Закачка радиоактивных отходов под землю: о радиационной безопасности Ульяновской области

В Ульяновской области функционирует Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР). В результате его деятельности образуются разнообразные отходы, в том числе радиоактивные. К большинству из них, даже высокорадиоактивным отходам, у специалистов вопросов пока нет. Исключение составляют жидкие низкорадиоактивные отходы. Дело в том, что их утилизируют, закачивая под землю. Насколько это безопасно, и какие последствия может вызвать, разбирался эколог Николай Фалалеев:

Известно, что рядом с Димитровградом расположен Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР). Некоторые знают, чем там ученые занимаются, а кое-кто, даже имеет представление, какие отходы образуются в результате этой деятельности.

Для простоты восприятия «картинки», представим НИИАР как некий «черный квадрат», в который поступают радиоактивные вещества; с ними проводят некие манипуляции (опыты, эксперименты); в результате этой деятельности образуются полезные продукты (радиоактивные вещества для научного и медицинского применения, электроэнергия, а также научные отчеты) и отходы – пылегазовые, жидкие и твердые: радиоактивные и обычные – отходы производства и потребления.

Обычные утилизируются «обычным» образом, а для радиоактивных предусмотрены более строгие процедуры: пылегазовые проходят систему очистки и выбрасываются через трубу вентцентра; высоко- и среднеактивные жидкие – выпариваются, отверждаются цементным раствором и складируются на спецполигоне вместе с твердыми радиоактивными отходами, а низкоактивные – закачиваются под землю через скважины, расположенные на промплощадке института.

Все, что касается работы со средне- и высокоактивными отходами (размещение на спецполигоне), у меня лично не вызывает опасений, т.к. данный объект проектировался и строился с высоким запасом прочности, превосходящим разрушительные действия землетрясений, падений самолетов и других возможных природных и техногенных факторов. Я верю в профессионализм сотрудников НИИАРа, обслуживающих хранилище ядерных отходов, и компетентность и неподкупность сотрудников наших контролирующих органов – Ростехнадзора, МРУ №172 ФМБА России, Росприроднадзора. Возможно, в будущем появятся технологии, позволяющие использовать эти отходы с пользой для человека, и они еще пригодятся…

Но деятельность по закачке жидких низкорадиоактивных отходов под землю у многих людей и у меня в том числе вызывает опасения. Прежде всего потому, что «захоронение» производится не на спроектированном и построенном с учетом современных требований безопасности (а значит, условно предсказуемом) объекте, а в неких «пластах горной породы», т.е. – в природной среде (основная черта которой – непредсказуемость).

Я воздержусь от категоричных оценок «за» или «против» такого способа обращения с радиоактивными отходами – их должны давать специалисты. Попробую осмыслить имеющуюся информацию и задать максимальное количество вопросов экспертам (высказать свои опасения), чтобы им в дальнейшем легче было принимать решения о возможности закачки низкоактивных ЖРО под землю.

Информацию для удобства восприятия я разбил на два раздела: Факты и Предположения (с небольшими комментариями).

niiar 01

Факты

1. Полигон по захоронению жидких низко- и среднеактивных отходов расположен на территории АО «ГНЦ НИИАР», имеет 4 нагнетательные и 35 наблюдательных скважин в радиусе 30 км. Начало эксплуатации – 1962 г.

2. Глубина закачки 1500 м (до 1973г.) – 1130 м (после 1973г.) в геологические отложения каменноугольной системы, представленные известняками с прослоями глинистых доломитов.

Комментарий: III водоносный горизонт (1500 м) оказался «дырявым» – стоки из него стали попадать выше – в IV горизонт (1100 м), поэтому глубину закачки уменьшили.

3. Минерализация подземных вод горизонта закачки (IV) – 205-230 г/л, естественная скорость течения – около 1 м/год; под давлением в скважине 2,5-4,3 Мпа – до 0,94 км/год в западном направлении; до 0,5 км/год в южном направлении (общее направление – в сторону Каспийского моря).

Комментарий: Минерализация VII водоносного горизонта, глубиной от 20 до 100 м – 0,8 г/л (пресная питьевая вода).

4. Между слоем вмещающих горных пород и земной поверхностью находятся 6 глинистых водоупоров, разделяющих водоносные горизонты с подземными водами разной степени минерализации.

Комментарий: По мнению ученых, это надежно изолирует радиоактивные отходы от выхода на поверхность. Из IV горизонта в верхний V (400-680 м), а тем более в VI и VII горизонт жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) не попадают.

5. Объем закачанных ЖРО в 1966-1973 гг. – 559 тыс. куб. м; ежегодно – около 55 тыс. куб. м; всего – 3250 тыс. куб. м (360-960 куб. м в сутки).

Комментарий: Если измерять закачанный объем железнодорожными цистернами, то получится 42857 вагонов, или 5 (пять) ж/д составов по 100 км (от Димитровграда до Тольятти).

