Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Оценка радиоактивного загрязнения окружающей среды в случае аварии на Островецкой АЭС с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу при различных метеорологических условиях

Читайте также:
  1. a. Общая итоговая оценка воздействия
  2. A. периоды наибольшей чувствительности организма к воздействию факторов среды
  3. Amp;Сравнительная характеристика различных методов оценки стоимости
  4. D) Отечественная культура в условиях тоталитарного общества.
  5. E. закономерности психического развития, протекающего в неблагоприятных условиях, патогенная сила которых превышает компенсаторные возможности индивида
  6. I. Оценка недвижимости
  7. I. Оценка обеспеченности предприятия основными средствами
  8. II. Вещества, участвующие во внутривидовых взаимодействиях
  9. II. Оценка эффективности использования основных средств
  10. II. Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом

Далее рассмотрены возможности загрязнения грунтовых вод в результате запроектных аэрозольных выбросов Островецкой АЭС по данным НАН Беларуси, «Оценки защищенности и уязвимости грунтовых вод в зоне влиянии планируемой в Беларуси АЭС/ Н.М. Ширяева [и др.] Минск, 2011 (П репринт / НАН Беларуси, Объед. ин-т энергет. и ядер. исслед. (ОИЭЯИ – 47).

В работе НАН Беларуси представлены предварительные исследования возможного радиоактивного загрязнения грунтовых вод в зоне Островецкой АЭС. Актуальность проводимых исследований обусловлена требованием действующих технических нормативных правовых актов ТКП 097-2007 «Размещение атомных станций. Основные критерии и требования безопасности» и ТКП 098-2007 (02250/02300) «Размещение атомных станций. Основные требования по составу и объему изысканий и исследований при выборе пункта и площадки АС».

К настоящему времени условия размещения АЭС на Островецкой площадке изучены в объеме, необходимом на стадии выбора площадки АЭС. В данной работе особое внимание уделено изучению возможного загрязнения подземных вод в результате аварийных аэрозольных выбросов АЭС (площадной источник загрязнения). Радиационное загрязнение территории зоны влияния АЭС может привести к загрязнению грунтовых вод, которые в отдельных случаях являются источником хозяйственно-питьевого водоснабжения для жителей сельской местности.

С целью введения единообразной оценки масштабов (влияния) происшествий и аварий на атомных станциях и выдачи о них информации экспертами МАГАТЭ была разработана международн ая шкала событий АЭС [8]. Для оценки миграции радионуклидов с подземными водами наблюдения АЭС были рассмотрены воздействия, обусловленные авариями, относящимися к 5-му и 6-му классу этой шкалы. Радиационное воздействие на окружающую среду в этом случае будет полностью определено внешним излучением шлейфа аварийного выброса и содержанием радиоактивных аэрозолей, а радиоактивное загрязнение водоносных горизонтов возможно за счет инфильтрации радиоактивных веществ с поверхности, так называемый «чернобыльский тип» загрязнения подземных вод.

Исходя из этих рекомендаций, для зоны влияния АЭС были выполнены исследования защищенности подземных вод в результате гипотетических аварийных аэрозольных выбросов АЭС. Для оценки потенциальной опасности загрязнения подземных вод; влияния планируемой АЭС целесообразно использовать рекомендуемые МАГАТЭ и НРБ-2000, которые представляют соотношение прогнозируемых концентраций радионуклидов в подземных водах и уровня вмешательства, ПДК для питьевой воды в местах водопользования или в местах разгрузки подземных вод. Если это соотношение (и сумма соотношении для всех мигрирующих радионуклидов) не превышает единицы в течение срока потенциальной опасности загрязнения, то его можно считать безопасным. В противном случае необходимо проведение превентивных мероприятий по защите подземных вод от загрязнения.

Философия оценки потенциальной опасности загрязнения подземных вод в 30- км зоне проектируемой АЭС заключается в использовании на данном этапе подхода с максимальным применением реальных данных, характерных для исследуемой конкретной площадки АЭС.

Для оценки возможного загрязнения грунтовых вод в зоне наблюдения планируемой АЭС при площадном загрязнении в результате аварийных аэрозольных выбросов АЭС в Республиканском центре радиационного контроля и мониторинга окружающей среды Департамента по гидрометеорологии Минприроды Республики Беларусь (РЦРКМ) были выполнены расчеты радиоактивного загрязнения прилегающей территории в результате тяжелой аварии (ТА-INES 6) и запроектной аварии (ЗA-INES 5) на АЭС с ВВЭР-1000, соответствующих шестому и пятому уровню по международной шкале аварий и инцидентов INES [8].

