Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геоэкология | Книги
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Захоронение радиоактивных отходов в геологических структурах на Дальнем Востоке: прoблемы оценки

Автор: Р.С. Моисеев
Камчатский Институт Экологии и Природопользования ДВО РАН
Оглавление
Список сокращений

2.2. Экосистемные подходы к оценке

Как видим, вышеописанные предложения затрагивают многие сферы природной среды (как минимум, литосферу, гидросферу, биосферу), многие природные процессы (как минимум, геологические, гидрологические, химические, биологические) и требуют исследований во многих отраслях знаний. Оставаясь в рамках интересующей нас экосистемной и социально-экономической проблематики, мы неизбежно будем сталкиваться с неясными вопросами, выходящими в другие отрасли знаний. Поэтому, не рассматривая их подробно, мы будем пытаться сформулировать эти вопросы определённым образом, чтобы иметь возможность получать и определённые ответы от специальных наук.

Первая группа вопросов связана с общей системной оценкой антропогенных переносов вещества и энергии в масштабе планеты, материков, регионов, частным случаем которых является перемещение радиоактивных веществ. Мы не затрагиваем здесь более общую проблему, связанную с тем, что общая масса только вещественных годовых отходов человечества в начале 1990-х гг. составляла на Земле в целом около 1,8 млрд. т.[151]. Эта величина, отражающая масштабы антропогенного переноса веществ, сопоставима с выносом вещества при катастрофическом извержении вулкана.

В весовом отношении, в сравнении с общими потоками антропогенных переносов, проблема переноса радиоактивных веществ ничтожно мала. В известных нам источниках приводятся различающиеся между собой данные. По материалам ЦНИИатоминформ, в мире с 1990 по 2000 г. ожидается рост ежегодной потребности в природном уране с 50 до 55 тыс. т [151]. По другим материалам, производство урана только в странах "устойчивой рыночной экономики" уменьшилось с 34,2 тыс. т в 1989 г. до 27,7 тыс. т в 1990 г. и 25,8 тыс. т в 1991 г. При этом в 1991г. годовая потребность ядерных энергетических установок АЭС в этих странах в 46 тыс. т урана покрыта своим сырьем только на 57%. К 2000 г. эта потребность может составить 54 тыс. т [21]. Производство урана в странах СНГ, Восточной Европе и Китае составило в 1992 г. 15,6 тыс. т. Снижения же их потребностей в уране к 2000 г. не предполагается (в 1991 г. они составили около 13% от общих мировых потребностей). Однако и в этих материалах констатируются крупные расхождения в публикуемых показателях. Так, за 1991 г. производство урана в Австралии по одним источникам составляет 3,76 тыс. т, по другим - 4,5 тыс. т.

Что касается Российской Федерации, приведём, не комментируя, данные Пресс-центра Минатома России [34] по проблемам обращения с РАО (табл. 1).

В целом в России накоплено около 0,6 млн. т. топлива и отходов оборонных программ суммарной активностью до 1,8 млн. Ки. Это, что естественно, не совпадает, с высокой степенью точности, с расчётами зарубежных экспертов и разрозненными данными отечественных источников, однако в общем сопоставимо с ними, чего вполне достаточно для нашей цели.

В том сопоставлении, которое нам необходимо для выявления роли добычи урана в массообмене между природными и техногенными системами, мы можем полагать, что ежегодное извлечение урана (точнее, ЦзО") из природы составляет 40-70 тыс. т. Общий вес РАО, подлежащих выведению из приносящего полезности технологическрго оборота, много больше вследствие добавления вмещающего материала (жидкости, конструкции и т.п.) [34].

