Материал: Пронкин Обеспечение безопасности хранилисч радиоактивных 2011
Глава 5. ХВОСТОХРАНИЛИЩА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
5.1. Общие сведения
На многих ПЯТЦ имеются хвостохранилища, на которые удалялись и удаляются как различные промышленные отходы, так и радиоактивные вещества, которые могут быть отнесены к категории РАО. Эти РАО различны по агрегатному состоянию (твердые, жидкие) и довольно разнообразны по радионуклидному составу. Хотя средняя удельная активность радиоактивных хвостов6 не высока (менее 103 кБк/кг), однако из-за накопления в хвостохранилищах больших масс РАО и присутствия в них долгоживущих радионуклидов, потенциальная опасность хвостохранилищ будет оставаться радиологически значимой в течение длительного периода времени.
Организация первых хвостохранилищ в СССР, некоторые из которых в настоящее время выведены из эксплуатации и законсервированы, относится к моменту начала освоения урановых месторождений и пуска первых заводов по переработке урановой руды. В то время (конец 40-х – начало 50-х годов прошлого столетия) не было достаточного опыта проектирования подобных хранилищ. Не уделялось должного внимания выбору места их размещения, не было опыта наблюдений за поведением хвостохранилищ и состоянием окружающей среды, не предусматривались необходимые природоохранные мероприятия. Во-первых, считалось что, отходы хвостохранилищ не столь уж и опасны и, во-вторых, размещение отходов рассматривалась как временная мера, за которой (при совершенствовании технологии извлечения) последует повторная переработка отходов хвостохранилищ с целью извлечения оставшихся полезных элементов, в том числе и урана.
Однако до настоящего времени не было сделано попыток повторной переработки хвостов. И это, по-видимому, связано с двумя
6 Хвосты – измельченные отходы, получаемые после переработки руд полезных ископаемых. Хвостохранилище – место (комплекс сооружений) для организованного складирования и хранения хвостов в горнорудной промышленности.
126
основными факторами: экономической нецелесообразностью и с непредсказуемостью масштабов экологических последствий разрушения старых захоронений. Все это свидетельствует о том, что существующие хвостохранилища являются местом складирования
изахоронения жидких и твердых РАО и ряда химических отходов
инеобходимо принимать меры к тому, чтобы уровень влияния этих захоронений на окружающую среду и человека не возрастал, а со временем снижался.
Внастоящее время площадь, непосредственно занятая хвостохранилищами, в России превышает 7,5 км2, а активность, накопленных РАО около 160 кКи (см. табл. 5.1). На ПЯТЦ хвостохранилища организованы не только на предприятиях по добыче и переработке радиоактивной руды, но и на ряде других предприятий, на которых размещаются твердые и жидкие НАО. Тем не менее наибольшая часть отходов как по объему, так и по активности находится на двух уранодобывающих горнорудных предприятиях ГМЗ (г. Лермонтов) и ППГХО (г. Краснокаменск).
На зарубежных предприятиях хвостохранилища используются для сбора и хранения хвостов предприятий по добыче и переработки урана и тория. Подобные предприятия имеются в Австралии, Индии, Канаде, Китае, Нигере, Намибии, США, Франции, и др., а также в странах постсоветского пространства: Казахстане, Кыргыстане, Таджикистане, Украине и Узбекистане.
Основными документами МАГАТЭ, выдвигающими требования и подходы к обращению с отходами, образующимися при добыче и переработке радиоактивных руд и направленные на ограничение воздействия их радиоактивности на здоровье населения и окружающую среду, являются «Объединенная конвенция о безопасности обращения с отработавшим ядерным топливом и о безопасности обращения с радиоактивными отходами» и «Обращение с от-
ходами при добыче и переработке урановых и ториевых руд» [3], [59].
Объединенная конвенция дает общие рекомендации по обращению с РАО. Второй документ МАГАТЭ непосредственно относится к проблеме обращения с РАО при размещении их в хвостохранилища и состоит из двух частей: Свод положений и Руководство к данному Своду. В Своде излагаются требования по безопасному и
127
надежному обращению с отходами, образующимися при добыче и переработке урановых и ториевых руд, в то время как в Руководстве приведены инструкции по использованию Свода, а также анализ технологий и концепций по обращению с РАО при добыче и переработке радиоактивных руд.
Свод содержит требования по обеспечению безопасности на всех этапах жизненного цикла установок по добыче и переработке радиоактивных руд, в том числе при проектировании, эксплуатации, снятии с эксплуатации, а также вопросы, связанные с контролем, надзором и обслуживанием хвостохранилища. В документе приводятся примеры реализации рекомендаций МАГАТЭ в нормативных документах национального уровня.
ВРоссии основополагающим документом, в котором изложены требования по обеспечению безопасности при обращении с РАО, накопленными в хвостохранилищах, является нормативный доку-
мент НП-058-04, «Безопасность при обращении с радиоактивными отходами. Общие положения». Кроме того, требования по безопасному захоронению РАО изложены также в нормативных доку-
ментах НП-055-04 «Захоронение радиоактивных отходов. Принципы, критерии основные требования безопасности» и НП-069-06 «Приповерхностное захоронение радиоактивных отходов. Требования безопасности» [19] – [21].
В1991 году были изданы «Санитарные правила ликвидации, консервации и перепрофилирования предприятий по добыче и переработке радиоактивных руд» (СП ЛКП -91) [60]. Основные поло-
жения, содержащиеся в СП ЛКП-91, формально касаются только горнорудных предприятий, однако они могут быть отнесены и к хвостохранилищам нерудных предприятий.
СП ЛКП-91 регламентируют комплекс санитарно-защитных мероприятий, которые должны быть осуществлены в процессе ликвидации, консервации и перепрофилирования предприятий по добыче радиоактивных руд с целью дезактивации оборудования и помещений, рекультивации территории, захоронения радиоактивных и токсичных отходов, в том числе и хвостохранилищ. Предельные уровни загрязнения окружающей среды установлены с учетом требований НРБ-76/87 (к сожалению уже дважды устаревшими).
128
Устройство (конструкция) хвостохранилища может быть различным в зависимости от особенностей местности, состава «хвостов» (отходов) и способов их размещения (укладки) в хвостохранилище и его влияния на распространение загрязнения с территории хвостохранилища на окружающую среду [8]. По способу укладки хвостов различают намывные и наливные хвостохранилища, по размещению на местности – равнинные и расположенные в естественных или искусственных понижениях рельефа так называемые
овражно-балочные или горные.
Намывные (равнинные) – это наиболее распространенный тип хвостохранилища уранодобывающей промышленности, в котором ограждающая дамба наращивается намывом хвостовой пульпы, перекачиваемой с гидрометаллургического завода по пульпопроводу. Ограждающая дамба отсыпается из твердой, преимущественно песковой фракции, а иловая (шламовая) фракция вместе с хвостовыми водами отдельно подается по пульпопроводу в образующуюся чашу.
Насыпные хвостохранилища сооружают, как правило, в тех случаях, когда для создания устойчивых намывных дамб хвостохранилища большой площади песковой фракции оказывается мало. В этих случаях хвостохранилища чаще устраивают в оврагах и балках, в которых протяженность дамбы оказывается ограниченной размерами выхода из балки (оврага). Такие хвостохранилища отно-
сятся к насыпным овражно-балочным хвостохранилищам с дамбой небольшой протяженности.
Наливные хвостохранилища образуют на основе естественного или искусственного понижения (впадины) рельефа, например на месте отработанного карьера. К наливным относят также хвостохранилища, у которых ограждающие дамбы сооружены из не хвостового, а привозного (инертного) материала.
По функционально-производственному принципу, сформировавшему облик и характеристики хвостохранилищ ПЯТЦ, их можно объединить в следующие группы:
Первая группа: хвостохранилища предприятий по добыче и переработке урановых руд и обработке природного, а также обедненного урана. На эти хвостохранилища поступают РАО, содержащие радионуклиды цепочки распада урана. Это предприятия ГУП «ГМЗ», ОАО «ППГХО» и ОАО «ЧМЗ».
129
Вторая группа: хвостохранилища предприятий по изготовлению тепловыделяющих элементов. Отличительной особенностью РАО, поступавших на захоронение в хвостохранилища этих предприятий, является наличие урана с обогащением выше природного, используемого в тепловыделяющих элементах различного назначения. Это предприятия ОАО «МСЗ» и ОАО «НЗХК».
Третья группа: хвостохранилища предприятий по переработке гексафторида и тетрафторида урана. Отходы хвостохранилищ этих предприятий характеризуются радионуклидами уранового ряда и меньшей удельной активностью. Это предприятия: ОАО «УЭХК», ОАО «ЭХЗ», ОАО «АЭХК» и ОАО «КЧХК». Включение в эту группу ОАО "КЧХК" обусловлено тем, что прошлая деятельность этого комбината была связана с переработкой гексафторида и тетрафторида урана.
Отметим, что в хвостохранилища удаляют не только отходы, содержащие радионуклиды, но большое количество разнообразных химических элементов, которые в ряде случаев являются более опасными для окружающей среды, чем РАО.
5.2.Опасности, создаваемые хвостохранилищами
Вхвостохранилища удаляются НАО, удельная активность которых не превышает 104-105 Бк/кг. Тем не менее большой объем этих отходов, в ряде случаев открытая водная поверхность хвостохранилищ, а также отсутствие, как правило, специального изолирующего слоя на дне хвостохранилища может приводить к загрязнению окружающей среды, опасной для деятельности человека. Положение усугубляется наличием в составе РАО долгоживущих радионуклидов, которые сохраняют эту опасность в течение длительного периода времени. Ситуация с обеспечением безопасности размещения РАО в хвостохранилищах в ряде случаев подобна ситуации с поверхностными водоемами-хранилищами, рассмотренными в главе 3. Конечно, существенное отличие состоит в уровне общей активности, размещенной в водоемах-хранилищах, а также удельной активности отходов, особенно донных отложений.
Рассмотрим опасности, создаваемые хвостохранилищами как в период их эксплуатации, так и после закрытия (консервации). Количественные характеристики воздействия хвостохранилищ на ок-
130