При оценке выбросов продуктов деления (ПД) в окружающую среду принимались следующие исходные данные и предпосылки: выход продуктов деления в окружающую среду:

· выход цезия - 100% в виде аэрозолей;

Для тяжелой аварии (TA-INES 6) при моделировании атмосферного переноса радионуклидов в качестве исходных данных принимались следующие условия: период, моделирования 24 ч, продолжительность выброса 1 ч, состав выброса 137Cs, 90Sr, динамика верхней и нижней границ выброса 21-25 м, а также:

· эффективный диаметр источника 3 м;

· скорость выхода 1,8 м/с;

· перегрев 30о;

Моделирование переноса радиоактивных веществ в атмосфере

Для моделирования распространения радиоактивного загрязнения в окружающей среде в зависимости от метеорологических условий использовалась автоматизированная система анализа и прогноза радиационной обстановки REC ASS NT, разработанная в Росгидромете (ГУ НПО «Тайфун»). Автоматизированная система получена РЦРКМ в рамках реализации Программы Союзного государства «Совершенствование и развитие единой технологии получения, сбора, анализа и прогноза, хранения и распространения гидрометеорологической информации и данных о загрязнении природной среды» (второй этап) на 2003-2006 гг. RECASS NT внедрена и успешно используется в Росгидромете; на российских АЭС - Ленинградской, Волгодонской, Нововоронежской, Кольской, Белоярской, Билибинской, Смоленской, Калининской, Курской, а также в РЦРКМ.

Расчет распространения радиоактивного загрязнения в атмосфере производился с использованием моделей различного пространственного разрешения.

Модели позволяют рассчитать поля плотности загрязнения подстилающей поверхности в результате сухого/влажного осаждения, проинтегрированной по времени приземной концентрации и поле приземной концентрации радионуклидов в конкретные моменты времени. Расчеты завершаются, когда облако удаляется от источника выброса на максимальное для модели расстояние или когда запас радиоактивного вещества уменьшился до 10-14 от первоначального запаса.

Для функционирования моделей переноса загрязняющих веществ в атмосфере использовались данные объектного анализа и численного прогноза метеорологическ их параметров на стандартных геопотенциальных поверхностях из прогностических центров Всемирной метеорологической организации (ВМО), получаемые в РЦРКМ (Республиканский центр радиационного контроля и мониторинга). Это расчетные поля метеорологических параметров на уровне земли (10 м над уровнем земли для компонентов ветра и 2 м над уровнем земли для температуры) и на стандартных геопотенциальных поверхностях - 1000; 925; 850; 700 и 500 гПа. Результаты моделирования переноса радиоактивных веществ в атмосфере представляют данные интегрального выпадения радиоактивного вещества на подстилающую поверхность через 24 ч от начала аварии в виде пространственных полей со значениями в узлах сетки с регулярным шагом с заданными точностью и дискретностью. Полученные данные интегрировались в среду ГИС Maplnfo в виде тематического слоя на цифровой карте территории Республики Беларусь масштаба 1:100000.

Для моделирования переноса радионуклидов в атмосфере в случае аварии использовались данные прогностических полей метеорологических параметров за период с 17 по 28 марта 2009 года.

В исследованиях ОИЭЯИ особое внимание уделено изучению возможного загрязнении грунтовых вод в результате запроектных аварийных аэрозольных выбросов Островецкой АЭС (площадной источник загрязнения), которые являются источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения для жителей сельской местности.

Согласно прогнозным оценкам аварийные аэрозольные выбросы планируемой АЭС могут привести к загрязнению грунтовых вод на наиболее уязвимых ее участках в зоне влияния в концентрациях выше ур овня вмешательства в случае тяжелой аварии по международной шкале INES 6, но в концентрациях значительно ниже уровня вмешательства в случае аварий и инцидентов более низкого уровня. Расчетные исследования показали, что для рассматриваемых типов аварий грунтовые воды в зоне влияния АЭС защищены от загрязнения 137Cs.

