Об опасности озера Карачай для будущих поколений

Понедельник, 23 июля 2018 г.
Рубрика: Новости
Подписаться на комментарии по RSS

Для озера Карачай до сих пор нет адекватной оценки безопасности будущих поколений. В статье сделан вывод о значительной опасности Карачая: консервативные оценки показывают, что активность стронция-90 в реке Тече может возрасти до величин, которые были в ней в 1949 – 1956 гг. [1], а содержание этого радионуклида в Теченском каскаде водоемов может возрасти до сотен раз. Опасность представляют и другие радионуклиды, особенно плутоний-239. В статье сделано предположение, что официальные оценки [2, 3] сознательно значительно занижены

Оценки поступления стронция-90 из озера Карачай в реку Мишеляк

В настоящее время стронций-90 находится как в озере Карачай, так и в водоносном горизонте трещиноватых скальных пород. Официальная оценка поступления стронция-90 в реку Мишеляк [4] учитывает, в основном, водоносный горизонт. В [4] было получено, что максимальное поступление стронция-90 в реку ожидается в средине 2030-х годов и составит около 0,2 Ки/год, этот результат был приведен в презентации по мониторингу на ПО "Маяк" [3] в 2010 г. Но в презентации по радиационной безопасности на ПО "Маяк" в 2015 г. была приведена величина в пять раз меньше: 0,04 Ки/год [2].

Мной проведена прогнозная оценка поступления стронция-90 в реку Мишеляк как из водоносного горизонта, так и из озера Карачай [1]. Поступление из водоносного горизонта рассчитано примерно для средины 2030-х годов. Получено, что возможный поток радионуклида в реку составит примерно от 7,3.1011 до 7,3.1012 Бк/год, или от 20 до 200 Ки/год, что в сотни и тысячи раз больше, чем прогнозы презентаций [2 и 3].

Основное количество стронция-90 сосредоточено не в водоносном горизонте, а в самом озере Карачай. Мной выполнена консервативная оценка возможного поступления стронция-90 из озера Карачай в реку Мишеляк [1], получено, что поступление стронция-90 в реку Мишеляк может начаться в 2080-х годах и составит примерно до 3.1014 Бк/год, или примерно до 10 тыс. Ки/год, что в десятки и сотни тысяч раз больше, чем приведено в [2 и 3]. Полученное в [1] поступление стронция-90 в речную систему примерно соответствует поступлению радионуклида в начальный период сброса ЖРО в реку Течу с 1949 по 1956 годы.

Данные по миграции стронция-90 из оз. Карачай в водоносный горизонт

Основное количество стронция-90 находится в озере Карачай из-за того, что водоносный горизонт трещиноватых скальных пород экранирован от озера слоем суглинков, в которых имеются "окна". Через "окна" происходило поступление стронция-90 в водоносный горизонт, которое сформировало современное распределение радионуклида в грунтовых водах вокруг озера. Одновременно с этим происходит миграция стронция-90 через суглинки.

Для сорбирующихся радионуклидов слой суглинков представляет барьер, который вначале не дает радионуклидам попасть из озера в водоносный горизонт трещиноватых пород, а потом не дает нуклидам выйти из водоносного горизонта в поверхностные водоемы. Все это нужно детально рассчитывать, особенно вертикальную миграцию сорбирующихся радионуклидов из Карачая в водоносный горизонт и из водоносного горизонта в Мишеляк, или в другие поверхностные водоемы.

В [1] было получено, что выход радионуклида из озера в водоносный горизонт через суглинки может начаться примерно в настоящее время. Поступление стронция-90 в водоносный горизонт должно сопровождаться увеличением активности радионуклида в ближайших к озеру наблюдательных скважинах. В [4] приведены данные по некоторым скважинам до 2000 года, действительно, в ближайшей к озеру скважине 41/78 наблюдалось повышение активности стронция-90 со временем на глубине 45 м с 1995 по 1999 год.

Также возможно, что доказательством аномально высокого поступления стронция-90 из озера в водоносный горизонт являются данные по скважине 36/70 в ежегодниках Росгидромета за 2004 – 2007 годы [5 - 8]. Эта скважина расположена примерно в 1 км севернее Карачая, в ней активность стронция-90 за указанные годы превышала 800 кБк/л, что примерно в 15 раз больше средних значений.

На рисунке 1 приведен план изолиний распределения стронция-90 в водоносном горизонте из [4], на этот план мной нанесены черные изолинии активности стронция-90, взятые из ежегодников Росгидромета. Видно, что скважина 36/70 создает весьма значительную аномалию активности стронция-90. Однако, не понятно, связана или нет эта аномалия с поступлением стронция-90 через суглинки в грунтовые воды, т.к. по данным Росгидромета трудно судить, когда возникла эта аномалия.

Рисунок 1 – Схема распространения стронция-90 из Карачая на 2004 год [4]

Вообще говоря, консервативная оценка поступления находящегося в озере стронция-90 в реку Мишеляк в [1] была сделана с целью показать, что в будущем возможно не только уменьшение активности в водоносном горизонте, но и значительное ее возрастание. Дело в том, что процесс миграции радионуклидов через суглинки в [4] экспериментально практически не изучался. В [1] использовались результаты, полученные в 1970 году, подобные же исследования проводились в 1994 и 2002 гг. [4]. Во всех случаях изучение донных отложений проводилось на глубину не более 75 см, хотя средняя мощность слоя суглинков составляет около 3-х м. Полученный в [1] результат показал, что Карачай еще может преподнести сюрпризы.

В целом можно сделать вывод, что результаты измерений активности стронция-90 в скважинах не противоречат консервативной оценке поступления стронция-90 из озера Карачай в водоносный горизонт, а затем в реку Мишеляк, равной до 10 тыс. Ки/год [1].

