Методика анализа

Пробы анализировалась на основные макрокомпаненты (Ca, Mg, Na, K, NH₄ , SiO₂, Fe, HCO₃ ,Cl , SО₄ , NO₂ , NO₃, NH₄ , рН, M - общая минерализация) и микроэлементы (кроме урана, тория, калия, цезия-137), которые генетически связаны с данным типом месторождений урана, а также на тяжелые металлы, которые активно выщелачиваются серной кислотой и переносятся в кислых водных растворах. Анализ выполнен в Государственном предприятии «Республиканский аналитический центр» (РАЦ). РАЦ имеет аттестат аккредитации на техническую компетентность и независимость. Зарегистрирован в Государственном реестре Системы сертификации ГОСТ Р № РОСС RU 0001.511112 от 15.01 2001г. (670031, г. Улан-Удэ, ул. Терешковой, 9, тел. (3012) 43 60 28.

Уран, торий и калий, редкие земли определялись в радиологической лаборатории Геологического института СО РАН на гамма – спектрометрической установке, на основе методических разработок В.А. Боброва, А.М. Гофмана (1971-79гг). Погрешность определения не превышает 10%

Критерии оценки результатов:

Критериями оценки концентраций элементов в поверхностных водах служили концентрации в воде реки Тетрах, выше впадения в нее вод ручья Дренажный, а также химический состав реки Витим.

Для подземных вод критерием оценки явились концентрации в скважине питьевого водоснабжения в 1999-2000гг. Данные по ней в 2003 году - уже аномальны, концентрация урана повысилась от 0.04мкг/л (1999г) до 7. 83 (2003г), а по по сульфат-иону от 10.0 мг/л (1999г) до 533,8 (2003г).

Для оценки концентраций элементов в почвах, донных отложениях и растительности приняты их концентрации на фоновых участках за пределами полигона и рудной залежи.

Экологическая оценка состояния

Экологическое состояние подземных вод (по данным трех скважин)

Наблюдение велось по двум наблюдательным скважинам, которые расположены в верховье ручья Дренажного, ниже по склону от полигона ПВ (около 150м) и питьевой, расположенной в 100.0 м от полигона на левом склоне долины. Предполагается, что эта скважина находится за пределами влияния подземных потоков и защищена от попадания промышленных растворов.

Наиболее информативные компоненты состава подземных вод сведены в табл. № 2 и показаны на рис. № 2. Вода питьевой скважины на уран оценивалась по норме в РФ –50.0 мкг/л, но учитывалась и норма ВОЗ – 20 мкг/л. Как видно из фактического материала, концентрация урана за эти годы изменяется, причем происходит рост значений от 0.04мкг/л (1999г) до 7.83 (2003г.) Эти значения не достигают принятых опасных норм, но рост урана – это тревожный факт (в 195.75 раз за 4 года), тем более, что значительно возросла концентрация сульфат-иона от 10мг/л (1999г), до 533,8 (2003г) в 53,38 раза за четыре года, превысив норму для питьевого водоснабжения (500мг/л).

Источник поступления урана и увеличения сульфат-иона нам не ясен из-за недостатка информации, и в том числе, гидрогеологической, но в любом случае ясно, что загрязнение подземных вод происходит там, где оно не прогнозировалось, а вода питьевой скважины не соответствует нормам. Особенно это важно, что люди на участке и так живут и работают в потенциально опасной зоне и не имеют личных дозиметров.

В воде скважины № 30 концентрация урана изменяется от15.3 до 12.0 мкг/л. Также меняется по годам концентрация и сульфат - иона (от 418.62 до 315.62 мг/л). Кислотно-щелочной показатель среды меняется от кислой до слабо щелочной.

В воде скважины № 29 урана проходит больше (от 28.8 до 18.1мкг/л), причем концентрация его снижается к 2004 году, но резко возрастает концентрация сульфат-иона от 41.67 до 2523.3 мг/л. и понижается рН раствора до 3.23.

Это значит, прежде всего, что в скважине появилась кислота с полигона. В природе такие воды могут быть только на интенсивно окисляющихся сульфидных месторождениях со свободным доступом кислорода. Вода этой скважины за пределами полигона – это уже загрязненные подземные воды, движение урана в них не контролируемое. Не исключено их попадание в поверхностные воды. Причины появления в наблюдательной скважине сульфатных вод без данных по строению и составу пород по скважине (нарисованы перекрывающие базальты и мощный горизонт многолетнемерзлых пород) и сведений о технологическом процессе, нам определить трудно, но это тревожный факт, который свидетельствует о том, что промрастворы не контролируемо уходят за полигон, и загрязняют подземные воды. Выводы: Подземный кислотный сток с высоким содержанием урана и серной кислоты («кислотный дренаж») по направлению скв. № 29, быстро увеличиваясь за четыре года в 60.5 раза, уходит с полигона в сторону реки Витим. Это тревожно при отработке одной залежи и реально опасно при отработке всех проектируемых залежей.

Рекомендации:

Не достаточно наблюдательных скважин на этом участке. Необходима постоянно работающая система наблюдательных скважин по всем возможным направлениям подземного стока от полигона с регулярной периодичностью опробования и анализа проб. Кроме того, необходим мониторинг состояния подземных вод независимыми организациями. Для лаборатории на участке ОАО «Хиагда» необходим периодический геологический (отбор проб гидрогеологом с зашифрованными номерами) и внешний контроль результатов анализов, который там не проводится.

Экологическое состояние поверхностных вод.

Ручей Дренажный начинается вблизи полигона ПВ (около 450м) вниз по склону. В нижней части полигона сделан пруд-накопитель для сточных паводковых вод. Он ограничен в нижней части дамбой. Долина ручья заболочена, заросла ерником, в верхней части русло плохо выражено и в сухое время безводно. В дождливое время водный поток начинается с истока ручья. Поэтому не всегда удавалось провести опробование по всем намеченным пунктам наблюдений.

Заметные изменения в составе вод выявились для небольшого круга макрокомпонентов и урана, которые и помещены в табл. 2. Концентрации других макро- и микрокомпонентов в воде изменяются незначительно или отсутствуют. Изменение концентраций наиболее значимых компонентов во времени и пространстве в разные годы показаны на графиках. (Рис.3, 4)

За шесть лет наблюдений заметно изменялись концентрации урана, сульфат-иона и рН.

Уран. Самые высокие концентрации урана обнаружены в пруде-отстойнике летом 2002г. – 45.4мкг/л (это был единственный случай, когда при нашем посещении в пруде была вода). Самые низкие концентрации урана обнаружены в речке Тетрах выше впадения в нее ручья Дренажный. Среднее из этих значений (0.03; 0.35; 0.06; 0.41; 0.06), принято за фоновое и оно равно 0.182 мкг/л.

Концентрации урана уменьшаются от истоков ручья к его устью. Выделяются самые контрастные аномалии в истоке Дренажного летом 2002г. в т.н. № 4, коэффициент контрастности (КК) составил – 19.3 (КК=3.52:0.182=19.3) и осенью 2002г в т.н. № 2 = 20.5 (3.74:0.182=20.5). К устью ручья концентрации уменьшались, приближаясь к фону.

В другие годы летом урана в воде значительно меньше, а осенью он возрастает. Видимо происходит смыв дождевыми водами накопившегося урана на полигоне (по неизвестным нам причинам) мимо пруда-накопителя и дамбы пруда. Дамба пруда не держит уран и он попадает в ручей и далее в речку Тетрах. Аномальные значения 2002 года связаны, видимо, не с естественными дождями, а с какими-то другими (возможно аварийными) причинами.

Общим для урана является то, что концентрации его в истоке ручья, в основном, растут во времени (т.н. № 2: 2000г - 0.23; 2001г - 1.1; 2002 -3.74) и далее вниз по течению происходит или сорбция на илистые отложения, или разбавление уменьшает его концентрацию.

Концентрация сульфат-иона изменяются от 1.4мг/л. до 290.3мг/л. За фоновые значения принято среднее в воде Тетраха выше впадения в него ручья Дренажный (т.н.13) за четыре года (7.0+ 9.6+ 80.16+5.2=101.96:4=25.5). Аномальные значения появляются в верховье ручья в 2001 году (КК= 10.6), в 2004г. (КК=11.4), но к устью ручья концентрация уменьшается.

Вывод.

В поверхностные воды со временем увеличивается поступление урана и сульфат-иона - элементов характерных для промраствора, причем концентрация их растет по мере работы на полигоне. Уран в истоке ручья (т.н.№ 4) в 1999г. – 0.4мкг/л, в 2004г – 1.57мг/л, увеличился в 3.9 раза. Сульфат-ион в 1999 г.-1.4мг/л; в 2004г - 290.3мг/л, увеличился в 207 раз. Концентрации опасных компонентов в истоке ручья и характер распределения их по долине ручья, однозначно говорит о том, что источником является полигон. Происходит загрязнение поверхностных вод, пока оно слабое, но при увеличении размеров добычи урана и при явно недостаточных мерах зашиты природных сред, загрязнение будет опасным.

Рекомендации:

Необходимо предотвратить сток с полигона, путем создания непроницаемой эшелонированной дамбы вкрест всего возможного стока. Пруд-накопитель должен иметь непроницаемую подушку, чтобы стоки не попадали в поверхностные и подземные воды.

Экологическое состояние почв.

Пробы почв отбирались в пределах контура ПВ по профилям. Концентрации радиоактивных элементов в почвах и в подпочвенном минерализованном горизонте не высокие и колеблются в пределах фона. Повышенные концентрации цезия-137 тяготеют к участкам, где сохранился гумус и торфяно-моховой покров. Аномалии радионуклида цезия-137 связаны, скорее всего, с выпадениями от испытаний атомного оружия. Этот радионуклид обнаружен во многих частях Бурятии во мхах и торфяных покровах.

В пробах обнаружены также повышенные концентрации никеля (2.5 ПДК), свинца (1.5 ПДК). Почвы и подпочвенный минерализованный горизонт промываются дождевыми и талыми водами и медленно накапливают привносимые элементы.

Экологическое состояние растительности

Рассмотрены концентрации элементов в пробах растительности, взятых на фоновых площадях на Амалатском плато базальтов (пробы №1-8), в долине ручья Дренажного ниже полигона ПВ в пределах пятой залежи месторождения «Хиагда» (№ 9-12), на Романовском углекислом радоновом источнике (№ 13-15), в долине р. Холой, дренирующей Талаканское урановое месторождение (№ 16-17), пробы рыбы (хариус, гольяны) из рек Холой, Шербахта и озера Хиагда (№ 18-20).

На рис №5 показаны полученные результаты, из которых видно, что концентрации урана и генетически связанных с ним элементов аномальны по отношению к фоновым значениям по ручью Дренажному, по которому идет сток с полигона ПВ, в растительности у Романовского радонового источника и в долине р. Холой, размывающей урановое месторождение. Причем аномалии потока по Дренажному наиболее контрастны (КК= от 6 до 30), в отличие от естественного радонового источника и естественного многолетнего выноса элементов по р. Холой.

Вскрытие (даже скважинами) урановых залежей за 5-10 лет (если учесть попадание элементов через воду в растительность, в том числе из первого полигона 1983г), создало в растениях контрастную (относительно растительности Амалатского плато) аномалию вблизи участка.

Выводы: воздействие проектируемых полигонов на растительность долгое время при добыче урана на многих участках – это реальная опасность для всей биоты региона, включая людей.

Рекомендации:

1. Максимально исключить выбросы, разливы промрастворов на поверхность полигона.

2. Исключить попадание поверхностных стоков в дренажную сеть, путем постройки дамб, исключающих просачивание стоков из прудов-отстойников. Пруды должны быть с непроницаемой подушкой из глины и специальных покрытий, дамба с сорбционным барьером, непроницаемым для радиоактивных элементов и тяжелых металлов.

Общие выводы и рекомендации:

1. Существующие меры защиты природных сред (особенно воды) на опытном

участке ПВ явно не достаточны. Учитывая темпы загрязнения и расширяющуюся площадь, где планируется добыча, загрязнение примет недопустимые размеры.

2. В новом проекте должны быть предложены меры защиты природных сред,

исключающие их загрязнение. Надежность их должна быть доказана расчетами.

3. Программы мониторинга должны быть детально расписаны со схемами отбора

проб, с анализами, в том числе, с внешним контролем в независимой лаборатории и с необходимым финансированием в смете и с учетом этих затрат в расчетах экономической эффективности.

4. Для надежности и объективности получаемых результатов мониторинга рекомендуется привлечь независимых исследователей - ученых с независимым комплексом работ и анализа результатов мониторинга.

Список рисунков, таблиц, литературы.

Литература:

1.Кременецкий И.Г., Леонов В.Е. Медведев В.И. Радиоэкология Байкальского региона. Материалы III межрегиональной конференции. «Во глубине сибирских руд». Улан-Удэ, 2000.- С 86.

2.Перевалов А.В., Цыденов А.Б., Астахов Н.Е.,Бартанова С.В. Измерение радона и других радиоактивных элементов на Хиагдинском урановом месторождении». Материалы II Международной конференции. Томск, 2004г.

3.Ширапова С.Д. «Радиогеоэкология таежно-мерзлотных ландшафтов Витимского плоскогорья» (на примере опытно-промышленной разработки Хиагдинского месторождения урана). Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. 2005г.

Список таблиц.

1. Табл. 1. Химический состав вод ручья Дренажного от полигона до устья.

2. Табл.2. Химический состав подземных вод участка «Хиагда» (скважины № 29, 30,

питьевая)

3. Схема природных условий с участком техногенного воздействия и пунктами мониторинга природных сред.

4. Изменения концентраций урана, сульфат-иона и рН в подземных водах в период с1999 по 2004 годы в скважинах № 29, 30 и в скважине для питьевого водоснабжения.

5. Изменение концентраций урана (мкг/л) в поверхностных водах ручья Дренажного в 1999 – 2004 годах

6. Изменение концентраций сульфат-иона (мг/л) и значений Ph в поверхностных водах ручья Дренажный в 1999-2004 годах.

7. Концентрации урана, тория, лантана, церия, европия и скандия (n х 10^-4%) в разных

биообъектах (в основном, травяно-моховой покров) на фоновых площадях (пробы 1-8), на участке Хиагда (9-12); у Романовского радонового источника (13-15); в долине реки Холой, дренирующей близповерхностное месторождение Талакан (16-17); в рыбе из озер вдали от добычи урана (18-20).

Биообъекты: кора лиственницы, голубика, мхи, лишайники, береза, брусника на Амалатском плато за пределами месторождения (фоновый участок) № проб 1-8. Осока и разнотравье по ручью Дренажному, ниже полигона ПВ № 9-12. Железистые маты, зеленые водоросли на Романовском углекислом радоновом источнике № проб 13-15. Осока долины реки Холой, вблизи Талаканского месторождения урана № 16-17. Рыба хариус, гольяны в рр. Холой, Шербахта и оз. Хиагда № 18-20.

Табл. 1. Химический состав вод ручья Дренажного от полигона ПВ до устья и питьевой скважины. 1999-2006гг.

Пункты наблюдений	Год отбора, месяц, (№ проб)	Уран , мкг/л	Радон Бк/л	рН	SO4 мг/л	НСО3 мг/л	Mg мг/л	Na мг/л		М мг/л
1. Пруд-накопитель стока с полигона ПВ	2002г 07 (02-1)	45.4	-	6.6	138.0	64.0	25.0	12.8		280.8
	2006 09 21	465.0	-	1,76	4069.7	3.0	573.7	1311.5		7297.7
5. Ручей Дренажный	2000 (30) 2000 (г7)	0.24 -	1.03 -	- 6.8	- 97.3	- 79.3	- 16.4	- 1.87		- 171.2
	(30) 2001.10 (30)	0.3 1.44	0.6 -	- -	- -	- -	- -	- -		- -
	2002.06 (02-4) 2002.09 (х4)	2.31 2.08	10.3 -	6.8 -	84.5 -	67.1 -	20.7 -	1.87 -		171.2 -
	2006 09 21	0,43	-	6.14	595.03	25.0	87.07	33.1		1104.75
10. Устье двух ручьев	2000 (32)	0.31	1.02	-	-	-	-	-		-
	2001.07 (32) 2001.10 (32)	0.17 0.8	0.69 -	- -	- -	- -	- -	- -		- -
	2002.06 (02-9) 2002.09 (х9)	0.20 0.59	3.6 -	7.1 -	54.9 -	39.65 -	7.59 -	2.8 -		54.11 -
	2003 (03-4) 2004 (4)	0.1 0.25	- -	- 7.86	- 32.92	- 71.0	- 9.77	- 5.0		- 150.27
	2006 09 21	0.15	-	7.0	81.48	76.0	18.77	8.4		222.86
12. Тетрах ниже Дренажного	2000 (г1)	0.4	-	6.6	10.0	91.5	16.1	4.9		44.4
	2002.06 (02-11) 2002.09 (х11)	0.40 0.07	- -	6.9 -	18.3 -	92.6 -	13.6 -		4.6 -		52.4 -
	2003 (03-1)	0.84	-	7.4	124.8	39.65	14.4		27.6		204.65
	2004 (3)	0.06	-	8.05	5.2	52.0	4.44		3.2		91.36
	2006 09 21	0.72	-	7.08	11.05	57.0	6.36		3.21		89.77
13. Тетрах выше Дренажного	2000 (г3)	0.03	-	6.6	7.0	54.9	-		1.0		42.0
	2002.06 (02-12) 2002.09 (х12)	0.35 0.06	- -	7.6 -	9.6 -	58.9	16.6		6.9		42.4
	2003 (03-2)	0.41	-	7.1	80.16	42.7	13.2		9.43		142.44
	2004 (1)	0.05	-	8.01	2.6	51.0	3.95		2.8		77.05
	2006 09 21	0.72	-	7.03	0.2	53.0	4.86		2.68		69.08

Табл. 2. Химический состав подземных вод

на месторождении Хиагда (V залежь)

1999-2004, 2006 гг

Пункт наблюдения 1	Время отбора 2	U мкг/л 3	рН 4	Са Мг/л 5	Mg Мг/л 6	HCO3 Мг/л 7	Cl Мг/л 8	SO4 Мг/л 9	Na Мг/л 10	М Мг/л 11
Скважина питьевая В 500м на СЗ от пром. площадки	1999г цгхп	0.04	8.64	22.2	27.44	175.0	2.7	10.1	4.75	202.4
	2000г БГУ	1.7	8.0	18.0	0.5	251.3	14.8	24.2	12.8	-
	2001 2001 бгу		7.13 8.6	54.11 27.7	24.3 49.1	317.2 284.0	6.74 0.88	6.82 36.6	0.86 21.5	- 347.7
	2003 бцоээ	7.83	7.75	40.0	141.6	244.0	4.26	533.8	29.67	875.5
Скважина № 29 Наблюдательная	2000 бгу	28.8	8.0	75.15	0.5	732.0	12.7	41.67	70.63	1180.0
	2002	20.5	7.1.	240.5	164.0	219.6	7.4.	1366.0	6.7.	-
	2002 бгу	17.8.	6.09	170.3	133.0	189.1	9.9.	895.0	2.5.	-
	2003 бцоээ	-	7.75	288.0	226.8	122.0	3.2	1654.1	47.15	2313.7
	2004 бцоээ	18.1.	3.23	58.38	258.8	5.0	5.15	2523.3	122.0	3204.0
Скважина № 30 наблюдательная	2000 бгу	15.3	3.0	128.3	0.5	78.0	12.62	418.6	22.5	1500
	2001 бгу	-	7.9.	45.4	74.1	78.0	2.5	412.8	26.9	647.8
	2002-1 бгу	9.7	6.2.	52.1.	13.4	97.6	11.2	386	5.6.	-
	2002-2 бгу	15.9	6.4.	52.0.	70.5	103.7	4.9	420.0	1.6.	-
	2003 бцоээ	9.68	6.8	80.0	118.8	79.3	4.26	687.36	28.06	975.99
	2004 бцоээ	12.0	7.78	41.86	96.35	280.0	4.55	315.62	21.4	797.47

Нормы по урану в воде: норма-фон 0,4-1,7х10^-6г/л = 17 мкг/л

ПДК= 2х10^-6 г/л= 20 мкр/л по НРБ-99, СП – 2.6.1.758-99

Использованы результаты анализов:

ЦЭГХП – Центральная эколого-геохимическая партия ГФУП «Бурятгеоцентр»

БГУ - Бурятский государственный университет БЦОЭЭ – Байкальский центр общественной экологической экспертизы