–осуществление мониторинга технического состояния хвостохранилища и мониторинга окружающей среды;
–локализация массы отходов при прорыве плотин в пределах СЗЗ предприятия;
–проведение научных исследований с привлечением специализированных организаций по различным вопросам, связанным с техническим состоянием хвостохранилища (состояние дамб, плотин, оценка инфильтрационных потерь и т.д.), а также с выводом из эксплуатации секций хвостохранилищ.
Радикальным способом снижения опасности при эксплуатации и при прекращении сброса РАО в хвостохранилище является его закрытие (консервация), т.е. надежная изоляция объема хвостохранилища, его содержимого и прилегающей территории от окружающей среды. При этом производится захоронение РАО на месте. Возможно предварительное удаление наиболее опасных компонентов РАО из хвостохранилища. Однако решение по этому вопросу должно приниматься согласно принципу оптимизации (больше пользы, чем вреда) и в соответствии с проектом закрытия.
Значительное снижение радиационной опасности, создаваемое предприятиями по добыче и переработке радиоактивных руд, является использование способа подземного выщелачивания рудных масс. При этом руда не извлекается из шахты, а организуется ее выщелачивание с выделением урана в шахтных условиях. Отходы всех типов (радиоактивные и нерадиоактивные) остаются в шахте и в дальнейшем в них захораниваются. Это вид переработки урановой руды в последнее время от экспериментов перешел в промышленное использование как у нас, так и на зарубежных рудниках. Менее экологическим является способ открытого кучного выщелачивания, когда забалансовая руда на открытой площадке орошается сернокислым раствором для выделения урановых соединений. При этом может происходить значительное загрязнение территории предприятия.
При истощении рудных запасов предприятия по добыче и переработке урановой руды прекращают свою деятельность, выводятся из эксплуатации, а хвостохранилища – закрываются. Возможно полное закрытие хвостохранилища, как это имеет место, например,
146
для Лермонтовского горнорудного предприятия или закрытие одной секции или ряда секций (участков, карт), уже исчерпавших свои возможности, например на предприятиях ППГХО, МСЗ, НЗХК и др.
Вопросы закрытия хвостохранилищ и приведение территорий, занятых хвостохранилищами и находящимися под их влиянием, в безопасное состояние, является актуальной задачей как в нашей стране, так и за рубежом.
Поскольку распространение загрязнений из хвостохранилища связано в основном с разносом пыли, миграцией радионуклидов с водой из донных отложений и эсхалацией радона, то порядок закрытия и изоляции, предлагаемый в различных документах, примерно одинаков и сводится он, как правило, к следующим основным действиям [60]:
1.Проведение мероприятий по осушению хвостохранилища до такого состоянии, при котором можно использовать необходимую для земляных работ технику.
2.Демонтаж и дезактивация оборудования пульпопроводов, насосных станций и других сооружений хвостового хозяйства, имеющих радиоактивное загрязнение, до уровней, предусмотренных нормативными документами. Оборудование, не поддающееся эффективной дезактивации, должно быть захоронено на хвостохранилище.
3.Освобождение территории вокруг хвостохранилища и ее рекультивация по санитарно-гигиеническому направлению, в том числе очищение от химических загрязнений и дезактивация.
4.Организация надежной защиты хвостохранилища от поверхностных и паводковых вод, а также создание воотводных сооружений, которые позволят полностью исключить ливневые и поверхностные стоки с окружающей местности на поверхность хвостохранилища. Прочность и надежность сооружений должна обеспечивать их безотказное функционирование в течение практически неограниченного времени.
5.Для стабилизации насыпных дамб хвостохранилища, имеющие наружные откосы с крутым уклоном, которые под воздействием ветровой эрозии, оползней и других процессов со временем могут разрушаться, должны быть закрыты дополнительным инертным грунтом с формированием более пологих откосов с несколькими
147
горизонтальными террасовидными уступами в зависимости от высоты дамбы.
6.Для предотвращения ветровой эрозии, инфильтрации атмосферных осадков, которые могут вызывать вымывание радиоактивных и солевых растворов из закрытого хвостохранилища, его поверхность должна быть засыпана каменисто-щебеночным покрытием с битумной или другой эффективной гидроизоляцией. Толщина слоя покрытия должна быть не менее 0,5 м, по крайне мере достаточной для развития корневой системы. Работы по укрытию хвостохранилища завершаются посадкой на его поверхности трав и кустарников, характерных для данной местности.
7.Территорию закрытого хвостохранилища запрещается использовать для любых народнохозяйственных целей. На территории СЗЗ запрещается строительство жилья, детских учреждений, объектов соцкультбыта, а также устройство мест отдыха и занятия спортом.
Закрытое хвостохранилище находящееся на расстоянии до 2 км от населенных пунктов, промышленных предприятий или земельных угодий, должно иметь ограду из сборного железобетона высотой не менее 2 м, которая располагается не ближе 30 м от хвостохранилища при условии, что за пределами ограды мощность дозы гамма-излучения от поверхности почвы и от дамбы не превышает 60 мкР/ч сверх естественного фона.
Закрытое хвостохранилище подлежит систематическому наблюдению и периодическому радиационному контролю в течение длительного периода времени. Средняя по всей площади рекультивируемого участка мощность дозы внешнего гамма-излучения на высоте 1 м над поверхностью почвы не должна превышать 20 мкР/ч сверх уровня естественного фона, характерного для данной местности, в отдельных локальных точках (не более 20 %) – не
выше 60 мкР/ч, эксхалация радона – 1,0 Бк/м2 с.
В рекультивируемых землях в слоях до 1 м плотный остаток водной вытяжки в любой точке не должен превышать 0,6 %, а рН водной вытяжки должен быть не менее 6,0.
Поддержание необходимого уровня кислотности обусловлено также тем, что в закрытом хвостохранилище вследствие содержания пирита (сернистого колчедана Fe2S) в руде, в хвостах начинает образовываться кислота. Процесс окисления является как химиче-
148
ским, так и бактериальным. На скорость реакции, сопровождающиеся выделением тепла, влияет свет, температура, кислотность и бактерии. Химическое окисление с помощью бактерий (Thiobacillus ferrooxidans) происходит только при рН ниже 3,5-4,0. Бактерии, как упоминалось выше, способствуют переводу урана в легкорастворимые формы, что ускоряет его распространение с грунтовыми и поверхностными водами за пределы хвостохранилища [59],[61].
Порядок действий по закрытию хвостохранилища, технология выполнения работ, материалы и технические средства, используемые в процессе выполнения работ, зависят от характеристик хвостохранилища (объема, типа захороненных РАО, радионуклидного и химического состава отходов, характера местности, погодных условий и др.) и должен быть обоснован в проекте по выводу из эксплуатации хвостохранилища.
Обязательным условием при захоронении хвостов является их обезвоживание, которое происходит в результате естественного испарения и с помощью различных способов фильтрации оставшейся жидкости. Естестественное уплотнение считается завершившимся, если появляется возможность использовать на поверхности хвостохранилища имеющуюся в распоряжении технику для земляных работ.
5.4.2.Опыт зарубежных предприятий
Вначале развития горнодобывающей атомной промышленности для создания хвостохранилищ в различных странах мира использовали в основном равнинный (долинный) тип хвостохранилищ с дамбами (плотинами). В настоящее время, в целях снижения влияния воздействия хвостохранилища на окружающую среду как в процессе эксплуатации, так и после их закрытия, предпочтение отдается размещению хвостохранилищ ниже уровня земли, т.е. естественным углублениям, котлованам, траншеям различной конфигурации (параллельным, спиралевидным) и др. Для снижения или исключения возможных утечек (миграции) жидкости из объема хвостохранилища применяются различные пленки, пластик, глиняные затворы.
149
Рассмотрим ряд примеров по закрытию и консервации хвостохранилищ урановых ГМЗ [65] – [67], показывающих особенности подхода к закрытию хвостохранилищ в некоторых странах.
ВСША принято решение и установлена очередность работ по обеспечению безопасного хранения РАО на 22 из 23 бездействующих хвостохранилищ урановых ГМ3. Для этих работ будут использованы битумоподобные эмульсии, которые с материалами хвостов толщиной 3 мм позволяет сократить выделение радона на 99 %.
Кспециальной разработке можно отнести проект хвостохранилища компании «Пайонир Ураван Инкорпорейшн» в Дизэпойнмент Вэлли (шт. Колорадо). По этому проекту хвосты в обезвоженном состоянии намечено захоранивать в траншеях, проходимых в сланцевых породах. Размеры траншей: длина 762 м, ширина 76 м, глу-
бина 9 – 11 м. Всего 10 траншей общей вместимостью около 4 млн.м3. Расстояние между дном траншей и уровнем грунтовых вод
–1,5 м. Изоляция траншей не предусматривается, так как считается, что просачивание влаги будет очень незначительным. Но на случай поступления воды дно в траншеях с одной стороны будет наклонным для обеспечения стока. Скапливающуюся воду будут откачивать в испарительный пруд. После заполнения траншею перекрывают вынутым грунтом и поверхность биологически рекультивируют.
Для обезвоживания хвостов намечено использовать ленточные
фильтры конструкции фирмы «Деймз Энд Мур», обеспечивающие получение материала плотностью около 1520 кг/м3 при влажности
20 – 25 %.
Другая разработка принадлежит компании «Бокум Рисоурсиз». Вместо обычного хвостохранилища площадью 128 га, которое предполагалось сооружать на руднике «Маркез» (шт. НьюМексико), компания решила размещать хвосты в серии котлованов глубиной 21,5 м. Осветленная вода откачивается в испарительные пруды. После заполнения части котлованов до проектной отметки их заваливают ранее вынутым грунтом. Минимальная мощность грунтового покрытия 3 м, максимальная – 9 м. Позже на этом месте сооружают испарительные пруды. Плотина служит дополнительной защитой от радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Всвязи с решением размещать в будущем хвосты урановых ГМ3 только ниже уровня земли специалисты США начали более
150