь при освоении основ информационных технологий и математического моделирования.

1. Обзор подходов оценки загрязненности техногенными радионуклидами водных сред и методов моделирования их распространения и поведения в водных объектах

1.1. Задачи моделирования загрязненности техногенными радионуклидами водных объектов

Существует много различных методик и моделей по расчету радиационного загрязнения водных объектов, прогнозирования поведения радионуклидов в водоемах, расчету доз облучения населения, оценке "доза-эффект", выработке соответствующих рекомендаций [9]. Эколого-математические модели интегрируются с целью создания из них замкнутой цепочки "Выброс радионуклидов - Загрязнение земной поверхности, водоемов - Прогноз поведения радионуклидов - Оценка доз внешнего и внутреннего облучения - Выработка рекомендаций". Такая система является средством оценки последствий различных выбросов радиоактивных веществ, последствий различных аварийных ситуаций, расчета допустимого и предельно допустимого сбросов в водоемы, оценки радиационного ущерба от радиационно-опасных объектов, поддержке принятия решений при проведении профилактических противорадиационных мероприятий [12].

Разработка такой системы - большая комплексная задача. В работе рассматривается звено этой цепи: моделирование распространения радионуклидов в водном объекте. Цель создания такой модели - модель должна поставлять данные для расчета и оценки доз возможного внешнего и внутреннего облучения для выработка соответствующих рекомендаций [21,28].

В соответствии с существующими международными принципами радиационной защиты [44,59], а также отечественной законодательной и нормативной базой (Федеральный закон "О радиационной безопасности

населения" [31]), основой для принятия любых мер по защите населения от радиационного воздействия и радиационных рисков как в повседневном, так и в аварийном режимах является, прежде всего, принцип нормирования -непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения (а также принципы обоснования и оптимизации). При этом под дозами облучения подразумеваются как эффективные дозы, связанные с риском возникновения отдаленных последствий облучения, так называемых стохастических эффектов (при малых уровнях облучения организма человека или отдельных его органов), так и поглощенные дозы - при остром облучении, возможном при радиационных авариях и инцидентах. Накопленные и, тем более, - прогнозируемые дозы облучения, которые необходимы для планирования защитных мероприятий, не могут быть измерены напрямую, а представляют собой результат совокупной оценки, основанной на текущей информации и прогностических расчетах, и состоят из ряда оценок радиологического и нерадиологического характера.

При этом исходные данные - например, концентрации радионуклидов в водной среде, - являются, также, производными величинами для оценки доз облучения. Для удобства использования в реальной обстановке допустимые концентрации радионуклидов в водной среде также приводятся в соответствующих нормативных документах в качестве производных величин (пересчитанных на дозу облучения, исходя из общепринятых моделей).

В случае радиационных аварий допускается облучение, превышающее установленные допустимые пределы доз, в течение определенного промежутка времени и в пределах, установленных ныне в НРБ-96 [31].

Так, для радиационных аварий существуют два уровня мероприятий, соответственно, предотвращаемых ими доз - "уровень А" и "уровень Б". Если величина предотвращаемой дозы не превышает "уровень А", то в проведении данного мероприятия нет необходимости, если его проведение связано с нарушением нормальной жизнедеятельности населения, хозяйственного и

социалыюго функционирования территории. Если величина предотвращаемой дозы превышает "уровень А", но не превышает "уровень Б", то решение о проведении мероприятий принимается по принципам обоснования и оптимизации с учетом конкретной обстановки и местных условий. Если величина предотвращенной дозы превышает "уровень Б", то необходимо проведение соответствующих защитных мероприятий, даже если это связано с нарушением нормальной жизнедеятельности населения, хозяйственного и социального функционирования территории.

Принципы управления процессом защиты населения и территорий наиболее отчетливо можно проследить при возникновении угрозы радиационной аварии, связанной с выносом радиоактивности из аварийного объекта в окружающую среду. Упрощенная схема принятия решений по защите населения в случае ядерного инцидента, рекомендованная МАГАТЭ [59], приведена на рис. 1.1.1..

Как видно из рис. 1.1.1, принятие и реализация решений по защите населения и персонала при радиационной аварии, последующая минимизация ее последствий являются сложным многоэтапным процессом, в котором задействованы интересы различных слоев общества. Концепция принятия решений подразделяет сам процесс на два различных уровня - технический и политический. По причине значительных последствий и большого числа людей, которые могут быть подвергнуты радиационному, психологическому, социально-экономическому и прочим воздействиям, выбор адекватных контрмер является чрезвычайно трудным и возникающая при этом ответственность - огромной.

При выдаче рекомендаций по принятию управленческих решений необходимо отчетливо осознавать роль и место компьютерного моделирования переноса радиоактивности. В аварийной ситуации реальные данные о характеристиках радиоактивного выброса, которые, к тому же, могут изменяться со временем, немедленно получить невозможно. Следует учитывать также статистический характер переноса радиоактивной примеси. В связи с этим самые

Решения

Рис.1. И. Схема принятия решения в случае ядерного инцидента [59]

совершенные компьютерные модели не могут претендовать на достоверное определение радиационной обстановки (например, концентрации радиоактивной примеси в водной среде и, тем самым, - на прогноз возможной дозы облучения) в конкретном населенном пункте и в конкретное время.

Фактически, основное назначение компьютерного моделирования - это выявление секторов и зон наибольшего радиационного риска при минимальных данных о характеристиках источника выброса. Дальнейшие решения должны приниматься на основе реальных данных мониторинга радиоактивного загрязнения водной среды.

1.2. Общая структура моделирования

Существует большое количество моделей для расчета дисперсии (перенос и диффузия) обычных и аварийных сбросов радиоактивных веществ в поверхностные воды [1,2,3,7,8,9,10,11,12,15,17,20,22,23,27,29,32,34,35,38,39]. В соответствии с применяемыми методиками модели можно разделить на 3 категории:

1. Численные модели, преобразующие основные уравнения, определяющие процесс дисперсии радионуклидов, в конечно-разностные уравнения или уравнения с конечными элементами. Такие модели позволяют учесть большинство физических явлений и являются наиболее сложными.

2. Модели конечных объемов, позволяющие весь водоем или часть его представить в виде гомогенных камер. В модели такого типа для каждого объема (камеры) вычисляются средние концентрации и устанавливаются передаточные коэффициенты для увязки этих переменных с соответствующими переменными соседних камер.

3. Аналитические модели, используемые для решения основных уравнений, описывающих процесс переноса радионуклидов. При использовании этого метода делаются значительные упрощения относительно геометрии водоема и коэффициентов дисперсии в нем.

Процесс моделирования распространения радионуклидов делится на три фазы:

1. Первоначальное перемешивание: приблизительно на расстоянии 100 Н (Н -глубина). Фаза 1 заканчивается, как только влияние первоначального импульса источника станет незначительно.

2. От окончания фазы 1 до того места, где перемешивание распространяется на все поперечное сечение (не учитывается взаимодействие с седиментами). Расстояние до «20км.

3. На расстояниях, превышающих расстояния для фазы 2 и требующих учет взаимодействия с донными отложениями. В некоторых водоемах, например в водохранилищах фазы 2 и 3 могут происходить одновременно.

Моделирование процесса распространения радионуклидов должно отвечать поставленной задаче. Т.е., на каждой фазе нужно использовать наиболее подходящую модель. Например, при сбросах в реки для фазы 1 можно применять 3-х мерную модель, однако если интересующий район расположен далеко вниз по течению, трехмерная модель может оказаться ненужной. На фазе 2 обычно не требуется трехмерной модели: результате перемешивания можно удовлетвориться 1 или 2-х мерными моделями. Модель фазы 3 является обычно двухмерной [12].

1.3. Краткий обзор методов моделирования поведения радионуклидов в водных объектах

1.3.1. Классификация моделей

По точности описания рассматриваемого процесса модели можно подразделить на 4 группы:

1. Модели, имеющие аналитическое решение и описывающие наипростейший случай транспорта для прямоугольной геометрии (прибрежные воды) или русла реки для точечного источника. Такие модели рассматривают (как

правило двухмерные, 2-В) только адвективный транспорт и радиоактивный распад. Применяются для оценочных расчетов в простейших ситуациях.

