Моделирвоание радиоаквтиного загрязнения грунтовых вод хвостохранилища «Днепровское» ГП «Барьер»

 

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Сред.	-5,4	-4,8	0,4	9	16,4	19,8	22,3	21,3	15,7	8,8	2,0	-3,1	8,5
Макс.	10	12	21	29	33	37	40	38	35	29	22	12	40
Мин.	-38	-30	-21	-9	-3	3	8	5	-2	-18	-20	-29	-38

 

Средняя температура  воздуха наиболее холодного периода  составляет минус 9^° С. Средняя максимальная температура воздуха наиболее жаркого месяца +28,2^°С.

Температура воздуха  наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98 и 0,92 равна соответственно минус 28^°С и минус 26^°С, а наиболее холодной пятидневки тех же обеспеченностей - минус 25^°С и минус 23^°С.

Продолжительность периода  со средней суточной температурой меньше или равной 0^°С составляет 109 суток, продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха меньше или равной 8^°С – 175 суток. Средняя температура этого периода – 1^°С.

Среднегодовое количество осадков составляет 558 мм. Основное количество осадков выпадает в теплое время года и составляет 334 мм. Летом осадки носят преимущественно ливневой характер, и максимальное количество осадков за сутки может составить 82 мм.

В таблице 2.2 приводятся данные по осадкам по многолетним наблюдениям метеостанции «Днепропетровск».

 

Таблица 2.2

Распределение осадков в течение года

 

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
мм	48	41	41	42	50	70	56	42	33	41	44	50	558

 

Снежный покров невысок  и неустойчив, период со снежным  покровом немного больше 2 месяцев. Высота снежного покрова в среднем составляет 12 см.

В зимний период над территорией  района преобладают восточные и  юго-западные ветры, весной некоторое  преобладание ветров восточных и юго-западных,  летом – северо-западного направления, осенью – небольшое преобладание юго-западного ветра. В целом за год преобладают юго-западные ветры. Характеристика ветров района приводится в таблицах 2.3 - 2.4.

 

Таблица 2. 3

Повторяемость направлений ветра и штилей (%) по сезонам и за год

 

	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
Зима	10	12	16	11	13	16	11	11	6
Весна	10	14	15	13	14	15	9	10	8
Лето	15	13	8	8	11	12	13	20	9
Осень	10	13	12	11	13	15	12	14	12
Год	11	13	13	11	13	15	11	14	9

 

Скорость ветра, повторяемость превышения которой составляет 5% для района исследований равна 8-9 м/с.

 

Таблица 2.4

Среднемесячная  и годовая скорость ветра

 

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Скорость ветра, м/с	4,2	4,4	4,2	3,9	3,3	3,2	3,0	2,9	3,0	3,5	3,6	3,8	3,6

 

Таким образом, климат района умеренно континентальный и характеризуется  жарким (иногда засушливым) летом и  относительно холодной зимой. Приведенные табличные данные свидетельствуют о среднемесячных, среднегодовых, максимальных и минимальных температурах воздуха.

 

 

3. Гидрогеологические условия района

 

Гидрогеологические условия  района представлены водоносным комплексом в аллювиальных отложениях и кристаллических  породах,  распространенных в пределах террас р. Днепр. В состав обводненной толщи входят: нижняя часть насыпных техногенных грунтов, покрывающих аллювиальные отложения в пределах поймы и I надпойменной террасы, нижняя часть лессовых отложений, покрывающих аллювиальные грунты в пределах II-IV надпойменных террас, трещиноватые кристаллические породы, подстилающие аллювиальные отложения. Глубина залегания уровня изменяется от 0,25-6,0 м в пределах 1 надпойменной террасы и до 28,15 м в пределах II-IV надпойменных террас [2-3].

Абсолютные отметки  уровня подземных вод изменяются от 63 до 51,61 м. Горизонт безнапорный. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, перетекания из вышележащего по рельефу лессового водоносного горизонта и утечек из водопроводящих коммуникаций.

Водоносный горизонт в лессовых отложениях распространен в пределах склона плато. Глубина залегания уровня изменяется от 1,1 м до 19,8 м. Направление потока на север и северо-восток. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и утечек из водопроводящих коммуникаций. Разгрузка горизонта происходит в нижележащие аллювиальные и неогеновые отложения.

Гидрогеологические условия хвостохранилища «Днепровское» ГП «Барьер» характеризуются наличием лессового и неогенового водоносных горизонтов, находящихся под воздействием промышленных отходов.

Горизонт безнапорный. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, фильтрации из поверхностных водоемов и водотоков, в т.ч. из хвостохранилища. Разгрузка происходит в нижележащий неогеновый водоносный горизонт и поверхностные воды.

Средний коэффициент  фильтрации водовмещающих грунтов  составляет 0,08 м/сут.

Уровни лессового водоносного  горизонта в пределах СЗЗ залегают на абс. отметках от 79,9 до 147,05 м, глубины залегания от 1,0 до 29,5 м. Наибольшие глубины залегания и абс. отметки уровней отмечаются на плато, наименьшие в б. Рассоловатой.