Таблица 1

Радиоактивные материалы и отходы, накопленные в России в ходе выполнения оборонных и гражданских программ

Стадия ядерного топливного цикла, предприятие, вид отходов Вид материала, категория РАО Объем (м3), масса (т) топлива Суммарная активность, Ки Место хранения
Добыча урановых и ториевых РУД Природные радио- нуклеиды, НАО 5,6х10 6х105 Хвостохранилища
Производст- во топлива и твэлов НАО 1,6х10 9,3х104 Открытые хранилища
АЭС Жидкие НАО 8х104 3,5х103 ЖЖРО на территории АЭС
АЭС Твердые НАО 5х104 1х103 ХСО на территории АЭС
АЭС Отвержденные отходы (битумный компацид) 1х104 2х103 ХСО на Ленинградской и Калининской АЭС
АЭС ОЯТ реакторов РБМК (САО,ВАО) 5,325х103 1х109 Хранилища ОЯТ на АЭС с реакторами РБМК
АЭС ОЯТ реакторов ВВЭР-440 (САО, ВАО) 9,4х102 - Хранилища ОЯТ на АЭС с реакторами ВВЭР-440
АЭС ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 (САО,ВАО) 1,1х103 - Хранилища ОЯТ на АЭС с реакторами ВВЭР-1000
  Остеклованные жидкие ВАО от переработки топлива реакторов ВЭР-440 5,5х108 9,5х10" То же
Отходы оборонных программ Жидкие ВАО, САО - 5,5х10" Емкости- хранилища ПО "Маяк"
Жидкие САО - 1,25х108 Водоем N9 ПО "Маяк"
Твердые САО, НАО: оборудование, стройматериалы и др. - 1,2х107 Хранилища ПО "Маяк"
Жидкие ВАО, САО, НАО - 1,26х108 Бассейны на СХК (Томск)
Жидкие ВАО, САО, НАО - 4х108 Коллекторы в глубоких пластах СХК
Жидкие ВАО, САО, НАО - 8,4х106 Спецемеости-хранилища КГХК
Жидкости ВАО, САО, НАО - 5х108 Коллекторы в глубоких пластах КГХК

Примечание. ВАО - высокоактивные отходы, НАО - низкоактивные отходы, САО - среднеактивные отходы, СХК - Сибирский химический комбинат, КГХК - Красноярский горно-химический комбинат, ОЯТ - отработавшее ядерное топливо, ХСО - хранилище слабоактивных отходов, ХЖРО - хранилище жидких радиоактивных отходов.

Запасы природного урана, из известных на 1992 г., по данным ЦНИИатомин-форм[151], составляют около 5,5 млн т. По другим материалам [21], суммирующим данные за 1985-1990 гг., они составляют около 4 млн т. Но и в тех и в других материалах очевидна большая неравномерность. Рассмотрим ее по данным ЦНИИатоминформ [151,154] (табл.2).

Таблица 2

Распределение запасов природного урана на суше Земли на 1992 г.

Районы размещения МЛН Т %
Северная Америка 1,70 30,0
Азия (без б. СССР) 0,22 3,9
Страны б.СССР 0,76 13,6
Европа (без 6..СССР) 0,45 8,0
Африка 1,26 22,5
Австралия 0,94 16,8
Другое 0,27 4,8
ВСЕГО 5,6 100

 

Конечно, эта неравномерность может быть результатом не только различий в геологическом строении материков, но и разницы в площади материов, разного уровня геологической изученности и других факторов. Возможно, что в этих условиях само по себе сопоставление запасов урана на разных материках является весьма условным. Тем не менее соотнесение запасов с площадью материков дает обобщенную, хотя и достаточно приблизительную характеристику неравномерного распределения радиоактивных веществ на планете Земля (до 1:18!) (табл. 3).

