Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Вопросы охраны подземных вод при удалении жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты

Вследствие недостаточной разработанности методов очи­стки промышленных сточных вод и высокой стоимости их осуществления большое количество неочищенных сточных вод различных отраслей промышленности непосредственно сбрасывается в открытые водоемы. С целью некоторого оздо­ровления открытых водоемов в последнее десятилетие широ­ко обсуждаются и частично проводятся работы по удалению промышленных стоков в недра земли. Главными условиями возможности проведения этого мероприятия является нали­чие гидрогеологической структуры, имеющей достаточную водопоглотительную способность, и уверенность в том, что захоронение стоков не нанесет ущерба интересам использо­вания недр и другим отраслям народного хозяйства, вклю­чая интересы получения подземных вод для водоснаб­жения.

Некоторые соображения по оценке пригодности тех или иных гидрогеологических структур для захоронения про­мышленных стоков освещаются в ряде статей отечественных гидрогеологов (В. П. Новик-Кочан, 1965; Н. И. Плотников, 1963; П. М. Фролов, 1962). Интересные данные по оценке условий подземного удаления жидких радиоактивных отхо­дов приведены в материалах совещания экспертов МАГАТЭ (Захоронение радиоактивных отходов в землю. Вена, 1966). Однако с общих принципиальных гигиенических и гидрогео­логических позиций подземное удаление промышленных сто­ков следует рассматривать только как частное и во многих случаях вынужденное решение. Оно не снимает необходимо­сти дальнейшей разработки и внедрения эффективных мето­дов очистки промышленных сточных вод от вредных ве­ществ, позволяющих безопасно сбрасывать эти очищенные воды в водоемы.

Среди веществ, загрязняющих подземные воды, встре­чаются устойчивые и неустойчивые. Скорость распростране­ния в водоносных горизонтах устойчивых соединений (хло­риды, сульфаты, нитраты, уранил-ион, некоторые органиче­ские соединения и др.) практически равна скорости движе­ния загрязненных подземных вод.

Типичными неустойчивыми загрязнениями являются бак­териальные, а также радиоактивные продукты деления. Спо­собность к естественному распаду ограничивает распростра­нение продуктов деления в загрязненных подземных потоках. Это, а также большая сложность очистки и отверждения жидких радиоактивных отходов делают весьма актуальным решение вопросов, связанных с удалением указанных отхо­дов в недра земли.

Одним из примеров подземного удаления радиоактивных стоков является Хенфордский атомный завод в США, где указанные стоки направляются в водоносный горизонт через поглощающие траншеи и колодцы (Burns, Stedwell, 1957; Brown, Parker и Smith, 1958; Amphlett, 1958; Brown, Pear - ce и др., 1959; Honstead, Foster и Bierchenk, 1960; Pearce, Linderoth, Nelson и Amess, 1960, и др.). Следует отметить, что для захоронения указанных отходов в землю в районе этого завода имеются благоприятные гидрогеологические условия.

Территория Хенфордского завода, расположенная в из­лучине р. Колумбии, представляет собой платообразную местность, значительно приподнятую над уровнем этой реки. В основании изученного геологического разреза залегает мощная толща слабоводопроницаемых базальтов мощно­стью более 2000 м (рис. 41). На участках удаления радиоак­тивных отходов кровля этой толщи залегает на глубине 200—270 м. На базальтах лежит осадочная формация плей­стоцена «Рингольд» мощностью 100—200 м, согласно смятая в складки с базальтами. Указанная формация состоит из гравия, песков и глин. Последние содержат монтморилло­нит. Породы этой формации характеризуются средней водо­проницаемостью, величины коэффициентов фильтрации гра­вия и песков колеблются в пределах от 4 до 24 м/сутки.

Породы формации «Рингольд» покрыты флювиогляци- альными и аллювиальными отложениями, мощность которых в участках удаления радиоактивных отходов составляет 70— 120 м. Указанные отложения представлены галькой, грави­ем, песком и илом. Коэффициенты фильтрации водопрони­цаемых пород этой толщи составляют сотни метров в сутки.