6. Активность закачиваемых ЖРО – около 1,5×106 Бк/кг; Норматив для питьевой воды, например – не более 0,2 Бк/кг для альфа-частиц; 1 Бк/кг для бетта-частиц.

7. Состав ЖРО (растворы и обмывочные воды после дезактивации «горячих» камер лабораторий, производственных помещений и спецодежды; теплоноситель контуров реакторных установок и т.п): радиоактивные изотопы цезия, стронция, рутения, циркония, редкоземельных металлов; нерадиоактивные вещества – фосфаты, оксалаты, сульфокислоты, нитраты, масла и т.п.

Комментарий: Запомним один важный факт – кроме радиоактивных загрязняющих веществ идет подземное захоронение нерадиоактивных загрязняющих веществ.

8. Радиоактивные загрязняющие вещества не распространяются за пределы горного отвода полигона ЖРО (9-12 км от скважины), а накапливаются в известняках.

Комментарий: Это мнение ученых, которое без масштабных и дорогостоящих исследований подтвердить или опровергнуть невозможно.

9. При проектировании полигона ЖРО предполагалось, что ЖРО под землей за 50 лет распространятся не более чем на 900-1400 м от скважин…

10. В реальности часть ЖРО (по утверждению ученых – нерадиоактивная), распространились под землей в южном направлении – на 16 км (район с. Приморское); в западном направлении – на 30 км (район за с. Никольское-на-Черемшане).

Комментарий: Это районы Зимницкого и Филлиповско-Лебяжинского месторождений нефти.

11. Земная кора не является чем-то монолитным, однородным. Образно, её можно представить как «кольчугу», состоящую из отдельных подвижных и неоднородных «звеньев». Есть «звенья» более крепкие, есть более слабые, большие и маленькие, толстые и тонкие, целые и с нарушенной структурой. По краям этих «звеньев» проходят геологические разломы. В 6-7 км к югу от полигона ЖРО, вдоль левого берега р. Большой Черемшан, а также по ее правому берегу, проходят геологические разломы земной коры. Геологические разломы часто бывают «приурочены» к руслам рек (р. Сосновка, р. Ерыкла, р. Бирля).

Комментарий: Не надо воспринимать слово «разлом» буквально – это не «открытый портал в преисподнюю», это место, где возможны подвижки земной коры вверх/вниз/в стороны, где возможны смещения осадочных горных пород и смещения потоков подземных вод.

12. В начале 1990-х годов на полигон ЖРО было закачано, по разным оценкам, от 100 т до 600 т ядохимикатов.

Комментарий: При норме внесения для защиты сельскохозяйственных растений 1 л/га, этого количества достаточно, чтобы загрязнить сверх ПДК не менее 500 кв. км земли.

13. Залежи нефти в Мелекесском районе находятся на глубине 900-1500 м.

Основываясь на данных фактах можно сделать ряд предположений, подтвердить или опровергнуть которые – одна из главных задач ученых, обеспечивающих радиационную и экологическую безопасность НИИАРа.

niiar 03

Предположения

1. Если радиоактивные вещества не выходят за пределы горного отвода (9-12 км от скважин), а локализуются в центре полигона (условно – под территорией НИИАРа), значит они накапливаются (фильтруются) в толще известняков IV водоносного горизонта. Тогда получается, что НИИАР создал самое настоящее подземное хранилище твердо-жидких радиоактивных отходов, причем активность ТРО только накапливается. Там присутствуют самые различные радиоактивные вещества с различными периодами полураспада – некая «гремучая смесь», накопившаяся за 58 лет…

Комментарий: В отличие от наземных – рукотворных – хранилищ, такой способ нельзя назвать безопасным, т.к. мы не в состоянии прогнозировать, как будут вести себя аккумулированные в одном месте радиоактивные вещества на глубине более 1 км. И самое плохое – мы никак не можем влиять на процессы, которые там происходят.

2. В составе ЖРО есть кислоты, да и минерализация их очень маленькая. Разбавление рассолов кислыми стоками может привести к процессам карстообразования (размывания известняков) – образованию полостей, а следовательно – нарушению целостности водоупоров, изменению потока подземных вод (возможен переток радиоактивных вод в верхние водоносные слои).

Комментарий: Это процессы не быстрые, но тоже плохопрогнозируемые, как и последствия таких подвижек горных пород…

3. Слабое место данного способа избавления от радиоактивных отходов – нагнетательная скважина. Труба испытывает значительные нагрузки, т.к. закачка производится под давлением, возможны нарушения ее целостности и, как следствие, протечки радиоактивных стоков в верхние водоносные слои, вода из которых поступает в Большой Черемшан.

Комментарий: Бурение новых скважин (как нагнетательных, так и наблюдательных) – дело тоже небезопасное, т.к. отходы закачиваются под давлением, и, теоретически, есть вероятность получить слаборадиоактивный фонтан на поверхности.

