IEER | Энергетика и Безопасность № 19


Ядовитые вещества в зоне аэрации:
угроза водоносному горизонту Снейк-Ривер-Плэйн
в результате миграции ядерных отходов

Мишель Бойд и
Аржун Макхиджани1


Водоносный горизонт Снейк-Ривер-Плэйн является важнейшим резервуаром грунтовых вод в северо-западной части Соединенных Штатов. Управление по охране окружающей среды США присвоило этому водоносному горизонту статус "единственного источника", так как он служит единственным источником питьевой воды для 200 тысяч жителей южного Айдахо. Он также представляет собой основной источник поливной воды для местных сельскохозяйственных культур, в особенности для картофеля. Продукты, выращиваемые в Айдахо, потребляются на всей территории Соединенных Штатов и во многих других странах, в том числе в Японии, Канаде и Мексике. Форелевые фермы Айдахо, также основанные на использовании грунтовых вод, производят 75 % от общего количества коммерческой радужной форели, потребляемой в Соединенных Штатах. Объем водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн составляет примерно 2 500 трлн л воды.

Площадка Национальной инженерно-экологической лаборатории Айдахо (INEEL) расположена как раз над этим водоносным горизонтом площадью более 2 300 км2. В течение второй половины XX в. большое количество радиоактивных и опасных химических веществ было закачано непосредственно в водоносный горизонт, спущено в открытые водоемы и зарыто в неглубокие шахты и рвы на территории INEEL. Это были отходы производства ядерного оружия в INEEL и других предприятий Соединенных Штатов. В них содержится более тонны плутония (что достаточно для производства более 200 атомных бомб), а также значительное количество радионуклидов, таких как стронций-90 и америций-241, и опасных нерадиоактивных веществ, таких как тетрахлорид углерода и трихлорэтилен (ТХЭ).

Карта площадки INEEL


Взято с изменениями из DOE, June 1996.

Отходы c повышенной концентрацией плутония (как их теперь называют, "трансурановые отходы") были свалены в неглубокие шахты в расчете на то, что трансурановые радионуклиды не будут мигрировать или будут мигрировать очень медленно и достигнут водоносного горизонта через десятки тысяч лет. Уровень грунтовых вод проходит примерно в 600 футах ниже поверхности земли, где происходило захоронение отходов (так называемая "Приповерхностная зона захоронения отходов", SDA). Пробы плутония и америция на этой территории, а также лабораторные и теоретические исследования в течение последних двадцати пяти лет показали, что расчет был неверным. В результате миграции плутоний и америций могут достичь водоносного горизонта за десятки, а не за тысячи лет. На рис. 1, взятом из доклада Национального научно-исследовательского совета Национальной академии наук, показано, как с середины 60-х до конца 90-х годов менялись оценки времени миграции плутония до водоносного горизонта.

Рисунок 1. Изменение оценок времени миграции плутония
через зону аэрации до водоносного горизонта Снейк-Ривер

Источник: NAS-NRC, 2000.

В результате такой практики обращения с отходами воды на этой территории, в том числе значительное количество питьевой воды INEEL и водоносного горизонта, уже загрязнены - в некоторых случаях выше предельно допустимой концентрации (ПДК), установленной Управлением по охране окружающей среды США в соответствии с Законом о приемлемом качестве питьевой воды. В настоящее время эта вода не используется для питья, поэтому стандарты питьевой воды в качестве законной меры к ней неприменимы. Тем не менее, уровень загрязнения, превышающий стандарты питьевой воды, внушает опасения, поскольку свидетельствует о возможности загрязнения воды за пределами территории INEEL и ставит под сомнение возможность использования воды на этой территории в будущем. Участки водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн, лежа щие вне пределов этой области, на сегодняшний день вполне удовлетворяют стандартам питьевой воды.

Несмотря на то, что практика захоронения отходов привела к загрязнению водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн и представляет для него опасность, INEEL продолжает захоранивать низкорадиоактивные отходы на малых глубинах и сбрасывать их в фильтрационные водоемы. Фильтрационные водоемы задерживают попадание воды в водоносный горизонт только на срок от нескольких дней до нескольких месяцев. По мере того, как загрязненная вода проходит через зону аэрации, она может вынести растворенные химические вещества из этих водоемов в водоносный горизонт или мобилизовать загрязнение зоны аэрации за счет предыдущих выбросов. (Зона аэрации - это ненасыщенный слой почвы и камней, расположенный между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод). На рис. 2 изображена схематическая модель питания грунтовых и подземных вод, не связанных с нижележащими горизонтами, источников загрязнения, а также пути воздействия излучения на территории INEEL.