Уровень грунтовых йод залегает на глубине 70—100 м от поверхности земли. Грунтовые воды а основном движутся в породах формации «Рингольд», но в местах погружения кровли пород этой формации они отмечаются и в флювио - гляциальных и аллювиальных отложениях.

Согласно данным Honstead, Foster и Bierschenk (I960), Pearce, Linderoth, Nelson и Amess (1960), с 1944 по I960 г. в Хенфорде было удалено в землю более 1,4' 108 м3 жид­ких радиоактивных отходов. Жидкие отходы с удельной

Вопросы охраны подземных вод при удалении жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты

Рис. 41. Геологический разрез района Хенфордского завода в США.

1 — серия базальтов р. Колумбии; 2 — формация «Рингольд»; 3 — уровень грунтовых вод в №44 г.; 4— уровень грунтовых вод в 196ft г.; $ ~ болотные отложения; б — адлювиальные отложения.

Бета-активностью меньше 5 • 10-8 кюри/л, составляющие большую часть всех радиоактивных отходов завода, уда­ляются в фильтрующие болота и пруды.

Жидкие отходы, содержащие большое количество солей и большое количество радиоактивных продуктов деления (до 6 ■ 10~3 кюри/л), сбрасываются в землю через поглощающие траншеи и поглощающие колодцы (крибы). Поглощающие колодцы имеют небольшое поперечное сечение и глубину 3—6 м. Они открыты или облицованы деревянным срубом с открытым дном.

Большая водопроницаемость пород обусловливает хоро­шее поглощение растворов. При вертикальной фильтрации растворов в сухих породах до уровня грунтовых вод проис­ходит значительное очищение стоков от радиоактивных ве­ществ вследствие их сорбции породами. Как показывают лабораторные и полевые исследования и опыт эксплуатации поглощающих устройств, толща сухих пород мощностью 70—100 м имеет большую поглотительную емкость, позво­ляющую сбросить в один колодец или траншею большое ко­личество растворов, не допуская существенного проникнове­ния радиоактивных веществ в грунтовые воды выше приня­тых в США предельно допустимых концентраций.

После того как количество жидких отходов достигает расчетного, удаление их в данный колодец или траншею

W-гг-і щщ^г^ " Т 1 крив (поглощающий)

Вопросы охраны подземных вод при удалении жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты

Рис. 42. Распространение продуктов деления в по­родах, залегающих на учаетке расположения крнба (поглощающего колодца) в Хенфорде (по данным Реагсе и др., 1960).

Прекращается. Новые колодцы или траншеи располагаются на расстоянии 30—50 м от отработанных поглощающих уст­ройств.

За распространением радиоактивных загрязнений в по­родах и подземных водах на территории Хенфордского заво­да ведутся постоянные наблюдения, состоящие из бурения наблюдательных скважин и производства химических, ра­диометрических и радиохимических анализов проб пород и грунтовых вод, взятых из этих скважин. Анализами проб пород, взятых из наблюдательных скважин, было установле­но, что поглощенные растворы движутся не только верти­кально от дна колодца, но растекаются в стороны (рис. 42). Согласно данным Реагсе, Linderoth, Nelson и Amess (1960) и материалам совещания экспертов МАГАТЭ (Захоронение радиоактивных отходов в землю. Вена, 1966) радиоактивные вещества с грунтовыми водами движутся в юго-восточном направлении от мест удаления жидких радиоактивных отходов (рис. 43). Наиболее интенсивное движение этих веществ приурочено к древним долинам р. Колумбии, заполненным крупнообломочными аллюви­альными отложениями. На большие расстояния до 13 км

Вопросы охраны подземных вод при удалении жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты

Рис. 43. Схема движения трития в грунтовых водах в районе Хенфорда (из материалов совещания экспертов МАГАТЭ — Захоронение радиоактив - • ных отходов в землю, 1966).

