28 Фев

МОНИТОРИНГ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Ранее было установлено, что под воздействием микроорганизмов, попадающих в технологическое оборудование атомных электростанций (АЭС) с природной водой   возникает биологическая коррозия конструкционных материалов [4]. Показано наличие тионовых, сульфатредуцирующих, денитрифицирующих и гетеротрофных бактерий в речной воде, поступающей на  АЭС. Коррозионно-активная микрофлора попадает в теплоноситель второго контура через ионообменные установки химводоочистки (ХВО), смолы которых не обладают бактерицидными свойствами, а являются питательным субстратом для  микроорганизмов [5].

Одной из мер борьбы с этой проблемой является  разработка практических мероприятий профилактического действия, основанных на точном знании и количественных оценках прогностического характера, позволяющих предупреждать явления биокоррозии [1, 6]. Необходимо создание системы,  блокирующей биоповреждающие ситуации на ранних стадиях очистки воды на АЭС. Такая система позволит предотвращать биокоррозию не только при использовании биоцидных соединений, но и за счет данных о сроках разрушения конструкционных материалов в условиях  микробиологического мониторинга. Уровень полученных сведений о загрязнении ионообменных фильтров  систем водоочистки АЭС и биокоррозии металлов трубопроводов при стояночных и переходных режимах, вызываемых коррозионно-опасными группами микроорганизмов, свидетельствует, что наиболее надежным критерием оценки бактерио- и грибоустойчивости является системный подход [2].

Целью микробиологического мониторинга на АЭС является оценка характера и возможных путей сокращения воздействия коррозионно-опасной группы микроорганизмов на работоспособность фильтрующих материалов и трубопроводы АЭС. Она может быть путем выполнения следующих задач:

–получения информации, связанной с микробиологическим загрязнением технологических сред АЭС;

–представлением информации для принятия решений;

–принятием мер, направленных на ингибирование бактериального распространения в системах водоподготовки АЭС.

В соответствии с возложенными на систему функциями микробиологический мониторинг  должен включать следующие основные направления  (рис.1):

–наблюдения за факторами воздействия (микробиологического загрязнения) природной и технологической среды на конструкционные материалы АЭС;

–оценку фактического состояния природной воды, поступающей на АЭС, и фильтрующих установок с использованием микробиологических методов;

–прогноз состояния ионообменных фильтров АЭС и окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния;

–регулирование качества технологических сред при использовании биоцидов микробиологического загрязнения в ионообменных фильтрах при регенерации, позволяющего исключить биокоррозионные процессы в контурах АЭС при охлаждении системы теплоносителя.

Последовательность событий при микробиологическом загрязнении систем водоочистки – химводоочистки (ХВО) и спецводоочистки (СВО) АЭС представлена на рис. 2. При попадании бактериальной флоры в ионообменные фильтры (ИОФ) водоочистки ухудшается качество обессоленной воды, уменьшается рабочий период фильтрующих материалов, используемых в ионообменных фильтрах, увеличивается объем промывочных вод ионообменных смол после регенерации и количество жидких отходов. В исходной экосистеме водоподготовки необходимо применять биоцидные добавки, которые обеспечивают стабильную работу системы, увеличивая качество очищенной воды, при этом исключается попадание микрофлоры в трубопроводы теплоносителя.

Этапы выполнения микробиологического мониторинга:

–выбрать количество точек пробоотбора для микробиологических посевов в системах ХВО и СВО АЭС;

–выбрать время и частоту измерений;

–используя средства технического и методического обеспечения провести микробиологические измерения;

–при выявлении коррозионных групп микроорганизмов в ионообменные фильтры провести регенерацию с использованием ингибитора;

–произвести документирование и математическую обработку результатов исследования.

Система микробиологического мониторинга технологической среды АЭС включает взаимодействующие и взаимосвязанные между собой элементы – объекты микробиологического мониторинга:  природную воду с обитающими в ней микроорганизмами; ионообменные фильтры и обессоленную воду химводоочистки и микроорганизмы, размножающиеся на фильтрующих материалах; водную среду, проходящую спецводоочистку I и II контуров АЭС с совокупностью микроорганизмов; трубопроводы  I и II  контура при охлаждении системы с коррозионно-опасными группами микроорганизмов;  систему охлаждения с микроорганизмами, вызывающими биокоррозию трубопроводов; биоиндикаторов природной воды, реагирующих на загрязнения станционных стоков.

