Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений

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 жидких отходов имеет относительно небольшую концентрацию радиоактивных ве­ществ и удаляется в канализацию после предварительного разбавления неактивными водами.

Жидкие отходы, имеющие более высокий уровень актив­ности, помещаются в могильники в закрытых герметичных сосудах или хранятся в специальных водонепроницаемых резервуарах.

Учитывая большую опасность для населения радиоак­тивных отходов, необходимо стремиться к тому, чтобы созда­валось возможно меньшее количество мест загрязнения эти­ми отходами. Как показывает опыт санитарной практиче­ской работы, при наличии - большого количества рассеянных очагов загрязнения внешней среды очень трудно Провести санитарные и технические мероприятия, обеспечивающие надлежащее их состояние, а также сложно осуществлять са­нитарный контроль за Ними.

В действующих «Санитарных правилах» I960) указыва­ется, что захоронение радиоактивных отходов, Образующих­ся на отмеченных выше объектах, должно Производиться централизованно на специальных пунктах, обслуживающих такого рода объекты всей области, промышленного района или города. Как исключение допускается устройство своих могильников для предприятий, В которых Получается относи­тельно большое количество радиоактивных отходов, как, на­пример, на атомных электростанциях.

Выбор места расположения пунктов захоронения, а так­же тип и конструкция могильников определяются не только гидрогеологическими условиями, но. также санитарными и организационными соображениями. Этот пункт Должен на­ходиться в малозаселенном районе, где возможно создание санитарной-защитной зоны необходимых размеров. Учиты­вая, что радиоактивные отходы долгое время (десятки и даже сотни лет) являются опасными для здоровья населе­ния и по условиям труда и затратам больших средств обез­вредить места их захоронения весьма сложно, территории указанных пунктов должны быть расположены вдали от го­родов и промышленных пунктов, а также за пределами воз­можного освоения местности для городского и промышлен­ного строительства и зон отдыха населения.

Радиационная безопасность удаленных в землю радио­активных отходов в первую очередь должна обеспечиваться выбором участка, природные условия которого устраняют миграцию радиоактивных веществ из могильников во вне­шнюю среду: атмосферу, Поверхностные и подземные воды.

По санитарным соображениям, а также в интересах уде­шевления строительства и эксплуатации пунктов захороне­ния благоприятным природным условиям участка их раз­мещения следует отдавать предпочтение даже и в тех слу­чаях, когда для этого требуется указанный участок удалить от объектов образования радиоактивных отходов.

При выборе участка для строительства пункта захоро­нения радиоактивных отходов большое внимание необходи­мо обращать на характер современного рельефа поверхности земли. Для их размещения неблагоприятными Являются гор­ные, сильно расчлененные местности, где наблюдается ин­тенсивный подземный водообмен. Наиболее благоприятным является равнинный, но всхолмленный тип рельефа, в кото­ром уровень грунтовых вод вследствие их дренирования в возвышенных частях находится на значительной глубине. Сама территория пункта захоронения должна быть возвы­шенной, ровной и сухой и желательно с небольшим уклоном, облегчающим сток с нее выпавших атмосферных осадков. Малопригодными для устройства пунктов захоронения отхо­дов являются пониженные заболоченные площади, поймы рек, тальвеги оврагов и т. д. Часто эти формы рельефа за­ливаются во время паводков, таяния снега и обильных дож­дей, а кроме того, они большей частью характеризуются высоким стоянием'уровня грунтовых вод.

Согласно существующим «Санитарным правилам» (1960), границы пункта захоронения должны находиться не ближе 500 м от открытых водоемов. В местностях со спо­койным современным рельефом и с небольшими уклонами поверхности уровня грунтовых вод (меньше 0,01) условная граница участка насыщения воды радиоактивным стронци­ем-90 это расстояние пройдет за 100 лет и более (см. табл. 39), если воды движутся в среднезернистых песках. Когда территория сложена мелкозернистыми песками и особенно глинистыми породами, то миграция растворимого строн­ция-90 в подземных водах происходит еще медленнее. Но в водоносных горизонтах, сложенных крупнозернистыми пес­ками и гравийно-галечниковыми отложениями, а также скальными трещиноватыми породами, расстояние 500 м от границ пункта захоронения до открытого водоема, даже при небольших уклонах уровня грунтовых вод, является недо­статочным, так как в этих случаях условная граница участ­ка насыщения подземной воды растворимым стронцием-90 может дойти до открытого водоема меньше чем за 1 год.

По сравнению со стронцием-90 продвижение других рас­творимых сорбируемых продуктов деления в подземных во­дах более ограничено.

Приведенные данные показывают, что независимо от кон­струкции могильников пункты захоронения радиоактивных отходов следует устраивать в участках, сложенных рыхлыми средне - и мелкозернистыми породами (среднезернистые и мелкозернистые пески, супеси, суглинки и глины). Исполь­зование для этих целей территорий, в которых до глубины 10—20 м вместо указанных пород залегают крупнообломоч­ные или трещиноватые скальные породы, требует проведения специальных дорогостоящих инженерных мероприятий по гидроизоляции захороненных радиоактивных отходов.

Очень важным условием, определяющим возможность размещения пункта захоронения на выбираемом участке, является положение уровня грунтовых вод. Могильники должны быть сооружены таким образом, чтобы они никогда не были затоплены грунтовыми водами. В «Санитарных пра­вилах» (1960) указано, что дно могильников должно нахо­диться на высоте не ближе 4 м от наивысшего уровня под­земных вод. Однако это требование является минимальным, так как в преобладающем большинстве случаев практиче­ски можно определить только наивысшее положение сезон­ного уровня грунтовых вод, а не многолетнего. Сезонные колебания уровня грунтовых вод, приуроченных к обычным водопроницаемым рыхлым породам (пескам), в среднем равны 1,5—2 м, а в слабоводопроницаемых породах эти колебания имеют меньшие значения. Наоборот, многолетние колебания указанного уровня более значительны в слабово­допроницаемых породах и могут достигать 6 м. Величины колебания уровня грунтовых вод сильно зависят от положе­ния местности в современном рельефе поверхности земли. На возвышенных междуречных пространствах они меньше, чем в пониженных территориях, особенно вблизи рек (А. А. Конопланцев, В. С. Ковалевский, С. М. Семенов, 1963).

Кроме сказанного, следует учитывать, что выше уровня грунтовых вод имеется зона капиллярного поднятия. Вода этой зоны непосредственно связана с грунтовыми водами, поэтому через нее радиоактивные вещества могут попадать в поток подземных вод и мигрировать с ними. Полные высоты капиллярного поднятия в различных рыхлых осадочных по­родах приведены в табл. 46.

Могильники на территории пункта захоронения следует устраивать подземными. Это условие вызвано тем, что они должны быть рассчитаны на вечное существование, в тече­ние которого необходимо исключить оголение радиоактив­ных отходов вследствие проявления процессов эрозии защит­ного слоя земли. Кроме того, в подземных могильниках легче, чем в наземных, обеспечить соблюдение требований радиационной безопасности во время загрузки их радиоак­тивными отходами и консервации. Независимо от сказанно­го при правильном выборе природных условий участка для строительства пункта захоронения устройство подземных могильников проще и требует меньших средств по сравне­нию с наземными могильниками.

Санитарная и технико-экономическая целесообразность вооружения подземных могильников по сравнению с назем­ными могильниками подтверждается опытом строительства и эксплуатации существующих централизованных пунктов захоронения радиоактивных отходов.

Если позволяют гидрогеологические условия, то могиль­ники следует сооружать более глубокими, что дает увели­чение полезной емкости могильников на единицу площади территории пункта захоронения.

Для обеспечения большей надежности, а также лучших условий строительства и эксплуатации могильников в местах, где они сооружаются, должна отсутствовать верховодка.

В могильниках для удаления твердых радиоактивных. отходов необязательно под дном й за стенами их устраивать искусственную гидроизоляцию, если соблюдены все указан­ные ранее условия выбора участка пункта захоронения. Не­зависимо от гидрогеологических условий резервуары для хранения жидких радиоактивных растворов (отходов) долж­ны быть непроницаемыми, сохраняя это свойство в те­чение многих лет. Однако для удешевления и обеспечения большей надежности захоронения радиоактивных растворов с удельной бета-активностью на уровне 10~6—Ю-4 кюри/л И. А. Соболев и JI. М. Хомчик (1965) предлагают в эти рас­творы добавлять Цемент и бетоном заполнять промежутки между твердыми отходами, находящимися в могильниках. По их данным, объем свободного пространства между твер­дыми отходами составляет в среднем 45—50% от общей ем­кости могильников.

По мере или после заполнения могильников твердыми радиоактивными отходами могильники засыпают Землей или устраивают другое перекрытие — бетонное, для обеспечения изоляции удаленных радиоактивных отходов* а Также для защиты персонала of облучения. Толщина слоя Земли При этом должна быть не Меньше 0,5 м, так как при меньшей толщине трудно обеспечить "надежную Изоляцию захоро­нения твердых отходов.

В процессе проектирования, строительства, эксплуата­ции и дальнейшего существования могильников необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие проникновение в них выпадающих атмосферных осадков.

На территории расположения могильников во время эк­сплуатации, а также после заполнений их должен быть обе­спечен хороший сток Поверхностных ВОД. Длй этого нельзя допускать образование замкнутых Понижений, воронок, за­брошенных котлованов и т. Д., в которых может скапливать­ся застойная вода, так как все это благоприятствует воз­никновению верховодки.

Для исключения вредного вЛйянйя Пунктов захоронения радиоактивных отходов на условия жизни населения в окру­жении этих пунктов создаются санитарно-защитные зоны. Согласно «Санитарным правилам» (1960), границы указан­ных зон должны находиться не ближе 1000 м от периметра участков расположения Пунктов захоронения.

При размещении пункта захоронения радиоактивных от­ходов в природных условиях, отвечающих указанным ранее требованиям, ширина санитарно-защитной зоны 1000 м яв­ляется достаточной, чтобы наиболее Опасные долгоживущие продукты деления — стронций-90 и цезий-137, в случае Попа­дания их в подземные воды не Достигли в этих водах на внешней границе санитарно-защитной зоны концентраций, имеющих практическое санитарное значение.

Если место расположения пункта захоронения выбрано в неблагоприятных Природных условиях, то Ширина сани­тарно-защитной зоны должна быть увеличена до размеров, обоснованных данными санитарно-гидрогеологических ис­следований.

В пределах санитарно-защитной зоны Не должны разме­щаться объекты, не имеющие непосредственное отношение к пункту захоронения, а также населенные пункты. На ее тер­ритории подземные воды не могут использоваться не толь­ко для централизованного, но и для индивидуального хозяй­ственно-питьевого водоснабжения. Следует также избегать использования грунтовых вод и за пределами границ са - нитарно-защитной зоны, если при этом они будут подсасы­ваться с территории этой зоны.

Для окончательного выбора места расположения пункты захоронения радиоактивных отходов, а также для проекти­рования его должны производиться топографические, инже­нерно-геологические, гидрогеологические и санитарные ис­следования.