CC BY
56
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2007, том 50, №7________________________________
ЭКОЛОГИЯ
УДК 622.349.5:502.55
М.М.Юнусов, П.Стегнер , З.А.Разыков, Н.И.Беззубов РЕЗУЛЬТАТЫ РАДИАЦИОННОЙ ОЦЕНКИ ОТХОДОВ УРАНОВОРУДНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 28.09.2007 г.)
Одним из значимых источников радиоактивного загрязнения территорий размещения предприятий первой ступени ядерного топливного цикла являются образующиеся в процессе их функционирования отходы с повышенным содержанием естественных радионуклидов (ЕРН), представленные отвалами вскрышных пород и бедных руд, хвостами обогащения и гидрометаллургической переработки руд. Ветровой перенос этих отходов в виде пылевидных аэрозолей, миграция радионуклидов с подземными водами, а также перенос радионуклидов на земную поверхность талыми и ливневыми водами могут вызвать радиационное загрязнение значительных площадей прилежащих территорий.
Жидкие отходы урановорудных объектов представляют собой в основной массе дренируемые подземные и сбрасываемые на рельеф поверхностные воды. В связи с этим существенную опасность представляют радионуклиды, накапливающиеся в водах хозяйственнопитьевого назначения, в почве и илах донных отложений местной гидрографической сети. Общая активность жидких отходов может достигать 10-50 Бк/дм при ПДК для водоемов
0.1 Бк/дм3 [1].
В Таджикистане основная масса радиоактивных отходов сосредоточена в Согдийской области, где в результате добычи и переработки руд накоплено в хвостохранилищах и отвалах около 55 млн.т отходов общей активностью свыше 6500 Ки. Вследствие этого радиоэкологическая оценка их воздействия на окружающую среду является актуальной задачей.
В настоящей работе приводятся результаты исследований, выполненных в районах Дигмайского хвостохранилища, относящегося к категории «действующее», и ликвидированного урановорудного предприятия Табошар с целью получения данных о вещественном составе отходов и оценки их радиационной опасности.
В качестве объектов исследования выбраны твердые и жидкие фракции отходов. В твердых пробах определялась суммарная альфа-активность, изотопы уранового и ториевого рядов. В пробах воды определен их химический состав и изотопы урана. Изотопы тория при этом не рассматривались, поскольку в водной среде они практически не мигрируют [2]. Отбор твердых, жидких проб и их подготовка к анализам производились в соответствии с методическими рекомендациями [3, 4]. Химический и изотопный анализы выполнялись в лабора-
ториях НПЦ «Технология» ГП «Востокредмет», АО «Волковгеология», Республика Казахстан и в Институте им. Йозефа Стефана, Любляна, Словения.
Полученные значения содержания общего урана, тория, свинца, удельной альфа-активности, а также активности изотопов уранового и ториевого рядов в анализируемых образцах твердых проб приведены в табл.1.
Таблица 1
Изотопный состав твердых проб
№ пр и,% ТЪ,% РЬ,% I а актив. Бк/кг Яа226, Бк/кг Яа228, Бк/кг ТЪ228, Бк/кг ТЪ227, Бк/кг
8-1 0.0059 0.0024 0.034 42890 8504.2 58.6 74.1 372.7
8-2 0.0039 0.0024 0.017 45000 6182.1 53.4 63.1 241.3
8-3 0.0090 0.0043 0.041 105050 21193.7 160.5 169.4 780.6
8-4 0.0028 0.0024 0.031 14540 1858.9 53.8 64.3 72.2
8-5 0.0030 0.0019 0.011 1780 123.7 56.0 50.4 <24,8
№ пробы Яа223, Бк/кг і- " Ь 3 /к О Ш к40, Бк/кг РЬ210, Бк/кг ТЪ230, Бк/кг ТЪ234, Бк/кг 235 к/ ^ щ Ра231, Бк/кг
8-1 400.2 <15.3 761 8105 8430 303 38.2 365
8-2 268.5 <13.0 466 5074 6686 169 <15.3 251
8-3 893.9 <41.6 443 28740 26787 414 149.8 975
8-4 68.1 <3.3 1416 1354 967 195 13.0 74
8-5 <15.6 <1.6 1244 77 <581 231 13.4 <27
Примечание: 8-1 - берег хвостохранилища «Дигмай» (С40°13.327' В69°37,596'); 8-2 - высыпки нор грызунов на берегу (С40°13.332' В69°37.469'); 8-3 - центр хвостохранилища «Дигмай» (С40°13.223' В69°37.469'); 8-4 - отвалы бедных руд в Табошаре (С40°34.376' В69°39.477'); 8-5 - донный осадок на дамбе в Табошаре (С40°34.010' В69°39.448').
Как видно из табл. 1, высокое содержание урана, тория, удельной альфа-активности и радиоактивных изотопов соответствует пробам Б-1, Б-2, Б-3, отобранным на Дигмайском хвостохранилище. На их фоне выделяется проба Б-3, отобранная в центре хвостохранилища, которой соответствуют максимальные значения активности анализируемых изотопов. Пробы, отобранные в Табошаре (8-4, Б-5), обладают меньшей активностью. Следует отметить, что Дигмайское хвостохранилище и отвалы фабрики бедных руд в Табошаре не закрыты консервирующим слоем и являются источниками радиоактивного загрязнения прилегающей местности. В первую очередь это связано с ветровой и водной эрозией.
В процессе водной эрозии происходит смыв складируемого материала и его механический перенос на прилегающую территорию. Также талыми и ливневыми водами происходит смыв осадков ветровой эрозии с повышенных и их аккумуляция в пониженных частях рельефа.