Разгрузка стронция-90 в реку Мишеляк

Разгрузка южной части загрязненных грунтовых вод, показанных на рисунке 1, происходит в реку Мишеляк. В области реки имеет место конвергенция горизонтальных фильтрационных потоков, и из-за несжимаемости воды скорость фильтрации здесь направлена вверх, т.е. в реку и в ее пойму. Сезонные особенности, кроме паводков, не играют значительной роли в скорости разгрузки воды.

Из рассуждений статьи [1] можно получить, что горизонтальный поток загрязненных стронцием-90 грунтовых вод в верхней части водоносного горизонта трещиноватых скальных пород фронтом около 2000 м составляет примерно 300 тыс. куб.м/год. Если предположить, что при разгрузке этого потока в пойму и в реку Мишеляк его ширина составляет примерно 30 м, то направленная вверх скорость фильтрации составит примерно 5 м/год.

На рисунке 2 показан геологический разрез перпендикулярно реке. Из этого рисунка видно, что в долине реки слой суглинков оказывается размытым, вместо суглинков река подстилается илами и песками с супесью. Также видно, что со стороны Карачая слой суглинков значительно меньше по мощности, чем с южной стороны и подстилается слоем щебня.

В [4] утверждается, что река Мишеляк протекает по разлому в скальных породах, однако на рисунке 2 этот разлом не обозначен. Вообще говоря, действительно, реки обычно текут по разломам, даже геологи рисуют разломы на геологических картах по прямолинейным участкам ручьев и рек. Поэтому, возможно, под рекой имеется подрусловый поток грунтовых вод, связанный с разломом.

Приведенный на рисунке 2 разрез определяет особенности разгрузки загрязнителей в реку. Несорбирующийся нитрат-ион поступает в реку вместе с грунтовыми водами. Но для сорбирующегося стронция-90 слой песка и илов представляет сорбционный барьер, определяемый величиной коэффициента распределения. Обычно, коэффициент распределения песка намного меньше коэффициента суглинков, а слой илов не может быть эффективным барьером из-за малой мощности. В [1] для суглинков использовался безразмерный коэффициент распределения, равный 6 согласно [4]. Однако, в этой монографии нет ни слова о величине коэффициента распределения для грунтов, слагающих долину реки Мишеляк.

Рисунок 2 – Геологический разрез поперек реки Мишеляк [4]

1 - техногенные отложения, 2 – песок разнозернистый, 3 – супесь, 4 – суглинок с включением галечника, 5 – щебень, 6 – суглинок, 7 – ил, 8 - порфириты

Из рисунка 2 следует, что слой песка в долине реки Мишеляк имеет мощность около 10 м. Непонятно для каких песков в [4] приведена средняя величина коэффициента распределения, равная 35. При скорости фильтрации 5 м/год, получаем, что слой песка может быть преодолен стронцием-90 примерно за 70 лет. Если миграция стронция-90 через песок началась примерно с начала 2000-х годов, то к средине 2070-х годов слой песка может быть пройден. В [1] было спрогнозировано поступление стронция-90 из водоносного горизонта в реку Мишеляк, равное от 20 до 200 Ки/год к середине 2030-х годов, но если стронций-90 выйдет в реку в 2070-х годах, его поступление из-за распада будет от 10 до 100 Ки/год.

Гипотетическое предположение о величине коэффициента распределения песков, равной 35, нельзя рассматривать, как обоснованное, скорее всего, коэффициент песков не может быть больше 5. Можно сделать вывод, что наличие сорбционного барьера в долине р. Мишеля в виде отложений песка не влияет на результат работы [1] о величине и времени поступления стронция-90 из водоносного горизонта в реку: поступление в середине 2030 годов, поток от 20 до 200 Ки/год.

Содержание загрязнителей в реке Мишеляк

Нитрат-ион. В [1] было получено, что поступлению стронция-90 из водоносного горизонта в реку Мишеляк должно предшествовать поступление нитрат-иона примерно в настоящее время. Согласно оценке [1] возможная концентрация нитрат-иона в реке Мишеляк может составлять от 0,08 до 0,8 г/л, что примерно в 2 – 20 раз больше ПДК. В ежегодниках Росгидромета приводятся данные по содержанию нитрат-иона в реке Мишеляк только за 2004 и 2005 гг. [5, 6]. Очень интересно, что среднее содержание нитрат-иона в 2004 году составило 0,009 г/л, а в 2005 году уже 0,023 г/л, т.е. возросло примерно в 2,5 раза.

Также симптоматично, что после 2005 года публикация данных по содержанию нитрат-иона в реке Мишеляк прекратилась. Можно предположить, что примерно с 2004 года начался подъем содержания нитрат-иона в реке Мишеляк, который ПО "Маяк" решило скрыть. Таким образом, можно сделать вывод, что результаты расчетов поступления нитрат-иона в реке Мишеляк, сделанные в [1], косвенно подтверждаются. Следовательно, и расчеты поступления стронция-90 из водоносного горизонта в Мишеляк в дальнейшем могут подтвердиться.

Стронций-90

Активность стронция-90 в реке Мишеляк в ежегодниках Росгидромета приводится с 2004 по 2016 годы, особого повышения активности за эти годы не усматривается, активность только изредка превышала 1 Бк/л. За 2004 – 2015 годы активность стронция-90 приводится отдельно для каждого из 4-х наблюдательных створов на реке, и только за 2016 год приводятся данные только для выходного створа.

При сравнении активности стронция-90 для разных створов обнаруживается, что наибольшая активность наблюдается на первых двух створах, особенно на 2-м, где ее среднегодовое значение часто превышало 0,5 Бк/л. Получается, что основное поступление стронция-90 происходит в первой половине реки Мишеляк, примерно там, где ореол рассеяния подходит к реке, см. рисунок 1. Этот результат ставит под сомнение предположение о подземной миграции стронция-90 в подрусловом потоке по направлению течения реки Мишеляк.

После створа 2 происходит уменьшение активности стронция-90 в реке из-за разбавления и перехода радионуклида в донные отложения, поэтому на выходном створе активность оказывается в 2 – 3 меньше, чем на первых створах. Очевидно, что из-за этого уменьшения ПО "Маяк" с 2016 года стал приводить активность стронция-90 в реке только для выходного створа [9].

В презентации [3], где приведен прогноз максимального поступления стронция-90 в Мишеляк 0,2 Ки/год, приводится и максимально возможная активность радионуклида в реке – 2 Бк/л. Но в 2015 году вышла презентация [2] с прогнозным поступлением 0,04 Ки/год, следовательно, после 2015 года активность стронция-90 в реке уже не должна превышать 0,4 Бк/л. ПО "Маяк" блестяще справился с поставленной задачей и для 2016 года выдал среднегодовую активность 0,21 Бк/л для выходного створа.

Различие во времени разгрузки нитрат-иона и стронция-90 в реку Мишеляк связано со скоростью движения фронта ореола загрязнения от озера к реке, в [1] для нитрат-иона эта скорость была оценена в 75 м/год, для стронция-90 - в 50 м/год. В [4] приведены данные по скважинам 43/78 и 8/68, расположенным вблизи реки Мишеляк. В этих скважинах нитрат-ион появился уже в 1985 году, причем концентрация на глубине 20 м была незначительно меньше, чем на 60 м. А стронций-90 появился примерно к 2000 году, его активность на глубине 20 м была примерно в 100 раз меньше, чем на 60 м.

В целом можно сделать вывод, что имеющиеся данные по загрязнению реки Мишеляк нитрат-ионом и стронцием-90 не противоречат результату работы [1] о прогнозном поступлении стронция-90 из водоносного горизонта в реку, равному от 20 до 200 Ки/год.

Поступление урана в реку Мишеляк

Кроме стронция-90 другие радионуклиды тоже могут представлять опасность для будущих поколений, особенно этот относится к альфа-излучателям. Из всех альфа-излучателей здесь рассматриваются изотопы урана и плутоний-239. В [4] приведено распределение содержания урана в водоносном горизонте и распределение нитрат-иона. Контуры изолинии содержания урана 35 мг/л примерно соответствуют изолинии 20 г/л содержания нитрат-иона. В [1] было получено, что поступление нитрат-иона в Мишеляк может составлять от 4,5.108 до 4,5.109 г/год, следовательно, поступление урана может составлять примерно от 8.108 до 8.109 мг/год. Возможное содержание нитрат-иона в реке согласно [1] может составлять от 0,08 до 0,8 г/л, следовательно, содержание урана может составлять от 0,15 до 1,5 мг/л.

Содержание урана в мг/л соответствует содержанию урана-238, т.к. остальные изотопы можно не учитывать в массовой концентрации, 1 мг урана-238 имеет активность 12,5 Бк. В [4] написано: "Вклад изотопов урана в альфа-активность растворов: 238U - до 3%, 235U - до 2,6%, 234U + 237Np - 2-12%, сумма изотопов - до 28%". Эту фразу можно понять так, что на все изотопы урана приходится 28% общей альфа-активности, это если не учитывать вклад нептуния-237, а на уран-238 приходится только 3%. Из-за отсутствия других данных это предположение принимается для расчетов, а из консервативного подхода активность нептуния-237 не учитывается. Обращает на себя внимание, что сумма процентов природных изотопов урана меньше 28%, это можно объяснить тем, что ЖРО обычно содержат искусственные изотопы урана с весьма высокой активностью. В данной работе полагается, что на уран-238 приходится примерно 1/8 суммарной активности, а на другие изотопы 7/8, т.е. 1 мг урана имеет активность примерно 100 Бк. Принятое допущение по изотопному составу урана, возможно, очень консервативное, но других данных нет.

Получается, что возможное поступление урана из водоносного горизонта в реку Мишеляк может составить от 8.1010 до 8.1011 Бк/год, или примерно от 2 до 20 Ки/год. Поступление урана, как и нитрат-иона можно ожидать с настоящего времени. Активность урана в реке может составлять от 15 до 150 Бк/л. Уровень вмешательства (УВ) для радиоизотопов урана примерно равен 3 Бк/л, т.е. возможно превышение УВ от 5 до 50 раз. Для реки Течи величина допустимого сброса для изотопов урана не установлена.

Согласно [4] уран в озере Карачай находится в растворимой шестивалентной форме и, в основном, входит в состав комплексных анионов. Поэтому он практически не сорбируется, следовательно, проводить дополнительную оценку выхода урана из озера в водоносный горизонт не имеет смысла.

Поступление плутония-239 в реку Мишеляк

В отличие от урана плутоний довольно хорошо сорбируется грунтами, но он может мигрировать с грунтовыми водами в коллоидной форме [4]. Детальных данных по распределению активности плутония-239 в водоносном горизонте не обнаружено, приводятся только изолинии с активностью УВ. Поэтому оценить поступление плутония-239 из водоносного горизонта в реку Мишеляк не представляется возможным, в данной работе оценивается поступление из озера в водоносный горизонт, а затем уже в реку.

В [4] приводится концентрация изотопов плутония в воде озера Карачай 30 – 50 мкг/л, если предположить, что основная масса приходится на плутоний-239, то получается активность этого радионуклида примерно 105 Бк/л. В [1] учитывалась активность стронция-90 в воде озера 108 Бк/л, т.е. для расчетов можно предположить, что активность плутония-239 в озере Карачай была примерно в 1000 раз меньше активности стронция-90. В [1] весьма консервативно было получено, что поступление стронция-90 из озера Карачай в водоносный горизонт, а затем в реку Мишеляк может начаться примерно в 2080 году и составит примерно до 3.1014 Бк/год, или примерно до 10 тыс. Ки/год. При этом учитывалось, что из-за распада активность стронция-90 уменьшится примерно на порядок, но к плутонию-239 это не относится.