В связи с интенсивным развитием ядерной энергетики особого внимания заслуживает изучение воздействия АЭС на водные объекты. Поэтому задача о переносе радионуклидов в водотоках имеет большое значение. Вместе с воздействием на перенос механических процессов особую роль начинают играть процессы сорбции радионуклидов на взвешенных частицах и донных отложениях, перенос гидробионтами, где радионуклиды преимущественно накапливаются. Установлено, что накопление происходит в небольшом слое донных отложений, а их содержание в воде остается низким. Поэтому, рассчитывая процесс по средним концентрациям радионуклидов в воде, можно получить недостоверную информацию о действительном превышении концентрации в водотоке над нормируемым средним значениям — важен эффект, представленный на рис. ниже. Необходимо дисперсию и перенос в данном случае считать не для сечения в целом, а для различных его частей в соответствии со свойствами примесей.

Во многих работах [Крышев И.И., Сазыкина Т.Г., Рора R.] предложены новые нелинейные модели миграции радионуклидов.

Геоэкология зон влияния действующих АЭС

Чернобыльская катастрофа, не сопоставимая ни с одной по территории, отмеченной ее действием, инициировала многочисленные разноплановые исследования, в том числе происшедших аварий, как по суммарному выбросу, так и работы, связанные с воздействием нормально функционирующей АЭС на геологическую среду.

Геологическими подразделениями центральных районов России проводятся геоэкологические исследования в районах, прилегающих к действующим АЭС (Смоленской, Курской, Нововоронежкой, Калининском и др.). Основным направлением исследований было выявление геохимическим методами результатов воздействия атомно-энергетических объектов на природную среду в 30-км зоне.

Для изучения радиоактивного и химического загрязнений исследованы почвы, донные отложения, поверхностные и подземные воды, растительность, атмосферные осадки. Изучение характера радиационного техногенного загрязнения в почвах в двух уровнях (0-5 и 5-10 см) подтвердило известный факт о преимущественно концентрации радиоизотопов цезия в верхнем слое почв. Наименьшая миграция по почвенному профилю характерна для лесных ландшафтов, наибольшая для пашен, садов и огородов. Из компонентов геологической среды, подверженных радиационному загрязнению, наибольшая экологическая опасность связана с подземными водами. Радионуклиды искусственного происхождения в поверхностных и подземных водах 30-км зоне Смоленской и Нововоронежской АЭС обнаружены. В зоне Курской АЭС 137Cs был обнаружен в 10 пробах поверхностных вод и в трех пробах подземных вод (от 1,0 до 1,6 Бк/л). В озерах охладителях, реки Сьежа, озерах Кубыча и Саминец в зоне Калининской АЭС определены радиоизотопы 90Sr (0,01-0,02 Бк/л) и 137Cs (0,004-0,16 Бк/л) и в зоне влияния Ленинградской АЭС отмечалось превышение в грунтовых водах удельных активностей 137Cs(до 6 раз) и 90Sr (до 45 раз) над фоновыми уровням.

При этом содержание радионуклидов во всех случаях оставалось ниже уровня вмешательства по воде (УВ). В районе Обнинской АЭС в 1992-1993 годах радиоизотопы цезия и стронция зафиксированы в пробах воды, отобранных из основных водозаборов района: концентрация 90Sr не превышала 0,04 Бк/л, концентрация 137Cs - менее 0,04 Бк/л [13]. Приведенные значения измеренных концентраций значительно меньше уровня вмешательства по питьевой воде, установленных в национальных документах Беларуси по нормам радиационной безопасности:

90Sr = 370 Бк/м, 137Cs = 10000 Бк/м.

Это свидетельствует о том, что при нормальном функционировании атомных электростанций обеспечивается весьма благоприятная радиационная обстановка на территориях к ним примыкающих. Штатные методы контроля радиационной обстановки в окружающей среде не позволяют в подавляющем большинстве случаев обнаружить влияние их деятельности.

Для изучения миграции радионуклидов в компонентах геосферы на территориях, загрязненных в результате чернобыльской катастрофы до уровня 10-40 Ки/км2 и выше, в России были созданы полигоны («Деменка» и «Кожаны», Брянская область), оборудованные пунктами долговременных наблюдений за уровнем их радиоактивного загрязнения. Анализ радиоэкологических исследований на этих полигонах привел к следующим выводам:

1. Максимальным уровнем радиоактивного загрязнения геологической среды характеризовались верхние почвенные слои, аккумулировавшие основную массу «чернобыльских» радионуклидов. При этом пики содержания радиоизотопов фиксировались преимущественно на глубине 5-15 см. В зоне аэрации наблюдался опережающий «фронт» (до глубины 1,0-1,5 м), обусловленный процессами миграции радионуклидов с инфильтрационными водами.