Рисунок 2. Схематическая модель, показывающая расположение подземных вод, межпластовых вод, подпитывающих вод, источников загрязнения,
а также пути воздействия излучения на INEEL


Источник: DOE, July 1999.

Загрязнение грунтовых вод

Загрязнение грунтовых вод может встречаться в виде областей высоких концентраций загрязняющих веществ (плюмов) или иметь более разбросанный и непредсказуемый характер, в зависимости от состава веществ, способов выброса и взаимодействия со средой. Плюмы обычно образуются загрязняющими веществами, которые быстро проходят через зону аэрации, типа стронция-90, трития и ТХЭ. Плутоний, характер движения которого сильно зависит от местных геологических условий, на территории INEEL не образовал плюма, что свидетельствует об очень большом разбросе скоростей его переноса на разных участках территории.

В настоящее время в водоносном горизонте Снейк-Ривер-Плэйн имеется несколько плюмов загрязняющих веществ, в том числе трития, стронция-90, йода-129 и некоторых летучих органических соединений (в основном ТХЭ). На больших территориях концентрация этих веществ превышает предельно допустимые нормы.

В табл. 1 приведены максимальные концентрации загрязняющих веществ в плюмах в водоносном горизонте в пикокюри на литр и в процентах от норм для питьевой воды. Максимальные концентрации в плюмах трития, стронция-90 и иода-129 намного превышают стандарты питьевой воды. Максимальные концентрации в плюмах ТХЭ составляют 640 000 % от стандартов питьевой воды.

Таблица 1. Максимальные концентрации загрязняющих веществ в плюмах в водоносном горизонте Снейк-Ривер-Плэйн в 1995 г.

Загрязняющее вещество

Максимальная концентрация в плюме (пКи/л; ТХЭ - мкг/л)

Норма для
питьевой воды
(пКи/л; ТХЭ - мкг/л)

% от нормы для питьевой воды

Площадь, на которой концентрация превышает стандарты для питьевой воды,
кв. мили

Йод-129*

3,82

1

382

1,5

Технеций-99

448

900

49,8

0

Тритий

30 700

20 000

153,5

1,3

Стронций-90

84

8

1 050

0,6

Трихлорэтилен (TХЭ)

32 000

5

640 000

Длина 2 700 м; максимальная ширина 900 м

* Данные по йоду-129 относятся к 1991 г.

В водоносном горизонте Снейк-Ривер-Плэйн были также найдены плутоний-238, плутоний-239 и америций-241, но каких-либо закономерностей их распределения или плюмов замечено или установлено не было. В табл. 2 приведены данные за период с 1972 по 2000 г. по измерениям содержания америция и плутония в грунтовых водах под Комплексом по обращению с радиоактивными отходами (RWMC), где трансурановые отходы сбрасывались в необлицованные шахты и рвы. Измерения показывают, что содержание плутония и америция колеблется от малых долей пикокюри на литр до 24 пикокюри на литр для плутония-239/240. Как видно из табл. 2, результаты этих измерений были весьма различными.

Что касается достоверности и правильности интерпретации положительных проб на плутоний, здесь остается некоторое противоречие. Следует отметить, что всего было взято лишь несколько проб (причем за один раз бралась одна проба), и они не обязательно отражают характер распределения концентраций плутония за более длительный промежуток времени и его миграцию через зону аэрации.

Высказывалось предположение, что положительные пробы на плутоний могут быть связаны с ошибками измерения. Однако представляется маловероятным, чтобы все данные о положительных пробах, полученные с интервалом в несколько десятков лет и в которых не было отмечено систематических ошибок, можно было бы объяснить ошибками измерения или протокола по выборке. Значительные различия в результатах могут быть следствием того, что миграция плутония в зоне аэрации имеет очень сложный характер и в значительной степени определяется воздействием локальных факторов. Один из этих факторов - перенос в коллоидной форме, когда плутоний переносится не в растворенной форме, а во взвешенном состоянии, в виде мельчайших коллоидных частиц. Поскольку даже единичные взвешенные частицы плутония-238 размером в доли микрона и частицы плутония-239 размером порядка микрона обладают значительной радиоактивностью, то можно ожидать большой разброс данных по различным группам проб в пределах одной выборки. В результате миграция плутония довольно непредсказуема. Наличие плутония в грунтовых водах подтверждается и его наличием в зоне аэрации. В целом данные говорят о быстром перемещении плутония и америция через зону аэрации, что представляет одну из главнейших опасностей для водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн.