Можно сделать вывод, что поступление плутония-239 может быть примерно в 100 раз меньше поступления стронция-90, т.е. составит около до 3.1012 Бк/год, или примерно до 100 Ки/год (оценка весьма консервативная). Оценить возможное время поступления плутония-239 в реку затруднительно, скорее всего, речь идет о сотнях и тысячах лет. Расход реки Мишеляк согласно [4] составляет 0,18 куб.м/с, следовательно, активность плутония-239 в реке может достигать 500 Бк/л. Для плутония-239 УВ равен 0,55 Бк/л, следовательно, возможно превышение УВ до 100 раз. Для реки Течи величина допустимого сброса для плутония-239 не установлена.

Дезинформация общественности о состоянии Карачая

Я разослал авторам монографии [4] ссылку на свою статью [1] с предложением прокомментировать ее, но до сих пор не получил ни одного ответа, молчание могу считать знаком согласия. Кроме того, я задал вопрос о величине коэффициента распределения отложений долины реки Мишеляк, который учитывался в расчетах, а также попросил предоставить современные данные по содержанию нитрат-иона в реке и по содержанию стронция-90 в скважинах 36/70, 41/76, 63/68, 43/78 и 8/68. Видимо, эти данные совершенно секретные и разглашению не подлежат.

Из [4] можно заключить, что по озеру Карачай выполнен довольно большой объем экспериментальных исследований, но анализ этих данных направлен только на то, чтобы как можно сильнее преуменьшить возможное облучение населения, связанное с озером. Очень умиляет постоянное утверждение о стабилизации ореола загрязнения грунтовых вод из-за того, что активность в скважинах мало меняется со временем.

В статье [1] упоминается о наших работах по изучению последствий утечки ЖРО на Нововоронежской АЭС в 1985 году. Перед нами этот вопрос изучал товарищ, который раньше очень активно работал на "Маяке", не буду называть его имя. В 1994 году он выдал, что ореол кобальта-60 в грунтовых водах стабилизировался, и радионуклид сможет достичь р. Дон не ранее, чем через 300 лет. Но буквально на следующий 1995 год станцией был обнаружен кобальт-60 в гидробионтах р. Дон, в 2000 г. эта информация дошла до общественности, рассматривалась даже остановка станции, что и вызвало наши работы.

Еще я занимался загрязнением грунтовых вод на Кольской АЭС, ранее там этот же товарищ обнаружил стабилизацию ореола загрязнения и отсутствие последствий. Пришлось ставить все на свои места, что очень не понравилось станционным, и они прекратили со мной сотрудничать. Вот как свет "Маяка" распространяется по стране.

Можно еще привести примеры несостоявшихся оптимистических прогнозов миграции радионуклидов, но уже из опыта США по оценке безопасности приповерхностных пунктов захоронения радиоактивных отходов (ППЗРО). Согласно [10] на ППЗРО Макси Флетс (Maxey Flats), штат Кентукки, теоретически было предсказано, что 239Pu мигрирует на половину дюйма за 24000 лет, реально этот радионуклид был обнаружен на расстоянии 2 мили всего через 10 лет (перевел, вроде, правильно). На ППЗРО Шеффельд (Sheffield), штат Иллинойс, была обнаружена миграция трития со скоростью 5 футов в день, что в 600 раз больше предсказанной.

Таким образом, при прогнозировании переноса радионуклидов с грунтовыми водами лучше перебдеть, чем недобдеть, чем я и руководствуюсь. Но на "Маяке" руководствуются не только недобдением, нельзя исключить и прямой обман общественности в безопасности Карачая. Попытаюсь это доказать на примере расчета поступления стронция-90 в Мишеляк, равному 0,2 Ки/год согласно [4].

В [4] для расчета миграции загрязнителей с грунтовыми водами использовались разные варианты модели GEON, но из представленного в монографии описания модели конкретно понять, как проводились те, или иные расчеты практически невозможно. Описание представляет не что иное, как наукообразное словоблудие. Например, непонятно, действительно ли есть вариант настоящей трехмерной модели, или это квазитрехмерная модель. Непонятно, рассчитывалась, или нет вертикальная скорость фильтрации, необходимая для расчета разгрузки стронция-90 в Мишеляк.

Самое непонятное связано с долиной реки Мишеляк. Непонятно, какая геология использовалась для долины реки Мишеляк, геология, представленная на рисунке 2, или другая? Какие величины коэффициента распределения учитывались для грунтов долины? В [4] написано только: "Равновесная сорбция учитывалась только в долине р. Мишеляк", и больше ничего. Геология долины реки и величины коэффициента важны потому, что только с помощью этих параметров можно получить любое поступление стронция-90 в реку Мишеляк, в т.ч. какое нужно заказчику. Например, в расчетах могли использоваться величины коэффициента распределения, примерно на порядок превышающие среднее значение, равное 35.

Очень насторожило, что в [4] написано: "При расходе разгрузки подземных вод в реку Мишеляк 210 тыс. м3/год, концентрация стронция-90 в них составит около 35 Бк/л". Дело в том, что когда стронций-90 пройдет через сорбционный барьер его активность будет примерно такая, как в водоносном горизонте, т.е. десятки тысяч Бк/л, но никак не 35 Бк/л. Значительное уменьшение активности при выходе из барьера может быть в том случае, если активность разгружающихся вод связана с передовым фронтом ореола при значительной дисперсии скорости фильтрации. Возможно, в [4] поступление стронция-90 в Мишеляк рассчитывалось просто неправильно.

Можно сделать вывод, что поступление стронция-90 в реку, равное 0,2 Ки/год, в [4] могло быть получено, как с помощью честной ошибки, так и с помощью сознательной подгонки расчетов под нужный результат, нельзя исключить то и другое вместе. В любом случае можно предположить, что имеет место дезинформация общественности об опасности Карачая для будущих поколений.

В [4] также приведены расчеты поступления стронция-90 в Теченский каскад водоемов (ТКВ). Максимальное поступление 1,4 Ки/год получено для середины 2070 годов. Кроме того, в [4] написано: "В сценарии 2 с 2150 г. наступает стабилизация ореола загрязнения по стронцию-90, начиная с этого момента поток стронция-90 через северо-восточные границы модели (в направлении ТКВ) достигает 60 Ки/год". Кроме пресловутой "стабилизации ореола", эта фраза вызывает удивление: как поток в ТКВ с 60 Ки/год мог уменьшиться до 1,4 Ки/год. Уменьшиться он мог как из-за вышеописанной ошибки, так и из-за слишком большой величины коэффициента распределения сорбционного барьера.

По поводу приведенного в [2] поступления стронция-90 в Мишеляк, равного 0,04 Ки/год, в [4] нашлась только одна более-менее подходящая фраза: "Изоляция водоёма-9 от подземных вод уменьшает суммарный поток загрязнения через границы модели по стронцию-90 за весь прогнозный период в 5 раз". Авторы презентации [2], видимо решили, что изоляция водоема вызовет уменьшение поступления стронция-90 в Мишеляк тоже в 5 раз: с 0,2 до 0,04 Ки/год.

Во-первых, изоляция водоема-9 от подземных вод при принятых защитных мероприятиях в принципе невозможна. Во-вторых, согласно рисунку 1, если поступление стронция-90 из водоема-9 почему-то уменьшится, то до реки Мишеляк это дойдет только через 60 лет, а не к середине 2030-х годов. Таким образом, возможное поступление стронция-90 в Мишеляк 0,04 Ки/год, скорее всего, чистая дезинформация общественности, хотя в [2] имеется график изменения потока стронция-90 в Мишеляк, значит, какие-то расчеты все-таки проводились.

Никакие расчеты по информативности не сравнятся с экспериментальными данными. Для выяснения особенностей миграции стронция-90 в долине р. Мишеляк следует пробурить скважины через отложения долины реки и по вертикальному распределению активности радионуклида в грунте оценить время максимального потока стронция-90 в реку и его величину. Согласно рисунку 1 в долине реки пробурено довольно много скважин, возможно, в них проводились измерения активности стронция-90 в грунтах на разных глубинах и измерения активности радионуклида в водоносном горизонте. Эти данные нужно использовать для уточнения потока стронция-90 в реку.

Необходимые защитные мероприятия по Карачаю: откачка воды из озера

Наиболее эффективным защитным мероприятием была бы откачка воды из озера с дальнейшим ее цементированием. Можно предположить, что об этом на ПО "Маяк" даже заикаться запрещено, поскольку на защиту населения у нас выделяются копейки, а на переработку воды потребовались бы рубли, которые идут на переработку ОЯТ и на поддержание штанов атомщикам. В [4] упоминается только о том, что в 1990-х годах собирались отверждать ЖРО, сбрасываемые в Карачай, путем битумирования и цементирования, но дальше, вроде, дело не пошло.

В отличие от "Маяка", в 1987 г. Департаментом энергии США была принята программа по реабилитации Хэнфорда [11]. Согласно принятой программе очистке подлежали как грунты, так и подземные воды. В Хэнфорде столкнулись с дороговизной цементирования ЖРО, американцы для удешевления отверждения ЖРО проводили не цементирование отходов, а их упаривание до получения солевого пека [12], у нас это называется плавом.

Естественно, это только промежуточное решение проблемы, но на Карачае оно смогло бы предотвратить происходящее загрязнение окружающей среды, но даже этого не было сделано. У нас пошли другим путем: в 2011 г. утвердили Закон о РАО, в котором узаконили т.н. "особые радиоактивные отходы", которые могут оставаться в местах их нахождения. Можно не сомневаться, что особые отходы ввели, прежде всего, для Карачая и ТКВ.

Согласно монографии [13] озеро Карачай отнесено к "хранилищу" особых радиоактивных отходов на основании расчетов [4]. Получается, что на основании очень сомнительных расчетов было приято очень важное антинародное решение. На самом деле, конечно, решение было принято без всяких расчетов, а авторам [4] осталось только подтвердить его, с чем они благополучно справились.

Главными доводами против отверждения воды из Карачая могут быть большой объем воды и высокая ее активность. Но высокая активность не мешает отверждать ЖРО в США и у нас на АЭС. Согласно [4] на 1986 год объем воды в озере был примерно 0,6 млн. куб.м, сейчас, наверное меньше, для сравнения объем воды в ТКВ более 300 млн. куб.м. Очень забавно, что на очистку воды из ТКВ рвутся толпы разнообразных петриков, т.к. на это баловство деньги выделяются при нулевом эффекте.

Желающих заняться переработкой воды из Карачая не встречалось, хотя КПД переработки 1 куб.м воды из озера в тысячи раз выше, чем при переработке воды из ТКВ, т.к. активность воды в озере в тысячи раз больше, чем в ТКВ, но, в отличие от США, на это денег не дают. Например, в Хэнфорде в 1995 году было откачено и переработано 70 тыс. куб.м подземных вод [11].

Если бы на озере Карачай, как в США, проводилось отверждение нескольких десятков тысяч куб.м воды в год, то это уменьшало бы загрязнение окружающей среды на сотни тысяч кюри в год. Это оправдало бы все затраты, особенно, если проводить только упаривание до солевого плава. Для упаривания ЖРО на АЭС используются установки глубокого упаривания УГУ-500, производительность которых 500 л/час, или более 4000 куб.м/год. Десяток, а лучше несколько десятков установок УГУ-500 на озере Карачай позволили бы решить многие проблемы озера. Но на это денег не дадут никогда, проще состряпать закон с особыми РАО.

Напрашивается вывод, что узаконивание особых радиоактивных отходов было сделано для обеспечения бездеятельности ПО "Маяк" по отверждению воды из озера Карачай. Это узаконивание является ничем иным, как преступлением перед будущими поколениями.

Сооружение противомиграционных экранов

Загрязнение грунтовых вод можно было бы уменьшить путем сооружения вертикальных и горизонтальных экранов. Вертикальный экран называется стеной в грунте – траншеи, заполненной противофильтрационным и сорбирующим материалом. Но сооружение стены в скальных породах до глубины 100 м весьма затруднительно, или даже невозможно.

В данном случае можно было бы соорудить экран, как это было сделано на английском атомном центре Доунрей. Там для экранирования шахты было пробурено более 400 скважин в скальных породах, глубиной около 100 м, в эти скважины был закачен очень жидкий цементный раствор. Для защиты Карачая потребовалось бы несколько тысяч скважин, но подобная защита, вроде, даже не рассматривалась.

Для создания горизонтального экрана можно было бы на дно озера насыпать хорошо сорбирующий радионуклиды материал, слоем более метра, например, те же суглинки с цеолитами. Эффективность такой защиты была бы тем выше, чем раньше ее бы выполнили. Но ничего подобного не рассматривались, а озеро засыпали скальной породой и бетонными блоками, которые вообще не сорбируют радионуклиды.

Выполненные защитные мероприятия по Карачаю

Можно еще предложить возможные защитные меры для озера Карачай, но его просто засыпали. Начало засыпки пришлось на 1967 год, в этот год произошло загрязнение территории в районе ПО "Маяк" из-за разноса ветром высохших донных отложений с пляжей Карачая. Засыпка озера была закончена в конце ноября 2015 года.

По-моему, засыпка озера Карачай принесла больше вреда, чем пользы, из-за усиления миграции радионуклидов с грунтовыми водами из озера. Дело в том, что при засыпке происходило постоянное повышение уровня воды в озере. Согласно [4] иногда приходилось останавливать работы и ждать уменьшение уровня. Повышение уровня приводит к усилению фильтрации воды из озера в водоносный горизонт трещиноватых скальных пород, т.е. к увеличению скорости миграции радионуклидов через слой суглинков. Такая миграция для стронция-90 рассмотрена в [1], а для плутония-239 в данной работе.

В озере Карачай большая часть сорбирующихся радионуклидов находится в донных отложениях. При засыпке озера происходило взмучивание иловых отложений, что могло приводить к увеличению скорости десорбции радионуклидов из илов в воду. Таким образом, процесс засыпки озера приводил к увеличению миграции радионуклидов из озера, как из-за подъема уровня воды, так и из-за взмучивания иловых отложений.

На "Маяке" обеспокоены увеличением уровня воды в озере. Поэтому в [4] написано: "…перспективными техническими мероприятиями, которые помогут стабилизировать уровень воды в водоёме-9 и позволят управлять режимом ликвидации водоёма, следует рассматривать следующие: гидроизоляция закрытой части, водоотводной нагорный канал, водоотводная канава РСЦ-12".

Нагорный канал и гидроизоляция, вроде, уже сооружаются, но о загадочной канаве РСЦ-12 узнать ничего не удалось. Из [4] нельзя понять, какой эффект дадут эти мероприятия. Подобные защитные мероприятия практически не могут значительно уменьшить перенос радионуклидов из озера в поверхностную гидросеть. Можно считать, что эти мероприятия не окажут заметного влияния на оценки поступления химических и радиоактивных загрязнителей в реку Мишеляк, которые были сделаны в данной работе и в предыдущей статье [1].

Поверхностная гидроизоляция суглинками и нагорные канавы были запроектированы для реабилитации самых больших в стране урановых хвостохранилищ Приаргунского горно-химического объединения. Я делал расчеты для этого проекта, и у меня получился защитный эффект далеко не такой значительный, как предполагали проектанты. Поэтому они мои расчеты не включили в проект, деньги, правда, заплатили. Можно заключить, что ни о каком пятикратном уменьшении потока загрязнителей после засыпки Карачая не может быть и речи.

Выводы

1. На основании выполненных оценок можно сделать вывод, что озеро Карачай, весьма вероятно, представляет очень большую опасность для будущих поколений:

- согласно [1] поступление находящегося в водоносном горизонте стронция-90 в Мишеляк может составлять от 20 до 200 Ки/год примерно с середины 2030 годов, это количество радионуклида затем попадает в реку Течу, для которой установлен норматив допустимого сброса примерно 66 Ки/год, т.е. норматив может быть превышен в 3 раза;

- в данной статье получено, что поступление урана из водоносного горизонта в Мишеляк может составить от 2 до 20 Ки/год, активность урана в реке может составлять от 15 до 150 Бк/л, т.е. возможно превышение уровня вмешательства (УВ) от 5 до 50 раз;

- основное количество стронция-90 сосредоточено не в водоносном горизонте, а в самом озере Карачай, согласно [1] поступление стронция-90 из озера Карачай в реку Мишеляк может начаться примерно в 2080 году и составит консервативно до 10 тыс. Ки/год, что примерно соответствует сбросам ЖРО в реку Течу с 1949 по 1956 годы;

- в данной статье консервативно получено, что поступление плутония-239 в р. Мишеляк может быть примерно в 100 раз меньше поступления стронция-90, т.е. примерно до 100 Ки/год, активность плутония-239 в реке может достигать 500 Бк/л., следовательно, возможно превышение УВ до 100 раз.

2. Радионуклиды из озера Карачай с грунтовыми водами, кроме реки Течи, переносятся в Теченский каскад водоемов (ТКВ). Согласно [14] в ТКВ содержится около 42 тыс. Ки стронция-90, а в озере Карачай примерно 40 млн. Ки [1], т.е. в 1000 раз больше. Следовательно, содержание стронция-90 в водоемах ТКВ может возрасти в десятки, а может быть и в сотни раз в зависимости от того, какая часть стронция-90 переместится из озера в ТКВ.