2. По результатам натурных наблюдений скорость вертикальной миграции радионуклидов в почвах для 137Cs составляла 0,6-0,8 см/год. 90Sr - 1,1-1,6 см/год. При этом фактор задержки в почвах для 137Cs равен 129-140, для 90Sr - 49-91. По данным радиоиндикаторных исследований ВСЕГИНГЕО скорость миграции в зоне аэрации для 137Cs составляла 0,4-1,1 см/год, 90Sr – 3,7-6,6 см/год. Фактор задержки в зоне аэрации 137Cs (72-178) в 6-9 раз выше, чем 90Sr (12-20).

3. По данным опытных работ инфильтрация атмосферных осадков через зону аэрации может привести к их радиоактивному загрязнению, а, следовательно, и загрязнению подземных вод. Однако низкий уровень содержания водорастворимых форм радионуклидов в почвах и отложениях зоны аэрации контролирует их концентрацию в фильтрате, препятствуя загрязнению подземных вод выше допустимого уровня вмешательства по нормам радиационной безопасности (НРБ).

4. Радиоактивное загрязнение подземных вод обусловлено вымыванием радионуклидов из почв и зоны аэрации инфильтрационным потоком. Наиболее подвержены радиоактивному загрязнению первые от поверхности незащищенные водоносные горизонты (особенно аллювиальные), концентрация радионуклидов в которых в 1,5-5,0 раз выше, чем в горизонтах, перекрытых слабопроницаемыми отложениями.

Пример изучения вертикальной миграции у Островецкой АЭС.

Изменение относительной удельной активности 137Cs по глубине защитной зоны на участке 1а (торфяно-болотные почвы).

На рис. ниже приведено сравнение результатов математического моделирования переноса примесей с экспериментальными данными, полученными при неравномерном и неустановившемся движении воды. Для моделирования переноса примесей создавалась математическая модель участка р. Оресы, затем выполнялось математическое моделирование неравномерного и неустановившегося движения воды и переноса примесей. Учитывалась самоочищающаяся способность потока по реакции первого порядка.

Представленные данные, на первый взгляд, показывают, что согласование результатов математического моделирования и экспериментов при неустановившемся движении воды не может рассматриваться как удовлетворительное. Продолжительное время это не находило объяснений. На рисунке видно, что результаты математического моделирования сближаются с экспериментальными данными в окрестности максимума концентраций. Это в некоторой мере обнадеживало. Однако, что касается начального периода появления концентрации примесей в створе 2, то ясно, что результаты моделирования не согласуются с опытными данными. Возникает эффект двухступенчатого повышения концентраций, хотя в створе имеется один максимум. Кроме того, повышение концентраций по данным экспериментов наступает значительно раньше, чем по результатам математического моделирования. Кривая концентрации имеет сразу крутой подъем, а затем некоторую почти горизонтальную площадку, которая затем переходит в плавный подъем, как и в других аналогичных экспериментах. Рассчитанные значения концентрации в районе второго подъема сближаются с экспериментальными, но, однако, не достигают их. Отмеченные особенности переноса примесей при неустановившемся движении воды нашли интересное объяснение и практическое значение, поэтому обращаем внимание на них.

Действительно, при попуске воды из водохранилища фронт положительной волны неустановившегося движения достигал створа 2 значительно раньше, чем фронт волны концентраций. В результате перед створом, где производились измерения, увеличивались скорости, которые приводили к размыву земляного ложа р. Оресы; взмучивались и переносились вниз по течению донные отложения, на которых сорбировались ионы различных веществ. Они увеличивали электрическую проводимость воды задолго до ее изменения за счет поступления примесей из первого граничного створа. Когда к створу 3 подходили примеси введенные в воду в створе 1, суммарная концентрация в створе 2 увеличивалась и за счет концентраций от размыва донных отложений. Этим можно объяснить и двухступенчатое повышение концентраций в экспериментальной кривой, и постепенное сближение рассчитанных значений концентрации с экспериментальными.

Этот эффект необходимо учитывать при организации попусков из водохранилища с целью разбавления концентрации примесей в нижерасположенных створах.

