Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Оценка надежности подземных источников водоснабжения при загрязнении поверхности земли продуктами ядерных взрывов

Из радиоактивных веществ, образующихся при прове­дении воздушных и наземных ядерных взрывов, наиболее: опасными для загрязнения подземных источников водо­снабжения являются: стронций-90, йод-131, рутений-106.. Первые два элемента почти не поглощаются горными по­родами, поэтому хорошо проникают с фильтрующимися водами. Стронций-90, являясь биологически очень опасным продуктом деления, характеризуется большим периодом полураспада и сравнительно повышенной миграционной способностью в подземных водах.

Для загрязнения радиоактивными продуктами ядерных взрывов более уязвимы подземные источники водоснабже­ния грунтового типа, особенно в тех участках, в которых возможно непосредственное подсасывание поверхностных вод подземными водозаборами. Когда грунтовые воды в указанных участках находятся в трещиноватых или закар - стованных скальных породах, то по уровню современных знаний нет возможности дать общую оценку надежности находящимся здесь подземным водозаборам. Надежность каждого такого водозабора должна рассматриваться инди­видуально на основании изучения местных гидрогеологи­ческих и санитарных условий. Но если водоносный гори­зонт приурочен к рыхлым осадочным породам (пескам, гра - вийно-галечниковым отложениям), то время дохождения воды от открытого водоема или загрязняющих ее радиоизо­топов до водозаборной скважины может быть ориентировоч­но определено по уравнениям, приведенным в разделе 4 гла­вы VI. Однако очень многие водозаборы грунтовых - вод расположены в условиях, в которых исключается непо­средственное подсасывание поверхностных, вод. В этих случаях защитой источников водоснабжения от проникно­вения в них продуктов воздушных и наземных ядерных взрывов являются породы, залегающие в. зоне аэрации.

Наибольшее загрязнение поверхности земли радио­активными продуктами ядерных взрывов происходит при выпадении местных осадков в первые часы после взрыва. Исходя из мощности дозы 3000 р/час на следе радиоактив­ного облака (по истечению 1 часа после взрыва) в бли­жайшем районе к эпицентру взрыва, содержание йода-131 на поверхности земли будет составлять 3-Ю-4 кюри/дм2, содержание рутения-106 — 3-Ю-6 кюри/дм[8] и содержание стронция-90 — 6,9-Ю-7 кюри/дм2 (М. П. Гречушкина, 1964; Р. В. Петров, В. Н. Правецкий, Ю. С. Степанов и др., 1963)

Если принять, что в Наиболее опасных местных осад­ках количество растворимых радиоизотопов, составляющих 5% (см. раздел 3 главы I), в течение 1 суток после взрыва попадает в водоносный горизонт мощностью 2 м, сложен­ный песками с общей пористостью р = 0,4, то среднее содер­жание этих радиоизотопов в грунтовой воде будет состав­лять:

А) йода-131

„ 3-10~~*-0,05 , п 1л-6 / С= — 20 0>4' - = 1.9-10 кюри/л;

Б) рутения-106

C=ll10~6-°'05.= 1,9.10-* кюРи/л;

20-0,4 у '

В) стронция-90

Г 6,9- Ю-7-0,05 ло. п-Э / = ~ 20 - 0,4 =4*3'10 кюри/л.

Предельно допустимая концентрация йода-131 в питье­вых водах в военное время принимается 2 • Ю-6 кюри/л (Р. В. Петров, В. Н. Правецкий, Ю. С. Степанов и др., 1963). Следовательно, полученное содержание этого изо­топа в грунтовых водах уже в первые сутки после взрыва находится на уровне указанной предельно допустимой кон­центрации, а через 100 суток снизится до предельно допу­стимого уровня в мирных условиях — 6-Ю-10 кюри/л.

Полученное расчетным путем содержание рутения-106 в грунтовых водах примерно в 6 раз больше допустимой концентрации его в питьевых водах для мирных условий — 3-Ю-9 кюри/л.

В приведенных ориентировочных расчетах взяты наибо­лее опасные условия, так как принят район, непосредствен­но примыкающий к месту взрыва, где по уровню внешнего гамма-излучения продолжительное время не могут нахо­диться люди. Таким образом, при отсутствии непосредст­венного подсасывания подземными водозаборами поверх­ностных вод йод-131, а также рутений-106 не могут пред­ставлять опасность для загрязнения грунтовых вод, зале­гающих даже неглубоко от поверхности земли, под толщей рыхлых осадочных пород мощностью всего 1—2 м. Зона аэрации, сложенная Зтими породами, мощностью 1—•2 м является достаточной преградой, препятствующей проник­новению твердых частиц местных радиоактивных осадков в грунтовые воды с загрязненной поверхности земли.

Предельно допустимая концентрация стронция-90 в питьевых водах в мирных условиях равна 1 • Ю-10 кюри/л. Следовательно, приняв сделанное допущение о мгновенном проникновении этого изотопа в водоносный горизонт песков мощностью 2 м, содержание его в грунтовых водах будет примерно в 40 раз превосходить указанную предельно до­пустимую концентрацию. Но, как известно, такое допуще­ние для этого изотопа является неоправданным, так как движение его через породы зоны аэрации задерживается процессами сорбции. Поэтому для оценки опасности про­никновения стронция-90 в грунтовые воды следует исполь­зовать расчеты, приведенные в предыдущем параграфе.

Результаты этих расчетов, указанные в табл. 34 и 36, показывают, что зона аэрации, сложенная рыхлыми поро­дами мощностью 1—2 м, также достаточно защищает грун­товые 'воды от проникновения в них заметного количества стронция-90 с загрязненной поверхности земли в течение 5 лет, а в большинстве случаев даже и 10 лет после про­ведения ядерного взрыва. Для более удаленных периодов с момента загрязнения поверхности земли радиоактивными веществами по тем же расчетам можно принять следующие ориентировочные значения мощности пород зоны аэрации, обеспечивающие полную защиту грунтовых вод от проник­новения в них стронция-90 с этой поверхности;

Глинистые породы (глины, суглин­ки, супеси) 2—5 м Пески мелкозернистые 5—8 » » среднезернистые 8—12 » » крупнозернистые 12—20 » Гравийно-галечниковые отложения 20—28 »

Указанные мощности пород зоны аэрации получены ис­ходя из данных расчета проникновения стронция-90 в те­чение 100 лет для территории с относительно равномерной по площади инфильтрацией атмосферных осадков. Кроме того, принято, что интенсивность загрязнения поверхности земли стронцием-90 является очень высокой.

Незащищенными от проникновения радиоактивных про­дуктов ядерных взрывов следует считать грунтовые воды, имеющие зону аэрации, сложенную скальными и полускаль­ными трещиноватыми или закарстованными породами, а также галечниковыми и валунными скоплениями, не покры­тыми глинистыми или песчаными породами или почвен­ным слоем. В этих случаях возможен замыв твердых радио­активных частиц через зону аэрации в грунтовые воды.

Определяя роль зоны аэрации в защите грунтовых вод от проникновения в них продуктов подземных и надземных ядерных взрывов, выше мы рассматривали природные усло­вия за пределами городов, крупных поселков, промышлен­ных предприятий и т. д. В указанных же пунктах естест­венные гидрогеологические условия обычно нарушены, име­ются строительные и горные выработки, а также подземные коммуникации, нарушающие изолирующую способность покровных пород, и ряд других факторов, увеличивающих инфильтрацию атмосферных осадков. В городах и крупных населенных и промышленных пунктах большей частью су­ществует сложившаяся система водоснабжения, в которой не исключается подсасывание подземными водозаборами поверхностных вод. Изложенное говорит о том, что оценка надежности подземных источников водоснабжения на тер­риториях этих пунктов должна быть основана на проведе­нии в каждом отдельном случае гидрогеологического, тех­нического и санитарного обследования территории и всей водопроводной системы рассматриваемого пункта.

Артезианские водоносные горизонты практически не уязвимы для 'попадания в них продуктов ядерных взрывов с загрязненной поверхности земли. Но при несоблюдении санитарно-технических требований при -выполнении кон­струкции и оборудования водозаборных скважин не исклю­чается проникновение поверхностных загрязнений через оголовки или межтрубные или затрубные пространства этих скважин. Кроме того, при установке в водозаборных 'сква­жинах воздушных водоподъемников (эрлифтов) может происходить подсос с атмосферным воздухом радиоактивных аэрозолей. Надежными водоподъемниками в отношении устранения возможности радиоактивного загрязнения воды в водозаборных скважинах являются погружные центро­бежные насосы.

При получении грунтовых вод шахтными колодцами чи­стота воды в них также зависит от их оборудования. Шахт­ные колодцы следует устраивать закрытыми и водоподъем из них осуществлять насосами даже простейшего типа. Применение заборных ведер не исключает занесение в ко­лодцы радиоактивных загрязнений.

Из приведенного материала видно, что при соблюдении общих санитарных требований к сооружению и эксплуа­тации подземных водозаборов артезианские горизонты яв­ляются абсолютно надежными источниками водоснабжения в условиях загрязнения поверхности земли, продуктами ядерных взрывов. Попадание радиоактивных продуктов воздушных и наземных взрывов в грунтовые воды в преоб­ладающем большинстве случаев тоже не может привести к ограничению использования этих вод для водоснабжения. Но в более редких случаях при отсутствии в зоне аэрации рыхлых осадочных образований и при небольшой ее мощ­ности или тогда, когда происходит подсасывание загряз­ненных поверхностных 'ВОД, нельзя исключить возможность заметного повышения содержания радиоактивных веществ в воде подземных водозаборов. Однако <в любых условиях радиоактивного загрязнения поверхности земли подземные воды, в том числе и грунтовые, являются более надежными источниками водоснабжения, чем воды открытых водоемов.

Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Распространение радиоактивных веществ, поступающих через одиночную совершенную поглощающую скважину

Наиболее простой схемой движения грунтовых вод от поглощающей совершенной скважины является та, у ко­торой ненарушенный уровень этих вод (при отсутствии работы поглощающей скважины) образует горизонтальную поверхность. Схема движения воды от …

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Образование радиоактивных отходов и радиоактивных продуктов ядерных взрывов является отрицательной сторо­ной развития атомной энергетики и работ, связанных с ис­пользованием радиоактивных веществ в различных отраслях народного хозяйства, в научных и лечебных …

ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД НА ДВИЖЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

В настоящее время методы учета неоднородности свойств пород в гидрогеологии разработаны весьма слабо. Обычно используют средние характеристики отдельных петрогра­фических (литологических) разностей пород, полученные по данным полевых и лабораторных исследований. По …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.