4. Нижняя граница биосферы в литосфере, по разным оценкам, распространяется до 3 км. Т.е. на глубине 1 км наверняка есть какие-то живые организмы (бактерии). Некоторое количество микроорганизмов заносится со сточными водами (впрочем, думаю, что они быстро погибают во враждебной среде подземных рассолов). Какое влияние на подземные микроорганизмы оказывают химические и радиоактивные отходы – неизвестно. Но вряд ли его можно назвать благоприятным. Скорее, это негативное воздействие на природную среду. Любители научной фантастики могут дать волю своему воображению, попробовав описать, каков будет «эффект бабочки» в данном случае…

5. Негативное воздействие на природную среду в России является платным (ст.16 ФЗ «Об охране окружающей среды»). За закачку жидких радиоактивных и химических стоков (сброс загрязняющих веществ в подземный водный объект) НИИАРу должна начисляться плата. Тем более, что химическая составляющая этих стоков, по признанию работников НИИАРа, распространилась далеко за пределы горного отвода…

Комментарий: Плата предусмотрена (по крайней мере – за химическую составляющую сточных вод), но НИИАР ее не платит, т.е. получается, что нарушает федеральное законодательство?

6. Ну и в качестве «вишенки на торте» (чтобы разбавить скучные рассуждения) – немного конспирологии…
В апреле 2019 года разразился крупный международный скандал: через нефтепровод «Дружба» из России на предприятия нефтепереработки в Беларуси стала поступать нефть, загрязненная хлорорганическими веществами (в частности – дихлорэтаном). Расследование привело к самарской фирме и ульяновской нефти, которую, якобы, разбавляли хлорорганикой и добавляли в общий трубопровод. Прямые убытки нефтяников – миллионы долларов, плюс потеря репутации… Возможно, все так и было (следователям видней). Но зачем для этого использовать хлорорганику? Наверняка можно было бы придумать способ более простой… А ульяновская (мелекесская) нефть вполне может загрязняться теми самыми ядохимикатами (инсектецидами, пестицидами и проч., в состав которых входит и дихлорэтан), которые в начале 90-х были закачаны под землю в НИИАРе. По крайней мере, объем ядохимикатов, глубина закачки, направление потока подземных вод – все совпадения наводят именно на такую мысль… А раз так, то НИИАРовский полигон ЖРО ставит крест на нефтедобыче в Мелекесском районе…

Пока это лишь догадки и рассуждения. Окончательные выводы могут сделать только специалисты после проведения полноценного изучения проблемы. Если, конечно, такое изучение оправдано с финансовой точки зрения – в «Росатоме» ведь могут и просто принять волевое решение – закрыть полигон и найти более эффективный и безопасный способ утилизации жидких слабоактивных отходов.

Какие выводы можно сделать?

1. На глубине 1100-1500 м под промплощадкой НИИАРа мы имеем хранилище твердых радиоактивных отходов (известняков, загрязненных радиоактивными веществами), которым мы не можем управлять.

2. Данное хранилище, скорее всего, безопасно для города Димитровграда (в силу естественных причин – подземные воды текут в сторону Каспия, а не наоборот).

3. Деятельность по закачке химических и радиоактивных веществ оказывает негативное воздействие на подземную природную среду, подземные экосистемы и, возможно, на нефтеносные горизонты в Мелекесском районе.

4. Мы не можем с уверенностью сказать, каким образом будут распространяться сточные воды дальше (через 15-20 лет они уже должны быть под и за Волгой, но там своя система подземных потоков), и какие последствия нас ждут (исходя из «теории хаоса»)…

5. Мы в силах изменить ситуацию. Вряд ли мы сможем взять ее под свой контроль (нам остается только молиться, чтобы закачанные под землю радиоактивные отходы и химические вещества не нанесли вред нам и нашим потомкам), но мы можем не усугублять ее, перестав размещать радиоактивные отходы в природной среде, решив проблему жидких слабо- и среднерадиоактивных отходов с применением современных безопасных технологий…

P.S. Я заранее прошу прощения у специалистов, если мои рассуждения кому-то показались «корявыми». Буду признателен, если они так же терпеливо, обстоятельно и авторитетно ответят на все высказанные опасения.

P.P.S. Иллюстрации взяты из работы коллектива авторов, указанной в начале статьи. На них можно увидеть границы горного отвода, куда НИИАРу разрешено закачивать радиоактивные отходы, направления потока подземных вод (в горизонте закачки), а также результаты исследований концентраций цезия и хлорид-ионов в подземных водах (это неорганический хлор, содержащийся в том числе и в питьевой воде – не путать с хлором, содержащимся в ядохимикатах). Я не буду их комментировать, лучше обратиться к первоисточнику и почитать самим.

Николай Фалалеев (Bellona.Ru)

Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *