Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений
ДВИЖЕНИЕ РАДИОИЗОТОПОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ
Миграция радиоизотопов в горных породах и подземных водах может быть обусловлена явлениями диффузии этих изотопов и перемещением их с потоком воды.
На основании имеющихся литературных материалов по скорости диффузии радиоактивных веществ в почвах и горных породах можно полагать, что роль диффузионных явлений в перемещении указанных веществ с загрязненными подземными водами невелика. Так, по экспериментальным лабораторным данным В. М. Прохорова и Чай Дянь-ин (1963), среднее смещение диффундирующих ионов цезия-137 и стронция-90 в дерново-подзолистой, почве через 6 месяцев составляло 2,4 см, а церия-144—0,32 см. При этом на указанную глубину проникло только 5% от внесенного количества изотопа.
На скорость диффузии большое влияние оказывают влажность почв и пород, содержание в них гумусовых веществ, сорбционная способность мигрирующих радиоизотопов, химический состав почвенных и подземных вод и др. Коэффициент диффузии в зависимости от отмеченных факторов изменяется в пределах от 10~8 до 10~6 см2/сек (В. М. Прохоров и др., 1963,1965 и 1966; Shofield и др., 1960).
Используя результаты исследований В. М. Прохорова и А. С. Фрид (1965), можно рассчитать, что радиоактивный стронций через 100 лет при наиболее высоких значениях коэффициента диффузии D = 1 ' 10""6 см2/сек продвинется на расстояние:
5х = 10 1f^L = Ю - Y^m^^JSt = 297 см. " я f 3,14
При этом до расстояния 5х достигнет только 6,7 ■ 10~3% от исходного содержания радиоактивного стронция в участок загрязнения.
Из приведенных данных видно, что по сравнению с наблюдаемыми действительными скоростями движения подземных вод такие величины коэффициентов диффузии дают очень небольшие значения перемещения радиоизотопов в этих водах.
Таким образом, распространение радиоактивных веществ в водоносных горизонтах в основном определяется скоростью движения подземных вод и сорбцион - ной способностью водовме - щающих пород.
На рис. 13 показан общий характер распространения сорбируемого радиоизотопа в плоском подземном потоке, моделированном в фильтрационной колонне.
Количественная оценка влияния сорбции на распространение - радиоактивных веществ с подземными водами является весьма сложным вопросом, слабо изученным в настоящее время. Рядом исследователей
|
20 40 60 80 Расстояние от начального сечения КОЛОННЫ б см Рис. 13. Распределение стронция-90 в среднезернистом аллювиальном песке и в воде фильтрационной колонны (через песок пропущено 6 л воды). |
Предложены приближенные уравнения для определения положения фронта распространения сорбируемых радиоэлементов в загрязненных подземных водах (Orcutt и др., 1957; Kaufman, 1960; В. М. Шестаков, 1961; Kaufman и др., 1962). Для получения этих уравнений используются данные исследований в области. ионообменной хроматографии. Следует отметить, что хроматографические колонки по своему принципу действия подобны фильтрационным колонкам, в которых в лабораторных условиях моделируют плоский равномерный поток подземных вод. Основным затруднением использования предложенных уравнений для практических целей является то, что в них входит величина (коэффициент дисперсии или константа скорости сорбции), обусловливающая размазывание фронта распространения радиоизотопа
Вследствие неравномерности Движения подземных вод и процессов сорбции, которую в природных условиях определить очень трудно.
