Содержание к диссертации
Введение
1. ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
1.1. Общее представление о содержании, формах и путях миграции основных компонентов химического состава подземных вод
1.2. Особенности системы «вода - порода» 25
1.3. Химико-экологическое состояние подземных вод в районах угледобычи
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 39
3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ 44
4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ
5. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЯ «КАРАЖЫРА»
5.1. Макрокомпонентный состав подземных вод при воздействии открытой угледобычи
5.2. Анализ радиоэкологического состояния подземных вод угольного месторождения «Каражыра»
5.3. Эколого-геохимическое состояние подземных вод в условиях открытой разработки угля (аспект: тяжелые металлы)
5.4. Содержание радионуклидов и тяжелых металлов в водовмещающих породах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ І04
РЕКОМЕНДАЦИИ И ВЫВОДЫ 105
ЛИТЕРАТУРА 108
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
ЕРН - естественный радионуклид
ИРН — искусственный радионуклид
Кк - кларк концентрации
Ко - коэффициент опасности
Кс - коэффициент концентрации
НРБ - нормы радиационной безопасности
ОПР - опытно-промышленный разрез
ПВ — подземные воды
ПДКВ - предельно допустимая концентрация вещества в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (Россия)
ПДК - предельно допустимая концентрация химического элемента в подземных водах (Казахстан)
ПЯВ - подземный ядерный взрыв
РН - радионуклид
СИП - Семипалатинский испытательный полигон
СПЗ - суммарный показатель загрязнения
ТМ - тяжелые металлы
ЧАЭС - Чернобыльская атомная электростанция
- Общее представление о содержании, формах и путях миграции основных компонентов химического состава подземных вод
- Макрокомпонентный состав подземных вод при воздействии открытой угледобычи
- Эколого-геохимическое состояние подземных вод в условиях открытой разработки угля (аспект: тяжелые металлы)
Введение к работе
Казахстан в силу сложившейся ресурсно-сырьевой ориентации природопользования по всем параметрам относится к экологически уязвимым государствам. В стране добывается свыше 300 видов полезных ископаемых. В недрах выявлено 99, разведаны запасы 70, вовлечены в производство 69 элементов таблицы Менделеева. Здесь сосредоточены глобальные запасы Сг (около 30% мировых), Мп и U (25%), Zn и РЬ (19%), Си и Fe (по 10%), Ті (2,5%) и др. 34% в структуре запасов природных ресурсов приходится на уголь, разведанные запасы которого составляют 30 млрд. т. На территории страны накоплено более 20 млрд. т промышленных отходов, 237 млн. 197 тыс. т радиоактивных отходов с суммарной мощностью 15 млн. 487 тыс. Ки [52, 74, 114, 192]. В сырье и отходах - весь перечень экологически опасных и вредных для здоровья населения радионуклидов (РН), тяжелых металлов (ТМ) и других загрязнителей.
В настоящее время под влиянием интенсивного антропогенного воздействия и природных факторов значительные изменения претерпевает качество подземных вод (ПВ) [38, 40, 49, 51, 55, 57, 73, 104, 138, 151, 157, 159, 198, 204, 226, 229, 230, 232,245]. На территории республики зарегистрировано более 700 локальных источников загрязнения ПВ [26, 122, 217]. Большое их количество находится в развитом промышленном центре — Восточном Казахстане. К ним относится и угольное месторождение «Каражыра», расположенное на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона (СИП), на котором было проведено 456 ядерных взрывов (340 — подземных) мощностью 17,7 Мт тротилового эквивалента. Необходимо отметить, что мировая практика не имеет аналогов эксплуатации месторождений на территории бывших ядерных полигонов.
Одно из отрицательных последствий открытой угледобычи - это откачка из недр значительных объемов ПВ. Являясь важнейшей составной частью экосистемы, ПВ тесно связаны с другими ее элементами, поэтому их экологическое состояние отражается на состоянии поверхностных вод, растительного и животного мира и природной среды в целом.
