Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений
Определение параметров движения стронция-90 в потоке загрязненной подземной воды по данным лабораторных экспериментальных Исследований
Лабораторные исследования, проведенные в статических условиях, дают возможность получить величину коэффициента распределения стронция-90 в загрязненной воде и породе, по которому из уравнения (Ш-8) определяется распределительное отношение h. Но для решения уравнений ионообменной сорбции необходимо знать еще величину константы скорости сорбции р, а также другие параметры, характеризующие поток подземной воды: действительную скорость потока, общую пористость, активную пористость и объемный вес водоносной породы.
Из всех указанных параметров наиболее сложно определить кон-* станту скорости сорбции, так как остальные величины можно получить при проведении обычных гидрогеологических исследований.
Константа скорости сорбции зависит от скорости диффузии иона из раствора в сорбент. Из литературных данных (К. М. Сал - дадзе, А. Б. Пашков и В. С. Титов, 1960) известно, что на сорбцию радиоактивного стронция из воды искусственными сорбентами (катионитовыми смолами) затрачивается время, измеряемое минутами (рис. 17). Указанное время было получено в опытах в статических условиях. Но, как было отмечено в предыдущем параграфе, константа скорости сорбции, кроме скорости диффузии ионов, учитывает еще и неоднородность водных и еорбционных свойств водовме - щающей породы и может быть определена по кривым, получаемым при проведении экспериментальных исследований в фильтрационных колоннах.
НУ-2 |
-Г—I---- 1-- г—г 2 * 6 в 10 12(В время, минуты |
Рис. 17. Кинетика самодиффузии стронция-89 на различных катеонитах (К. М. Сал - дадзе, А. Б. Пашков, В. С. Ти - тов, I960). |
Для экспериментальных исследований использовались разборные стеклянные фильтрационные колонны внутренним диаметром 6 см, высотой 2 м со штуцерами. Длина
каждой секции колонны равна 40 см, а расстояние между штуцерами 20 см. Колонны устанавливаются вертикально и заполняются песком, который для этих целей является наиболее удобной породой, так как имеет лучшую однородность фильтрационных и сорбционных свойств. В нижней части каждой колонны имеется сужение с краном, которым регулируется скорость фильтрации воды.
Перед началом опыта через колонну пропускается чистая вода, а затем в верхнюю часть колонны небольшими порциями с одинаковым уровнем постоянно подливается вода или раствор, загрязненные строн'цием-90. Концентрация стронция-90 в исходной воде или растворе и скорость фильтрации их через песок, заполняющий колонну, в течение одного опыта постоянные. После прохождения необходимого количества загрязненной воды или раствора закрывается кран и из колонны через штуцера отбираются пробы воды; затем колонна разбирается и на определенных уровнях берется песок. Измерение бета-активности проб воды и песка проводили на установке типа Б с применением торцового счетчика МСТ-17.
Общий характер распределения стронция-90 в воде и песке в фильтрационной колонне после окончания опыта показан на рис. 13. В этом опыте использовались среднезернистый аллювиальный песок и пресная гидрокарбонатная вода с начальным содержанием стронция-90 3-Ю-6 кюри/мл. Через колонну было пропущено 6 л загрязненной воды.
Из рис. 13 видно, что кривые содержания стронция-90 в воде и песке идут параллельно. В каждой кривой соответственно друг другу устанавливаются два участка: участок насыщения и участок резкого спада. В первом участке, прилегающем к начальному сечению колонны, кривые приближаются к горизонтальному положению. Второй участок, находящийся дальше от начального сечения колонны, характеризуется большим наклоном кривых, что показывает на быстрый спад содержания стронция-90 в воде и песке. Переход от участка насыщения к участку спада постепенный.
Необходимо отметить, что, кроме указанных двух участков, во всех опытах в динамических условиях непосредственно у начала сечения фильтрационной колонны на небольшой длине отмечается повышенная концентрация стронция-90 в песке. Это связано с тем, что вблизи верхней поверхности при подливании воды или раствора происходит
взмучивание песка и обогащение самого верхнего слоя глинистыми частицами, что увеличивает его сорбционную способность. В дальнейшем при анализе данных динамических опытов этот участок кривых не учитывается.
