Изменение геохимической обстановки при захоронении жидких радиоактивных отходов

Трусова И.В.

Томский политехнический университет, Россия

Участок захоронения жидких радиоактивных отходов (ЖРО) располагается на территории Томской области вблизи гг. Северска и Томска в пределах окраинных структур Западно-Сибирской плиты, вблизи её сочленения с Колывань-Томской складчатой зоной. Фундамент района представлен дислоцированными и метаморфизованными породами палеозоя, которые перекрываются рыхлыми песчано-глинистыми отложениями неоген-четвертичного, палеогенового и мелового возраста. В осадочном чехле выделено шесть водоносных горизонтов, разделенных водоупорами. Для захоронения используются нижние наиболее хорошо изолированные II и III горизонты, залегающие на глубине 220-370 м, которые приурочены к верхнемеловым отложениям симоновской свиты.

Региональное направление фильтрации в основном северо-западное и северное. Неизмененные воды природного фона являются пресными гидрокарбонатными со смешанным катионным составом. Их минерализация в эксплуатационных водоносных горизонтах составляет 0.2-0.3 г/л. Все воды отличаются низким содержанием сульфатов (6-8 мг/л) и хлорид-иона (3-18 мг/л). Фоновая сумма нитратов, нитритов и иона аммония всегда ниже 1 мг/л. Температура вод в среднем 14 ^ОС.

В связи с закачкой ЖРО происходит загрязнение подземных вод, интенсивность которого в зависимости от типа отходов и удаленности от нагнетательных скважин изменяется от весьма слабого до умеренного и сильного. При этом в них повышаются концентрации нитратов, сульфатов, хлоридов, ряда микрокомпонентов и общая минерализация, а также изменяется рН и Еh природных вод. В связи с интенсивным выделением тепла при радиоактивном распаде короткоживущих радионуклидов происходит увеличение температуры до нескольких десятков ^ОС.

Области фиксируемого изменения состава подземных вод под влиянием работы полигонов в настоящее время относительно невелики и характеризуются размерами около 1.5х2.5 км. Загрязнение по площади распространяется неравномерно и с удалением от нагнетательных скважин уже на 100-200 м резко снижается. На большем удалении и, в отдельных случаях, в вышележащих и нижележащих буферных горизонтах общий состав вод испытывает лишь незначительное изменение. Резкое снижение концентраций загрязняющих компонентов в растворе связано с наличием сорбционных и других геохимических барьеров, которые способствуют переходу радионуклидов в твердую фазу. Ведущее значение в их осаждении играют буферные свойства геохимической системы в отношении возможности техногенного изменения рН и особенно Eh среды, что хорошо подтверждается, в частности, результатами выполненного нами физико-химического моделирования геохимического поведения U в процессе захоронения.