Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

Некоторые специфические свойства радиоактивных веществ

Распространение радиоактивных веществ в подземных водах ограничивается способностью этих веществ к естест­венному распаду. Под влиянием указанного распада кон­центрация радиоактивных веществ в отходах и в загрязнен­ных подземных водах постепенно уменьшается согласно известному уравнению радиоактивного распада (1-3):

0,693*

Г '» (1-1)

Где: С0 — начальная концентрация радиоактивного элемента в отходах или в загрязненной подземной воде;

Ct — концентрация радиоактивного элемента по прошествии вре­мени V,

Т — период полураспада радиоактивного элемента; е — основание натуральных логарифмов (е—2,718).

Уравнение (М) может быть представлено в другом виде:

T= 3,32Г lg-^. (1-2)

W

Из уравнения (d-1) видно, что концентрация радиоак­тивного изотопа в воде загрязненного подземного потока зависит от периода полураспада этого изотопа. Для разных радиоактивных изотопов периоды полураспада колеблют­ся в очень больших пределах (см. табл. 1).

Весовое количество радиоактивных веществ, присутству­ющих в загрязненных подземных водах, весьма незначи­тельное. Даже в сильно загрязненных водах это количество измеряется сотыми и тысячными долями миллиграмма в 1 л. Связь между весом радиоактивного вещества Р в граммах и активностью С в единицах кюри выражается следующим уравнением (Н. Г. Гусев, 1956):

Р = 2,8- Ю-6 АТС, (1-3)

Где: А — атомный вес радиоизотопа,

Т — период полураспада в годах.

Единственным исключением является содержание в подземных водах естественного урана, концентрация кото­рого даже в природных незагрязненных водах в отдельных случаях может достигать десятков миллиграммов в 1 л (А. Н. Токарев и А. В. Щербаков, 1956).

Присутствие радиоактивных веществ в микроколичест­вах определяет характер поведения их в подземных водах и в реакциях взаимодействия этих вод с водовмещающими породами. Они ведут себя как метки соответствующих ста­бильных макрокомпонентов (см. главу II).

В зависимости от физико-химических свойств элементов радиоактивные изотопы сорбируются-или не сорбируются горными породами. Такие радиоизотопы, как сера-35 и йод-131, движутся в подземных потоках, почти не задер­живаясь породами. Но большинство продуктов деления в различной степени поглощается породами.

Из всех продуктов деления наибольшее практическое значение при решении санитарных вопросов охраны под­земных вод представляет миграция в них рутения-106, це - зия-137 и особенно стронция-90. Рутений-106 плохо сорбируется горными породами, а цезий-137 и строн - ций-90 являются долгоживущими радиоизотопами. Кроме того, стронций-90 имеет относительно повышенную мигра­ционную способность в подземных водах.

Специфический характер поведения в подземных водах имеет уран. В восстановительной среде уран находится в четырехвалентной, в очень плохо растворимой форме и практически не мигрирует в подземных водах. Наоборот, в окислительной среде он присутствует в хорошо раствори­мой шестивалентной форме и распространяется в подзем­ных потоках, большей частью не задерживаясь водовмеща­ющими породами.