—J. — -(—. -
10 20 30 W $0 60, 70 80 90 ЮО 110 120 130 W ISO 160 Расстояние от начального сечения колонны в см.
Рис. 18. Распространение стронция-90 в песке и воде в фильтрационной
Колонне в зависимости от объема профильтрованной воды. 1 — опыт I (профильтрован 1 л воды); 2 — опыт 2 (профильтровано 3 л воды} 3 — опыт 3 (профильтровано 7 л воды); 4 — опыт 4 (профильтровано 24 л воды}.
На рис. 18 изображены..кривые распределения стронция-90 в воде и в мелкозернистом песке по четырем опытам, в которых через фильтрационные колонны пропускался различный объем загрязненной воды (1, 3, 7 и 24 л). Кривые построены в полулогарифмическом масштабе. На оси ординат показано абсолютное содержание стронция-90 в песке и воде. Во всех четырех ипытах колонны заполнялись аллювиальным мелкозернистым песком (образец I, табл. 15), Исходная концентрация стронция-90 в водопроводной пресной гидрокарбонатной воде была равна З - 10~7 кюри/мл; кроме того, в воду была добавлена азотнокислая соль стронция в концентрации 3,2 мг-экв/л стабильного стронция.
Таблица 15
Физико-механические свойства исследованных песков
Разновидности песка |
I СЧ 1,1 5,3 |
Мелкозернистый Среднезернистый
In о |
!*> |
1 |
1 |
0.01— 1 0.005 |
|
J, |
In N осГ |
Сч — о о |
".Я о" о |
О о о о" |
|
7,4 6,6 |
27,3 52,3 |
46,0 26,9 |
14,1 ,6,4 |
2,4 1,9 |
0,3 |
Размер фракций в мм |
1,7 0,3 |
Специально поставленные опыты в этих же .фильтрационных колоннах показали, что общая пористость песков в колоннах колеблется от 0,42 до 0,45 (в среднем р = 0,44), а водоотдача (активная пористость) от 0,32 до 0,36 (в среднем (1 = 0,34). Общий расход воды через полное сечение колонны во всех четырех опытах был равен 1 л/час, а действительная скорость движения воды и=104 см/час.
В первом опыте, в котором объем воды, прошедший через верхнее сечение колонны, равен 1 л, не был достигнут участок насыщения. Во' втором и третьем опытах (объем пропущенной воды 3 и 7 л) отмечаются оба участка — насыщения и спада. В четвертом опыте (объем пропущенной воды 24 л) участок насыщения распространился на всю длину колонны, равную 160 см.
Из сопоставления кривых различных опытов видно, что по мере увеличения объема пропущенной воды увеличивается длина участка насыщения, а на участке резкого спада уменьшается наклон кривых (опыты № 1—3), т. е. уменьшается интенсивность падения концентрации стронция-90 в песке и в воде. Это находится в полном согласии с теорией ионного обмена, изложенной ранее.
Для определения параметров движения стронция-90 в потоке загрязненной подземной воды содержание стронция-90 выражается в относительных величинах, а кривые зависимости этих величин от расстояния представляются в нормальном масштабе.
На рис."' 19 даны кривые опытов № 5 и № 6. В опыте № 5 использовался мелкозернистый песок, а в опыте № 6 — среднезернистый песок (ем. .табл. 15). В обоих опытах было пропущено по 6 л водопроводной пресной гидрокарбонатной воды, содержащей стронций-90. Как и в опытах N° 1—4, средняя общая пористость песков р = 0,44, а средняя величина водоотдачи р = 0,34. В опыте № 5 воду пропускали в течение 24 часов со средней действительной ско
ростью и — 26 см/час, а в опыте № 6 —в течение 6 часов со средней действительной скоростью и =104 см/час. По кривым указанных рисунков первоначально определяются координаты лг0,5, соответствующие относительной концентрации стронция-90 в воде Ф = 0,5, а также координаты * х2 одной из точек с отно - ^ 1,0 сительной концентрацией Ф<0,5; было принято ф = 0,2. ^ 0,9- Из этих условий по уравне - <| ^ нию (ІІІ-І4) получаем вели - ^ ' чину tЈ.' = 0,59. Далее по сред-07.
