Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Источники радиоактивного загрязнения и пути возможного поступления радиоактивных веществ в подземные воды

Загрязнение подземных вод радиоактивными вещества­ми может быть обусловлено различными причинами: выпа­дением радиоактивных осадков, образующихся в результа­те проведения ядерных взрывов; возникновением продуктов распада и наведенной активности в участках подземных ядерных взрывов; случайными разливами радиоактивных растворов; фильтрацией поверхностных вод из открытых естественных водоемов или из искусственных бассейнов, за­грязненных радиоактивными осадками или радиоактивны­ми стоками; утечками растворов или сточных вод из под­земных коммуникаций учреждений, использующих радио­активные вещества; могильниками твердых или жидких радиоактивных отходов и спуском радиоактивных стоков в поглощающие колодцы, траншеи, скважины или другие горные выработки.

В результате ядерных взрывов образуется большое ко­личество радиоактивных изотопов, состав которых меняет­ся в зависимости от способа осуществления ядерной реак­ции и возраста радиоактивных осадков.

При воздушных и наземных взрывах в радиоактивное облако поступает с поверхности земли значительное коли­чество твердых частиц почвы и горных пород, которые сор­бируют радиоактивные вещества. Как указывается Р. В. Пет­ровым, В. Н. Правецким, Ю. С. Степановым и др. (1963), большая часть радиоактивных веществ, до 80% продуктов деления, образующихся при ядерном взрыве, выпадает на поверхность земли в течение 10—20 часов после взрыва с местными осадками, которые представляют собой твердые оплавленные частицы диаметром более 5 мк. Затем в тече­ние 2—3 недель выпадают полуглобальные осадки в виде радиоактивных частиц диаметром от 1 до 5 мк. Радиоак­тивные частицы диаметром меньше 1 мк составляют гло­бальные осадки, они уносятся в стратосферу и попадают на поверхность земли за период от полугода до 5—7 лет с момента взрыва.

Обычно в местных выпадениях растворимая часть радиоизотопов составляет небольшую величину, всего несколько процентов (в среднем 5%); в глобальных же выпадениях растворимая часть может достигать 50% и более.

На основании исследований, произведенных в участках проведения подземных ядерных взрывов в штате Невада в США (Johnson, Higgens and Violet, 1962), от 60 до 80% всех радиоактивных продуктов ядерного распада сосредо­точены в остекленной, весьма плохо растворимой массе, образовавшейся после остывания расплавленных пород в центре взрыва. Остальная часть радиоизотопов поступает в зоны обрушения и раздробления пород, находящихся выше гипоцентра взрыва. Б большинстве продукты, попав­шие в зону раздробления, имеют небольшие периоды полу­распада, но в результате ряда превращений из них образу­ется ряд долгоживущих изотопов; например, из крипто - ка-90 -*■ стронций 90, из йода-137 цезий-137 и др. Вслед­ствие высоких температур в полости летучими становятся и некоторые другие продукты распада, проникающие из остекленной массы в зону раздробления.

Более подробные сведения о распределении радиоактив­ных загрязнений на участках проведения подземных ядер­ных взрывов в США освещены в работе Б. И. Нифонтова и др. (1965), составленной на основании опубликованных данных американских исследователей.

Радиохимический состав жидких отходов учреждений, использующих радиоактивные вещества, зависит от радио­активных изотопов, применяемых ими. Уровень радиоак­тивности этих отходов колеблется в больших пределах, но редко превышает уровень среднеактивных стоков (табл. 2). По химическому составу указанные отходы могут быть близки к природным пресным водам или содержать значи­тельное количество неорганических и органических соеди­нений.

Таблица 2

Твердые радиоактивные отходы в большинстве случаев представляют собой загрязненное оборудование, инстру­менты, отработанные материалы, трупы эксперименталь­ных животных, грязную спецодежду, строительный мусор и т. д. Степень фиксации радиоактивных веществ на твер­дых отходах неодинаковая, но большей частью значитель­ная, так как эти отходы во многом составляют все то, что нельзя или очень трудно дезактивировать.

Радиоактивные загрязнения могут попадать в подзем­ные воды следующими путями.

1. С ненарушенной загрязненной поверхности земли с инфильтрирующимися атмосферными осадками. Этот про­цесс в преобладающем большинстве случаев является периодическим и наблюдается во время дождей и таяния снега.

2. Проникновением в водоносные горизонты загрязнен­ных вод из открытых водоемов. Здесь может наблюдаться несколько случаев:

А) в районах развития закарстованных пород часто отмечается непосредственное поглощение речных вод в пус­тоты и трещины указанных пород;

Б) загрязненные речные воды могут проникать в водо­носные горизонты во время паводков; когда берега реки крутые, то эти воды обычно недалеко проникают в глубь берега, но в случае наличия низких затопляемых террас они могут загрязнять подземные воды на больших террито­риях. В этом отношении наиболее уязвимыми являются воды аллювиальных отложений пойменных террас;

В) при организованном хранении радиоактивных рас­творов в искусственных или естественных бассейнах может происходить загрязнение подземных вод вследствие фильт­рации этих растворов.

3. Непосредственное введение в водоносные горизонты радиоактивных растворов через поглощающие скважины или другие поглощающие горные выработки, а также при захоронении твердых радиоактивных отходов ниже уровня этих вод и при проведении подземных ядерных взрывов.