При проведении микробиологических наблюдений необходимо выбрать точки отбора проб: из природного водозабора, после осветлителя ХВО,  после механического фильтра  ХВО, после цепочки катионитовых и анионитовых фильтров  ХВО,   пробоотбора в СВО, в ковше водоподготовки, в градирнях и в местах станционных стоков АЭС. Данные исследования необходимо проводить один раз в месяц в зимний период и два раза в месяц в летнее время года.

В систему микробиологического мониторинга также  входят методы контроля объектов мониторинга. Это методики микробиологического контроля ионообменных фильтров и технологической среды на наличие коррозионно-опасных групп бактерий (тионовых, денитрифицирующих, сульфатредуцирующих бактерий) и грибных ассоциаций  [3]; методики определения электрохимических характеристик конструкционных материалов трубопроводов АЭС, подверженных биокоррозии, (в том числе определение  скорости коррозии металла) и методики определения спектрофотометрических характеристик клеток зеленых бактерий при изменении параметров природной водной среды вокруг АЭС.

Технические средства, используемые при контроле микробиологического мониторинга: пробоотборники, рН-метр, иономер, потенциостат, спектрофотометр, кондуктомер, газовый хроматограф.  При математическом обеспечении микробиологического мониторинга применяют математическую модель изменения рабочего периода ионообменных смол от роста микроорганизмов и математические методы обработки результатов.

При принятии решений о периодичности микробиологического мониторинга необходимо учитывать количество коррозионно-опасных групп бактерий, размножающихся в ионообменных  фильтрах. При низкой численности или отсутствии указанных выше видов бактерий  мониторинг проводится путем взятия проб на микробиологический анализ 1 раз в месяц. Если численность коррозионных бактерий выше 102 кл/мл, то принимается решение об очистке ионообменных смол биоцидом и повторных микробиологических анализах один раз в неделю. Разработанная концепция построения системы экологического мониторинга, а также предлагаемые технические и системные решения, позволяют значительно снизить влияние негативных микробиологических факторов. На рис.3 показан алгоритм принятия решений в системе мониторинга водных сред АЭС.

Рисунок 3. Алгоритм принятия решений в системе микробиологического мониторинга водных сред на АЭС.

Все контролируемые параметры вводятся в компьютерную базу данных, что в целом, существенно повышает надежность системы и снижает эксплуатационные расходы. Такой подход дает возможность учитывать как специфику источников микробиологического воздействия природных факторов, определяющих состав объектов окружающей среды, так и потребности лиц, принимающих решения.

Таким образом, приведена структурная организация системы микробиологического мониторинга, направленная на оценку характера и возможные пути сокращения возникновения биологической коррозии технологического оборудования  атомных электростанций.  Определение коррозионного состояния систем водоподготовки и оборудования АЭС должны включать в себя оценку показателей биокоррозии по локальным биоиндикаторам, какими являются коррозионно-опасные группы бактерий.

 

Список литературы:

  1. Андреюк Е.И.,  Козлова И.А.  Микробиологические  аспекты  коррозии  металлов.  М.:  Микробиологический  журнал,  1981.  № 2. –  С. 139-145.
  1. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А., Меньшиков В.В. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. — М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. — 337 с.
  2. Гончарук В.В., Страхов Э.Б., Волошинов А.М. Водно-химическая технология ядерных энергетических установок и экология. Справочник. Киев: Наукова думка, 1993. — 447 с.
  3. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Биологическая коррозия конструкционных материалов предприятий атомной энергетики // Коррозия: материалы, защита. 2009, №3. — С. 36-40.
  4. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Количественная характеристика коррозионно-активной микрофлоры водных технологических сред АЭС // Коррозия: материалы, защита. 2010, № 11. — С. 38-41.
  5. Сердюк А.М. О создании системы информационного автоматизированного мониторинга и анализа  //  Environment and health. 1997, № 2. — С. 3-5.

    МОНИТОРИНГ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
    Written by: Жданова Галина Владимировна, Ковальчук Юлия Лукинична, Ткаченко Элла Владимировна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 05/05/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.02.2015_02(11)
    Available in: Ebook