<х
Нение (III-24), полученное из уравнения (III-6): ^ |
(III-24) |
5 |
*0,5 ut —
Для опыта № 5 (мелкозернистый песок) = 0,0163, для опыта № 6 (среднезернистый песок) /?6=0,052.
Полученные данные позволяют по уравнению (III-
20) определить константу Рис. 19. Влияние механического со - скорости сорбции 6: става пе£*а на распростраГние
1 * , г. _ г стронция-90 в песке и воде в филь-
Для опыта № 5 Омелкозер - трационной колонне.
ИИСТЫИ ПЄСОК) — 3,5 ЧаС, /—опыт № 5, песок аллювиальный мелко - ДЛЯ опыта № 6 (среднезер - зернистый глинистый; 2 - опыт № 6 пе - „ ч v tT сок аллювиальный среднезернистый.
Нистыи песок) р6= 17,9 час-1.
Результаты этих двух опытов показывают, что величина константы скорости сорбции зависит от механического состава песка. При увеличении крупности частиц песка увеличиваются значения константы скорости сорбции.
Расстояние от начального сечения колонны 8 см |
Ней точке ф = и,0 можно определить величину распределительного отношения h, использовав для этого урав |
Как показывают исследования в фильтрационных колоннах, при изменении содержания в загрязненной воде кальция и магния меняются не только значения распределительного отношения, но и величины константы скорости сорбции.
Условия проведения и результаты опытов в фильтрационных колоннах по распространению стронция-90 в воде и песке |
О
J Разновидность песка | І |
О S О 4) « V о S І- |
.ь |
К " 1 га S T 5 J3 ш |
1 S 1 я - ! 4) ІЇО к |
Содержание в воде стабильных катионов j в мг-экв/л, |
.о С « G я е- я |
Константы ско - \ рости и сорб - ! ции р |
||||
А р- 3 С О «5 |
Общее кол: пропущеш воды, в л |
Я Я Ч о х О п ^ As* С х а |
Действител скорость р ния воды, в см/час |
Содержани - стронция-91 ходной BOJ в кюри/л |
Стронций |
Кальций |
Магний |
§3 Sg <и н Q, о С О V Га о Q. S |
І час--' |
Сут—1 |
|
5 |
! Аллювиальный мелко - ' |
А |
24 |
26 |
1 2,8-10~4 |
0,03 |
3,2 |
1 1,3 1 |
0,0163 |
3,5 |
84,0 |
6 |
1 зернистый і Аллювиальный средне - ! |
6 |
6 |
! 104 |
2,8-Ю-4 |
0,03 |
3,2 |
1 І!>3 і |
0,052 |
І І 17,9 |
429,6 |
7 |
! зернистый! То, же |
6 |
6 |
! 104 |
6,0-Ю-5 |
0,015 |
5,0 |
І 1 і 1,3 |
0,072 |
! 31,2 |
748,8 |
8 |
І v » |
6 |
12 |
52 |
; 6,0-1 о~5 |
0,015 |
8,0 |
: і, з |
0,137 |
, 16,4 |
393,6 |
9 |
1 » » |
6 |
6 |
104 |
6,0-10~5 |
0,015 |
15,0 |
І 1,3 І |
0,200 |
| 8,1 |
194,4 |
10 |
! J », » |
6 |
12 |
: 52 |
1,0-10~4 |
0,015 |
3,2 |
1 8,0 1 |
0,087 |
! 15,6 |
374,4 |
11 |
J » » |
6 |
12 |
52 |
1,0-Ю-4 |
0,015 |
3,2 |
32,0 1 |
0,097 |
1 2,2 |
52,8 |
Таблица 16 |
Условия проведення опытов |
Полученные результаты |
На рис. 20 даны кривые относительного содержания стронция-90 по длине колонны в трех опытах № 7, № 8 и № 9, в которых использовались среднезернистый песок и пресная гидрокарбонатнокальциевая вода, загрязненная стронцием-90, но имеющая различное содержание кальция вследствие добавления в нее соли хлористого кальция.
Рис. 20. Влияние содержания кальция в воде на распределение. стронцня-90 в песке и воде в фильтрационной колонне. 1 — опыт Л« 7 (содержание 5 мг-экв/л); 2 — опыт № 8 (содержание Са2 В мг-экв/л); 3—опыт № 9 (содержание Са2 15 мг-экв/л). 10 20 30 40 50 60 70 80 SO WO НО /20 130 ПО ISO Расстояние от начального сечения нолонны в см |
Изображенные на рис. 21 две кривые соответствуют двум опытам № 10 и № 11, проведенным в тех же условиях, что и опыты № 1, № 8 и № 9, но вместо хлористого кальция в воду вводилось различное количество хлористого магния. Условия проведения всех указанных выше опытов и результаты определения по их данным значений распределительного отношения h и величин константы скорости сорбции {} представлены в табл. 16.
Из данных табл. 16 видно, что в одном и том же средне - зернистом песке при увеличении содержания в воде кальция или магния увеличиваются значения, распределительного отношения, а величины константы скорости сорбции уменьшаются. Увеличение h и уменьшение р влечет за собой увеличение длины участков насыщения и спада содержания стронция-90 в воде подземного потока.
Для исследованных образцов песков и воды, содержащей стабильные катионы и стронций-90 в количествах, указанных в табл. 16, проводилось определение коэффициентов распределения в статических условиях. Исходя из этих величин, по уравнению (III-8) получены значения распределительного отношения h, а по уравнению (Ш-6) длины участков насыщения Xo, s. В табл. 17 представлены значения распределительного отношения и длины участков насыщения, определенные в фильтрационных колоннах и по данным опытов в статических условиях.
Данные, представленные в табл. 17, показывают, что значения распределительного отношения и длины участков насыщения, полученные в фильтрационных колоннах и определенные по данным опытов в статических условиях, довольно близки между собой.
Is [ - г - — т - ( [ | г-------------------------- Г----- 1---- 1--- ,------ § 10 20 30 <t0 50 60 70 80 90 100 НО 120130 Расстояние от начального сечения в см Рис. 21. Влияние содержания магния в воде на распределение стронция-90 в песке и воде в фильтрационной колонне. |
/ — опыт № 10 (содержание Mg2+ 8 мг-экв/л); 2 — опыт № 11 (содержание Mg2+ 32 мг-экв/л). |
Наряду с описанными выше исследованиями были поставлены в фильтрационных колоннах опыты, в которых
Таблица 17 Сопоставление результатов, полученных в опытах в статических и динамических условиях
|
Проводилась десорбция стронция-90 с загрязненных песков. Для этого первоначально через колонны, заполненные песком, пропускали загрязненную воду до получения участка насыщения на всей длине колонны, а затем через верхнее сечение ее вводили ту же пресную гидрокарбонатную воду, но не содержащую стронций-90.
На рис. 22 показано распределение стронция-90 в песке и воде по длине колонн после прохождения через верхнее сечение колонн 2, 9 и 18 л чистой воды. Из рис. 22 видно постепенное вымывание стронция-90 из песка, начиная с участков, примыкающих к начальному сечению колонн, и уменьшение содержания его в воде.
Для определения распространения сорбируемых радиоактивных веществ, в том числе и стронция-90, в водах, фильтрующихся через глинистые породы, могут быть также использованы уравнения ионообменной хроматографии, приведенные ранее. Однако для получения величины константы скорости сорбции необходимо проводить исследования не в фильтрационных колоннах, а в специальных фильтрационных приборах. Для этой цели удобно использовать несколько измененный фильтрационный прибор конструкции И. Ф. Федорова.
