ружающую среду, приведенные ниже, наиболее характерны для предприятий по добыче и переработке урановой руды, и ниже им уделено наибольшее внимание. [59] – [67].
1.Хвостохранилище имеет большую открытую водную поверхность (десятки и сотни квадратных метров), которая является потенциальным источником распространения радионуклидов с водной пылью в случае сильного ветра и/или смерча, на окружающую природную среду.
2.Радиоактивная земляная пыль с поверхности наружных откосов ограждающих дамб, с пляжей, а также с высохших поверхностей отработанных карт хвостохранилищ может разноситься ветром на сотни метров за пределы хвостохранилища. Количество сдуваемой пыли зависит от скорости ветра, размеров частиц пыли, её влажности. Например, уже при скорости ветра в 3 м/с с пылящей поверхности дамбы сдувается более 90 % частиц диаметром от 0,2 до 0,25 мм. Иловая фракция, которая может обнажаться в засушливое время года, состоит из частиц диаметром 0,1-0,05 мм. Мощность экспозиционной дозы по периметру ограждающей дамбы обычно составляет 100-150 мкР/ч, а иловой пульпы – 1000-1500 мкР/ч.
Радионуклидный состав альфа-активных аэрозолей в районе хвостохранилищ имеет существенный сдвиг в сторону долгоживущих дочерних продуктов урана (приложение 4). Вклад изотопов урана (уран-238, уран-234) в суммарную альфа-активность аэрозолей обычно составляет 15-20 %, остальные 80-85 % приходятся на основные изотопы уранового ряда (торий-230, радий-226, полоний210), а также на альфа-излучающие изотопы ториевого ряда. Основным альфа-излучателем в аэрозольном загрязнении воздушной среды является радий-226, содержание которого примерно в два раза больше содержания урана. Содержание тория-230 и полония210 обычно несколько меньше (70-80 % содержания радия). Суммарная альфа-активность поверхностного слоя почвы около хвостохранилища колеблется в пределах 1-2 кБк/кг (верхняя граница отнесения альфа-активных ТРО к категории НАО в соответствии с ОСПОРБ-99/2010 составляет 100 кБк/кг).
3.Радионуклиды и химические соединения, находящиеся в хвостохранилище, могут проникать в грунт и, далее грунтовыми водами распространяться далеко за его пределы. Потеря воды вслед-
131
ствие фильтрации через грунт дна и дамб может достигать 20-30 % объема поступающих жидких отходов и зависит от многих факторов: площади хвостохранилища, высоты слоя жидкости, эффективности гидроизолирующего слоя и др. Инфильтрация, по расчетным данным, может достигать 500-1000 м3 /сутки.
Радиоактивные и химические загрязнения, содержащиеся в фильтрующихся водах, способны мигрировать с подземными водами на значительные расстояния. [64]. Кроме того, жидкость, фильтрующаяся из отстойного прудка, проходя через ил, обогащается ураном. Причем содержание урана в ней может возрасти более чем на порядок по сравнению с осветленной компонентой жидкости прудка. Нитрат-ионы, попадая с потоком грунтовых вод в колодцы, пруды и естественные водоемы ухудшает экологическую обстановку.
Миграция радия и большинства других радионуклидов уранового ряда невелика, так как они хорошо сорбируются грунтами, особенно при снижении кислотности до рН равного 5-6. Ареал распространения этих радионуклидов не выходит, как правило, за пределы СЗЗ.
4.Хвостохранилища могут служить причиной непосредственного радиоактивного загрязнения открытых (поверхностных) водоемов. Наиболее частой причиной такого загрязнения открытых водоемов является не запланированный сброс из отстойного прудка дебаланса жидкой фракции хвостов, например из-за обильных осадков, а в ряде случаев из-за несоответствия мощности производства и объема хвостохранилищ. Подобные сбросы приводят к появлению еще одного загрязненного радиоактивными отходами объекта, контроль за которым, как правило, является более слабым, чем за хвостохранилищем.
5.Причиной загрязнения территории предприятия (обычно СЗЗ)
может явиться транспортирование хвостов (ТРО), которое осуще-
ствляется по пульпопроводу (жидкая фракция, шламы) и/или с помощью автосамосвалов (пески, забалансовая руда). Если на всем протяжении пульпопровода нет протечек, то загрязненность вдоль пульпопровода не наблюдается. Перевозка песка автосамосвалами неизбежно приводит к потерям части радиоактивного материала по пути следования и загрязнения полотна дороги и прилегающей территории. Это имеет место при нарушении асфальтового покры-
132
тия, в местах, где имеются выбоины и неровности. Мощность экспозиционной дозы вдоль полотна дороги может достигать при этом несколько сот мкР/ч.
6.Вероятно самой неблагоприятной ситуацией, с точки зрения загрязнения окружающей среды, является прорыв ограждающей дамбы хвостохранилища или разрушение гидротехнических сооружений. При прорыве плотины (дамбы) вырывается значительная часть содержимого чаши, включая наиболее активную иловую часть хвостов. При аварии подобного вида может подвергнуться загрязнению довольно обширная территория.