На механическую миграцию материала хвостохранилищ и отвалов накладываются химические процессы, приводящие к выщелачиванию радиоактивных веществ из отходов и их переносу подземными и поверхностными водами в растворимых формах с последующим переосаждением при смене физико-химической обстановки в водных потоках.
На примере урана механизм химической миграции описывается уравнениями:
Ш2 + 2Н+ + 8042' -> и022++80з2- +Н20 и Ш2 +С032' -> [Ш2(СОз)з]4'.
2 2
Источниками анионов Б04 - и СО3 - служат акцессорные сульфидные минералы и растворимые углекислые соли, которые присутствуют в отходах урановорудного производства. Таким образом, механическая и химическая миграция радиоактивных веществ из отходов урановорудных производств приводит к радиационному загрязнению значительных площадей прилегающих территорий, а также представляет угрозу загрязнения подземных водозаборов и поверхностных водоемов хозяйственно-питьевого назначения.
С целью оценки состояния систем водоснабжения были обследованы скважины подземных водозаборов г. Худжанда, находящиеся на правом берегу реки Сыр-Дарьи, и г. Чка-ловска.
Результаты определения микроэлементного состава проб воды и их объемной активности по изотопам приведены в табл. 2, 3.
Таблица 2
Содержание микроэлементов в образцах воды, мкг/дм
№ п/п Элемент Чкаловск Худжанд Проба воды из скв. НПЦ «Т» пдк
1 Мв 63020 113095 18240 940000
2 С1 232825 357530 25070
3 Си 241 <10 0.7 1000
4 Мп 48.0 14.4 0.7 100
5 Ка 72960 132930 - 200000
6 Са 38400 136650 33200 180000
7 и 233 7.54 н/обн 1800
8 Мо 1.42 4.51 н/обн 250
9 нв 0.018 0.158 - 0.5
10 0.15 0.099 - 50
11 8г 7.11 1010 110 7000
12 Бе 439 68 120 300
13 2п 240 20.8 н/обн 1000
Таблица 3
Определение объемной активности РЬ210, Ро210, Яа226, Бк/дм3
№ РЬ 210 Ро210 Яа226
1 Чкаловск 0.00 0.01 0.033
2 Худжанд 0.00 0.01 0.033
ПДК 2.85 14.4 2.0
Анализ табличных данных показывает, что содержание контролируемых элементов и радиоактивных изотопов не превышает предельно допустимых норм. В пробах, отобранных в г. Худжанде, отмечается повышенное содержание магния, натрия и кальция. Концентрации этих элементов в 2-2.5 раза превосходят их содержание в пробах, отобранных в г. Чкаловске. Данный факт объясняется близостью гор Могол-Тау, сложенных изверженными и осадочными породами, являющимися источником основных элементов химического состава природных вод: Са, Мg, №, К, С1 и S [5]. В процессе миграции вод водоносных горизонтов гор Мо-гол-Тау, относящихся к основным поставщикам водозаборов правобережья г. Худжанда, происходит выщелачивание этих элементов из горных пород.
На наш взгляд, полученные данные позволяют сделать следующие выводы - отходы урановорудных предприятий, особенно не законсервированные, представляют собой источники радиационного загрязнения прилежащих территорий и гидрографической сети; к основным факторам, обуславливающим загрязнение территорий, относятся пылевой разнос и водная миграция радиоактивных изотопов; с целью снижения отрицательного воздействия отходов урановорудных предприятий на природную среду необходима инженернорадиологическая оценка состояния хвостохранилищ и отвалов, разработка и реализация мероприятий по их консервации и захоронению и реабилитации ранее загрязненных территорий.
Работа выполнена по проекту НАТО ЯЕ8СЛ №981742
Государственное предприятие «Востокредмет» Поступило 28.09.2007 г.
Министерства энергетики и промышленности РТ, г. Чкаловск, Республика Таджикистан,
Институт им. Жозефа Стефана, Любляна, Словения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мосинец В.Н - Атомная энергия, 1991, т.70, вып. 5, с. 282-288.
2. Титаева Н.А. Ядерная химия. - М.: МГУ, 2000, 215 с.
3. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картированию М 1:50000 - 1:25000. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1990, 206 с.
4. Методические рекомендации, методика выполнения измерения. «Подготовка проб природных вод для измерения суммарной альфа- и бета-активности». - М.: НПП «Доза», 1997, 24 с.
5. Полыванов Б. Б. Кора выветривания. Избранные труды - М.: Изд АН СССР, 1956, 326 с.
М.М.Юнусов, П.Стегнер, З.А.Рози^ов, Н.И.Беззубов НАТИ^АИ БА^ДИ^ИИ РАДИАТСТОНЙ БА ПAFТGВ^GИ ИCТЕ^CGЛGТИ УРАН
Оиди натичаи тадк;ик;оти банодинй ба радионуклидное, ки дар таркиби партовнои истенсоли маъданнои ypандоp ва чоннои зеризаминй дар сонили рости дарёи Сир, шанрнои Хучанд ва Чкаловск оварда шyдааст. ^айд карда шyдааст, ки омилнои асосии ифлосшавии нудуднои наздиктарин, бо воситаи шамол панн шyдани газнои радиоактивй, чангy губор (аэрозоль) ва инчунин мигратсияи pадионyклидно бо вости-таи обнои зеризаминй мебошад.
M.M.Yunusov, P.Stegner, Z.A.Razikov, N.I.Bezzubov THE RESULTS RADIATION OF ESTIMATE IN WASTES OF URANIUM PRODUCTION
The preliminary results are presented on the value of contents of natural radionuclides in the wastes of uranium-ore production and in the bore holes, left coast Khujand and Chkalovsk cities. The main factors, which make the contamination of adjoining territories, are wind moving the wastes aerosols and radionuclides migration by underground and surface water. Conclusion is necessity in engineering radiation value of the available mouldboard and tailings conditions.