Направление потока грунтовых  вод зависит от уклонов кровли нижележащих слабопроницаемых глин, рельеф которой примерно повторяет рельеф поверхности. Поток грунтовых вод от центральной части хвостохранилища  «Днепровское» направлен на запад, юго-запад и юг, в сторону днищ.

Неогеновый водоносный горизонт является вторым от поверхности  и приурочен к толще пылеватых и мелких песков, местами известняков нижнего неогена, залегающих на глинистых отложениях палеогена или коры выветривания. Средний коэффициент фильтрации водовмещающих пород составляет 6,5 м/сут.

Уровни неогенового  водоносного горизонта в пределах СЗЗ залегают на отметках от 82 м в  б. Рассоловатой до 64 м южнее базы «С». Глубины залегания уровней изменяются от 5,1 м в б. Рассоловатой до 82 м на водоразделах. Направление потока подземных вод на север и северо-восток в сторону реки Днепр. Уклоны потока от 0,001 до 0,007. Мощность потока подземных вод составляет 18-42 м.

 

Таким образом, гидрогеологические условия района Днепродзержинской площадки ГП «Барьер» характеризуются наличием водоносного комплекса в аллювиальных отложениях и водоносного горизонта в лессовых отложениях.

 

4. Техническая характеристика объектов ГП «Барьер»

 

Основные объекты контроля ГП «Барьер» распределены по двум основным площадкам – Днепродзержинской (в пределах предприятий бывшего ПХЗ на территории города) и Сухачевской (юго-восточная окраина города).

На Днепродзержинской  площадке распложены следующие объекты, которые переданы на баланс государственного предприятия «Барьер», а, следовательно, должны находиться в сфере радиационного контроля, поскольку в той или иной степени являются объектами бывшего технологического процесса «ПХЗ», связанного с хранением руд или уранового концентрата, их переработкой, транспортировкой или захоронением отходов производства. Основными из них на Днепродзержинской площадке являются: неэксплуатируемые хвостохранилища:

• «Западное» («З»);
• «Днепровское» («Д»);
• «Центральный Яр» («ЦЯ»);
• «Юго-Восточное» («ЮВ»);
• «Сухачевское» («С»).

Из перечисленных, объектами дозиметрического контроля являются зоны необходимого присутствия персонала на территории бывшего «ПХЗ» (в том числе, предприятий, которые образовались на его основе), а объектами влияния на окружающую среду будут являться хвостохранилища и места остаточного складирования уранового сырья. Из них наибольшую потенциальную опасность воздействия на окружающую среду представляют хвостохранилища отходов переработки урановых руд, а соответственно, они должны находиться в поле основного внимания служб мониторинга и радиационного контроля [3].

Хвостохранилища «Западное», «Юго-Восточное», «Центральный Яр», которые расположены на территории промплощадки ПХЗ, были заполнены более 25 лет назад и перекрыты слоем насыпных грунтов толщиной  1 м. Сегодня это территории оврагов, заполненные также промышленным мусором и другими отходами азотного производства. Поверхность хвостохранилищ заросла сорной растительностью. Доступ на их территории ограничен.

Хвостохранилище «Д» («Днепровское») –  наибольшее из тех, которые находятся  в сфере ответственности и контроля ГП «Барьер». В настоящее время оно перекрыто слоем фосфогипса толщиной от 3 до 12 м с целью минимизации мощности внешнего облучения и вторичного аэрозольного загрязнения прилегающих территорий, а также на некоторых участках угольными шлаками, которые в настоящее время частично снимаются с поверхности для частичной вторичной переработки. Хранилище ТРо 1 группы «Д» («Днепровское») находилось в эксплуатации с 1954 по 1968 гг. и занимает площадь около 73 га. Хвостохранилище было построено путем сооружения замкнутого контура ограждающих дамб, в виде двух- и трехъярусных насыпей, возведенных сухим способом с уплотнением. Высота дамб изменяется от 6,0 до 11,8 м, ширина по гребню 5-35 м, ширина по основанию 40-80 м. Дамба возведена на аллювиальных песках и суглинках. Противофильтрационные элементы в теле дамбы и основании чаши не заложены.

Средний химический состав минеральной части отходов уранового  производства составляют: SiO₂ - 33,68%,  SO^2-₄ - 22,54%, СаО - 14,67%, Fe_общ. - 6,73%, А1₂О₃ - 3,84%, MgO - 2,25%, СО₂ - 1,41%,  Na₂О - 0,96%,  Р₂O₅ - 0,92%,  NO₃^- - 0,18%,  F^- - 0,11%, NH₄⁺ - 0,07%, Cl^- - 0,02 %.

Для толщи отходов  уранового производства характерны значительные колебания удельной активности радионуклидов, что связано с качеством переработки сырья, сложным литологическим строением толщи (переслаивание песков, супесей и суглинков различной консистенции) и наличием свободной гравитационной воды, определяющим адсорбционную способность отходов, интенсивность выщелачивания и скорость миграции радионуклидов [20,22].