Таблица 2. Некоторые данные по концентрациям изотопов америция-241 и плутония в водоносном горизонте Снейк-Ривер-Плэйн, пКи/л

Дата (год)

Данные USGS

Данные подрядчиков МЭ

Данные INEEL OP

Америций-
241

Плутоний-
238

Плутоний-
239/240

Америций-
241

Плутоний-
238

Плутоний-
239/240

Америций-
241

Плутоний-
238

Плутоний-
239/240

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

Ниж-
нее

Верх-
нее

1972-1976

0,01

0,3; 1,5; 5

0,02

0,96; 9

0,02

0,29

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1981

-

0,14

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1993-2000

-

0,14

-

0,39

-

-

0,008

1,97

0,012

0,3

0,006

4,3

-

0,039

0,36

0,9

0,42

24

Примечания:
USGS = Геологическая служба США
МЭ = Министерство энергетики США
INEEL OP = Программа по надзору Национальной инженерно-экологической лаборатории Айдахо
Прочерк = концентраций выше фонового значения не обнаружено

Регулярного мониторинга по многим загрязняющим веществам не ведется. Например, хотя известно, что имеется плюм йода-129, ни подрядчики Министерства энергетики (МЭ), ни Геологическая служба США (USGS) с 1992 г. не опубликовали данных о концентрациях этого радионуклида в грунтовых водах. В 1991 г. концентрация йода-129 в скважине, наиболее загрязненной этим изотопом, составляла 3,82 пКи/л (при предельно допустимой концентрации 1 пКи/л). Этот радионуклид принадлежит к числу тех, которые вызывают особую тревогу ввиду его быстрой миграции через зону аэрации и очень большого периода полураспада (17 млн лет). Радиоактивный йод воздействует на щитовидную железу, особенно у детей.

Соответствие стандартам питьевой воды

Несколько скважин, в которые вода поступает из водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн, снабжают питьевой водой рабочих INEEL. Значительная часть питьевой воды на этой территории существенно загрязнена радиоактивными и опасными химическими веществами, особенно ТХЭ и тетрахлоридом углерода.

  • Скважина питьевой воды RWMC загрязнена тетрахлоридом углерода. Для снижения уровня загрязнения используется очистное сооружение, так называемый барботер.
  • В систему цеха технического обеспечения (TSF) питьевая вода всегда поступала из скважины № 1 TSF, которая, как было выяснено, загрязнена ТХЭ. По крайней мере с 1987 г. концентрация ТХЭ в этой скважине превышает или находится почти на уровне предельно допустимой нормы для питьевой воды. С 1987 по 1988 г. воду в этот цех доставляли в бутылках. С 1988 по 1997 г. воду очищали, а уже потом пускали в систему распределения (через которую всегда проходит вода из скважин прежде, чем попадает к потребителю), и сообщалось, что содержание ТХЭ в ней не превышало предельных концентраций для питьевой воды. После 1997 г. данных по скважине № 1 TSF не имеется.
  • Исследования питьевой воды из скважины № 2 TSF показали, что хотя концентрации ТХЭ в ней не превышают норм для питьевой воды, тем не менее его содержание повышено. Ежедневно эту воду потребляют около 100 человек.
  • Концентрация трития в скважинах Центральной цеховой площадки (CFA) повышена, хотя не превышает современных норм для питьевой воды. Системой CFA ежедневно пользуются более 1 000 человек.