Карты защищенности грунтовых вод

Карты защищенности грунтовых вод имеют определенное целевое и| смысловое назначение. Они служат основой для принятия определенных проектных и социальных решений. Карты защищенности грунтовых вод от радиоактивного загрязнения должны быть составной частью комплекта карт, на которых базируются выбор и обоснование моделей переноса радионуклидов и последующий прогноз их миграции в защитной зоне и грунтовых водах. Вес это - один из элементов мониторинга радиоактивного загрязнения литосферы и гидросферы. Оценка защищенности и уязвимости грунтовых вод к радиоактивному загрязнению специфична. В общепринятом у гидрогеологов смысле защитная зона, отделяющая грунтовые воды от поверхностного загрязнения, - зона аэрации. В случае попадания радионуклидов на поверхность земли защитной зоной (буфером) более высокого порядка являются почвы, способные связать большое количество радионуклидов. Таким образом, зона, защищающая подземные воды от загрязнения, имеет двухуровневое строение: первый уровень - почвы, второй - породы зоны аэрации. Для построения карт защищенности и уязвимости грунтовых вод к загрязнению необходимо иметь комплект карт.

Карта защитной зоны

При построении карты защитной зоны первый уровень защитной зоны отражается на почвенной карте, на которой показываются тип почв, механический состав. Строение второго уровня защитной зоны характеризуется двумя картами: глубин залегания грунтовых вод и геолого-литологического строения зоны аэрации.

Карта геологического строения строится с использованием четвертичных отложений и карты инженерно-геологического районирования. Карта защитной зоны получается путем наложения почвенной карты; отображающей строение первого уровня защитной зоны, и характеризующей строение второго уровня защитной зоны.

Следующий этап построения карты защитной зоны - установление категории для характеристики природного потенциала защитной зоны способности защитить грунтовые воды от загрязнения любого типа соотношению литологического строения первого и второго уровней загрязнений зоны и глубине залегания грунтовых вод на качественном уровне выделяются следующие категории ее защитного потенциала:

- чрезвычайно слабый защитный потенциал;

- слабый защитный потенциал;

- средний защитный потенциал;

- высокий защитный потенциал.

Карта защитной зоны является базовой для построения защищенности и уязвимости грунтовых вод к любым ЗВ.

Карта защищенности грунтовых вод от загрязнения радионуклидами строится на основе карты защитной зоны. При этом следует учитывать:

- сорбционные свойства, обеспечивающие задержание радионуклидов почвами и породами зоны аэрации, ограничение скорости их продвижения инфильтрационным потоком до грунтовых вод;

- свойства почв и пород зоны аэрации, зависящие от физических, механических, физико-химических, фильтрационных свойств, минералогического состава и характеризующие интенсивность продвижения фронта загрязненных инфильтрующихся вод в зоне аэрации до грунтовых;

- путь фильтрации (инфильтрации), то есть мощность зоны аэрации глубину залегания грунтовых вод;

- период полураспада радионуклидов;

- формы миграции радионуклидов (ионную, комплексную и др.);

- наличие «быстрых» путей миграции (трещины, крупные кротовины и другие естественные нарушения, содержащиеся в почвенных породах зоны аэрации, а также колодцы, скважины и другие инженерные сооружения, вскрывающие подземные воды).

Сорбционная способность почв обобщенно оценивается с помощью коэффициента распределения (Кd,) равного отношению концентрации радионуклидов в единичном объеме грунта к равновесному содержанию водном растворе, находящемся в контакте с данным образцом породы.

Следующий этап построения карты - установление категории защищенности грунтовых вод от загрязнения. Выделяются четыре категории защищенности грунтовых вод от загрязнения: незащищенные, слабо защищенные, средне защищенные и условно защищенные.

Оценку защищенности следует проводить по каждому радионуклиду. Защищенность грунтовых вод от любого ЗВ зависит от времени достижения фронтом загрязненных инфильтрационных вод водоносного горизонта, время прохождения растворенным в воде радионуклидом толщи почв и пород зоны аэрации с заполнением их сорбционной емкости и последующим достижением УГВ. При многослойной структуре зоны аэрации с различными физико-химическими характеристиками слоев время миграции через ненасыщенную зону равно сумме времен прохождения загрязнения через каждый слой.

При ранжировании естественной защищенности грунтовых вод от загрязнения следует учитывать период полураспада радионуклидов. В случае можно выделить следующие категории защищенности:

· незащищенные грунтовые воды,

· слабо защищенные грунтовые воды,

· средне защищенные грунтовые воды,

· условно защищенные грунтовые воды.

