Возможные экологические последствия разработки уранового месторождения «Добровольное» Звериноголовского села Курганской области

В данной статье рассматривается основная проблема, касающаяся разработки урановых месторождений. Уделяется внимание последствиям, к которым неизбежно приведет халатное отношение к технике безопасности при реализации проектов по выщелачиванию урана. В статье приводится анализ ситуации на примере уранового месторождения «Добровольное» в Курганской области, Звериноголовского села, а также показатели, характеризующие радиационную обстановку Звериноголовского села в настоящее время. Такой взгляд будет интересен специалистам в области геологии, физики, а также жителям близлежащих населенных пунктов для формирования общественного мнения.

This article discusses the main problem concerning the development of uranium deposits. Attention is paid to the consequences, which will inevitably lead to neglect of safety in the implementation of uranium leaching projects. The article provides an analysis of the situation on the example of the Dobrovolnoye uranium deposit in the Kurgan Region, Zverinogolovskoye Village, as well as indicators characterizing the radiation situation of Zverinogolovskoye Village at the present time. Such a view will be of interest to specialists in the field of geology, physics, as well as residents of nearby settlements for the formation of public opinion.

В настоящие время в связи с ростом материально-технических затрат на добычу полезных ископаемых и увеличения объемов производства энергии для удовлетворения нужд населения, появилась необходимость поиска наименее затратных способов их добычи. В особенности это относится к урану, соединения которого могут находится на значительной глубине, где руда может содержать значительное количество добываемых урановых соединений. В противном случае добыча полезного компонента окажется экономически не рентабельной.

Существует три способа добычи урана: карьерный, шахтный и скважинно-подземного выщелачивания. Все три характеризуются различными условиями применения к урановым месторождениям. С точки зрения оптимальных материальных затрат и минимизации экологического ущерба наиболее удобным способом является СПВ. Его сравнительно экологически чистой особенностью является сам механизм извлечения урана. Механизм состоит из двух процессов: занесения выщелачивающего раствора в место залегания пород одной скважиной и засасывания продуктивного раствора содержащий растворенный уран из породы другой скважиной. (Рис 1) При применении данного метода исключается необходимость проектировки хвостохранилищь, образования вскрышных пород, изменением гидродинамического состояния грунтовых вод, а также образования выбросов гидрометраллургических заводов.

Рис. 1. Схема добычи урана методом СПВ

Но также данный метод имеет и стороны, отрицательно влияющие на экологию районов добычи. Во-первых, в процессе реакции выщелачивающего раствора и компонентов урановмещающих пород в грунтовые воду поступают побочные продукты реакции такие как нитрат ион и сульфат ионы. Водоносные горизонты как правило имеют не сплошное распространение и могут совмещаться между собой, следовательно, необходим мониторинг и отбор проб вод для определения расположения зон с загрязняющими веществами. Вторым негативным фактором влияния на ОС является тенденция к износу оборудования используемого при транспортировке урана и внесении щелочных растворов. Так по словам главного геолога ЗАО «Далур» Юрия Лаптева, гарантийный срок безопасного использования обсадных труб ПНД 110х18 и ПНД 160х18 не менее 35 лет. [2] То есть после истечения срока безопасной эксплуатации труб будет необходима их замена на протяжении всего периода полураспада изотопа урана 238 (4.5млрд лет) во избежание его утечек в водоносные горизонты. [3] Третьим отрицательным фактором является особенность положения артезианского бассеина в котором расположены залежи руды и степень напора водоносных горизонтов. Так, согласно заключению, предоставленным Департаментом по недропользованию по Уральскому Федеральному округу (Уралнедра), которое гласит в п.4: «В региональном плане геолого-гидрогеологическая позиция района определяется его положением в южной краевой части Тобольского артезианского бассейна, принадлежащего к крупной Западно-Сибирской водонапорной системе». и: «Рудовмещающие отложения составляют с породами фундамента единый водоносный комплекс…». Следует, что вода, протекающая по области в сторону Звериноголовского разлома, проходит через зоны выщелачивания урана и попадает тем самым в биоту и по пищевой цепи в организм человека. Так же согласно данным «Уралнедра» водоносные горизонты данного бассеина в зоне Звериноголовского района обладают сильным давлением, что будет отягчать последствия в случае появления трещин в обсадных трубах.