Неравномерное размещение запасов урана в пределах материков и отдельных регионов, как и планеты в целом, обусловлено некими закономерностями природных процессов. Если в балансе масс планетарного вещества радиоактивные элементы и соединения занимают ничтожную долю, то в энергетическом балансе, по имеющимся в настоящее время предположениям, - существенную. Изымая радиоактивные вещества из месторождений, где они сконцентрированы природой, и, концентрируя их, после использования и преобразований, в другие места земного шара, человечество меняет пространственную вещественную (ведь им созданы новые, природе Земли не присущие, вещества) и энергетическую систему балансов планеты. Для перемещения известных запасов природного урана потребуется, как несложно определить из вышеприведенных цифр, менее 100 лет. При этом места новых концентраций видоизмененных радиоактивных веществ пока определяются исключительно из технических и экономических соображений. Изменения в локальных и региональных энергетических структурах, а следовательно, в системах потоков энергии и в процессах, происходящих в биосфере, не учитываются. Речь идет не только о первоочередной опасности радиации для живых организмов, ибо такая опасность - частный случай возможных изменений. Речь идет о необходимости предвидения всей совокупности изменений.

Таблица 3

Относительное распределение запасов урана на суше Земли

Районы размещения Запасы урана, млн т Площадь суши, млн км2 т/км2 Запасы урана, % Площадь суши, % Отношение запасов урана (%) к площади суши
Сев.Амeрика 1,7 24,3 0,07 30,0 18,3 1,84
Евразия 1,43 54,9 0,026 25,5 36,85 0,69
Африка 1,26 30,3 0,042 22,5 20,3 1,11
Австралия 0,94 7,6 0,124 18,8 2,1 3,29
Другое 0,27 37,9 0,007 4,8 21,45 0,22
ВСЕГО 5,60 149 0,038 100 100  

 

Переходя к анализу оценки возможных воздействий на окружающую среду при реализации вышеназванных предложений, целесообразно обратиться к оценкам практики функционирования и проектов существующих, строящихся и подготовленных к строительству "хранилищ", "складов", "свалок", "разливов", "могильников" и других объектов "хранения" РА.О. В достаточно доступных публикациях по этой теме [1, 18,22,45,80,88,90,123], при анализе как отечественных, так и зарубежных объектов "хранения РАО" выделяется ключевая задача обеспечения надежности таких "хранилищ": исключить попадание РАО и продуктов их преобразований, сохраняющих опасную для биосферы и жизни человека радиоактивность, в потоки вещества, могущие вынести РАО и эти продукты за пределы хранилища и включить их в экологические системы. В качестве требующих наибольшего внимания называют естественные потоки вод и воздуха как наиболее динамичные, постоянно функционирующие механизмы обмена веществом и энергией в природных комплексах. Для закрытых, глубинных хранилищ основное внимание обращается на гарантии изоляции РАО от подземных гидросистем, естественным путем связанных с поверхностными водами. При анализе поставленных в нашей работе задач мы также обратим внимание в первую очередь на эти, выявленные предыдущими исследователями, особенности "проблемы РАО".

В некоторых из рассматриваемых нами случаев предложено, используя природные механизмы, искусственно создать месторождения радиоактивных веществ в зонах, разграничивающих океанические плиты и материки, в зонах глубинных разломов земной коры, в пределах активных вулканических поясов. В реферате проекта Ваинера-Ренне-Белоусова отмечено, что, по известным теоретическим данным, большинство месторождений радиоактивных элементов имеют гидротермальный генезис.

По другим данным (21,71 -74,106,112,130,148], месторождения гидротермального генезиса, относимые к "жильному" типу, составляют далеко не большую часть (табл, 4),

По другим данным, единственные относимые к "жильному" типу урановые месторождения расположены в Центральном Французском массиве, юго-восточной Китае, Забайкалье, Алтае, Саянах, т.е. на значительном удалении от океанических вулканических поясов [101].

В рассматриваемых предложениях не приводятся также сведения, есть ли природные месторождения такого рода не только в зонах, подобных Тихоокеанскому "Огненному поясу", но и конкретно - в пределах этого пояса, и еще более конкретно - в пределах той части этого пояса, где предполагается "захоронение РАО". По имеющимся данным, таких, во всяком случае заметных, месторождений урана здесь нет, хотя активные гидротермальные процессы и вулканизм, как один из главных, указываемых авторами Реферата факторов возникновения таких месторождений представлены весьма сконцентрировано.