Карты защищенности грунтовых вод от радиоактивного загрязнения являются составной частью комплекта карт, на которых базируются выбор и обоснование моделей переноса радионуклидов и последующий прогноз их миграции в защитной зоне и грунтовых водах. Все это - один из элементов мониторинга радиоактивного загрязнения литосферы и гидросферы.

Карта уязвимости грунтовых вод к загрязнению радионуклидами

Отношение реальной техногенной нагрузки территории к защищенности грунтовых вод называют уязвимостью грунтовых вод. Карта уязвимости грунтовых вод по отношению к радиоактивному загрязнению строится на основе карты техногенной нагрузки и карты защищенности грунтовых вод.

Районы, подверженные радиоактивному загрязнению, отражаются на картах техногенной нагрузки по каждому радионуклиду. В качестве критерия допустимого уровня радиоактивного загрязнения воды целесообразно использовать значения уровней вмешательства по питьевой воде, рекомендованные НРБ-2000 и РДУ-99.

В настоящее время выделены следующие категории уязвимости подземных вод по отношению к радиоактивному загрязнению:

· катастрофически уязвимые,

· очень сильно уязвимые,

· сильно уязвимые,

· слабо уязвимые,

· условно неуязвимые

· неуязвимые.

Карты защищенности и уязвимости грунтовых вод к их загрязнению токсичными веществами могут быть использованы при принятии управленческих решений. Они также являются основой для организации корректного геоэкологического мониторинга и планирования более детальных исследований процессов загрязнения подземных вод на этой территории.

Выбор участков, наиболее уязвимых к радиоактивному загрязнению в зоне наблюдения Островецкой АЭС

На данном этапе карты защищенности и, уязвимости грунтовых вод к радиоактивному загрязнению в зоне влияния площадки Островецкой АЭС отсутствуют. Для оценки возможности радиоактивного загрязнения грунтовых вод при площадном загрязнении территории зоны АЭС в результате аварийных аэрозольных выбросов было принято решение на стадии инвестирования строительства АЭС выполнить оценки только на наиболее уязвимых участках исследуемого региона. Исследования миграционной способности радионуклидов чернобыльских выпадений в литосфере и гидрофере показали, что такими наиболее уязвимыми участками к радиоактивному загрязнению могут быть области с уровнями залегания грунтовых вод 0-З м, литологическое строение которых представлено песками или торфом, а почвенный покров характеризуется рыхлыми песчаными и высокоорганическими торфяно-болотистыми почвами, обедненными глинистыми минералами, а также подзолистыми глееватыми и глеевыми почвами, с повышенным влагосодержанием и торфяно-болотистыми почвами, которые не подвергались мелиорации. Исходя из этой концепции, для определения подобных участков на исследуемой территории необходимы почвенные карты, карта геолого-литологического строения зоны аэрации и карта глубин залегания грунтовых вод.

При выборе участков, наиболее уязвимых к радиоактивному загрязнению в зоне наблюдения Островецкой АЭС учитывались:

o особенности почвенного покрова 30-км зоны Островецкой площадки АЭС,

o особенности природных условий района размещения площадки АЭС,

o генерализация почв по интенсивности миграции цезию,

o генерализация почв по интенсивности миграции цирконию.

Выбор наиболее уязвимых к радиоактивному загрязнению участков в 30-км зоне Островецкой площадки АЭС

Для выбора наиболее уязвимых участков к радиационному загрязнению был использован графический материал, представленный в виде карт, карт-схем на рисунках. На каждой карте были выделены области наиболее уязвимые к техногенному, в частности, радиоактивному загрязнению, а именно области, включающие гидроморфные дерново-подзолистые и торфяно-болотные почвы на пониженных участках исследуемой территории, с малой глубиной залегания грунтовых вод (до двух метров), с высокой скоростью миграции 137Cs, 90Sr. Используя принцип суперпозиции карт с выделенными слабо защищенными участками, была выполнена генерализация карты с областями, наиболее уязвимыми к радиоактивному загрязнению 137Cs, 90Sr по комплексу природных факторов.

В выделенных областях были выбраны четыре участка, наиболее характерных с рассматриваемой точки зрения, которые были проанализированы с точки зрения возможности загрязнения грунтовых вод при площадном загрязнении территории в результате аварийных выбросов в процессе эксплуатации АЭС.