То же касается и других радионуклидов. В данной статье были рассмотрены изотопы урана и плутоний-239, но в Карачае есть другие трансурановые радионуклиды, и радионуклиды, о которых в [4] даже не упоминается, например: радиоизотопы никеля, углерод-12 и т.д.

3. В ИБРАЭ РАН в настоящее время делаются очень оптимистические прогнозы самоочищения водоемов ТКВ и реки Течи. Представляется, чтобы рассматривать такие прогнозы, надо вначале опровергнуть расчеты [1] и выводы данной статьи.

4. В статье проведен анализ имеющихся экспериментальных данных для проверки оценок, приведенных в пункте 1 выводов. Прямых подтверждений оценок не обнаружено, как не обнаружено и опровержений полученных результатов. Косвенными подтверждениями могут являться очень большая активность стронция-90 в скважине 36/70 и прекращение публикации содержания нитрат-иона в реке Мишеляк после 2005 года.

5. В монографии [4] приводится оценка поступления стронция-90 в Мишеляк 0,2 Ки/год, т.е. в сотни и тысячи раз меньше, чем в [1]. Такое расхождение можно объяснить использовавшимися в [4] большими величинами коэффициента распределения отложений долины реки Мишеляк. Я разослал ссылку на статью [1] авторам монографии [4] с просьбой сообщить величины этого коэффициента, но ответа ни от кого не получил (молчание воспринимаю, как знак согласия с результатами статьи). Можно предположить, что поступление стронция-90 в реку, равное 0,2 Ки/год, в [4] могло быть получено с помощью сознательной подгонки расчетов под нужный результат.

Возможная дезинформация общественности еще более грубо проявилась в [2], где приведена прогнозная оценка поступления стронция-90 в Мишеляк, равная 0,04 Ки/год. Пятикратное уменьшение поступления можно объяснить абсолютно необоснованным утверждением, что после засыпки озера поступление стронция-90 уменьшится в 5 раз.

6. Нельзя исключить, что отложения реки Мишеляк действительно характеризуются большим коэффициентом распределения, т.е. представляют собой барьер для поступления стронция-90 в реку на сотни лет, и величина потока в реку будет меньше 1 Ки/год. Все равно, вывод 2 о том, что происходит своеобразная перекачка радионуклидов из озера Карачай в ТКВ и в реку Течу остается в силе. Просто активности радионуклидов будут меньше для сравнительно короткоживущих нуклидов, к которым относится стронций-90, для долгоживущих нуклидов (плутония-239 и др.) ничего не изменится.

Все это нужно детально рассчитывать, особенно вертикальную миграцию из Карачая в водоносный горизонт и из водоносного горизонта в Мишеляк, или в другие поверхностные водоемы. Расчеты нужно проверять измерениями. Следует пробурить скважины через отложения долины реки и по вертикальному распределению активности радионуклида в грунте оценить время максимального потока стронция-90 в реку и его величину.

7. Для защиты будущих поколений прежде всего следовало бы проводить откачку и отверждение воды из озера, хотя бы упариванием ее до солевого плава. Вместо этого создатели Закона о РАО узаконили особые РАО, которые могут оставаться в местах их нахождения. Расчеты миграции стронция-90, выполненные в [4], позволили отнести воду и донные отложения Карачая к особым отходам. Это привело к преступной бездеятельности "Маяка" по защите будущих поколений.

Для уменьшения миграции радионуклидов из Карачая можно было бы соорудить вертикальный и горизонтальный экраны, но такие варианты даже не рассматривались, а озеро было засыпано к концу ноября 2015 года. Процесс засыпки озера приводил к увеличению миграции радионуклидов из водоема из-за подъема уровня воды.

Для уменьшения уровня воды собираются соорудить нагорный канал, канаву и провести поверхностную гидроизоляцию. Эти защитные мероприятия не могут заметно уменьшить перенос радионуклидов из озера в поверхностную гидросеть, поэтому они не меняют оценки поступления загрязнителей в Мишеляк, которые были сделаны в данной работе и в предыдущей статье [1].

Что делать?

1. Оценка безопасности будущих поколений для озера Карачай имеет первостепенное значение среди радиационных проблем страны. На основании [1] и данной статьи можно сделать вывод, что эта оценка до сих пор адекватно не выполнена. Она в принципе не может быть объективно выполнена силами ПО "Маяк", "Гидроспцгеологии" и других организаций из-за общей установки на преуменьшение возможных последствий, из-за сокрытия неприятных фактов и данных наблюдений, из-за недостаточной компетенции и порядочности исполнителей, из-за необоснованной секретности и т.д. Единственным выходом из создавшегося положения является установление контроля общественных организаций над всеми работами по Карачаю.

2. Установление действенного общественного контроля в нынешних условиях невозможно. Общественные организации могут только в судебном порядке добиваться предоставления данных наблюдений и параметров моделей. При этом не могут не возникнуть проблемы, несмотря на 42-ю статью Конституции РФ, согласно которой у нас "каждый имеет право на достоверную информацию о состоянии окружающей среды". Недаром Россия не подписала международную Орхусскую конвенцию "О доступе к информации, участию общественности в принятии решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды". В борьбе с проблемами можно использовать Административный кодекс (статья 8.5 "Сокрытие или искажение экологической информации"), а также Уголовных кодекс (статья 237 "Сокрытие информации об обстоятельствах, создающих опасность для жизни или здоровья людей").