/ — залегание базальтов выше уровня грунтовых вод; 2 — распространение трития в грунтовых водах на уровне 8-10™^ кюри/л; 3 —• гндроизогипсы; 4 — районы уда­ления жидких радиоактивных отходов.

Продвигается только тритий, содержание которого в грун­товой воде на этом расстоянии равно всего 8- 1СН1 кюри/л, т. е. примерно в 1000 раз меньше предельно допустимой концентрации его в воде открытых водоемов, принятой в СССР (см. табл. 1).

Общая бета-активность грунтовых вод в непосредствен­ной близости к точкам расположения колодцев составляет от 1 * Ю~7 до б • 10~5 кюри/л, а в несколько удаленных местах— 1,5* 10~ш кюри/л. Бета-активность грунтовых вод преимущественно составляет рутений-106, но иногда на рас­стоянии до 350 м от, колодцев отмечаются небольшие коли­
чества кобальта-60, стронция-90 и цезия-137 —на уровне 10"9 кюри/л.

Грунтовые воды района расположения Хенфордского за­вода дренируются р. Колумбией, протекающей в 14—16 км от участков удаления жидких радиоактивных отходов.

Вторым примером подземного удаления радиоактивных стоков является Окриджская национальная лаборатория в США, где для этого сооружаются искусственные открытые бассейны. В геологическом строении территории Окриджекой лаборатории принимают участие четыре формации, смятые в складки, усложненные тектоническими разрывами (рис. 44). Доломиты формации «Кнох» и известняки фор-

Вопросы охраны подземных вод при удалении жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты

Йоломиты нзВестняни

_«__ "х^Яикаыа у2а

1500

'песчаники Роме L Р

Глинистые слан - лоломиты

Цы нонсагуа

Ннох мелтон хилл

Километры

Рис. 44. Геологический разрез района Окридж в США. главная лаборатория; Р — резервуар в земле; W— р. Уайт Оан Крик.

Нт,

Мации «Чикамагуа» сильно трещиноватые и имеют большую водопроницаемость. Наоборот, песчаники формации «Роме» и глинистые сланцы формации «Консагуа» характеризуются незначительной водопроницаемостью и небольшой активной пористостью. Для устройства бассейнов наиболее благо­приятными признаны участки, сложенные глинистыми слан­цами «Консагуа». Но эти сланцы по составу неоднородны, в них встречаются прослои известняков. Кроме того, с по­верхности они частично разрушены.

В 1951—1954 гг. в Окридже было сооружено три бассей­на, в которые сбрасывались азотнокислые растворы с удель­ной бета-активностью от 7 • 10~4 до 4 • 10~2 кюри/л. До 31 мая 1956 г. общее количество сброшенных растворов составило 15 330 м3. Эти растворы содержали 57 000 кюри продуктов деления. Радиохимический состав растворов изменялся, но в основном присутствовали церий-137, рутений-106 и строн­ций-90 в среднем соотношении 7:1:1 (Straub, 1966).

Согласно данным Struxness, Marton и Straub (1958), че­рез 6 недель после начала удаления отходов в грунтовой во-
де вскрытой скважиной, находящейся в 26 м от борта одного бассейна, были обнаружены нитраты и рутений-106, а через 2 года после начала эксплуатации бассейнов нитраты и ру- тений-106 отмечались в грунтовых водах на расстоянии 144 м от них. Наличие других радиоактивных элементов в грунтовых водах в окружении бассейнов не установлено.

Открытые фильтрующие бассейны для удаления жидких радиоактивных отходов используются также в США на атомном предприятии Савана-Ривер, расположенном в при­брежной равнине Атлантического океана. Район расположе­ния предприятия сложен песками с прослоями каолиновых глин, имеющих сравнительно низкую сорбционную способ­ность. Уровень основного водоносного горизонта грунтовых вод находится на различной глубине, от 8 до 20 м. Однако выше его в некоторых местах на прослоях глин отмечаются локальные водонасыщенные породы, залегающие на глуби­не 1,5—8 м (верховодка). Грунтовые воды дренируются про­токами, находящимися на расстоянии 570 м от бассейнов завода F и 140 м от бассейнов завода Н (Brown, Реагсе и др., 1959).

