Пути миграции радионуклидов

При попадании радионуклидов в водоем наблюдают их миграцию на прибрежную территорию в результате метеорологических, гидрологических и биологических факторов. Важное место в миграции радиоизотопов занимает деятельность человека. Роль метеорологического фактора заключается в переносе радиоактивных аэрозолей, возникающих в пределах зоны загрязнения водного бассейна. Загрязнение прилегающей территории возможно при разливах в период паводка (при этом почва активно адсорбирует радиоактивные продукты из воды). В процессе миграции радиоактивных элементов из водоема принимают участие прибрежные растения (ольха, ива и др.), насекомые, личиночная стадия которых протекает в водоеме, земноводные и водоплавающие птицы. Основную роль в рассеивании радиоизотопов из водоемов играет хозяйственная деятельность человека.

 

 

3.4. Поведение радионуклидов в подземных водах

 

 

Основными факторами, определяющими поведение радиоактивных изотопов, попадающих в подземные воды, являются пути их поступления и физико-химические свойства, а также местные гидрогеологические условия, включающие геологическое строение участка и окружающего района, условия питания, движения и дренирования подземных вод, их химический состав и гидродинамическую обстановку в водоносном горизонте. Сложная совокупность и переплетение указанных факторов обусловливают то многообразие в поведении и миграции радионуклидов, которое возможно в реальной обстановке.

 

По условиям формирования и поведения подземные воды подразделяют на два основных типа: ненапорные (грунтовые) и напорные (артезианские).

Основная особенность грунтовых вод заключается в том, что они имеют непосредственное питание от атмосферных осадков и поверхностных вод. В свою очередь грунтовые воды по условиям возможного питания подразделяют на воды, приуроченные к участкам, удаленным от открытых водоемов, и на воды, находящиеся на участках, расположенных вблизи рек и других водоемов.

Напорные (артезианские) воды не питаются непосредственно атмосферными осадками, а пополняются из других водоносных горизонтов за счет медленной нисходящей или восходящей фильтрации подземных вод через толщу относительно водоупорных пород или за счет атмосферных осадков, но из весьма отдаленных областей питания. В областях питания артезианских вод, приуроченных к возвышенным формам рельефа, наряду с перемещением вод по водоносному пласту имеет место и нисходящая фильтрация их из одного водоносного горизонта в другой. В районах дренирования (пониженные участки долин основных рек, озерные впадины, морские побережья и др.) артезианские воды имеют восходящее движение из одного водоносного горизонта в другой.

В рыхлых осадочных породах (галечники, пески, глины) движение воды происходит по порам, образованным между отдельными зернами и частицами, из которых состоят эти породы. В пределах водоносного горизонта поры чаще всего распределены равномерно, поэтому движение воды также равномерное. Обычно в песках скорость перемещения подземных вод составляет от десятков сантиметров до 1-2 м в сутки, в глинистых породах - до нескольких миллиметров.

В трещиноватых скальных породах (известняки, песчаники, кварциты, граниты) вода движется по отдельным трещинам, которые распределены в породах неравномерно, в связи с этим могут встречаться локальные зоны повышенной трещиноватости, где проходят мощные потоки подземных вод. Скорость перемещения воды в этих породах может достигать нескольких километров в сутки.

 

 

 

На основании экспериментальных исследований в натурных условиях и данных ионообменной хроматографии, используемой для прогнозирования миграции радиоактивных продуктов с подземными водами, разработаны методы оценки этого процесса при проникновении радионуклидов в грунтовые воды с поверхности земли, перемещении вод в водоносных горизонтах, а также при фильтрации вод, содержащих радиоактивные изотопы, через водоупорные пласты, дающие удовлетворительные результаты. Как показали материалы расчетов, например, через 40 лет после загрязнения земли 90Sr на глубине 1 м его относительное содержание в воде, проникающей через делювиальные глины, со- ставит около 4∙10-3, а через 100 лет на глубине глины 1 и 2-3 м относительное содержание его будет соответственно 8∙10-4 и 2∙10-5 исходного. Таким образом, покровные глинистые породы интенсивно задерживают 90Sr в инфильтрирующихся водах. Однако при массивном загрязнении поверхности земли на больших территориях в районах с грунтом повышенной фильтрационной способности (супесь, легкий суглинок) не исключено попадание стронция в неглубоко залегающие грунтовые воды через десятки лет. Оценка возможного их распространения из одного артезианского горизонта в другой свидетельствует о том, что даже при облегченной фильтрации вод через глинистые породы скорость движения воды, содержащей радиоактивные изотопы, будет достигать всего лишь 0,65 м за 10 лет и 1,3 м за 100 лет. Поэтому основная роль в их миграции в подземных водах принадлежит горизонтальному распространению по водоносному горизонту.

 

 

При постоянном поступлении в водоносные горизонты через поглощающую скважину 90Sr в зависимости от структуры осадочной породы и расхода поступающих растворов радиус распространения зоны с относительным содержанием этого изотопа до 50% исходного через 100 лет может быть в пределах от 50 до 550 м и более. В трещиноватых породах этот радиус может достигать десятков километров.

Таким образом, приведенные сведения позволяют сделать вывод: в большинстве случаев миграция искусственных радионуклидов в подземных водах по сравнению с водами открытых водоемов в значительной мере ограничена.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Радиоэкология: практическое руководство для выполнения лабораторных работ для  студентов / А.Н. Переволоцкий; М-во образования РБ, Учреждение образования Гомельский осударственный университет им. Ф. Скорины. – Гомель, УО ГГУ им. Ф. Скорины, 2012. – 42 с.
2. Козлов Ф.В. Справочник по радиационной безопасности. – М.: Энергоатом-издат, 1991. – 352 с.
3. Бабаев Н.С., Демин В.Ф., Ильин Л.А. и др. Ядерная энергетика: человек и окружающая среда. М.: Энергоатомиздат, 1984. 235 с.