· Участок №1 находится в пойме реки Вилия вблизи деревень Малые Свирянки, Мужилы, Рытень, Мацкелы на расстоянии 10 км от Островецкой площадки АЭС. Почвы рассматриваемой территории в основном торфяно-болотные и дерново-слабоподзолистые, подстилающий грунт - песок среднезернистый. Уровень залегания фунтовых вод 0,5 м.

· Участок №2 находится на границе с Литвой вблизи деревень Ворзяны, Кленовка на расстоянии 20 км от Островецкой площадки АЭС. Почвы рассматриваемой территории в основном дерново-слабоподзолистые, подстилающий грунт - песок мелкозернистый. Уровень залегания грунтовых вод 1,0 м.

· Участок №3 находится на территории осушенных болот вблизи деревень Дайлидки, Юзулино, Клочки на расстоянии 10 км от Островецкой площадки АЭС. Почвы рассматриваемой территории в основном торфяно-болотные и дерново-слабо- и средне-подзолистые, подстилающий грунт - песок мелкозернистый. Уровень залегания фунтовых вод 0,2 - 0,5 м.

· Участок №4 находится на территории мелиорированных земель в долине реки Сруна в месте ее впадения в реку Страча вблизи деревень Олыпево, Страчинки, Карейши на расстоянии 25 км от Островецкой площадки АЭС. Почвы рассматриваемой территории в основном дерново-слабо-подзолистые, подстилающий грунт - песок мелкозернистый. Уровень залегания фунтовых вод 0,7 м.

Заключение

В работе ОИЭЯИ-Сосны НАН Беларуси основное внимание было уделено изучению возможного радиоактивного загрязнения грунтовых вод в результате аварийных аэрозольных выбросов АЭС, приводящих к загрязнению больших территорий, т.е. из площадного источника загрязнения. Расчетные исследования были проведены для зоны наблюдения Островецкой площадки.

Для прогнозирования миграции радионуклидов в грунтовые воды из площадного источника загрязнения в зоне наблюдения АЭС были выполнены оценки последствий наиболее тяжелых радиационных аварий на АЭС, относящихся к 5-му и 6-му уровням международной шкалы INES МАГАТЭ. В этом случае радиоактивное загрязнение грунтовых вод возможно за счет площадной инфильтрации радионуклидов с поверхности земли.

Для оценки возможного загрязнения подземных вод в 30-км зоне планируемой АЭС был использован программный комплекс MULTIBOX, разработанный в ОИЭЯИ-Сосны НАН Беларуси. В качестве исходной информации использовались результаты прогнозных оценок аварийных выбросов планируемой АЭС радиоактивных аэрозолей, данные геолого-гидрогеологических, ландшафтно-геохимических исследований рассматриваемой площадки, международный опыт эксплуатации существующих АЭС, а также литературные данные и результаты полевых исследований миграционных характеристик радионуклидов чернобыльского и глобального выпадений в литосфере и геосфере.

Оценки защищенности и уязвимости фунтовых вод в 30-км зоне АЭС при ее площадном загрязнении в результате запроектных аварий на АЭС были основаны на анализе почвенной карты, карты-схемы геолого-литологического строения зоны аэрации и глубин залегания фунтовых вод, а также карты генерализации почв по интенсивности вертикальной миграции 137Cs, 90Sr в зоне наблюдения. Используя принцип суперпозиции карт с выделенными слабо защищенными участками, была выполнена генерализация карты с областями наиболее уязвимыми к радиоактивному загрязнению 137Cs и 90Sr по комплексу природных факторов.

В качестве критериев неуязвимости фунтовых вод были использованы соотношение времени миграции загрязняющего вещества ко времени потенциальной опасности загрязнения и соотношение концентрации радионуклидов в растворенной форме и уровня вмешательства по питьевой воде для рассматриваемых загрязнителей. Расчетные исследования возможности загрязнения грунтовых вод в районе Островецкой площадки АЭС проводились для четырех наименее защищенных контрольных участков, выбранных на построенной карте.

Результаты прогнозных оценок загрязнения грунтовых вод из площадного источника, выполненные для 137Cs, 90Sr не противоречат данным экспериментальных наблюдений по миграции радионуклидов чернобыльского происхождения в почвах и зоне аэрации и позволяют сделать следующие выводы.

1. Качественный способ оценки уязвимости грунтовых вод на основе предложенных критериев хорошо согласуется с расчетным способом на основе модели MULTIBOX. Это позволяет использовать выбранные критерии для построения карты уязвимости грунтовых вод в исследуемом регионе.