В сооруженные открытые фильтрующие бассейны удаля­ются жидкие отходы с низким содержанием радиоактивных веществ, получаемые от работы 5 реакторов, двух химиче­ских заводов и установки тяжелой воды.

Согласно исследованиям, проведенным в 1961 г. в верх­нем водоносном слое (верховодке), распространяющемся в радиусе 30 м от бассейнов, были установлены все радио - изопоты, удаляемые в бассейны, за исключением плуто - ния-239. Последний полностью сорбируется в придонном слое этих бассейнов. В основном водоносном горизонте бета - активность грунтовых вод не превышала 5* 10~10 кюри/л. Дальше всех в этих водах распространяется тритий. Другие радиоизотопы отмечаются на более ограниченной площади. Так, по данным на январь 1962 г., стронций-90 устанавли­вался на расстоянии не более 250 м от границ бассейнов (Reiehert, 1962; Straub, 1966).

В Канаде жидкие радиоактивные отходы удаляются в грунтовые воды на атомном предприятии Чок-Ривер. Здесь залегают пески небольшой мощности. Уровень грунтовых вод находится неглубоко от поверхности земли. Эти воды дренируются непересыхающими болотами и небольшими прудами. С 1955 г. удаление жидких радиоактивных отходов производится в участке, находящемся между болотом и ре­кой. Пробы грунтовых вод, взятых из неглубоких скважин, показывают, что радиоактивные продукты распространяют­ся сравнительно недалеко от поглощающих устройств, на. расстояние до 60 м (Mauson, 1958).

Из приведенного описания видно, что природная и са­нитарная обстановка, а также условия удаления радиоак­тивных отходов на каждом предприятии являются специ­фичными, поэтому характер и степень загрязнения подзем­ных вод на разных предприятиях имеют свои особенности.

Как было указано ранее, возможность удаления жидких радиоактивных отходов в поглощающие горизонты опреде­ляется наличием благоприятной для этого гидрогеологиче­ской структуры, понимая под последней комплекс водонос­ных пород, залегающий в данном районе и характеризую­щийся свойственными ему условиями, определяющими водоприемную способность водоносных горизонтов, водные и сорбционные свойства пород, характер питания, движе­ния и дренирования подземных вод и их химический состав, взаимосвязь вод между отдельными горизонтами и с по­верхностными водами и т. д.

Гидрогеологические структуры и поглощающие горизон­ты с большой водоприемной способностью и со значитель­ной изоляцией от поверхности земли, открытых водоемов и других водоносных горизонтов встречаются сравнительно редко, так как эти два условия зависят от факторов, кото­рые в природной обстановке обычно исключают друг дру­га. Как правило, горизонт, обладающий большой водопри­емной способностью, находится в зоне усиленного водооб­мена, имеет облегченные условия питания и дренирования и поэтому относительно хорошо связан с поверхностными и грунтовыми водами. Чем глубже залегает горизонт, тем он имеет более затрудненную связь с поверхностными и грун­товыми водами, но при прочих равных условиях обладает меньшей водоприемной способностью по сравнению с гори­зонтами, залегающими ближе к поверхности земли. Однако, чтобы поглощающий горизонт был достаточно изолирован, необязательно он должен залегать глубоко от поверхности земли, на глубине сотен и тысяч метров, под мощными тол­щами водонепроницаемых пород. Можно считать, что изоля­ция поглощающего горизонта является достаточной, если в местах естественного и искусственного его дренирования, а также в участках пород, имеющих хозяйственное значение (участки расположения месторождения полезных ископае­мых)., вода, поступающая от поглощающих устройств, прак­тически не будет содержать радиоактивных веществ. Очист­ка воды от радиоактивных веществ зависит от времени ее движения, а также от сорбдионной способности водовме- щающих пород, находящихся на пути движения этих вод.

Таким образом, изолированность поглощающего гори­зонта при удалении в него жидких радиоактивных отходов следует рассматривать не только с позиции геологических понятий (глубина его залегания, перекрытие толщами глин), но исходя и из гидродинамических условий этого горизонта и включающей его гидрогеологической^ структуры (харак­тер и степень водообмена), а также в зависимости от соста­ва горизонта, определяющего сорбционную способность во­доносных пород и однородность движения в них подземных вод. Однако удаляемые жидкие радиоактивные отходы мо­гут содержать и повышенное количество стабильных хими­ческих соединений, многие из которых имеют большую миг­рационную способность в подземных водах, как, например, сульфаты, хлориды, нитраты, некоторые органические ве­щества (фенолы) и др.

Указанные химические соединения практически не погло­щаются горными породами, и уменьшение содержания их в загрязненных подземных водах происходит только при раз­бавлении последних водами естественных подземных пото­ков. Следовательно, когда удаляемые радиоактивные рас­творы содержат повышенное количество стабильных химиче­ских компонентов, условия питания, движения и дренирова­ния поглощающего горизонта должны также обеспечить и устранение возможности загрязнения указанными стабиль­ными веществами подземных и поверхностных вод, имеющих практическое значение.

При оценке гидродинамической изолированности того или иного поглощающего горизонта необходимо еще учиты­вать количество жидких отходов, которые намечено удалять в него, а также продолжительность работы поглощающих устройств. При удалении растворов в поглощающем гори­зонте и включающей его гидрогеологической структуре нарушается естественный режим подземных вод, причем ин­тенсивность этого нарушения возрастает с увеличением ко­личества закачиваемых растворов. Поэтому один и тот же поглощающий горизонт может быть достаточно изолирован при удалении в него небольших объемов растворов, а при закачке больших количеств будет оказываться уже ненадеж­ным в санитарном отношении.

Таким образом, исходя из сказанного, следует, что для удаления жидких радиоактивных отходов могут быть ис­пользованы различные горизонты горных пород, как зале­гающие неглубоко от поверхности земли, так и горизонты, находящиеся на большой глубине, если они удовлетворяют указанным выше основным санитарно-гидрогеологическим условиям. Далее рассматриваются достоинства и недостат­ки различных типов водоносных горизонтов при удалении в них указанных отходов.

Некоторыми преимуществами использования водоносных горизонтов грунтовых вод, приуроченных к мелкозернистым и среднезернистым песчаным породам, по сравнению с по­глощающими горизонтами других типов являются следую­щие.

А) Значительная водоприемная способность этих горизон­тов.

Б) При движении загрязненные грунтовые воды разбав­ляются инфильтрирующимися атмосферными осадками, что является существенным дополнительным фактом уменьше­ния содержания радиоактивных и обычных химических ве­ществ в этих водах.

В) Сравнительно небольшая стоимость и простота изы­сканий, сооружения поглощающих устройств и наблюдатель­ных скважин, а также проведения наблюдений и контроля за движением радиоактивных веществ в грунтовых водах.

К недостаткам использования для удаления жидких ра­диоактивных отходов водоносных горизонтов грунтовых вод относятся следующие.

А) Загрязнение радиоактивными веществами, а в некото­рых случаях и стабильными химическими соединениями пресных грунтовых вод, которые обычно имеют большое на­роднохозяйственное значение для использования их в каче­стве источников водоснабжения.

Б) Интенсивный водообмен грунтовых вод и облегченная связь их с поверхностными водами и поверхностью земли вызывают необходимость отвода больших территорий для организации санитарно-защитных зон.

В) Возможность заболачивания и загрязнения больших территорий поверхности земли радиоактивными или химиче­скими веществами вследствие подъема уровня грунтовых вод под влиянием удаления в них радиоактивных раство­ров.

Таким образом, водоносные горизонты грунтовых вод практически можно использовать только для удаления ра­диоактивных стоков, имеющих небольшую минерализацию и содержащих короткоживущие изотопы, при уверенности в том, что полностью устраняется возможность возникнове­ния указанных выше нежелательных последствий.

Совершенно недопустимо для удаления жидких радио­активных отходов использование водоносных горизонтов грунтовых вод, приуроченных к крупнообломочным и скаль­ным трещиноватым породам, залегающих неглубоко от по­верхности земли в зоне интенсивного водообмена, даже в случае выбора поглощающего участка в большом удалении от мест дренирования подземных вод.

Крупнозернистые пески, гравийно-галечниковые отложе­ния и скальные трещиноватые породы характеризуются не­большой сорбционной способностью, и воды в них в зоне интенсивного водообмена движутся с большими скоро­стями.

Необходимо еще отметить, что при изучении возможных путей движения загрязненных подземных вод в массивных трещиноватых скальных породах не всегда можно быть уве­ренным в том, что данные предварительных изысканий до­статочно точно подтвердятся в дальнейшем в эксплуатаци­онных условиях.

Гидрогеологические структуры, имеющие в своем составе артезианские горизонты, содержащие пресные или слабо­минерализованные воды, часто способны принимать боль­шие количества жидких отходов. По составу пород эти структуры могут быть весьма разнообразны. Однако в пре­обладающем большинстве случаев они представлены по­родами осадочного происхождения.

Поглощающие артезианские горизонты, приуроченные к осадочным образованиям, могут состоять из трещиноватых пород (известняки, доломиты и др.) или из рыхлых пород (пески и гравийно-галечниковые отложения), или из пород, в которых наряду с наличием сравнительно равномерно рас­пределенных пор имеются открытые трещины (опоки, пес­чаники и др.).

Артезианские горизонты трещиноватых осадочных пород часто имеют очень большую водопоглотительную способ­ность. Однако, учитывая неравномерное движение вод в тре­щиноватых породах и небольшую их активную пористость, а также низкие сорбционные свойства, использование по­глощающих горизонтов этих пород для удаления жидких радиоактивных отходов должно быть ограничено следующи­ми условиями.

А) Залегание кровли поглощающего горизонта должно быть ниже региональных базисов дренирования И глубоких врезов древних погребенных долин, т. е. горизонт должен находиться в зоне относительно замедленного движения подземных вод.

Б) Обязательное наличие в кровле горизонта выдержан­ных водоупорных толщ значительной мощности.

В) Отсутствие на значительных расстояниях от участка удаления радиоактивных растворов месторождений полез­ных ископаемых, добыча которых связана с откачкой воды или нефти из толщ пород, гидравлически связанных с по­глощающим горизонтом. То же самое относится и к круп­ным водозаборам подземных вод.

Водопоглощающая способность артезианских горизон­тов, сложенных рыхлыми осадочными породами, главным образом зависит от механического состава этих пород и мощности горизонта. Если гравийно-галечниковые и песча­ные отложения не связаны цементом и мощность их зна­чительная, то они могут иметь большую водопоглощающую способность.

К артезианскому горизонту, сложенному мелкозернисты­ми и среднезернистыми песками, выбранному для удаления в него жидких радиоактивных отходов, можно не предъяв­лять особых требований, если они залегают в гидрогеологи­ческой структуре, которая удовлетворяет указанным ранее основным санитарно-гидрогеологическим условиям.

Преимущества использования артезианских горизонтов, содержащих пресные или слабоминерализованные воды, следующие.

А) Часто большая водоприемная способность.

Б) Из пресных и слабоминерализованных вод продукты деления относительно хорошо сорбируются горными поро­дами.

В) При наличии у артезианских горизонтов выдержанной водоупорной кровли они имеют достаточно хорошую гидро­динамическую изоляцию от верхних водоносных горизонтов, открытых водоемов и поверхности земли.

Г) Возможность осуществления нагнетания радиоактив­ных растворов с сооружением и работой разгрузочных сква­жин без проведения мероприятий по обезвреживанию прес­ных природных вод, откачиваемых из разгрузочных сква­жин.

Основным недостатком осуществления нагнетания жид­ких радиоактивных отходов в рассматриваемые артезиан­ские горизонты является загрязнение подземных вод, пред­ставляющих большую ценность для водоснабжения. Поэто - му при решении вопросов об использовании указанных го­ризонтов для удаления в них радиоактивных отходов долж­на быть сделана в каждом отдельном случае сравнительная оценка выгоды осуществления этого мероприятия и ущерба, который будет нанесен водным ресурсам района.

Весьма надежную гидродинамическую изоляцию от верх­них водоносных слоев, открытых водоемов и поверхности земли имеют горизонты, залегающие глубоко в недрах зем­ли, обычно содержащие минерализованные воды. Указанные горизонты, лежащие на глубине сотен и тысяч метров, как правило, хорошо перекрыты мощными толщами водоупор­ных пород. Это обстоятельство является очень заманчивым для проведения закачки в них жидких радиоактивных от­ходов.

В настоящее время по водоприемной способности глубо­ких горизонтов имеются весьма интересные данные, полу­ченные при закачке воды в нефтеносные пласты разраба­тываемых нефтяных месторождений, с целью поддержания пластового давления, что дает возможность рациональнее использовать эти месторождения. Указанные работы широко ведутся с 40-х годов на нефтяных промыслах Азербайджана, Северного Кавказа, Второго Баку и в других районах. Име­ется много опубликованных работ, освещающих теорию и практику заводнения нефтяных месторождений (Ф. С. Аб - дулин и В. А. Блажевич, 1959; М. А. Жданов и А. А. Карцев, 1958; Ю. П. Карапетов и Д. Е. Ольшванг, 1956; С. А. Лебе­дев и Ф. С. Абдулин, 1956; М. И. Максимов, 1955; В. Н. Щел - качев, 1959, и др.).

Изучение этих литературных материалов, а также дан­ные, собранные в научно-исследовательских учреждениях и в нефтепромысловых управлениях, позволяют осветить ряд во­просов, имеющих важное значение для определения санитар­ных условий удаления жидких радиоактивных отходов в глубокие горизонты земли. Эти материалы показывают, что при благоприятных гидрогеологических условиях глубокие горизонты могут быть использованы для удаления жидких радиоактивных отходов. Однако при осуществлении закачки указанных отходов в эти горизонты может возникать ряд за­труднений, из которых наиболее значительными являются следующие.

А) Вследствие того что глубокие горизонты имеют боль­шей частью небольшую водоприемную способность, закачка в них нескольких сотен, а в некоторых случаях даже не­скольких десятков кубических метров растворов в сутки требует создания больших давлений. Необходимо учитывать, что на разрабатываемых нефтяных месторождениях в ре­зультате интенсивной откачки нефти и воды возникают глу­бокие и большие по площади депрессии пластового давле­ния, что значительно повышает общую водопоглотительную способность рабочего горизонта. При удалении же жидких радиоактивных отходов создать такую обстановку значи­тельно труднее по техническим и экономическим условиям. Так, например, работа разгрузочных скважин для снижения больших пластовых давлений в поглощающем горизонте осложняется тем, что откачиваемые природные воды из этих горизонтов обычно содержат десятки и даже сотни граммов в 1 л солей, что затрудняет обезвреживание этих вод, ибо непосредственное удаление их в открытые водоемы приведет к повышению минерализации вод указанных водоемов.

Б) Из минерализованных вод радиоактивные вещества плохо сорбируются горными породами, что повышает мигра­ционную способность этих веществ в указанных водах.

В) К глубоким горизонтам часто приурочены месторож­дения нефти, газа и подземных вод, содержащих полезные ископаемые (йод, бром и др.) или представляющих интерес для бальнеологических целей, поэтому закачка в эти го­ризонты радиоактивных растворов может привести к за­грязнению этих объектов, имеющих большую ценность для народного хозяйства.

Г) Большая сложность и высокая стоимость изучения и организации глубинного захоронения, сооружения и эксплуатации поглощающих устройств, а также проведения наблюдений за миграцией радиоактивных веществ в под­земных водах во время и после закачки радиоактивных отходов.

Таким образом, глубокие горизонты горных пород боль­шей частью могут рассматриваться лишь как приемники от­носительно небольших количеств радиоактивных жидких от­ходов.

Особым вопросом является использование для захороне­ния жидких радиоактивных отходов мощных соляных толщ. Указанному вопросу уделяется много внимания в США, где соляные отложения имеют большое распространение (Par­ker, Boegly и др., 1960).

Мощные соляные толщи, залегающие на глубине 100 м и более, являются практически абсолютно водоупорными по­родами, Находясь под большим гидростатическим давлени­ем, каменная соль приобретает способность к пластической текучести, поэтому в этих толщах обычно отсутствуют при­родные открытые трещины, по которым может продвигаться вода. Только в самой верхней части соляных толщ местами отмечаются трещины и пустоты, большей частью заполнен­ные насыщенными рассолами, не способными растворять соль.

По сравнению с другими горными породами каменная соль имеет лучшую теплопроводность, что является благо­приятным фактором для отвода тепла от участков захороне­ния высокоактивных отходов.

Для захоронения радиоактивных отходов могут исполь­зоваться старые отработанные соляные горные выработки, а также специально образованные полости.

Захоронение в выработки отработанных соляных шахт твердых радиоактивных отходов не представляет сложной проблемы, удаление же в эти выработки или в искусственно образованные полости жидких радиоактивных отходов свя­зано с необходимостью решения ряда важных задач. В на­стоящее время в США проводятся большие исследователь­ские работы в лабораторных и полевых условиях по изуче­нию механической устойчивости соляных полостей, влияния температуры и радиации на физико-химические свойства со­ли и т. д. Как отмечают Hemphill, Boegly и др. (1959), при температуре 200° пластичность соли становится уже значи­тельной, что может нарушить устойчивость полости. Кроме того, при удалении радиоактивных растворов могут возни­кать явления растворения кровли соляных выработок и ка­мер, что связано с образованием в этой кровле конденсаци­онных вод вследствие испарения растворов, нагреваемых в результате распада радиоактивных веществ (Struxness и Blomeke, 1958). При удалении высокоактивных жидких ра­диоактивных отходов, содержащих в большом количестве нитраты, могут образовываться газы в результате взаимо­действия нитратов с хлористым натрием (Захоронение ра­диоактивных отходов в землю. Вена, 1966).

Из приведенных выше материалов видно, что различные типы водоносных горизонтов имеют свои достоинства и не­достатки при использовании их для удаления жидких радио­активных отходов, которые необходимо учитывать всегда, когда выбирается гидрогеологическая структура для захоро­нения этих отходов, проектируются поглощающие устройст­ва и разрабатываются санитарные охранные мероприятия по изоляции удаляемых отходов от внешней среды.

Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Скальные трещиноватые породы

Движение воды в скальных трещиноватых породах про­исходит по открытым трещинам, тогда как монолитные участки самих пород, находящихся между трещинами, яв­ляются непроницаемыми. Ширина трещин в скальных породах колеблется в очень больших …

Распространение радиоактивных веществ, поступающих через поглощающий колодец

В зависимости от положения дна поглощающего колодца по отношению к уровню подземных вод возможны две схемы проникновения загрязненных растворов: дно поглощающего колодца находится выше или ниже уровня подземных вод. Рис. …

Пористо-трещиноватые породы

В эту группу могут быть отнесены горные породы раз­личного происхождения. Характерной особенностью их является то, что движение воды в них происходит одновре­менно по мелким порам и по более открытым трещинам. …

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.