2. Модели, описывающие процесс адсорбции-десорбции, седиментации-ресуспензии и радиоактивный распад (для слабопроточных водоемов) для всего водоема в целом по осредненным данным. Подобные модели имеют аналитические решения, могут решаться и численно. Применяются для оценки загрязненности малопроточных водоемов - озер или водохранилищ.

3. Модели, описывающие обмен водными массами (осредненные данные) и, соответственно, радионуклидами, находящимися в воде (растворенные и адсорбированные взвесью) между заливами и морями (камерные модели - каждая камера представлена заливом или участком моря). Учитываются потери радионуклида в воде при седиметации адсорбирующей взвеси по осредненным данным (скорость осадконакопления в год). Применяются для оценки голобальных загрязнений морей.

4. Модели, описывающие транспорт (адвекция), адсорбцию-десорбцию радионуклида взвесью, седиментацию взвеси по осредненным данным (скорость осадконакопления в год). Решения таких моделей только численные. Например, такая модель применяется для расчета распространения радионуклидов в Ирландском море лабораторией Харвелл.

Кроме моделей, рассматривающих распространение радионуклидов в воде, существуют также модели, рассматривающие процессы миграции радионуклидов в экосистеме водоемов и воздействие радиоактивного загрязнения на человека. Ниже приводится краткое описание некоторых методов, демонстрирующее принцип реализации перечисленных групп моделей.

1.3.2. Простейшие модели дисперсии радионуклидов

Стационарная модель дисперсии радионуклидов в реке (группа №1 [21]). Модель БТТиВЕ вычисляет дисперсию радионуклидов в реке с переменным

сечением и непостоянной глубиной (концентрация радионуклидов, коэффициент разбавления, время добегания загрязнения до определенного сечения реки). Предполагаются бесприливные реки (с постоянным уровнем воды) и стационарным потоком. Необходимо предположение о незначительном изменении скорости и концентрации по вертикали. Предполагаются точечный, либо линейный источник долгоживущих радионуклидов. Коэффициенты дисперсии и потоковое распределение могут быть получены с помощью программы TUBE. Ограничения на использование модели и программы STTUBE:

1. Предполагается стационарный источник долгоживущих радионуклидов.

2.Нестратифицированная река. Загрязнения хорошо перемешаны по вертикали.

3. Стационарный поток.

4. Постоянный поток воды в реке в любом сечении.

5. Источник точечный или линейный.

6.Известны коэффициенты дисперсии и скорости в каждом поперечном сечении, что обычно обеспечивается расчетом по программе TUBE.

Начало системы координат выбирается на берегу. Ось X направляется в сторону течения реки. Ось 7 к противоположному берегу. Ось Z - вертикально вниз. Стационарное уравнение перемешанного радионуклида записывается в виде:

где С - концентрация радионуклида, (1(у) -глубина потока, Еу- коэффициент турбулентной дисперсии, и (у)- скорость потока, Х- коэффициент распада. При введении новой переменной q

(1.3.1)

(1.3.2)

при подстановке получают:

(1.3.3)

При замене скорости и в члене распада на среднюю скорость и

л*

С(х,д) = Х(х,д)-е «

(1.3.4)

дх. дц

Переменная величина Еуийг (дисперсионный фактор) заменяется постоянной

Заключение диссертации по теме «Технические средства и методы защиты окружающей среды (по отраслям)», Плескачевский, Андрей Леонидович

1.6. Выводы

Существующие на сегодняшний день различные модели распространения радионуклидов в водных объектах рассматривают различные ситуации и предназначены для решения различных задач. Наиболее точное описание процесса реализует модель распространения радионуклидов в Ирландском море. Однако даже в этой модели есть существенный недостаток - она оперирует с осредненными величинами и хороша при оценке транспорта на больших промежутках времени (осреднение ведется по годам), т.е. для долгосрочного моделирования. Самое г = р(Е)-гв-Е

1.5.3)

1.5.4) существенное, что на характер транспорта значительно влияет ресуспензия и седиментация адсорбирующих радионуклид взвесей, что в свою очередь зависит от метеорологических условий. Сила ветра в течение суток может несколько раз меняется, вызывая более сильные или слабые течения (особенно в прибрежных водах, где ветровые волны вызывают придонное течение, обуславливающее ресуспензию). Взмытые взвеси адсорбируют радионуклид из воды и затем осаждаются на дно. Уже при одном таком цикле ресуспензии-седиментации количество радионуклида в воде может измениться в зависимости от характера адсорбции-десорбции до 20 %! Поэтому при моделировании требуется включить эти процессы в ряд рассматриваемых параметров.