    В табл. 3 приведены данные по трем системам водоснабжения INEEL. Соответствие нормам питьевой воды можно оценить, подсчитав отношение измеренной концентрации к допустимому уровню по каждому загрязняющему веществу. Несмотря на то, что такой расчет используется для оценки загрязнения радионуклидами, он не санкционирован для опасных химических веществ, хотя и дает хорошую оценку качества воды. Это не самый консервативный способ оценки воздействия загрязняющих веществ на воду, поскольку простое сложение не учитывает синэргического эффекта взаимодействий различных опасных химических веществ друг с другом и с радионуклидами. Кроме содержания конкретного загрязняющего вещества рассчитывается и их общая сумма (нагрузка в %) - но не как мера соответствия установленным нормам, а как мера общественного здоровья, характеризующая пригодность воды для питья. Хотя суммарное загрязнение ни в одной из систем распределения не превышает 100-процентного уровня, система RWMC близка к нему, и концентрация тетрахлорида углерода в питьевой воде этой системы постепенно возрастает. Отметим, что по нескольким загрязняющим веществам наблюдение не ведется (насколько нам известно), поэтому в официальном заключении о соответствии этой воды стандартам предполагается, что загрязнение этими веществами незначительно.

    Таблица 3. Питьевая вода INEEL, 1998 г.

    Уровень максимального загрязнения от норм для питьевой воды по некоторым загрязняющим веществам на разных участках INEEL (опубликованные средние значения), %

    Стандарт питьевой вод

    Скв. № 1
    CFA

    Скв. № 2
    CFA

    Распределение
    CFA

    Скв.
    № 1 TSF

    Скв.
    № 2 TSF

    Распределение
    TSF

    Скв.
    RWMC

    Распределение
    RWMC

    Тритий

    65

    54

    59

    Низкое

    Низкое

    Низкое

    7

    7

    20 000 пКи/л

    Стронций-90

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    8 пКи/л

    Технеций-99

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    900 пКи/л

    Йод-129

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    1 пКи/л

    Тетрахлорид углерода

    ?

    ?

    2

    ?

    ?

    ?

    95

    56

    5 мкг/л

    ТХЭ (Трихлорэтилен)

    ?

    ?

    6

    92

    52

    28

    44

    29

    5 мкг/лr

    Общая нагрузка, %

    65

    54

    67

    92

    52

    28

    146

    92

    Примечания:
    CFA - центральная цеховая площадка
    TSF - цех технического обеспечения
    RWMC - Комплекс по обращению с радиоактивных отходов
    ? - данные в цитируемых источниках отсутствуют (источники см. в отчете)
    Общая нагрузка - суммарный процент предельно допустимой концентрации.
    Об измерениях по альфа-излучателям не сообщалось. Нормативы не предусматривают сложения нагрузок по химическим веществам друг с другом или с нагрузками по радионуклидами.

    Опасность в будущем: радиоактивные, смешанные и опасные захороненные отходы

    В табл. 4 представлены основные долгоживущие радионуклиды, определенные здесь как радионуклиды с периодом полураспада более десяти лет, захороненные в RWMC2. Радиоактивное содержание отходов оценивалось на момент захоронения и не корректировалось с учетом их распада. Общая радиоактивность радионуклидов, приведенная на момент захоронения, составляла почти 4 млн Ки. Общая радиоактивность сверхдолгоживущих радионуклидов, с периодом полураспада более 100 лет, составляет около 1 млн Ки.

    Таблица 4. Объемы разбавления для долгоживущих радионуклидова, захороненных на территории INEEL в период между 1952 и 1983 г.

    Радионуклид

    Период полураспада, лет

    Преобладающий тип излучения

    Полная радиоактивность захороненных отходовв, Ки

    Нормы для питьевой воды, пКи/л

    Объем разбавления (отношение общей радиоактивности к стандарту питьевой воды), л

    Отношение объема разбавления к объему водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйнг

    Тритий

    12,3

    Бета

    1 200 000

    20 000

    6,0x1013

    0,02

    Углерод-14

    5 730

    Бета

    16 000

    2 130

    7,5x1012

    0,00

    Никель-59

    76 000

    ЗЭб

    5 100

    533

    9,6x1012

    0,00

    Никель-63

    100

    Бета

    750 000

    80

    9,4x1015

    3,8

    Стронций-90

    29,1

    Бета

    450 000

    8

    5,6x1016

    23

    Технеций-99

    213 000

    Бета

    260

    800

    3,3x1011

    0,00

    Йод-129

    17 000 000

    Бета

    0,099

    0,533

    1,9x1011

    0,00

    Цезий-137

    30,2

    Бета

    700 000

    160

    4,4x1015

    1,8

    Плутоний-238

    87

    Альфа

    2 500

    15

    1,7x1014

    0,07

    Плутоний-239

    24 110

    Альфа

    66 000

    15

    4,4x1015

    1,8

    Плутоний-240

    6 537

    Aльфа

    15 000

    15

    1,0x1015

    0,41

    Плутоний-241

    14,4

    Бета

    400 000

    533

    7,5x1014

    0,31

    Америций-241

    432

    Aльфа

    150 000

    15

    1,0x1016

    4,1

    Общее

    3 700 000

    -

    8,6x1016

    35

    Радионуклиды с периодом полураспада свыше 100 лет

    1 000 000

    -

    2,5x1016

    10

    Стронций-90 и цезий-137

    1 120 000

    -

    6,0x1016

    25

    Примечания:
    а. Здесь долгоживущими радионуклидами считаются те, период полураспада которых превышает 10 лет.
    б. ЗЭ = захват электрона.
    в. Радиоактивность продуктов распада не учитывалась. Все трансурановые изотопы распадаются с образованием радиоактивных продуктов распада, которые со временем накапливаются. Особенно следует отметить плутоний-241, который распадается с образованием америция-241.
    г. Объем водоносного горизонта Снейк-Пивер-Плэйн составляет 2,44x1015 литров. Числа округлены до двух значимых цифр.

    Среди радионуклидов, испускающих альфа-частицы, особое значение в экологическом отношении имеет америций-241 с периодом полураспада 432 года. Грунтовая вода, которая проходит под INEEL, доходит до долины Мэджик, центра сельскохозяйственного региона южного Айдахо, примерно за половину этого времени. Во время движения в водоносном горизонте радиоактивность таких радионуклидов, как америций-241, будет несколько снижаться, вследствие его разбавления и поглощения геологической средой.

    Некоторое количество америция-241 уже мигрировало через зону аэрации в водоносный горизонт. Максимальная концентрация америция-241 в грунтовых водах была зарегистрирована в 1997 г. и составляла 1,97 пКи/л. Уровень америция-241 пока еще не превышает предельно допустимых концентраций для питьевой воды (15 пКи/л), и плюмов пока еще не было выявлено. Однако необходимо отметить, что, вследствие отсутствия систематичности при составлении нормативов по приемлемому качеству питьевой воды, допустимые концентрации америция и плутония для питьевой воды значительно выше, чем для большинства других радионуклидов (с точки зрения допустимой дозы излучения). Если бы предел радиационной дозы для критического органа в 4 миллибэр, что является критерием для большинства радионуклидов, применялся также к плутонию-239 или америцию-241, то уровень максимального загрязнения пришлось бы снизить более чем в сто раз.

    С плутонием-239 связаны еще и другие проблемы. Во-первых, его количество в захороненных отходах INEEL составляет более тонны3, и это вызывает тревогу с точки зрения безопасности, если контроль над этой территорией будет утрачен. Этого количества достаточно для производства более 200 атомных бомб. В некоторых отходах на момент захоронения концентрации плутония были довольно высокие, что усугубляет проблему его защиты. Поэтому, если контроль над этой территорией будет утрачен, шахты и рвы могут стать потенциальным плутониевым рудником.

    Во-вторых, миграция плутония представляет серьезную проблему для окружающей среды. Пробы грунтовой воды до сих пор свидетельствовали о том, что плутоний движется гораздо медленнее, чем америций. Однако его скорость все же гораздо выше, чем это предполагалась первоначально, и более того, период полураспада плутония-239 (более 24 000 лет) гораздо боль ше, чем у америция. Как будет проходить миграция плутония в течение таких длительных промежутков времени, неизвестно.

    И, наконец, риск, связанный с безопасностью и экологическим ущербом, возрастает из-за отсутствия информации о содержимом контейнеров INEEL. Достоверно неизвестно, не содержится ли в этих контейнерах количество плутония, достаточное, чтобы создалась критичность (то есть возможность спонтанной неконтролируемой ядерной реакции), если контейнеры будут залиты водой. Кроме того, плутоний, просочившийся из захороненных отходов, мог скопиться в небольшом объеме почвы, что может привести к спонтанной критичности во время сильного ливня или наводнения. К тому же вода повышает вероятность нарушения целостности контейнера, увеличивая тем самым риск для рабочих. В приповерхностной зоне захоронения отходов (SDA), находящейся в низине, уже были наводнения в 1962, 1969 и 1982 гг. Во время наводнения 1962 г. были наполнены водой две открытые шахты и два открытых рва. На поверхности воды плавали ящики и бочки, содержащие низкорадио активные отходы. После этого были построены насыпи и отводные каналы, но в небольших низменностях на территории SDA по-прежнему иногда происходят затопления.

