книги из ГПНТБ / Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы

щим процесс выброса в атмосферу газообразных радиоактивных отходов, как полагают, делает его в экологическом отношении практически безопасным.

Вопрос о предельной емкости атмосферы относительно газо­ образных радиоактивных отходов решен условно положительно. Оказалось, что даже при ежегодном расщеплении 1000 т ядер­ ного горючего уровень активности атмосферы за счет 8 5 Кг будет ниже ее активности, обусловленной потоком космических ча­ стиц.

Удаление радиоактивных отходов в землю. Было предложено много способов захоронения радиоактивных отходов в землю. Но все они используются в ограниченных пределах и в основном для твердых материалов с низкой активностью. В принципе сброс отходов в грунт может осуществляться несколькими ме­ тодами: от прямого слива жидких отходов до захоронения твер­ дых отходов в упакованном виде или навалом.

Однако при оценке возможных радиационноэкологических последствий такого захоронения необходимо прежде всего учи­ тывать гидрогеологические особенности избранного для этого района. Принято считать, что геологические формации представ­ ляют собой естественные трубопроводы и поэтому могут выпол­

средственного захоронения жидких отходов в землю пригодно только ограниченное количество мест, которые могут быть опре­ делены только после тщательного геологического обследования. Подземные воды должны иметь небольшую скорость течения и быть удалены от возможных источников водоснабжения. Счи­ тается положительным, чтобы эти воды в конечном счете попа­ дали в большую реку или океан. Уровень грунтовых вод дол­ жен быть достаточно низким и приблизительно постоянным;

США показала, что при благоприятных условиях способ захоро­ нения в землю может безопасно применяться для растворов с суммарной активностью в десятки тысяч кюри [29].

Степень удержания активности почвой зависит в значитель­ ной мере от кислотности раствора и природы радиоактивных ионов. Обычно адсорбируются только катионы с эффективно­ стью, соответствующей порядку увеличения их заряда. Наблю­ дениями установлено, что такие продукты деления, как рутений, которые могут образовывать незаряженные или анионные ком­ плексы, плохо адсорбируются и относительно быстро распро­ страняются в грунте.

Во всех тех случаях, когда производится захоронение радио­ активных отходов в землю, необходимо знать скорость и направ­ ление движения грунтовых вод и расстояние до действительных

или потенциальных их потребителей. При малой скорости дви­ жения распад короткоживущих радиоизотопов может оказаться весьма существенным, что делает захоронение вполне безопас­ ным. Однако если в отходах содержатся долгоживущие изотопы (9 0 Sr и 1 3 7 Cs), то скорость перемещения грунтовых вод должна быть весьма медленной, а расстояние от места захоронения до возможного выхода воды в зону биогенеза — достаточно большим. Сбросы растворов в пористые горные породы, особенно при на­ личии в них трещин, приводит к более неустойчивому направ­ лению движения радиоактивных материалов, чем в песчаных формациях. В районах с пористыми известковыми породами проницаемость может быть очень высокой, и поэтому радиоак­ тивные вещества в этих условиях могут распространяться зна­ чительно дальше, чем в песчаных формациях [27].

Помимо глубоких колодцев для удаления жидких радиоак­ тивных отходов сделаны попытки использования отработанных нефтяных скважин или специально пробуренных [30, 31]. В по­ следнем случае для увеличения емкости подземного хранилища прибегают к методу гидравлического разрыва пласта. В ОкРидже создана опытная установка, с помощью которой было успешно захоронено за один прием на большой глубине около 6000 т жидких отходов. Отходы эти могут быть смешаны с це­ ментом, который после застывания надежно иммобилизирует радионуклиды, препятствуя их миграции с подземными вода­ ми [32, 33].

Для удаления радиоактивных отходов рекомендуют также использовать заброшенные шахты, при этом полагают, что наи­ более успешно можно использовать в этих целях выработки соляных копей. Как известно, каменная соль при больших дав­ лениях приобретает текучие свойства, от этого в ее толще исче­ зают различные трещины и радиоактивные вещества оказыва­ ются навечно замурованными на большой глубине.

Удаление радиоактивных отходов в море. Несмотря на то что в течение более чем 20 лет в открытые районы моря (океа­ на) производятся систематические сбросы малоактивных отхо­

1820 м. Радиологическое обследование районов Тихого океана, использованных для захоронения отходов, показалЬ, что к исхо­ ду такой 15-летней практики вода придонных слоев была сво­ бодна от присутствия радиоактивных примесей [17].

Помимо отходов атомной промышленности в США широко производят удаление в открытые районы моря слабоактивных

и уменьшения вероятности загрязнения радиоактивными веще­ ствами берега при этом способе удаления отходов в море были установлены их предельно допустимые количества, сбрасывае­ мые в течение суток: для стронция — 2 кюри, иттрия — 10, плу­ тония— 0,1, рутения и цезия — 100 кюри.