2. Процессы распространения радионуклидов в поверхностных водах

2.1. Общие положения

2.1.1. Радиоактивные вещества в воде

Гидросфера является одним из путей, по которому радиоактивные вещества могут переноситься от радиационно-опасных объектов в окружающую среду, а следовательно, к человеку. Всю гидросферу можно разделить на поверхностные воды (водоемы, реки, озера, моря, океаны) и на подземные (грунтовые воды) [12].

Сбросы радиоактивных веществ можно классифицировать как обычные и аварийные. Обычные сбросы имеют место при нормальной эксплуатации ядерных реакторов и захоронений. Аварийные сбросы могут попадать прямым или косвенными путями.

Радиоактивные изотопы попадают в водоемы из атмосферы с осадками, механическим переносом и вымыванием радиоактивных веществ, отложившихся в почве. Первоначально значительная часть радиоактивных изотопов сосредотачивается в поверхностном слое воды1 [5]. Концентрация радиоактивных веществ проЛ исходит и в пене [5], которая обычно образуется на поверхности воды. Попавшие в воду радиоактивные изотопы с течением времени перераспределяются вследствие происходящих в водоемах процессов вертикального и горизонтального перемешивания. Продукты деления распределяются между взвесями и жидкой фазой, причем значительная часть радиоактивных изотопов может, вместе со взвешенными частицами, постепенно оседать на дно - седиментироваться, увеличивая радиоактивное загрязнение донных отложений [35].

Установлено, что мономолекулярный слой на разделе вода-воздух обуславливает поверхностного натяжения в 72,5 дин/см2

2) По данным [3] концентрация радиоактивных веществ в пене приблизительно в 2000 раз больше, чем в воде.

При определении содержания искусственных радиоактивных изотопов в воде необходимо учитывать наличие в ней естественных радиоактивных элементов. Концентрация естественных радиоактивных веществ в различных водоемах колеблется в широких пределах в зависимости от гидрохимических особенностей водоемов [12,35].

Основным изотопом, обуславливающим в большинстве случаев значительную часть всей естественной радиоактивности в воде, является 40К. Особенно велико содержание 40К в морских водах, где удельная активность его примерно в 100 раз больше удельной активности изотопов уранового ряда [35].

2.1.2. Техногенные радионуклиды уранового и трансуранового ряда

Все продукты деления урана могут являются либо коротко- либо долгожи-вущими, в зависимости от их периода полураспада. Наиболее важное токсикологическое значение имеют изотопы, перечисленные в таблице 2.1.1.

Заключение

1. Проведен анализ и классификация современных методов моделирования распространения, поведения и влияния техногенных радионуклидов (в первую очередь, - важнейших дозообразующих радиоактивных изотопов цезия, стронция и йода) в поверхностных водах, выявлены достоинства и недостатки различных направлений моделирования поведения радионуклидов в водных средах, определены основные направления исследований.

2. Разработан метод для математического моделирования распространения техногенных радионуклидов при их попадании в поверхностные воды (небиологические процессы с включением важнейших биологических факторов: адсорбции и накопления радионуклидов планктоном), впервые основанный на расчете седиментации и ресуспензии адсорбирующих радионуклиды взвесей. Рассмотрено и описано обусловленное специфическими физико-химическими свойствами отличие транспорта радионуклида от транспорта растворенной в воде примеси, рассчитываемое на основе уравнений Навье-Стокса и транспорта-диффузии. Для описания всего комплекса процессов распространения радионуклидов в экосистеме водоема в уже существующий алгоритм моделирования транспорта растворенной субстанции был интегрирован разработанный в диссертационной работе метод расчета поправки на процессы сорбции-десорбции радионуклидов взвесями, седиментацию-ресуспензию и накопление в донных отложениях адсорбирующих радионуклиды примесей, радиоактивный распад.