7.Хвостохранилище служит источником загрязнения атмосфе-
ры радиоактивными и токсичными газами. Это прежде всего радон, который эманирует со всей поверхности (примерно 106-107 Бк/год,
от 0,004 до 0,05 Бк/м2 с), поскольку в хвостохранилище поступает почти весь радий, содержащийся в исходной руде. Однако радоновое загрязнение атмосферного воздуха является, как правило, несущественным с санитарной точки зрения, поскольку радон быстро рассеивается в атмосфере, особенно при ветре.
Примечание. Радиоактивность хвостов обычно определяют по количеству ра- дия-226, находящегося в хвостах, который при распаде переходит в радон. При производительности гидрометаллургического завода 2000 т руды в сутки и содержании U3O8 в ней равном 0,2 %, в хвосты ежедневно попадает примерно 3,7·1010 Бк радия-226 и через 20 лет в них содержится 2,6·1014 Бк (7 кКи) радия-226 при средней концентрации в сухих хвостах около 16 Бк/г.
Представленные выше опасности характерны не для всех типов хвостохранилищ. Ряд характеристик хвостохранилищ существенно зависят от их конструкции. С санитарной и экологической точек зрения намывные хвостохранилища предпочтительнее насыпных, поскольку в процессе намыва происходит дифференциация хвостового материала: наиболее крупные частицы песка задерживаются у места выпуска пульпы, формируя наружный откос дамбы. Мелкодисперсная, иловая фракция уносится с водой по пляжу намыва в отстойный пруд и оседает на дне. Поскольку активность иловой фракции на порядок выше песковой, то основная активность скапливается на дне пруда (водоема).
При формировании насыпных дамб хвостовой материал не дифференцируется по крупности, следовательно, и по удельной активности. Поэтому удельная активность пылящей поверхности насыпной дамбы обычно выше намывной.
133
Минимальным источником образования радиоактивной пыли в период эксплуатации является наливное хвостохранилище, при условии, что вся его площадь покрыта водой, а дамба сооружена из инертного материала.
Больше всего радиоактивной пыли выпадает вблизи равнинных хвостохранилищ, поскольку они, возвышаясь над общим уровнем местности, наиболее открыты ветрам (до 600 - 800 м), в то время как радиоактивная пыль от овражно-балочного хвостохранилища разносится на расстояние не более чем 150 – 200 м, поскольку дамба, расположенная в пониженной части рельефа, менее подвержена действию ветра.
На овражно-балочных хвостохранилищах, расположенных на местности, имеющей значительный уклон, принимают меры для предотвращения попадания ливневых и талых вод в чашу хвостохранилища, чтобы не увеличивать количества загрязненных вод и не допустить переполнения чаши водоема. Для этого сооружаются нагорные канавы и другие водоотводящие устройства. Однако на хранилища подобного типа могут случаться аварии из-за прорыва плотины.
В соответствии с перечнем опасностей, приведенных выше, можно составить список факторов (событий, явлений, причин), способных вызвать аварии на хвостохранилищах:
–землетрясение;
–наводнение;
–засуха;
–смерч, сильный ветер;
–переход урана в легкорастворимую форму;
–разрушение плотины;
–падение самолета;
–террористический акт.
Первые пять факторов аварии являются природными. Переход урана в легкорастворимую форму под воздействием
бактерий в случае повышения общей температуры на планете на 10-15°С можно отнести в настоящее время скорее к гипотетическим предположениям. Поскольку в выведенных из эксплуатации хвостохранилищах, как правило, содержится большое количество урана (несколько десятков тонн), то в случае разогрева этой массы и перехода урановых соединений из трудно- в легкорастворимые
134
формы, последний начнет быстро распространяться с грунтовой водой вне пределов закрытого хвостохранилища. Вследствие этого необходим периодический мониторинг температуры закрытого хвостохранилища в течение многих лет, а также контроль за миграцией урана по почвенным слоям.
Вероятность падения самолета на территорию хвостохранилища невелика и определяется прежде всего расположением авиатрасс над регионом расположения хвостохранилища.
Возможность террористического акта определяется степенью физической защиты хвостохранилища и серьезностью последствий этого акта. Все рассматриваемые предприятия расположены на охраняемых территориях, физическая защита которых является важным фактором безопасности ПЯТЦ.
Как уже отмечалось, наиболее серьезные последствия возможны в результате разрушения гидротехнических сооружений (ГТС), высота которых на некоторых хвостохранилищах составляет десятки метров. Разрушение плотин может быть вызвана разными причинами: наводнение, избыток сбрасываемых вод, очень высокий уровень годовых осадков, землетрясение, разрушение ГТС вследствие его ветхости, террористический акт.
5.3. Хвостохранилища предприятий ядерного топливного цикла
В настоящем разделе рассматриваются основные характеристики некоторых хвостохранилищ ПЯТЦ, а также воздействия этих хвостохранилищ на окружающую среду и возможные события, способные привести к ухудшению экологической обстановки в зоне их влияния (табл. 5.1).
ГУП "Гидрометаллургический завод". Лермонтовское госу-
дарственное предприятие «Алмаз» было создано в 1950 году для добычи и переработки урановых руд из горы Бештау, а затем и из горы Бык в районе Кавказских Минеральных Вод. Для складирования РАО в двух километрах от ГМЗ в балке Калмыцкой было создано хвостохранилище №1, а в 1959 году капитальное хвостохранилище №4. Кроме собственной руды, ГМЗ перерабатывал привозную руду из Казахстана и Украины.
135