    Один из критериев, с которым можно подходить к оценке угрозы, вызванной наличием радионуклидов в отходах, захороненных на территории INEEL, состоит в следующем: если все долгоживущие или сверхдолгоживущие радионуклиды из захороненных отходов равномерно распределить по водоносному горизонту Снейк-Ривер-Плэйн, то превысит ли уровень загрязнения этого горизонта допустимые нормы, и если превысит, то насколько?

    Это можно рассчитать, разделив вначале общую концентрацию загрязняющего вещества в захороненных отходах на норму для питьевой воды по этому загрязняющему веществу. Результат, так называемый "объем разбавления", представляет собой объем воды, необходимый для того, чтобы концентрация содержащегося в нем загрязняющего вещества не превышала допустимых норм для питьевой воды. Затем объем разбавления можно сравнить с общим количеством воды в водоносном горизонте. Этот подход дает грубую оценку величины потенциальной опасности, вызываемой захороненными отходами4.

    В табл. 4 приведены объемы разбавления для долгоживущих радионуклидов, захороненных на территории INEEL. Согласно этим данным, наиболее важными из долгоживущих радионуклидов, содержащихся в захороненных отходах, являются стронций-90, цезий-137, плутоний-239/240 и америций-241. Общая радиоактивность радионуклидов с периодом полураспада свыше 100 лет такова, что для соответствия стандартам питьевой воды объем водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн надо было бы увеличить в десять раз. Следует отметить, что требуемый объем разбавления был бы еще больше, если бы стандарт питьевой воды для плутония и америция был бы установлен таким же образом, как и для других радионуклидов.

    Помимо радионуклидов на территории INEEL был захоронен еще ряд опасных отходов. Среди них - высокотоксичные органические соединения, например тетрахлорид углерода и трихлорэтилен, и токсичные металлы, например свинец и хром. В табл. 5 приведены некоторые из этих опасных материалов, находящихся на территории приповерхностной зоны захоронения отходов (SDA), с указанием места, где эти отходы были наработаны. Большинство токсичных органических химических веществ были присланы в INEEL с предприятия Роки-Флэтс в Колорадо как часть отгрузок трансурановых отходов с этого объекта.

    Таблица 5. Основные захороненные нерадиоактивные материалы в приповерхностной зоне захоронения отходов (SDA), 1952-1983 гг., г

    Химическое вещество

    Общее количество

    Источник отходов

    TAN

    TRA

    INTEC

    NRF

    АNL-W

    CFA

    Роки-Флэтс

    Другие постав-
    щики отходов

    Разгон реактора

    Органические химические вещества

    1,1,1-трихлорэтан

    110 000 000

    - -

    1 700 000

    - - -

    110 000 000

    -

    220 000

    Тетрахлорид углерода

    120 000 000

    - -

    26 000

    -

    16

    -

    120 000 000

    Неиз-
    вестно

    -

    Тетрахлорэтилен

    27 000 000

    - - - - - -

    27 000 000

    - -

    Трихлорэтилен (ТХЭ)

    100 000 000

    - - - - - -

    100 000 000

    -

    410 000

    Неорганические химические вещества

    Асбест

    1 200 000

    -

    1 100 000

    110 000

    Неиз-
    вестно

    Неиз-
    вестно

    - -

    Неиз-
    вестно

    11 000

    Цианид натрия

    940

    - - - - -

    940

    - - -

    Металлы (в различных химических формах)

    Хром

    1 000

    550

    -

    20

    -

    Неиз-
    вестно

    - - -

    450

    Свинец

    580 000 000

    Неиз-
    вестно

    140 000 000

    26 000 000

    Неиз-
    вестно

    14 000 000

    180 000 000

    190 000 000

    19 000 000

    2 100 000

    Гексагидрат уранилдинитрата (также радиоактивен)

    220 000

    - -

    220 000

    - - - - - -

    Уран-238 (также радиоактивен)

    320 000 000

    17 000

    3 500 000

    1 900 000

    -

    3 500 000

    -

    240 000 000

    - -
    Примечание:
    TAN = Испытательная площадка, северный участок
    TRA = Площадка испытательного реактора
    INTEC = Ядерный и технический центр Айдахо
    NRF = Испытательная площадка военно-морских реакторов
    АNL-W = Аргоннская национальная лаборатория - западная площадка
    CFA = Центральная цеховая площадка
    Числа округлены до второй значимой цифры.

    При оценке потенциального воздействия захороненных нерадиоактивных опасных материалов имеется одна принципиальная трудность - учетные записи настолько недостаточны, что общее количество отходов по сути неизвестно. Кроме значительных неопределенностей в отношении тех химических веществ, по которым имеются некоторые данные, есть ряд химических веществ, для которых данных вообще не существует, в том числе такие высокотоксичные, как бериллий, цианид, ртуть и полихлорбифенил.

    При расчете объема разбавления для известных нерадиоактивных опасных химических элементов в захороненных отходах получается, что общий объем разбавления меньше объема водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн, и составляет около 4 % от объема этого горизонта. Однако информация по отходам опасных химических веществ еще менее полна, чем информация по радионуклидам. По многим площадкам нет данных о количествах захороненных опасных химических отходов. Кроме того, в отличие от радионуклидов, Закон о приемлемом качестве питьевой воды не устанавливает предельно допустимых концентраций для многих опасных химических веществ. Неопределенности, создаваемые некоторыми опасными химическими веществами, возрастают в силу того, что они могут изменять свойства почвы и увеличивать или уменьшать подвижность других загрязняющих веществ, в том числе и радионуклидов.

    С 1954 г. жидкие отходы от репроцессинга хранились в восемнадцати подземных нержавеющих стальных контейнерах на площадке, называемой "контейнерная ферма". В основном это были высокоактивные отходы репроцессинга отработанного топлива военно-морских реакторов. Кроме того, там хранятся и некоторые отвержденные ("кальцинированные") высокоактивные отходы. Известно, что загрязняющие вещества, проникшие в почву в результате утечки или случайно пролитые, движутся через почву "контейнерной фермы" в зону подземных вод, не связанных с нижележащими горизонтами. Основные радиоактивные загрязняющие вещества в почве "контейнерной фермы" - америций-241, стронций-90, цезий-137, европий-154, плутоний-238, плутоний-239/240, плутоний-241 и уран-235, а среди основных нерадиоактивных загрязняющих веществ - ртуть и нитраты. Пока по поводу очистки и восстановления почвы "контейнерной фермы" никакого решения не принято, поскольку имеющаяся в настоящее время информация о характере и степени загрязнения "контейнерной фермы" считается недостаточной.

    Выводы

    Имеется достаточно оснований для вывода о том, что захороненные отходы INEEL представляют непосредственную угрозу водоносному горизонту Снейк-Ривер-Плэйн и всем зависящим от него людям. В целом теоретические, экспериментальные и полевые данные о быстрой миграции плутония и америция через зону аэрации весьма убедительны и являются более чем достаточным основанием для принятия срочных мер по очистке захороненных отходов. Основной технический и политический подход к защите водных ресурсов должен состоять в извлечении захороненных отходов, прекращении ведущихся и планируемых захоронений, а также в очистке и восстановлении, насколько это возможно, зоны аэрации. Основные рекомендации IEER приведены выше.


Энергетика и Безопасность № 19
Энергетика и Безопасность | (английский вариант)
IEER
Институт исследований энергетики и окружающей среды

Ваши вопросы и замечание посылайте координатору по международным свазям: michele@ieer.org
Такома Парк, Мэриланд США

2002 г. (Английский вариант издания был опубликован в ноябре 2001 г.)

Опубликована в Интернетe в mae 2002 г.


Источники
  1. Эта статья основана на докладе IEER Poison in the Vadose Zone: An examination of threats to the Snake River Plain aquifer from the Idaho National Engineering and Environmental Laboratory. Если особо не оговорено, все ссылки можно найти в этом докладе.
  2. Несмотря на то, что в захороненных отходах содержится большое количество трития, особой опасности загрязнения им водоносного горизонта Снейк-Ривер-Плэйн за пределами INEEL нет, поскольку тритий распадается относительно быстро по сравнению с временем его переноса до границ INEEL.
  3. По оценкам имеется также около 65 кг плутония-240. Нижняя и верхняя границы для общего количества плутония-239/240 оцениваются соответственно в 0,8 и 1,5 т.
  4. Об ограничениях этого подхода см. на с. 83 доклада.