3. Разработан программный пакет для расчета распространения радионуклидов в водном объекте на основе вышеуказанной методики. Разработанный программный пакет сопряжен с базовым пакетом расчета гидродинамических процессов TRJM (гидродинамическая модель для расчета транспорта растворенных примесей, автор В. Казули, в переработанной 2-х мерной версии научно-исследовательского центра ГКСС-Геестахт). Пакет состоит из независимых программных блоков, описывающих различные процессы, влияющие на распространение радионуклидов (см. рис.1): процессы адсорбции-десорбции радионуклида примесями, седиментации-ресуспензии взвесей, процесс образования ветровых волн, вызывающих придонные течения и коренным образом влияющих на характер седиментации-ресуспензии и количество адсорбирующей радионуклид взвеси в воде, а тем самым, - и радионуклида. Разработанные и стыкованные с базовой моделью гидродинамических процессов программные блоки могут независимо друг от друга развиваться и дополняться.

4. С использованием разработанного программного пакета проведены расчеты распространения основных дозообразующих радионуклидов (цезий, стронций, йод) в акватории Балтийского моря. В результате расчетов показано, что существенное влияние на характер распространения радионуклидов (на примере транспорта цезия и стронция) оказывают их физико-химические характеристики, приводящие к значительным различиям в их переносе, что вызвано различием в характере их сорбции взвесями и осаждении адсорбированных радионуклидов в донные отложения. Указанные отличия в транспорте цезия и стронция подтверждаются результатами многолетних наблюдений распространения радионуклидов в акватории Балтийского моря. Показано, что на характер распространения радионуклидов в водном объекте сильное влияние оказывают метеорологические условия, определяющие гидродинамику и ветровые волны, а следовательно, - транспорт и характер ресуспензии и седиментации адсорбирующих радионуклиды взвесей. Вместе с тем также показано, что биологические процессы незначительно влияют на характер распространения радионуклидов на начальной стадии и представляют интерес только с точки зрения накопления радионуклидов в пищевых цепочках для таких крупных водных объектов, как морские заливы.

5. Разработанная методика и компьютерная программа позволяет оценивать и прогнозировать потенциальные и фактические загрязнения водных систем, связанные с функционированием радиационно опасных объектов, вырабатывать требования на ограничение сбросов и выбросов радиоактивных веществ с целью обеспечения нормативных требований по допустимому уровню загрязнения водных объектов.

Разработанная методика применима для планирования и оценки эффективности различных природоохранных мероприятий, связанных с уменьшением радиационного загрязнения водных систем. Эта методика может служить базой для создания конкретных объектно-ориентированных моделей, привязанных к конкретным условиям, предназначенных для поддержки принятия решений по защите населения и окружающей среды от радиационного риска как в штатном, так и в возможном аварийном режиме функционирования данного радиационно опасного объекта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Плескачевский, Андрей Леонидович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев В.В., Крышев И.И., Сазыкина Т.Г. Физическое и матемактическое моделирование экосистем / Гидрометеоиздат, Санкт-Петербург 1992.

2. Арефьев Н.В. Обоснование методик АСУ режимов ГЭС / Диссертация на со-иск.уч.ст.д.т.н. С.Петербург 1992.

3. Баклановская В.Ф., Пальцев Б.В., Чечель И.И., О краевых задачах для системы уравнений Сен-Венана на плоскости / Журнал вычислительной математики и математической физики. УДК 519.6:517.958:532.5. Том 19, май-июнь 1979 №3.

4. Блинова Л.Д., Недбаковская H.A., Зимина Л.М., Виноградова В.Т., Зимин В.Л. Экологический мониторинг 30-км. зоны Ленинградской АЭС в 1994-1995 годах // Информационный бюллетень лаборатории регионального экологического мониторинга (Сосновый Бор) аварийно-технического центра "Радиевый институт". Министерство РФ по атомной энергии, Санкт-Петербург 1996.

5. Вайс Д., Ленниг М., Тиле Й., Ярматц., Гжибовска Б., Томчак Я., Лазарев Л.Н., Гедеонов Л.И., Гаврилов В.И., Гритченко З.И., Иванова Л.И. Распределение стронция-90 и цезия-137 в водах балтийского моря в 1975-1985 гг // Радиевый институт им. В.Г. Хлопина. Препринт РИ-213. Москва - ЦНИИатоминформ.1989.

6. Вехотко Т.И. Ильменкова Л.И., Химия и микробиология сточных вод / Л.1983

7. Воробьев В.А., Кисилев ВюП., Коржов М.Ю., Крылов А.Л..Замкнутая система базовых моделей и их компьютерная реализация для расчета оценки и анализа радиационной обстановки при загрязнении радионуклидами гидрологической системы (поверхностных вод) / Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. Препринт № IBRAE-97-14, Москва 1997.

8. Воробьев A.B., Горбачев М.Ф., Каневский A.B., Носов C.B. Компьютерные базовые модели прогнозирования и поведения радионуклидов в водоемах при аварийных и нормативных сбросах, с учетом гидрометеорологической обстановки / Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. Москва 1997.

9. Воробьев A.B. Аналитический обзор подходов и методик по распространению радионуклидов в гидрологической сети, а также в почве и грунтовых водах / Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. Москва 1997.

Ю.Воробьев A.B. Анализ и выбор базовых моделей, методик и алгоритмов по распростронению радионуклидов в поверхностных и грунтовых водах / Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. Москва 1997.

П.Воробьев A.B., Носов В.П., Кисилев В.П. Компьютерная модель для оценки аварийного загрязнения водоемов радионуклидами / Известия РАН, серия Энергетика, №4, 1995

12.Воробьев В.А., Каневский М.Ф., Хитриков В.А,. Исследвание подходов, разработка методик и компьютерная реализауия базовых моделей для анализа радиационной обстановки при попадании радионуклидов в гидрологическую сеть / Отчет НИР. Шифр "ЮНОНА-АН". Москва, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики ИБРАЭ РАН 1993.

13.Гедеонов Л.И., Тишков В.П., Анисимов В.В., Гаврилов В.М., Гердман Г.Н., Грит-ченко З.Г., Иванова JIM., Лазарев Л.Н., Орлова Т.Е. Радиоактивное загрязнение вод Балтийского моря в районе расположения Ленинградской АЭС (1971-1994гг.) / С.Петербург.НПО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина. Препринт РИ-224. 1996.

14.Гиргидов А.Д. Техническая механика жидкости и газа / С.Петербург 1992.

15.ГиргидовА.Д. Инженерно-строительные задачи механики жидкости /

С.Петребург 1992.

16.Гиргидов А.Д., Турбулентная диффузия с конечной скоростью. С.Петербург 1996

17.Егоров Ю.А., Леонов C.B. Миграция радионуклидов аварийного выброса в экосистеме водоема-охладителя Чернобыльской АЭС в послеаварийный период / Экология регионов атомных станций (ЭРАС-1)/ Под общ. ред. Егорова Ю.А. Сборник статей. Вып. 1. - М.: ЯО; РНЦ "Курчатовский институт". 1993.

18.Журавлев В. Ф. Токсикология радиоактивных веществ / Энергоатомиздат, М. 1990

19.3емлянухин В.И., Ильенко Е.И., Кондратьев А.Н., Лазарев JI.H., Царенко А.Ф., Царицина Л.Г. Радиохимическая переработка ядерного топлива АЭС / Энергоатомиздат. 1983.

20.Изразль Ю.А., Вакуловский С.М., Ветров В.А., Петров В.Н., Ровинский Ф.Я., Стукин Е.Д. Чернобыль: радиоактивное загрязнение природных сред / Гид-рометеоиздат. 1990.

21.Крылов А.Л. Разработка замкнутой системы базовых моделей и их компьютерная реализация для расчета оценки и анализа радиационной обстановки при загрязнении радионуклидами гидрологической системы поверхностных

вод / Московский физико-технический институт, факультет проблем физики и энергетики. Дипл. работа под н.у. Киселева В.П.. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики ИБРАЭ РАН 1997.

22.Крышев А.И., Абраменков A.A., Аврамова Д.А., Березаева Е.Б., Галата С.А., Кондратюк Д.В., Лисичкина А.Ю., Махмудова Е.И., Мокрова Л.А., Окунева O.A., Приймак Л.В., Романова Ю.М., Семенова Т.Г., Скоркина О.В., Крышев И.И. Опыт валидации моделей радиоактивного загрязнения Cs экосистемы Чернобыльского водоема-охладителя / УДК 504.4:621.039. Обнинск 1996.

23.Крышев Т.Г., Сазыкина Математическое моделирование миграции радионуклидов в водных экосистемах / Москва, Атомэнергоиздат 1986.

24.Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г., Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений / М. Атомиздат 1974.

25.Леви И.И. Инженерная гидрология / Высшая школа. Москва 1986

26.Лисовский И.В., Урбанцев Ю.А., Полянский К.Н., Балясников С.Б., Жуков Ю.Н., Демьянников А.И., Некрасов Ю.Н., Лобынцов В.В., Катков А.Е.. Прогноз экологических полследствий распространенеия радионуклидов из затонувшей АПЛ "КОМСОМОЛЕЦ" // УДК 557.391:613.648. Институт экологии и охраны труда АН РФ, С.Петербург 1994.

27.Марей А.Н. Санитарная охрана водоемов от загрязнений радиоактивными веществами / Атомиздат, М., 1984.

28.Международная комиссия по радиологической защите 1990 г. Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 г // Публикация 60, часть 1, 61 МКРЗ. Москва Энергоиздат 1994.

29. Методика прогнозирования состояния загрязнения водоемов при нарушении нормальной эксплуатации АЭС / Методические указания. РД. 52.26 17488. ГК СССР по Гидрометереологии, М., 1988

30.Негуляева Е.Ю., Плескачевский A.JL Создание и обработка комплексной базы данных мониторинга водных систем // Удк 626/627:312. Тезисы доклада Научно-технической коференции «25 Недели науки СПбГТУ» С.Петербург 1996.

31. НРБ - Нормы радиационной безопасности / М. Госкомэпиднадзор 1996.

32.Плескачевский A.JI. Экологические аспекты математического моделирования транспорта растворенных примесей в Невской губе / Удк 626/627:312. Тезисы доклада Научно-технической коференции «25 Недели науки СПбГТУ» С.Петербург 1996.

33.Плескачевский A.JI. Анализ влияния различных факторов на параметры водной системы восточной части Финсого залива / Удк 626/627:312. Тезисы доклада Научно-технической коференции «25 Недели науки СПбГТУ» С.Петербург 1996

34.Плескачевский A.JI. Проблемы транспорта техногенных радионуклидов в водных объектах // Тез. докл. междунар. молодежи, форума "Экобалтика - XXI век", С.-Петербург, 1996.

35.Хартмут Ниес, Бояновски Рич., Поутанен E.-JL, Эркки Илус, Балестра С., Херр-ман Й., Икяхеймонен Т., Пантелеев Ю., Тишков В., Каниш Г., Ньюман Г., Карл-берг О., Оленшлегер М., Ниельсен С.. Труды по вопросам окружающей Среды Балтийского моря №61 Радиоактивность Балтийского моря 1984-1991 / ХЕЖОМ 1995.С.Петербург 1996.

Зб.Чугаев P.P. Гидравлика / М.1986

37.Федоров М.П., Шилин М.Б., Ивашинцов Д.А., Экологический инженеринг в гидротехнике / С.Петербург 1995.

38.Эндрюс Дж., Петрин К., Грин Н., Нэптон Дж., Стил Дж., Бек М., Гарленд Дж., Галлахер Л., Хоббс Дж, Джеймс А., Линдхольм О., Хэмлин М., Тиббат Т., Джонс Г., Боуден К., Райт Д., Айве К., Уорн А., Джемиссон Д., Джефферс Дж. Математические модели контроля загрязнения воды Перевод с аногл Воинов A.A., Лукьянова Н.К. / Мир, Москва 1981.

39.Яблоков A.B., Карасев В.К., Румянцев В.М., Кокеев М.Е., Петров О.И., Лысцов В.Н., Емельяненков А.Ф., Рубцов П.М.. Факты и проблемы, связанные с захоронением радиоактивных отходов в морях, омывающих территорию РФ // Материалы доклпда Правительственной комиссии от 24 октября 1992 № 613-рп. Москва, Администрация президента РФ, 1993.

40.Berichte des IGB. D. Prochnow, H. Bungartz, C. Engelhardt, A. Krueger, W.Sauer, R. Schild, M. Thiele. Insitut fuer Gewaesseroekologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin "Schweb- und Schadstoffe der unteren Spree 1994-1996. Modellierung und Simulation des dynamischen Verhaltnes von Schwebstoffes in eutrophen Fliessgewaesser" / Berlin 1997.

41.Bernk V., K.Huber, S. Dick "Entwicklungsstand der numerischen Simulationen der Schadstoffausbreitung in der deutschen Bucht und im Wattenmeer" Workshop "Entschedungshilfe fuer die Bekaempfung von Unfaellen mit wassergefaehrdenden Stoffen im deutschen See, Kuesten und Hafenbereich" 06.11.1990 Umweltbundesamt, / Berlin 1991.

42.Bittner K."Eine Langzeituntersuchungen ueber Stroemung und Schwebstoff im Elbeaestuer" / Hamburg 1991 , GKSS 91/E/81.

43.Bornholdt J., W. Puls, H.Kuehl "Die Flockenbildung von Elbeschwebstoff: Untersuchungen mit Fraktionen unterschidlicher Sinkgeschwindigkeit" / Hamburg 1992, GKSS92/E/88

44.International Basic Safety Standards for Protection Against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources, IAEA / Vienna, 1997

45.Fanger H.-U., J. Kappenberg, M.Kolb, A. Krueger, R. Niedergesaess, K. Penndorf, A. Prange "Schwermetalle in der Elbe und ihre Bilanzierung" / Hamburg 1991, GKSS 91/E/73.

46.Fanger H.-U., Kolb M., Hydrographische Messtechnick zur Untersuchung von Transportvorgaengen in der Elbe / GKSS 92/E/108, Hamburg 1992.

47 .Kasuli V. TRIM / Hamburg, 1997

48.Klevanny K., Matveev G. Voltzinger N. CARDINAL - Coastal Area Dynamics Investigation Algoritm / S.Petersburg 1993

49.Linfeld C. Brown, Thomas O. Barnwell "The enhanced stream water quality models qual2e and qual2e-uncas: documentation and user manual" Environmental research laboratopry office of research and development u.s. environmental protection agency Athens / Georia, 1987

50.Michaelis W., H.-U. Fanger, A. Mueler "Die Bilanyierungsexperimente 1984 und 1985 (BILEX-84, BILEX-85 auf der oberen Tideelbe)" /Hamburg 1988, GKSS 88/E/22

51.Pleskatschewski A. Belastungen in der Newamuendung und im oestlihen Teil des Finnischen Meerbusens - Ergrbnisse des oekologischen Monitorings / Warnsignale aus der Ostsee, Berlin, 1997.

52.Pleskatchevski A. "Oekologisches Monitoring des Wassersystems "Der Fluss Newa -oestlicher Teil des Finnischen Meerbusens" / S.Petersburg 1994

53.Pleskatschewski A. Spreading of Technogenic Radionuclei in the Eastern Part of the Gulf of Finland/ Institut fuer Gewaesserphysik, Hamburg, 1997.

54.Richter K. "Daten von Institut fuer Schiffbau der Universitaet Hamburg" / Hamburg 1980.

55.Robert G. Dean, Robert A. Dalrymple "Water wave mechanics for engineers and scientists" / Hamburg 1990

56.Ross J. "Modellierung der Schwebstoffdynamik in einer Wattenmeerbucht (Koenigshaffen/Sylt)" / Hamburg 1995, GKSS 95/E/56

57.Schulze M., W.Puls,H Kuehl "Schwebstoff-Sinkgeschwindigkeitsmessungen in der Ems, Vergleich mit Messungen in der Elbe" / Hamburg, 1989, GKSS 98/E/60/

58.Schmode R., Optimierung und Einsatz massanalytischen Bestimmungsverfahren zur Untersuchung des anorganischen Kohlenstoffaushalts im Wasserlauf der Elbe / GKSS 96/E/20, Hamburg 1992.

59.Techniques and Decision Making in the Assessment of Off-Site Consequences of an Accident in a Nuclear Facility / IAEA, Vienna, 1987, Safety Series N 86

60. Winkel N. "Modellierung von Seegang in extremen Flachwasser" / Hamburgl994

61.Wendel K. "Handbuch der Werften" / Hamburg 1980.