Общий вид и отдельные детали прибора изображены на рис. 23 и 24. Прибор загружается образцом глинистой породы с нарушенной или ненарушенной структурой. Перед на-
Расстояние от начального сеченая нолонны 6 см Рис. 22. Перераспределение стронция-90 в песке и воде в фильтрационной колонне после десорбции чистой водой. 1 — содержание стронция-90 в песке и воде После прохождения 10 л загрязненной воды; 2 — то же после прохождения 2 л чистой воды; 3 — то же после прохождения 9 л чистой воды; 4 — то же после прохождения 18 л чистой воды. |
Чалом опыта образец с нарушенной структурой, увлажненный исследуемой водой, не содержащей радиоактивный изотоп, обжимают под постоянной нагрузкой в течение нескольких дней. Объем обжатого образца в дальнейшем сохраняют зажимными винтами, упирающимися в верхнюю металлическую пластинку с отверстиями. Затем прибор ставят на рабочее место и через него фильтруют под давлением исследуемую воду, содержащую радиоактивный изотоп. Продолжительность опыта зависит от скорости филь-
Рис. 23. Общий вид фильтрационного прибора.
Рис. 24. Детали фильтрационного прибора.
Трации и от сорбционной способности породы и обычно составляет от нескольких месяцев до 2—3 лет.
После окончания опыта образец из прибора извлекают и осторожно разрезают перпендикулярно оси на отдельные слои толщиной 3—5 мм. Породу каждого слоя высушивают и после тщательного перемешивания берут пробы, активность которых, указывающая на содержание радиоактивно
«а CS У <г> Ч ч ч |
To 20 30 40 50 - 60 70
Расстояние от начального сечения в мм
Рис. 25. Распространение стронция-90 в моренном суглинке (опыт N° 12).
Го вещества, измеряют на установке Б методом толстых образцов. По полученным данным строятся кривые в нормальном масштабе, выражающие изменение относительной концентрации радиоактивного вещества в разных участках исследованной породы. По этим кривым так же, как для фильтрационных колонн, определяется расстояние х0,5, соответствующее ф = 0,5, и расстояние для одной из точек с относительной концентрацией f <0,5.
Ниже приводятся описание и результаты двух опытов по распространению стронция-90 в пресной гидрокарбонатной воде, фильтрующейся в глинистых породах. В опыте № 12 использовался моренный тяжелый суглинок, взятый из Подмосковья, а в опыте № 13 — делювиальная глина из Киргизии. Механический состав и катионо - обменная емкость этих пород приведены в табл. 18. Коэффициенты распределения стронция-90, указанные в табл. 18, определены в опытах в статических условиях. В приборы загружали образцы пород с нарушенной структурой. Предварительное обжатие пород производилось с нагрузкой 1,5 кг/см2. Остальные условия проведения опытов указаны в табл. 19. На рис. 25 и 26 изображены кривые относительного распределения стронция-90 в породе по длине образца в указанных опытах.
Вследствие того что для глинистых пород весьма трудно в лабораторных условиях определить активную пористость и действительную скорость движения воды в них, то практически нельзя получить величину распределительного отношения по уравнению (III-24) непосредственно из данных опытов в фильтрационных приборах. Поэтому величина распределительного отношения для исследованных глинистых пород принимается исходя из данных, полученных в статических условиях.
Сечения 6мм [Рис. 26. Распространение стронция-90 в делювиальной глине (опыт № 13). |
По известной величине распределительного отношения, определенной в опытах в статических условиях, из уравне-
Далее определяются действительная скорость воды и по уравнению (III-20) константа скорости сорбции р.
Используя указанный порядок расчета, в табл. 20 приводятся вычисленные значения константы скорости сорбции для глинистых пород, исследованных в опытах, при этом расчетное значение х2 принято с относительной концентрации стронция-90 ф = 0,4.