Описанные ранее процессы необходимо принять во внимание, так как уже в данное время в различных точках Звериноголовского района имеются скачки в показателях содержания Pb-210 и показателях радиоактивности (Табл.1)

Отбор проб производился в трех средах: водной, почвенной и донных отложений.

Значения радиоактивности впробах воды вповерхностных водоемах Добровольного месторождения по данным Челябинского отделения филиала «Уральский территориальный округ» ФГУП «РосРАО».

Таблица 2

Содержание радионуклидов впробах донных отложений Добровольного месторождения по данным Челябинского отделения филиала «Уральский территориальный округ» ФГУП «РосРАО»

Таблица 3

Содержание радионуклидов впробах почв Добровольного месторождения по данным Челябинского отделения филиала «Уральский территориальный округ» ФГУП «РосРАО»

Анализируя данные, представленные в таблицах 1, 2, 3, можно сгруппировать некоторые точки отбора проб по высоким колебаниям активности радионуклидов в сравнении с другими пробами. Данное явление имеет техногенную форму происхождения т. к. велика вероятность утечки урана и его продуктов распада. Также необходимо принимать во внимание что для добычи урана было пробурено более 500 скважин на территории Звериноголовского района.

Исходя из данных по таблице 1 выделяются такие объекты как озеро Камышенное, озеро Линево, озеро Горькое и водоем в 150м от дороги с.Звериноголовское с повышенным излучением β-типа, в сравнении с другими пробами, где этот же тип излучения в 3–8 раз меньше. Так же необходимо отметить о небольшой фоновой α-активности, не превышающей 0.05 единиц. Только образец из р.Тобол в 50м от моста и водоем в 150м. от дороги с.Зверин-ое обладают альфа излучением превышающим 0.15 единиц, последнее же место отбора проб характеризуется и повышенной бетта-активностью.

По соотношению альфа- и бета-активности в пробах можно судить о наличии некоторых изотопов радиоактивных веществ, обладающими определенными типами распада. Соответственно в пробах, отличающихся повышенным β-излучением, должны находиться изотопы с распадом β-типа. Исходя из данных таблицы 2, 3 наиболее высокими показателями Pb-210 имеющим распад β-типа [6] обладает берег озера Камышенное, а также его донные отложения. Как указывалось выше, образец воды из водоема в 150м от дороги с.Звериноголоское обладает повышенной альфа активностью, в подтверждение этому было выявлено повышенное содержание урана 235 и урана 238 обладающим типом α-распада. Крайне высокими показателями удельной активности радионуклидов отличается образец из берега водоема в 300м. от дороги с.Звериноголовское. показатели U-238, Th-232 превышают максимально допустимые в 2–3 раза. Показатели остальных элементов в данном образце выделяются на фоне других показателей. Так содержание свинца -210, полония-210 в данном образце выше, чем в оз.Камышенное в 4.5–5 раз.

Предполагаемые причины выявления повышенной радиоактивности и повышенного содержания свинца в почве изложена схематично на рисунке 2

Рис. 2. Схематическое представление предполагаемой причины выявления повышенной радиоактивности и содержания свинца в почве.

В заключении хотелось бы добавить для полного анализа и понимании процессов миграции радионуклидов необходимо комплексное исследование, которое должно включать дополнительные замеры. Так по Методическим рекомендациям санитарного контроля за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды следует, что при контроле за чистотой подземных вод необходимо проводить анализ проб из стволов наблюдательных скважин. Так же при наличии гамма изотопов необходим анализ и на предмет гамма-излучения. [5]

Литература:

1. Акатов А.А, Коряковский Ю. С. Росатом: история и современность. Энциклопедия атомной отрасли. Росатом-2015,
2. Regnum. Информационное агентство. [Электронный источник] Режим доступа: https://regnum.ru/news/2276684.html. дата обращ. 10.12.2018
3. Аросева Т. Е. Инженерные науки: учебное пособие по языку специальности СПб.:Златоуст 2015, -110с -(Читаем тексты по специальности; вып.14).
4. В. Ф. Кощлов «Справочник радиационной безопасности», Кутьков В. А., Поленов Б. В., Черкашин В. А. «Радиационная безопасность и радиационный контроль» Учебное пособие Обнинск НОУ «ЦИПК» 2008
5. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. [Электронный источник] Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200070561
6. Руни Э., История физики / пер. с англ. Т. О. Новиковой. — М.: Кучково поле, 2017. — 208с.: ил.