Техногенные месторождения, способы их формирования и переработки (стр. 12 )

В зависимости от периода полураспада радионуклиды делят на короткоживущие (менее года), средне - (от года до ста лет) и долгоживущие (более ста лет).

Общая радиоактивность складированных и переработанных техногенных отвалов — природных источников излучения - связана с исходной концентрацией в них урана: на каждые 0,01% урана приходится около 17,4 Бк/г (477,5 пКи/г) активности природных радионуклидов - дочерних изотопов ряда 238U.

Наиболее опасным из природных радионуклидов является 222Ra в связи с его сравнительно высоким содержанием, большим периодом полураспада (1620 лет) и выделением газообразного радона 222Rn (3,8 дня).

При выщелачивании руд при карбонатном режиме радий хорошо переходит в раствор, следуя за материнским радионуклидом уран -238, а при кислотном в раствор переходит не более 5% радия. Радон при выщелачивании руд частично выходит в атмосферу, большая часть хорошо растворяется в растворе, но быстро накапливается в результате диффузии по порам и трещинам минеральной фракции.

Дочерние продукты распада радона подразделяются на короткоживущие 218Ро (3,05 мин.), 2l4Pb (26,8 мин.), 214Bi (19,7мин.), 214Ро (164 мкс) и долгоживущие 210РЬ (22,3 дня), 210Bi (5,01 дня), 210Ро (138,4 дня).

Поток радона в атмосферу связан с превышением его концентраций в горной массе не менее, чем в 103 - 104 раз по сравнению с атмосферой. Причем

такой высокий градиент концентрации радона сохраняется вследствие непрерывной его генерации в цепочках радиоактивного распада 238U и :232Th. Выход радона из твердой фазы определяется:

- эманированием (выходом Rn из минеральных зерен в поры, содержащие
воздух);

- непосредственным переносом Rn из минеральных зерен по порам в атмосферу.

Согласно «Основным санитарным нормам (2000 г.) радиоактивные отходы по агрегатному состоянию подразделяются на жидкие, твердые и газообразные. К жидким радиоактивным отходам относятся не подлежащие дальнейшему использованию органические и неорганические жидкости, пульпы и шламы. в которых удельная активность радионуклидов более чем в 10 раз превышает фоновые значения при поступлении с водой.

К твердым радиоактивным отходам относятся отработавшие свой ресурс радионуклидные источники, не предназначенные для дальнейшего использования материалы, изделия, оборудование, грунт, а также жидкие отвержденные радионуклидные отходы, в которых удельная активность больше:

- 100 кБк/кг - для источников бета-излучения;

- 10 кБк/кг - для источников альфа-излучения;

- 1 кБк/кг - для трансурановых радионуклидов.

К газообразным отходам относятся не подлежащие использованию радиоактивные газы и аэрозоли, образующиеся при производственных процессах с объемной активностью, превышающей допустимый уровень активности, приведенный в «Основных санитарных нормах (2000 г.)»

При переработке урансодержащей горной массы в атмосферу выделяются радиоактивные газы:

- радон (222Rn) с периодом полураспада 3,8 дня (продукт 238U);

- торон (22ORn) с периодом полураспада 54,5 с (продукт 232Th);

- актинон (2I9Rn) с периодом полураспада 4 с (продукт 235U)

В последние годы разработан ряд пассивных радиометров для определения концентрации изотопов Rn и их уровней активности, в частности с открытым детектором или камерой с входным фильтром.

Также следует отметить трековые детекторы, в которых используются полимерные пленочные материалы (лавсан, нитрат целлюлозы и др.). Метод дозиметрии основан на «повреждении» полимерной пленки α-частицами с образованием микроканалов и кратеров, которые путем щелочного травления позволяют использовать их наблюдение и оценку под микроскопом.

Газообразные отходы по степени радиоактивности делятся на три группы:

-  низкоактивные - до 3,7 Бк/м3;

-  среднеактивные - от 3,7 • 10-3 до 37 кБк/м3;

-  высокоактивные - более 37 кБк/м3.

Основными твердыми продуктами (источниками) радиоактивного излучения являются: складированные балансовые и забалансовые руды, вскрышные породы с урановой минерализацией, хвосты радиометрического

обогащения, хвостохранилища ГМЗ, а также штабели кучного и отвального выщелачивания. В процессе их хранения происходит распад значительного количества короткожинущих природных радионуклидов (периоды полураспада 234 Pa и 234 Th соответственно 71 с и 24,1 дня), активность которых составляет до 70% от радиоактивности перерабатываемой руды.

Основной вклад в радиоактивность при сернокислотном выщелачивании урана вносят 226Ra. Причем активность его возрастает с увеличением выхода тонких минеральных фракций.

В целом на урановорудных предприятиях основную массу твердых, жидких и газообразных радиоактивных отходов составляют низкоактивные отходы и лишь незначительную - среднеактивные.

Близость химических свойств кальция и радия предопределяет возможность последнего поглощаться мягкими тканями и кровью и аккумулироваться в костной ткани.