3. Общественным организациям в судебном порядке следует потребовать от ПО "Маяк", от "Гидроспецгеологии" и других организаций следующую информацию:

- все исходные параметры и промежуточные результаты расчетов поступления стронция-90 в р. Мишеляк, равного 0,2 Ки/год (геологическое строение долины реки Мишеляк, данные по величине коэффициента распределения для каждой геологической породы, результаты расчета вертикальной скорости фильтрации грунтовых вод в области долины реки и т.д.);

- то же самое для расчетов поступления стронция-90 в Мишеляк, приведенных в [2], с информацией: кем и когда были выполнены эти расчеты, в которых было получено 0,04 Ки/год;

- имеющиеся данные по содержанию нитрат-иона в воде реки Мишеляк вплоть до настоящего времени;

- имеющиеся данные по содержанию урана и общей альфа-активности в воде реки Мишеляк вплоть до настоящего времени;

- имеющиеся данные по содержанию стронция-90 в скважинах 36/70, 41/76, 63/68, 43/78 и 8/68 вплоть до настоящего времени;

- имеющиеся данные по вертикальному распределению активности стронция-90 в грунтах скважин, пробуренных в долине реки Мишеляк, и по активности радионуклида в воде этих скважин. Если такие измерения не проводились, то следует настоять на их проведении;

- в будущем, естественно, могут понадобиться и другие данные.

4. Общественным организациям необходимо организовать независимые от ПО "Маяк" и "Гидроспецгеологии" измерения содержания нитрат-иона, стронция-90, урана и общей альфа-активности в воде реки Мишеляк. Такие измерения могут выполнять разного рода экологические лаборатории или институты. Возможны и другие независимые исследования, например, вышеописанные скважинные эксперименты. Эти измерения не могут быть запрещены, т.к. они соответствует статье 68 "Общественный контроль в области охраны окружающей среды" Закона "Об охране окружающей среды".

5. Если по запрашиваемым данным будет получено, что расчеты [4] неверны, то общественным организациям следует в судебном порядке опротестовать решение об отнесении воды и донных отложений Карачая к особым радиоактивным отходам. Также следует в судебном порядке потребовать проведение откачки и отверждения воды из засыпанного озера. Такие же судебные иски следует подать, если перечисленные выше данные не будут предоставлены в полной мере. Руководствоваться следует статьей 247 УК РФ "Нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов" и статьей 237 "Сокрытие информации об обстоятельствах, создающих опасность для жизни или здоровья людей".

Литература

1. Б.Е. Серебряков. Оценка поступления стронция-90 из озера Карачай в реку Мишеляк. Интернет-издание Проатом, 18.05.2018.

2. Обеспечение радиоэкологической безопасности населения в районе расположения ФГУП "ПО "Маяк"VIII Региональный общественный форум-диалог "70 лет Российскому Атому. Национальный интерес, экология, безопасность". Челябинск, 10-11 июня 2015. http://osatom.ru/mediafiles/u/files/VIII_reg_forum_2015/1_2_5_Mokrov_Radioekologicheskaya_bezopasnost.pdf

3. Организация системы объектного мониторинга в Госкорпорации "Росатом" и реализация этой системы на ФГУП "ПО "Маяк", ноябрь 2010 года. http://www.atomeks.ru/mediafiles/u/files/Atomex10.12.2010/9_Glinskij.pdf

4. Алексахин А.И., Глаголев А.В., Дрожко Е.Г., Зинин А.И., Зинина Г.А., Иванов И.А., Мокров Ю.Г., Орлова Е.И., Самсонов Б.Г., Самсонова Л.М., Стукалов П.М. Водоем-9 – хранилище жидких радиоактивных отходов и воздействие его на геологическую среду. – Под ред. Дрожко Е.Г., Самсонова Б.Г. – М., 2007, 250 с.

5. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2004 году. Ежегодник. Москва, Метеоагентство Росгидромета, 2005.

6. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2005 году. Ежегодник. Москва, Метеоагентство Росгидромета, 2006.

7. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2006 году. Ежегодник. Москва, Метеоагентство Росгидромета, 2007.

8. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2007 году. Ежегодник. ГУ "ВНИИГМИ-МЦД", 2008.

9. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2016 году. Ежегодник. Обнинск, 2017.

10. United States Commercial “Low-Level” Radioactive Waste Disposal Sites Fact Sheet. NIRS, Takoma Park, MD, 2009.

11. McClain L.K., Nemec J.F. Progress, and Future Direction for Remediation of Hanford Facilities and Contaminated Sites. In Proc. of International Topical Meeting on Nuclear and Hazardous Waste Management, SPECTRUM'96. August 18-23, 1996, Seattle, Washington, pp. 1205-1209.

12. Wodrich D.D. A Half Century of Progress: Hanford Waste Management. In Proc. of International Topical Meeting on Nuclear and Hazardous Waste Management, SPECTRUM'96. August 18-23, 1996, Seattle, Washington, pp. 2195-2198.

13. Особые радиоактивные отходы. Под общей редакцией И.И. Линге. М., 2015, 240 с.

14. С.В. Баранов, Г.Ш. Баторшин, Ю.Г. Мокров, М.Л. Глинский, Е.Г. Дрожко, И.И. Линге, С.С. Уткин. Теченский каскад водоёмов ФГУП "ПО"Маяк": текущее состояние и перспективы. Вопросы радиационной безопасности, № 1, 2011.

© Б.Е. Серебряков, к.ф.-м.н., Москва

Поделиться записью:
twitter.com facebook.com vkontakte.ru odnoklassniki.ru mail.ru ya.ru rutvit.ru myspace.com technorati.com friendfeed.com pikabu.ru blogger.com liveinternet.ru livejournal.ru memori.ru google.com bobrdobr.ru mister-wong.ru yahoo.com yandex.ru del.icio.us
Оставьте комментарий!

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

Используйте, пожалуйста, нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

Вы можете войти под своим логином или зарегистрироваться на сайте.

(обязательно)

⇑ Наверх
⇓ Вниз