Таблица 4

Структура ресурсов урана в мире по типам месторождений

(категория менее 80 дол./кг)

Тип месторождения

Запаса урана, тыс. т

Доля в общих запасах, %

Конгломераты

1000

27

Песчаники

650

18

Жилы и штокверки

12

2

"Несогласия"

80

2

Альбититы

220

6

Аляскиты

1020

27

"Брекчии"

632

18

Всего

3674

100

Примечание. Составлено по [148]

Не будучи геологом, автор не может обсуждать достоверность мнений специалистов по этому вопросу и утвердительно предлагать выводы о геологических причинах неравномерности распределения в земной коре урановых месторождений различного генезиса. Однако и неспециалист в геологии имеет основания предположить, что на естественное формирование месторождений радиоактивных веществ в земной коре действует не только наличие специфичных геотермальных процессов, но и другие необходимые факторы. Вероятно, что в природных механизмах, действующих в гидротермальных системах вулканического пояса Дальнего Востока, такие факторы отсутствуют.

Но если в природных механизмах, действующих в гидротермальных системах Тихоокеанского вулканического пояса на Дальнем Востоке, отсутствуют факторы, необходимые для образования месторождений урана, то в таких природных механизмах может не произойти локализация РАО, связывание их в химически устойчивые миграционно пассивные геологические образования. Следовательно, уже на стадии постановки проблемы искусственного формирования месторождений РАО с использованием природных процессов необходимы исследования этих процессов до степени, позволяющей получить гарантированные достоверные выводы.

Необходимо достаточно точное определение места и роли основных используемых в предложениях о захоронении РАО природных гидротермальных систем в природных комплексах. Известно, что связи гидротермальных систем с другими природными системами неразрывны; понятие "отдельная гидротермальная система" есть абстракция; отдельное рассмотрение гидротермальных систем есть абстрактное рассмотрение. Гидротермальные системы существуют только в составе многосложных природных комплексов, представляющих неразделимые целостности, расчленяемые на составные части только в нашем сознании [35]. Это достаточно известное соображение приведено здесь единственно вследствие того, что, как правило, его известность не препятствует спонтанной односторонности в некоторых анализах: от интересующего нас компонента природного комплекса не к этому комплексу, а к другому компоненту, показавшемуся важным. Охарактеризуем, как минимум, два основных аспекта: абстрактное и конкретное определение места гидротерм в природных комплексах.

В первом случае схематично выявляются компоненты природных комплексов и пространственно-временные материальные связи гидротермальных систем с другими природными системами, взаимодействие с которыми и которых между собой, и представляет собой функционирование природного комплекса в целом.

Известно, что гидротермальные системы непосредственно связаны с геологическими, наземными гидрологическими системами и биосферой.

В геологические системы гидротермальные системы пространственно заключены, это сфера их существования. С геологическими системами связаны зоны питания гидротермальных систем водными растворами и энергией, в основном через восходящие и нисходящие потоки вещества и энергии. Строение геосистем определяет маршруты этих потоков и зоны локализации гидротермальных систем. В геосистемах формируются зоны преобразований "вода-пар-пароводяная смесь", а также геохимические барьеры, где происходят физико-химическое преобразование вещества и формирование месторождений.

Разносторонние связи гидротермальных глубинных систем с наземными гидросистемами [35]. Из поверхностных гидросистем за счет фильтрации подпитываются зоны преобразования "вода-пар", а через них - зоны питания гидротермальных систем. В наземные и морские гидросистемы происходит разгрузка гидротермальных систем: здесь не Только формируются новые механизмы преобразования и перемещения поступающих из глубин вещества и энергии, а возникает контакт вещества и энергии гидротермальных систем с живым веществом, с биосферными, экологическими системами. В зоне этих контактов формируются специфичные формы жизни, настолько специфичные, что некоторые из них принципиально отличны от наиболее распространенных. Они основаны не на фотосинтезе, преобразовании энергии солнечных лучей, а на хемосинтезе, преобразовании энергии, выделяемой при химических реакциях. В этой же зоне формируются связи гидротермальных систем с антропогенными.