Дозы облучения населения от техногенных источников ионизирующих излучений в большинстве случаев относятся к малым, составляющим < 0,1 Зв с мощностью дозы ≤ 0.1 Зв/год.

Исследователи считают, что радиационный риск при облучении в малых дозах ничтожно мал и высказывают предпосылку, что фоновая радиация была и остается одним из необходимых факторов возникновения и эволюции жизни на Земле.

Воздействие процессов кучного выщелачивания урана на природную среду

Основным источником экологического воздействия на окружающую среду при KB урана являются:

рабочие площадки и остаточные кучи (штабели), отчуждение земель и нарушения при этом природного ландшафта;

остаточные продуктивные растворы - источник загрязнения поверхностных и подземных вод;

утечки рабочих подаваемых и продуктивных растворов.

Основные виды экологического воздействия:

просачивание остаточных рабочих растворов в подземные воды (последствия нарушения гидродинамического режима растворов, неисправностей трубопроводов, нарушение подстилающей штабель экранизирующей поверхности);

разливы кислот и рабочих растворов на земной поверхности;

ветровая и водная эрозия штабеля.

Объекты техногенного воздействия - это природные и антропогенные объекты окружающей среды, подверженные воздействию техногенных источников.

Индикатор техногенного воздействия - показатель воздействия техногенного источника, характеризующий модель загрязнения, нарушения или изъятия в объекте окружающей среды. Применительно к загрязнению выделяют

потенциальные индикаторы природного или технологического происхождения, определяемые вещественным составом минерализованной рудной массы и спецификой технологии переработки. Установление представительности индикатора требует специального обоснования. Так, при оценке raw-аэрозольного и пылевого воздействия принимается индикатор - пылевая компонента, величина которой у источника составляет 100 - 1000 ПДК.

Гидрохимическое воздействие - загрязнение поверхностных и подземных вод в результате сбросов промстоков, а также фильтрационные потери отстойников и остаточных растворов КВ. Индикаторами воздействия являются уран, тяжелые металлы, радионуклиды, рН среды, техногенные компоненты - анионы SO42-, NO3-.

Радиационное воздействие характеризуется загрязнением природной среды радионуклидами. Источник радиационного воздействия - аэрозольные и пылевые, жидкие и твердые, как правило, низкоактивные отходы (фильтрационные потери, пыление, остаточные рабочие растворы KB).

Индикаторы радиационного воздействия - величина активности Бк (Ku) и удельные активности Бк/кг; Бк/м2 (Ku/кг, Ки/м3).

Отчуждение и изъятие земель. Этот вид воздействия характеризуется невозможностью или ограниченностью последующего использования земель в хозяйственных и других целях без применения мер санации (реабилитации).

Источники изъятия земель - площадь горного отвода, площадки KB, трубопроводы, ЛЭП, дороги и другие элементы инфраструктуры.

Индикаторы воздействия - размер отчуждаемой площади - га, удельная землеемкость продукции (расход площади земель на единицу продукции - га/т).

Объекты вероятного ущерба:

- участки верхних водоносных горизонтов, поверхностных горизонтов, поверхностных водотоков и донных отложений, прилегающие к площадкам KB;

- участки приземной атмосферы, прилегающие к техногенным месторождениям и остаточным кучам;

- участки земной поверхности и природного ландшафта, вмещающие рабочие площадки;

- местные системы дренирования.

Основные природоохранные меры при KB урана

Одна из основных природоохранных мер - выбор технологии добычи и переработки техногенных месторождений методами KB с минимизацией негативных экологических последствий.

Меры по ограничению или предотвращению ущерба включают:

- обоснованный выбор площадок под строительство;

- обустройство рабочих площадок KB антифильтрационным слоем для предупреждения утечек выщелачивающего раствора;

- подготовку рабочих площадок к складированию отходов и при необходимости снятого почвенного слоя в виде специальных буртов: при этом

определяется местоположение с учетом рельефа местности, розы ветров, а также характер водоотводных гидротехнических сооружений;

- раздельное складирование отходов по видам потенциальных техногенных воздействий на окружающую среду;

- захоронение бытовых отходов в процессе эксплуатации объектов КВ.

Основание площадок для KB (и складирования отходов) является обычно многослойным и обладает высокими гидроизолирующими характеристиками. На практике установлено, что для сохранения целостности гидроизоляции кроме специальных полимерных пленок можно использовать также асфальтирование, бетонирование и природные материалы. Форма штабеля техногенных руд или отходов должна обеспечивать его устойчивость и сток дождевой воды.

Меры по ликвидации ущерба предусматривают:

- водную промывку и нейтрализацию (при необходимости) выщелоченной горной массы;

- сбор остаточных растворов, их обработку, например, путем сорбции полезных компонентов, нейтрализации, захоронение или утилизацию;

- изолирующее покрытие штабелей (куч) отходов для ослабления радоновыделения с противоэрозионной засыпкой;

- перемещение (захоронение) при необходимости промытых (и нейтрализованных) отходов штабелей (куч) в отвало - или хвостохранилища или в подземные горные выработки;