Экология/. 6. Экологический мониторинг

К.х.н. Тиллобоев Х.И., Аминов М.Х., Боисов Н.

Худжандский государственный университет, Таджикистан

Миграционные свойства радиоактивных газов в консервирующем слое на территории Дигмайского хвостохранилища Таджикистана

Основная опасность загрязнения окружающей среды связано с хвостохранилищами радиоактивных отходов. При этом наиболее интенсивно это загрязнение идет за счет газовых эманаций – радона (Rn-222), актинона (Rn-219) и торона (Rn-220), образующихся в процессе распада естественных радионуклидов – урана-238, урана-235 и тория-232 [1]. В предлагаемой статье обобщены результаты радиационного обследования выполненных на Дигмайском хвостохранилище с 2006 по 2011гг. и входящий составной частью в общий экологический мониторинг.

Воздушная миграция элементов происходит в виде механического переноса твердых частиц материала хвостохранилищ с открытой поверхности и в виде газовых эманации. При этом происходит выщелачивание химических элементов из материала отходов, которое стимулируется воздействием кислорода и углекислого газа, содержащихся в зоне аэрации почвенного слоя и перепадами температур [2,3]. Основным параметром диффузионного процесса является коэффициент диффузии D. Физический смысл его вытекает из первого закона Фика:

где dm - масса вещества, диффундирующего за время dt через площадку S, перпендикулярную направлению диффузии х;

Так как для характеристики концентрации эманации пользуются понятиями поровой и объемной концентрации, то при определении коэффициента диффузии радиоактивных газов вводятся понятия истинного D и кажущегося D* коэффициентов диффузии [4].

При диффузии газов в порах горных пород, как и при истечении газов через узкие отверстия, коэффициенты диффузии разных газов обратно пропорциональны квадратным корням из их молекулярных весов М:

D₁ / D₂ = K*( ),

где К – коэффициент пропорциональности.

Склоны, которые находятся в юго-западной части Дигмайского хвостохранилища вполне пригодны для покрытия пылящей поверхности. Нами исследована кинетика эксхаляции радона-222 на баковой модели [3] фракциях (класса -50 +25мм) при разных температурах(283, 293, 303К).

Таблица

Влияние слои покрытия на кинетические и энергетические

параметры процесса эксхаяции радона -222

Слои модели	Температура эксхаляция радона, К	Истинная скорость эксхаляции радона, Бк*м^-2*с^-1	Кажущаяся энергия активации, кДж/моль
Слой 1	283	3,08	1,22
	293	3,73
	303	4,70
Слой 2	283	2,14	2,03
	293	2,90
	303	3,07
Слой 3	283	1,42	3,20
	293	2,14
	303	2,74

Характер кривых показывает, что эксхаляция радона-222 проходило по закону, приближающемуся к параболическому. С повышением температуры воздуха увеличивается эксхаляция радона -222. Рассчитанные значения плотности потока радона изменяется от 1,42 до 4,70 Бк*м^-2*с^-1. в зависимости от температуры и слоя покрытия. При площади хвостохранилища равной 90га и среднем значении плотности потока радона -222 равном 40 Бк*м^-2*с^-1 годовое поступление радона в атмосферу может составлять 1,13*10¹⁵ Бк ( 30,6 кКи в год). Разнос пыли и продуктов распада радона с атмосферным воздухом, способствует расширению границы загрязнения поверхности почвы на прилегающих территориях.

Рис. Зависимость lgK от обратной абсолютной температуры 1/Т

Истинная скорость эксхаляция радона-222 рассчитанная по формуле:

К = ΔОА * Δt составляет 3,08; 3,73; 4,70 Бк*м^-2*с^-1 соответственно при температурах 283, 293 и 303К. Кажущаяся энергия активации эксхаляция радона -222, вычисленная по формуле E=2,3*R tgα = 4,575*tgα составляет 1,22 кДж/моль.

Обобщая вышесказанное можно сделать следующие выводы:

-наиболее эффективно на замедление кинетических процессов влияет грунты, содержащие максимальное количество мелких фракций.

- выявлены на моделях оптимальные процессы диффузии радона-222 через нейтральные грунты различного гранулометрического состава.

- рассчитана кинетика эксхаляции радона-222 в зависимости от температуры и времени.

Литература

1.Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда – М.:Недра, 1990. 142с.

2.Справочник по геохимии Г.В. Войикевич, и др. – М.: Недра, 1990. 480с.

3. Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. Радиоактивные методы разведки. – Л.:

Недра, 1965. 759с.

4. Булашевич Ю.П., Хайритдинов Р.К. Диффузия эманации в пористых средах. – М. : Изд. АН СССР, №12, 1965. с.608-814