2. Наиболее уязвимыми к радиоактивному загрязнению являются участки с торфяно-болотными почвами, обладающие низкими сорбционными характеристиками как по отношению к 137Cs, так и к 90Sr. Подстилающий грунт (в данном исследовании - песок) выполняет защитные функции от загрязнения 137Cs, но слабо защищает водоносный горизонт от загрязнения 90Sr. Мощность зоны аэрации, которая варьировалась на рассматриваемых участках от 0,2 до 1,0 м, также является определяющим фактором в оценке степени уязвимости обоими способами оценки.

3. Расчетные исследования показали слабую уязвимость грунтовых вод по отношению к 137Cs, на участках с торфяно-болотными почвами и малой мощностью зоны аэрации (0,2 м). Во всех остальных рассматриваемых случаях для обоих типов аварий грунтовые воды защищены от загрязнения 137Cs. Грунтовые воды слабо защищены от загрязнения 90Sr, особенно на участках с торфяно-болотными почвами. В случае тяжелой авари и возмож но загрязнение грунтовых вод в концентрациях, превышающих уровень вмешательства. При аварии более низкого уровня загрязнение грунтовых вод 90Sr возможно, но в концентрациях ниже уровня вмешательства.

4. Расчетные исследования выполнялись с учетом неопределенности коэффициентов распределения 137Cs и 90Sr в системах почва - поровая вода, грунт - поровая вода, которые были получены при исследовании вертикальной миграции 137Cs и 90Sr чернобыльского происхождения на белорусских полигонах. Величины варьируются в отдельных случаях в пределах двух порядков, что не всегда позволяет однозначно определить степень уязвимости грунтовых вод, в частности, по отношению к загрязнению 90Sr.

5. На слабо защищенных участках большую роль играет начальная плотность радиоактивного загрязнения территории, которая снижается по мере удаления от станции. При этом плотность загрязнения в зависимости от расстояния снижается в пределах порядка, соответственно снижается и возможный уровень загрязнения грунтовых вод, в частности 90Sr.

6. Неблагоприятными неучтенными факторами, которые могут привести к ускорению миграционных процессов и увеличению концентрации радионуклидов Sr в грунтовых водах, являются сезонные колебания уровня грунтовых вод и распаханное состояние почвы, что может увеличить концентрацию радионуклидов в водорастворимом состоянии, а значит и в грунтовых водах.

7. Расчетные исследования выполнялись для наиболее консервативных условий, а именно для тяжелой аварии, соответствующей уровню INES 6, и запроектной аварии, соответствующей уровню INES 5. Расчеты показали, что при запроектной аварии INES 5 грунтовые воды практически неуязвимы к рассматриваемым видам загрязнения на выбранных слабо защищенных участках. При эксплуатационных выбросах и авариях ниже пятого уровня на проектируемой АЭС степень уязвимости грунтовых вод ещё дополнительно снизится, так что вклад в суммарное загрязнение грунтовых вод, а, следовательно, и подземных, будет ничтожно малым. Это совпадает с выводами российских специалистов о весьма благоприятной радиационной обстановке на территориях, примыкающих к АЭС, при нормальном функционировании станции.

8. Анализ влияния АЭС с реакторами типа РБМК и ВВЭР предыдущего поколения на загрязнение подземных вод показал их удовлетворительную защищенность при работе в режиме нормальной эксплуатации. Применение на проектируемой АЭС реактора нового поколения с дополнительной системой защиты окружающей среды при запроектных авариях призвано обеспечить также соответствующую защиту геосферы от радиоактивного загрязнения, что не исключает организации и проведения геоэкологического мониторинга в зоне влияния АЭС.

Информация, полученная в результате расчетных исследований влияния площадного загрязнения на уязвимость грунтовых вод, определяет:

· необходимость построения карт защищенности и уязвимости грунтовых вод в зоне влияния выбранной площадки АЭС с целью организации корректного геоэкологического мониторинга и создания геомиграционных моделей для прогнозирования загрязнения подземных вод в случае аварийных ситуаций;

· задачи мониторинга гидросферы, которые должны будут включать наблюдения за изменением гидродинамической и гидрохимической обстановки природно-технической системы на период строительства, эксплуатации АЭС и снятия ее с эксплуатации;

· необходимость прогноза изменения радиоэкологического состояния природной среды при дополнительном техногенном воздействии АЭС.




Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 56 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.02 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав