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

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, …

Санитарно-гидрогеологические условия при удалении твердых и небольших Количеств жидких радиоактивных отходов

В настоящее время радиоактивные вещества использу­ются многими промышленными и сельскохозяйственными предприятиями, научными и лечебными учреждениями. В большинстве случаев на каждом объекте образуется не­большое количество, преимущественно твердых, радиоактив­ных отходов. Основное количество …

ОРИЕНТИРОВОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕ­НИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Независимо от характера источника загрязнения радиоак­тивные вещества, попав в водоносный горизонт, движутся с потоком подземных вод. Для упрощения проводимых да­лее ориентировочных расчетов принимается, что в источнике загрязнения эти вещества равномерно …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

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