Данные лабораторных опытов, проведенных в динамических условиях, показывают, что при сорбции стронция-90 глинистыми породами константы скорости сорбции имеют значительно меньшую величину, чем при сорбции его песками (см. табл. 16 и 20). Это обусловлено тем, что в глинистых породах вследствие их плотности и небольшого размера пор процессы обмена воды между порами и диффузия веществ происходят очень медленно.
Небольшие значения распределительного отношения и константы скорости сорбции в. глинистых породах по сравнению с песками указывают на то, что при прочих равных условиях участки насыщения при движении вод, загрязненных стронцием-90, в глинйетых тюродах будут меньше, а отношение длины участка спада к длине участка насыщения больше, чем в песках.
Подземных вод. На основании приведенных расчетов были построены теоретические кривые распространения стронция-90 в фильтрационных колоннах при различных условиях (рис. 27). На рис. 27 для сравнения представлены кривые, построенные по экспериментальным данным.
Ход приведенных кривых показывает хорошее совпадение теоретических и экспериментальных данных. Таким образом, даже при относительных концентрациях Ю-3—Ю-4 приближенные дифференциальные уравнения можно применять для расчета распространения стронция-90 в подземных потоках.
Используя приближенные уравнения ионообменной хроматографии и значения параметров, приведенных в предыдущих. параграфах, далее рассматриваются три числовых примера расчета движения стронция-90 •в загрязненной воде плоского равномерного подземного потока. Во всех этих примерах вода движется в песках, которые характеризуются следующими физическими свойствами:
Удельный вес Yn ~ 2,7; объемный вес о = 1,62;
Общая пористость р = 0,4; активная пористость (водоотдача) (.і = 0,25.
Действительная скорость движения воды и во всех примерах принята 0,2 м/сутки.
Примеры отличаются друг от друга разными значениями коэффициентов распределения КР (распределительного отношения h) стронция-90 между песком и загрязненной водой.
Ряс. 27. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных распространения стронция-90 в фильтрационных колоннах. 1 — при содержании в воде Са2+ 3,2 мг-экв/л, Mg2+ 1,3 мг-экв/л; 2 — при содержании в воде Са2+5 мг-экв/л, Mg2+ 1,3 мг-экв/л; 3—при содержании в воде Са2+ 3,2 мг-экв/л, Mg2+ 8,0 мг-экв/л. а— расчетные данные; б — экспериментальные данные. |
Согласно опытам в статических и динамических условиях для песков, слагающих водоносные горизонты, при сорбции стронция-90 из пресной воды коэффициент распределения в среднем составляет от 1 до 12.
Исходя из этого, в первом примере коэффициент распределения принят Кр — 1, во втором /СР = 5 и в третьем Кр = 12. В каждом примере расчет произведен для четырех моментов движения загрязненной воды (5, 10, 50, 100 лет) при различных значениях константы скорости сорбции р. Пределы колебаний величины этой константы приняты по данным опытов в фильтрационных колоннах и приборах (см. табл. 16).
На основании приведенных величин для каждого случая рассчитано отношение длины участка спада к длине условного участка насыщения:
Таблица 21 Относительная величина размазывания фронта распространения стронция-90 в песках
|
При этом за точку принимается точка с относительной концентрацией стронция-90, равной 5*10~[4], По уравнению (111-14) для этой относительной концентрации параметр да = 3,12. Результаты расчета содержания стронция-90 в воде по трем указанным примерам приведены в табл. 21. В произведенных расчетах не учитывается радиоактивный распад стронция-90.
Из данных табл. 21 следует, что в пределах принятых величин коэффициента распределения от 1 до 12 (распределительное отношение от 0,25 до 0,0206) и константы скорости сорбции от 50 до 1000 сутки отношение длины участка спада к длине условного участка насыщения составляет небольшую величину. Максимальное значение этого отношения около 0,15 получено для песков, имеющих относительно большую поглотительную способность (Кр — 12, h = 0,0206) и сорбирующих стронций-90 с небольшой скоростью (р = 50 сутки-1), через 5 лет после начала движения загрязненной воды.