Но, несмотря на систему ограничительных мероприятий, на­ правленных на недопущение радиоактивного загрязнения рыбы, ракообразных, водорослей и других объектов морского промыс­ ла, радиометрический контроль, проводимый в районах, приле­ гающих к выходному отверстию трубы, и в смежных районах, установил накопление в донных отложениях продуктов де­ ления. При выборе мест захоронения радиоактивных отходов в море рекомендуют выделять три зоны: устья рек, доступные для

движется к берегу, создавая опасную тенденцию для накопле­ ния в этом районе радиоактивных отходов.

Прибрежные воды бухт и гаваней также обычно густо насе­ лены придонными организмами, имеют слабый водообмен, в ре­ зультате чего дисперсия радионуклидов протекает в этих местах, как правило, сравнительно замедленно.

Захоронение в морских глубинах, очевидно, сопряжено с ря­ дом преимуществ и, по-видимому, менее опасно, так как здесь должны быть более благоприятные условия для быстрого рас­

отходов в море. Заслуживающими внимание как наиболее безо­ пасные в экологическом и гигиеническом отношениях оказались только два метода.

1. Захоронение в изолированном виде. Для этого высоко­ активные отходы подвергаются такой предварительной обработ­ ке, при которой они теряют способность рассеивания в воде. В этих целях радиоактивные вещества перемешиваются с кера­ микой или цементом или помещаются в контейнеры, выдержи­ вающие большое давление. После этого они транспортируются за пределы литоральной зоны и сбрасываются на больших глут бинах.

2. Захоронение в разбавленном виде. В этом случае сбросу в море подвергаются жидкие отходы с малой удельной активно­ стью. Высокоактивные отходы подвергаются предварительному разбавлению. Для того чтобы концентрация отходов, попавших

в водную среду, быстро убывала, сброс их рекомендуют осуще­ ствлять во время движения судна и желательно под его винт.

Другие методы захоронения, например в районах со слабым течением или мелководных, в литоральной зоне, характеризую­ щейся высокой продуктивностью, или в таких местах, где не обеспечивается соответствующее разбавление из-за недостаточ­ ности объема воды (бухты, заливы), как показали наблюдения, могут сопровождаться неблагоприятными последствиями эколо­ гического или гигиенического характера.

Исходя из характера возможных экологических последствий, меняющихся в зависимости от ряда переменных условий, раз­ личают четыре основных типа радиоактивного загрязнения моря.

A. Периодическое загрязнение моря. Этот тип загрязнения наблюдается при сбросе короткоживущих радионуклидов даже в больших количествах или при очень сильном начальном раз­ бавлении.

Б. Постоянное загрязнение моря. Наблюдается в тех слу­ чаях, когда массы разбавляющей воды недостаточно (слабые течения), чтобы обеспечить должное рассеивание сброшенного материала, период полураспада радиоизотопов сравнительно большой, а сбросы производятся с малыми интервалами.

B. Местное загрязнение. Наблюдается тогда, когда точка сброса отходов остается постоянной или ее местоположение мало изменяется. В этом случае образуется область устойчивого распространения загрязнения. Концентрация радионуклидов в

ря наблюдаются в тех случаях, если сброс производится во мно­ гих точках открытого района, а активность в воде определяется даже спустя значительный промежуток времени после произве­ денного сброса.

Удаление радиоактивных отходов в реки применяется до­ вольно широко в различных странах. В Англии жидкие отходы из Харуэлла, Олдермастона и Амершэма поступают в р. Темзу через р. Коли [38], в Бельгии малоактивные отходы в Моле сбрасывают в р. Моль-Нэт [39], в США — в реки Анимас, Клинч, Колумбия и др. [7]. Перед сбросом в реки эти отходы подвер­ гаются предварительной химической обработке, за исключением

Для этого метода существуют определенные ограничения, учитывающие особенности реки. Так, для р. Темзы, которая яв­ ляется источником питьевой воды для многочисленного населе-

малоактивных отходов в реку считают быстрое их перемешива­ ние с чистой водой.

Большую роль играет соотношение между количеством сточ­ ных вод и дебитом реки, различие в удельных весах сточных вод и речной воды, скорость течения и т. д. Обычно в малых реках горного типа смешение происходит в течение нескольких минут. На больших и средних реках равнинного типа с выраженной струйностью протяженность участка, на отрезке которого про­

стремятся адсорбироваться на суспензированных веществах, особенно если последние обладают заметными ионообменными свойствами. С нерастворенными твердыми частицами радионук­ лиды могут осаждаться на речное дно, особенно тогда, когда поток имеет небольшую скорость. Быстротекущие речки с по­ крытыми галькой берегами считаются идеальными для хоро­ шего перемешивания и дальнейшего переноса уже разбавлен­ ной активности.

Но, несмотря на то что перед сбросом радиоактивных отхо­ дов в ту или иную реку тщательно изучаются присущие ей гид­ рологические факторы, благоприятно или отрицательно влия­ ющие на процесс рассеивания радионуклидов, к настоящему времени известно много случаев загрязнения радионуклидами целых экологических систем, населяющих районы рек, располо­ женных значительно ниже пункта сброса отходов.

Например, при обследовании р. Анимас (США) ниже места сброса жидких отходов гидрометаллургических заводов было обнаружено повышенное накопление 2 2 6 Ra в тканях рыб, водо­ рослей и водных насекомых. Выявленный в этих исследованиях коэффициент накопления 2 2 6 Ra для водорослей и насекомых колебался в пределах 500—1000. В костях рыб коэффициент на­ копления радия достигал 100 [41].

Сравнительно высокие уровни загрязнения были обнаруже­

наблюдений и за его пределами не было замечено вредного дей­

половой зрелости оказывались плодовитыми. Вылупление птен­

организме водоплавающих птиц в районе ханфордских заводов,

торых служат различные радионуклиды, успешно применяются в химической и пищевой промышленности, в металлургии и ма­ шиностроении, в биологии, медицине и в сельском хозяйстве, в измерительной технике, при поисках полезных ископаемых и во многих других областях производственной деятельности че­ ловека.

В этой связи резко увеличились перевозки радиоактивных материалов всеми видами транспорта. В последние годы коли­ чество упаковок с радиоактивными веществами, направляемых практически во все края страны, уже исчисляются многими де­ сятками тысяч [42]. Если недавно основные перевозки радиоак­

ном стечении обстоятельств, заканчивающихся аварией, перево­ зимые радиоактивные вещества могут оказаться причиной ин­

ко серьезных аварий на транспорте, занятом перевозкой на хи­

ниєм вероятности различного рода аварий, из которых наиболь­ шую потенциальную опасность безусловно будет представлять авария во время перевозки отработанных твэлов (сборок). Ак­ тивность таких сборок может достигать нескольких миллионов

количество реакторов, отработанное горючее которых вынужде­

Наряду с отработанным ядерным горючим транспортировке подвергаются в больших количествах и другие радионуклиды. Так, если в 1959 г. наибольшая активность кобальтовых источ­ ников достигала 400 г-экв радия, то в настоящее время актив­ ность одного источника может превышать несколько тысяч г-экв радия, причем в одном контейнере может транспортироваться до 15 000 г-экв радия [44].

ЛИТЕРАТУРА

15.З е ф и р о в А. П. и др. Заводы по переработке урановых руд в капита­ листических странах. М., Атомиздат, 1962.

многообразные по своим свойствам явления, обусловленные по­

В этом аспекте особое значение в процессе круговорота при­ надлежит воде как универсальному растворителю, с которым сьязаны практически все процессы осаждения вещества, его адсорбции, десорбции и многие другие химические и физические реакции.

Многочисленными исследованиями, и прежде всего работа­ ми В. И. Вернадского, было выявлено, что ведущая роль в миг­ рации химических веществ в природе в действительности при­ надлежит внешне мало заметным, но по своей сущности чрез­ вычайно важным явлениям, связанным с жизнедеятельностью различных представителей органического мира.

По этому поводу В. И. Вернадский писал, что на земной по­ верхности нет химической силы, более постоянно действующем, а поэтому и более могущественной по своему суммарному эф­ фекту, чем живые организмы, взятые в целом. Совокупность живых организмов, рассматриваемая с точки зрения их общей массы, энергии и общего эффекта, была названа В. И. Вернад­ ским живым веществом [1J.

Высокая активность живого вещества в круговороте хими­ ческих элементов прежде всего сопряжена с двумя антагонисти­ ческими по своей сущности процессами: ассимиляцией и дисси­ миляцией. В ходе ассимиляции химические элементы, и в их числе радионуклиды, поглощаясь живым веществом, образуют сложные, богатые энергией органические соединения. При этом допускается, что источники природных ионизирующих излуче­ ний являются дополнительным энергетическим фактором в ме­ таболических процессах, сыгравших положительную роль в эво­ люционном развитии живой материи [2].

Биогенные пути миграции, или так называемые трофические

симости от преимущественной формы их миграции и способно­ сти создавать газообразные соединения, делятся на две основ­ ные группы: воздушные и водные мигранты [3].

На основе такого деления к активным воздушным мигрантам, способным образовывать химические газообразные соединения, относятся тритий, радиоизотопы углерода, азота и иода. К пас­ сивным воздушным мигрантам, лишенным способности обра­ зовывать химические соединения, относятся радиоизотопы ар-