Полная совокупность связей между названными системами определяет скорость, полноту и направление химических, физических, биологических и других процессов, изменения состояний вещества и энергии, траектории перемещений в природном комплексе, пространственно включающем в себя зоны распространения гидротермальной системы, ее питания и разгрузки. Построение схемы, адекватно выражающей эту совокупность, может гарантировать от основных Ошибок при оценке как рассматриваемого, так и однотипных с ним предложений. С ее помощью можно избежать рассмотрения механизмов гидротермальной системы как отдельно и как бы самостоятельно функционирующей; выборочного рассмотрения внешних связей этой системы, ограничиваясь теми, которые оказались замеченными или показались наблюдателю более важными; ситуации, при которой вне внимания могут оказаться не только процессы, важные для обеспечения планируемых преобразований вещества и энергии РАО, но и процессы, выходящие в биосферу и могущие нести для нее потенциальную опасность.

Конкретное определение места и роли гидротермальных систем, избираемых на роль приемника-преобразователя РАО в конкретных природных комплексах, состоит в заполнении абстрактной схемы конкретными данными о количественных и качественных характеристиках элементов, связей, процессов. Моделирование функционирующего комплекса (выбор типа модели - специальный вопрос) позволяет перейти к выявлению конкретных параметров природных процессов, в которых, как замечено предварительно и как должен выявить анализ, будут фигурировать РАО и образовавшиеся из них вещества. Необходимость точного предвидения химико-физических, геологических, гидрологических пространственно-временных параметров этих процессов определяется не только обычным правилом для всех видов человеческой деятельности, в том числе и рассматриваемой здесь, могущей по характеру процессов быть отнесенной к промышленной, индустриальной. Индустриальный подход невозможен без знания технологических процессов. В нашем случае эта необходимость увеличивается вследствие того, что: а) в процесс включено опасное для человека и биосферы вещество; б) оно внедряется для преобразования не в контролируемую и регулируемую человеком производственную технологию, а в недостаточно изученные, не регулируемые и не контролируемые человеком природные процессы [35]. В этом случае необходимо точное знание возможных траекторий развития процессов не только для того, чтобы "поставить задвижку" на нежелательном направлении, поскольку возможность активного вмешательства человека в планируемые процессы остается в основном только на стадии закачки РАО в скважину. Точное знание возможных процессов необходимо здесь для принятия не цепочки дробных конкретных технологически регламентированных решений, регулирующих производственные процессы, а одного принципиального решения: включать ли РАО в конкретные природные процессы, регулирование которых на современном уровне развития общества невозможно.

В самом деле, рассматриваемое предложение предполагает закачку жидких РАО в высокотемпературный геологический слой с высоким давлением, находящийся ниже, чем переходный в гидротермальной системе слой пароводяной смеси. Для принятия конкретных решений, например о глубине скважины, по которой будут закачиваться РАО, необходимо знать динамику пространственно-временных физико-химических параметров этого слоя.

Не исключено, что эти параметры переменны. Не исключено, что глубина размещения слоя также переменна. Нетрудно представить последствия ситуации, когда точка впрыскивания раствора РАО в гидротермальную систему окажется в слое с незапланированными параметрами.

Главное условие при конкретном анализе состоит в том, чтобы не ограничиваться рассмотрением выборочных процессов, в результате которых РАО может преобразоваться, локализоваться и образовать рудное тело, а также процессов, очевидно могущих оказать опасные воздействия на человека и биосферу. Должны быть рассмотрены все предвидимые процессы, происходящие в природном комплексе, где размещаются РАО, до той стадии этих процессов, когда они непредвидимо, при узкой оценке, могут переместиться за пределы неточно определенного для рассмотрения природного и антропогенного комплекса или завершатся переходом в физико-химически стабильное и миграционно пассивное состояние. Только такой подход позволит выявить дифференциацию всех процессов. В первую очередь, на требующие подробного исследования; требующие учета в планировании процесса; могущие быть оставленными вне внимания. Он позволит определить критические зоны, направления, точки для разработки и установки средств наблюдения (мониторинга) за состоянием всего природного комплекса и ходом отдельных природных процессов, имеющих ключевое значение для решения проблемы в целом; выделить явления, могущие служить индикаторами состояния системы.

Только на основе полного "абстрактного" и "конкретного" представления о структуре и механизме функционирования природных комплексов может быть создано достаточно точное описание процессов внедрения и дальнейших перемещений и преобразований РАО в этих природных комплексах. Гипотетические представления о возможности локализации РАО в рудные тела гидротермального генезиса должны быть постадийно преобразованы в теоретически обоснованную модель. На первой стадии должна быть создана теоретическая физико-химическая модель с выделением стимулирующих и ограничивающих процессы термодинамических и гидрохимических параметров.

При этом должно быть учтено, что РАО, выходящие из производственных технологических или аварийных процессов, представляют собой сложные по химическому составу и физическому состоянию комплексы. Это могут быть жидкие растворы и взвеси; твердые растворимые (в чем и при каких параметрах?) и нерастворимые вещества, могущие содержать в различных сочетаниях и концентрациях, как минимум, три изотопа урана, пять - плутония, два- цезия, один - стронция, один - технеция, два -америция, один - нептуния, один - иридия. Для этих изотопов характерны разные сочетания видов излучения и периодов полураспада, в диапазоне от 14,4 до 7,04 х 108 лет [ 151 ]. Конечно, этот набор не полон, наверное, не включает в себя весь шлейф изотопов, могущих содержаться в РАО, однако характеризует сложность проблемы.

Поэтому теоретическая модель процессов преобразования РАО в гидротермальных системах должна учитывать не только динамику и сложность природных комплексов, но и неоднородность состава РАО. Результатом теоретического моделирования могут оказаться рекомендации различных принципиальных и технических решений. Например, для преобразования РАО определенных составов могут рекомендоваться гидротермальные системы с определенными физическими и химическими параметрами. Может рекомендоваться предварительная сепарация РАО на смеси с различными химическим составом, температурой и т.п. Для этого могут понадобиться приготовление смесей на специализированных предприятиях или их подготовка относительно несложными способами непосредственно перед закачкой. Может оказаться, что для преобразования некоторых компонентов РАО необходимы параметры специфичные, отсутствующие в природных процессах: ведь в состав РАО входят химические элементы, не содержащиеся в вовлекаемых в процесс природных комплексах. Может также оказаться, что различия в параметрах, необходимых для преобразования разных элементов, окажутся несовместимыми, например, укладываясь в разные диапазоны температур, давлений и химических составов растворов.

Переводя эти теоретические схемы на уровень лабораторных экспериментальных проверок, надо иметь в виду, что опытно-промышленных испытаний предлагаемых крупномасштабных технологических процессов (для промышленности эта стадия обязательна) в рассматриваемом нами случае провести не удастся. Для компенсации отсутствия этой стадий должна быть разработана специальная методика, гарантирующая от неожиданных последствий при переносе технологий из лаборатории в подземные природные системы. Должны быть, например, на технологическом уровне учтены вышеуказанные ситуации возможного замедленного или ускоренного изменения параметров гидротермальной системы по всему маршруту предполагаемых миграций РАО от точки их выпуска из скважины.

В описаниях рассматриваемых нами предложений в общей форме отмечена устойчивость гидротермальных систем под воздействием вулканогенных и сейсмотектонических явлений. Однако для подготовки практических решений недостаточно заключения, сделанного в общем виде. Основанное на наблюдениях и теоретических построениях утверждение об устойчивости гидротермальных систем под вулканогенными и сейсмотектоническими воздействиями может быть, по нашему мнению, отнесено только к некоторым крупным характеристикам гидротермальных систем: сохранению их общего расположения в земной коре; повышенной, относительно вмещающей среды (иди выше расположенных слоев) температуры; повышенной минерализованности. Однако многочисленные наблюдения фиксируют резкую или постепенную изменчивость интенсивности, температурного и химического режимов потоков, исходящих из гидротермальных систем на дневную поверхность. Не будет ошибкой утверждать, что гидротермальные системы также не стабильны в пространстве и времени, как и все в природе. Относительная стабильность некоторых обобщенных характеристик системы в целом не может служить основанием даже для предположения о стабильности конкретных характеристик конкретных элементов системы в ее конкретных узлах и цепочках связей. Приведенная в предложениях, вероятно небезосновательная, ссылка на обобщенную устойчивость гидротермальных систем, должна быть дополнена достаточно обоснованными заключениями о динамике конкретных систем в тех зонах, где существует даже гипотетическая опасность прорыва включенных в гидротёрмальные системы РАЙ в зону контакта с биосферой.

В качестве примера такой опасности можно указать вскользь отмеченное в предложениях, описанное в литературе, зафиксированное наблюдениями, но пока относительно слабо исследованное явление разгрузки гидротермальных систем в моря и океаны.

Разгрузка гидротермальных систем на поверхность суши в виде высокоминерализованных горячих источников гораздо более исследована: зафиксированы местоположения, изучены в большей иди меньшей степени динамика количественных и качественных характеристик геотермальных источников.

Разгрузка в моря и океаны на больших глубинах по периметру контактов материковых океанических плит является правилом, необходимым элементом в функционировании гидротермальных систем. Но отмечена она в большей степени абстрактно, как иногда встречающееся явление природы. В гораздо меньшей степени как редкие случаи исследованы конкретные источники с зафиксированными местоположением и количественными и качественными характеристиками.

Вопрос и точном знании механизмов, действующих в зоне геохимических барьеров на границе "растворы гидротермальных систем - растворы океанических и морских систем", может оказаться ключевым для всей идеи закачки РАО в гидротёрмальные системы. В самом деле, в районах разгрузки гидротерм в глубинные воды морей и океанов возникают восходящие потоки с активным перемешиванием воды. При этом образуются зоны апвеллинга, отличающиеся повышенной биопродуктивностью.

В предложенном для реализации рассматриваемой идеи районе северных Курильских островов подводная разгрузка гидротермальных систем может происходить в зоне глубоководного Курило-Камчатского желоба, над которым с севера на юг проходит крупное Анадырско-Камчатско-Курильское течение (Ойясио). Случайное изменение условий в гидротермальной системе или недостаточный учет механизмов ее функционирования могут привести к выносу помещенных в нее РАО в Океанические прикурильские воды и их распространению с морскими течениями вдоль Курильских островов, в Охотское море, к острову Хоккайдо и далее в Тихий океан [11,12,51,59]. Попав в тихоокеанское - широтное течение от слияния течений Куросио и Ойясио у острова Хоккайдо, эти вещества окажутся, вынесенными к берегам Северной Америки и частично могут попасть к берегам Калифорнии, а, в основном, с Алеутским и Аляскинским течением, к Алеутским островам и в Берингово море (рис. 2). Общераспространенное убеждение о несоизмеримой по сравнению с объемом сбрасываемых отходов "огромности", "безграничности" Мирового океана, в котором должны равномерно раствориться, рассредоточиться эти отходы конечно, безосновательно. Попав в течение, они будут разноситься в океане и морях относительно узкими потоками и концентрироваться в зонах циркуляции: Рассматриваемые нами РАО будут распределены в субглобальной (Бореальная Пацифика), региональные и локальных морских и океанических экологических системах потоками вещества сначала в косных формах, а затем по пищевым цепям, участвуя в разных по формам контактах с человеком. Не исключено, что пока труднообъяснимые физиологические и популяционные изменения у некоторых видов морских млекопитающих Берингии связаны с выносом по вышеназванному механизму в Берингово море токсичных загрязнений из прибрежных вод индустриально насыщенных Японских островов.

Таким образом, требующие оценки на предмет воздействия при захоронениях РАО природные комплексы отнюдь не замыкаются пределом подземной части гидротермальных систем. При учете так называемых нештатных, в том числе аварийных, ситуаций, могущих возникнуть вследствие, в первую Очередь, недостаточной изученности планируемых процессов, необходимость оценки должна быть распространена на сотни и тысячи километров от точки, где РАО будут закачиваться в подземные горизонты.

Рис.1.Схема морских и океанических течений в субглобальной северотихоокеанской зоне.

В случае с, казалось бы удобной, Эбекской гидротермальной системой анализу подлежит, как показано, Бореальная Пацифика в целом, отдельные региональные системы которой отличаются высочайшей биологической и рыбопромысловой продуктивностью (рис. 2).

Что касается предложенного способа захоронения РАО в вулканических пещерах, расположенных в зоне вечной мерзлоты, то он может быть отнесен к типу способов захоронения с образованием долговременно существующей "свалки" отходов. Это способ не решения, а временной консервации, "откладывания" проблемы, создающего современному поколению и потомкам дополнительные экологические, социальные и экономические сложности. Поэтому указанный способ принципиально не отличается от других способов создания "свалок" или "складов" РАО. Но, в отличие от предложений создания в геологических структурах искусственных хранилищ РАО, этот способ представляет для рассмотрения умозрительную возможность использовать для таких хранилищ естественные геологические образования.

Рис.2 Распределение средней годовой первичной продукции (мг с/м2 день) по акватории Тихого океана ( по: Кобленд-Мишке, 1977).

При этом формой захороняемых веществ принимаются жидкие радиоактивные отходы, Количество допущений, должных обеспечить реализуемость предложения, достаточно велико, а качественные характеристики этих допущений превращают реализуемость этого предложения в почти недостижимую, случайность. В самом деле, для исторически длительной гарантии от проникновения РАО в окружающую среду необходимо совпадение следующих названных авторами предложения условий: "переход эпохи потепления в похолодание", "длительное развитие зон вечной мерзлоты", наличие "естественных пещер в ла-вово-пирокластических толщах базальтовых вулканов", "нахождение этих пещер на достаточно больших абсолютных отметках", "достаточная емкость этих пещер", "отсутствие какой-либо циркуляции грунтовых вод", "колебание температур в пределах первых градусов около нуля". Опираясь на известные методы, выработанные практикой д теориями риска, надежности, катастроф; устойчивости [18,19,79,134], можно выявить еще ряд условий, которые должны рассматриваться при оценке указанного предложения. Хотя необходимо отметить, что и названных выше достаточно, чтобы оценить как крайне низкую степень надежности этого способа от проникновения РАО в подземные и поверхностные гидросистемы и их дальнейшую миграцию в потоках вещества в экологических системах.

В настоящей главе кратко, в определенней мере иллюстративно рассмотрены только два направления, важные при анализе взаимодействий захороняемых РАО с природной средой. Одно - возможные пути и последствия распространения РАО в глубинных геологических, в том числе гидротермальных, системах. Другое - возможные последствия попадания РАО в субглобальную экологическую систему, функционирующую на севере Тихого океана, и составляющие ее региональные экосистемы. Чтобы дать полноценную всестороннюю оценку характера и последствий воздействий РАО на природу, человека, биосферу, если вышеприведенные предложения будут предложены к реализации, необходим полный и глубокий анализ по всем видам природных систем, попадающих в зону возможных воздействий РАО.

дальше >>

 См. также
КнигиИнструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1 : 200 000 (Роскомнедра) М., 1995. 244 с. :
КнигиУчебник по экспериментальной и технической петрологии: Радиоактивные отходы
КнигиУчебник по экспериментальной и технической петрологии: обезвреживание радиоактивных отходов

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100