С увеличенивіМ времени отношение длины участка спада к длине условного участка насыщения уменьшается; в рассматриваемом случае оно равно: через 10 лет — 10%, через 50 лет — около 4,5% и через 100 лет — около 3,2%. Для песков, имеющих меньшую поглотительную способность или сорбирующих стронций со скоростью §>50 сутки-1, величина указанного отношения становится еще меньше.
Когда стронций-90 сорбируется из минерализованных вод, содержащих повышенные количества кальция или магния, величина константы скорости сорбции р уменьшается, но в этих случаях увеличивается распределительное отношение h и, следовательно, отношение длины участка спада к длине условного участка насыщения равно также небольшим величинам.
Таким образом, расчеты по уравнениям теории ионообменной хроматографии и по данным лабораторных исследований показывают, что распространение стронция-90 в загрязненной воде, движущейся в водоносном горизонте, сложенном песками, в основном определяется длиной условного участка насыщения (уравнение III-6); длина же участка спада имеет относительно небольшую величину, которую можно практически не учитывать.
Другие соотношения длины участка спада к длине условного участка насыщения следует ожидать при движении загрязненной воды через глинистые породы. Как было указано в предыдущем разделе, распределительное отношение и константа скорости сорбции при поглощении стронция-90 этими породами имеют значительно меньшие величины, чем при поглощении его песками, поэтому относительная длина участка спада увеличивается. Сказанное. можно под-" твердить расчетом движения стронция-90 в загрязненной воде, проникающей через моренный суглинок и делювиальную глину, образцы которых были исследованы в фильтрационных приборах (табл. 18, 19, 20).
Из данных табл. 19 для обоих образцов можно определить коэффициент фильтрации Кф, сжатый под нагрузкой 1,5 кг/см2:
А) для моренного суглинка
V0 0,067 Кф = - J - = -269/479 = 0,0012 см/сутки;
«"Я °
Далее для расчета принимается, что уклон .потоков (напорный градиент) загрязненной воды равен единице, а активная .пористость равна величинам, указанным в табл.
Этом принимается, что на фронте движения участка спада относительная концентрация стронция-90 в воде Ф = 5'10~[5]. Величины же распределительного отношения h и константы скорости сорбции взяты по данным опытов в фильтрационных приборах (см. табл. 20). Естественный распад стронция-90 не учитывается.
Результаты расчета приведены в табл. 22.
Проведенные расчеты показывают, что при рассмотрении движения стронция-90 в загрязненной воде, фильтрующейся через глинистые породы, длина участка спада в первые периоды до 10 лет превышает длину условного участка насыіления в.2—3'/2 раза, а в последующие 50—100 лет — в 0,6—1,1 раза. Следовательно, при расчете распространения указанного изотопа <в водах, проникающих через глинистые породы, уже нельзя пренебрегать участком спада, как это возможно в загрязненном потоке, приуроченном к пескам, галечникам и трещиноватым скальным породам.
Способность стронция-90 проникать через глинистые породы небольшая, но если действительные скорости движения воды в указанных породах повышены, то миграция его в этих породах может иметь практическое значение. Эти случаи могут быть при фильтрации радиоактивных растворов через глиняные экраны из бассейнов или при проникновении загрязненных вод через прослои глин из одного водоносного горизонта в другой, когда напорный (гидравлический) градиент потока достигает значительных величин или когда водопроницаемость глинистых пород (коэффициент фильтрации) имеет более высокие значения, чем у образцов, исследованных в фильтрационных приборах. Необходимо еще раз отметить, что в природных условиях вследствие структурного (агрегатного) строения глин водопроницаемость их часто более высокая, чем у образцов этих же глин, структура которых нарушена. Кроме того, агрегатное строение пород уменьшает константу скорости сорбции поглощаемого вещества, что приводит к увеличению длины участка спада.