Ранее проведенными исследованиями [32, 129, 133] были изучены и оценены уровни химического загрязнения почв, растений, вскрышных пород, углей месторождения. Состояние ПВ до сих пор оставалось неисследованным. Учитывая это, наша работа направлена на изучение макрокомпонентного состава ПВ, содержания в них РН, ТМ и пространственно-временных изменений их концентраций под влиянием открытого способа добычи угля. Особенно это актуально сейчас, когда проводятся мероприятия по возврату земель СИП в хозяйственное пользование.
Цель работы. Выявить основные геохимические особенности содержания и миграции макрокомпонентов, РН и ТМ в ПВ в условиях открытой угледобычи на месторождении «Каражыра»,
Задачи исследования.
1. Определить содержание макрокомпонентов, естественных радионуклидов (ЕРН) и искусственных радионуклидов (ИРН), растворимых форм ТМ в ПВ месторождения, выявить динамику их изменения во времени и пространстве.
2. Установить рН, минерализацию и обитую жесткость ПВ.
3. Определить интенсивность миграции химических компонентов и изучить факторы, влияющие на их концентрацию в ПВ.
4. Определить содержание РН и ТМ в водовмещающих породах месторождения.
5. Выявить парные корреляционные связи между макрокомпонентным составом ПВ и содержанием в них РН и ТМ.
6. На основе полученных экспериментальных данных оценить современное экологическое состояние ПВ и разработать практические рекомендации по предотвращению загрязнения объектов окружающей среды при карьерном во б доотливе.
Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования Семипалатинского государственного педагогического института в рамках инициативной темы научно-исследовательской работы «ТМ и РН в естественных и техногенных ландшафтах Казахстана».
Научная новизна работы. Работа является первым научным исследованием химического состава ПВ месторождения «Каражыра». Впервые установлены особенности макрокомпонентного состава ПВ, а также пространственно-временные аспекты изменения содержания главных ионов в ПВ угольного разреза. Выявлены ведущие показатели (рН, минерализация, общая жесткость, макрокомпоненты и др.), влияющие на концентрацию ТМ и РН. Выделены площади с аномальным по отдельным компонентам составом вод. Рассмотрено современное радиоэкологическое состояние ПВ. Выявлены особенности содержания химических элементов в водовмещающих породах разного типа и возраста.
Впервые установлено, что по химическому составу ПВ угольного месторождения «Каражыра» являются хлоридными натриевыми, имеют слабощелочную реакцию и относятся к водам повышенной солености. Сред немноголетнее содержание Sr, As, Ті, Cd, Mn, Pb, Fe превышает установленные в России ПДКВ и в Казахстане ПДК в 2-16 раз. Современное состояние ПВ как по превышению ПДК ряда химических элементов, так и по суммарному показателю загрязнения (СПЗ) оценивается как «опасное». По содержанию ИРН ПВ не представляют радиационной опасности.
Практическая значимость работы. Установленные особенности химического состава ПВ района месторождения «Каражыра» позволили: 1) использовать полученные данные для прогнозирования экологических последствий разработок других месторождений угля со сходными гидрогеологическими условиями; 2) оптимизировать режимную сеть слежения за ПВ, сократив как число наблюдательных скважин, так и количественный состав элементов, что даст немаловажный экономический эффект; 3) стать основой для дальнейшего мониторинга ПВ; 4) использовать результаты при составлении рабочих программ лекционных курсов «Экология и природопользование», «Химия тяжелых металлов», «Мониторинг окружающей среды», читаемых для студентов и магистрантов Семипалатинского государственного педагогического института по специальностям «Экология», «Химия», «Биология». Основные положения, выносимые на защиту.
1. Пространственно-временное распределение ИРН в ПВ месторождения «Каражыра», отсутствие тренда на повышение допустимых норм радиационной безопасности.
2. Устойчивые многолетние превышения концентраций ТМ в ПВ, формирующиеся в условиях повышенного хлоридно-натриевого засоления.
3. Выявление риска для почв и других объектов окружающей среды, имеющего наибольшую остроту с гидрогеоэкологических позиций вследствие высокого содержания макрокомпонентов и выщелачивания ТМ.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на I, II и III Междунар. науч.-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2000; 2002; 2004), Междунар. конф. «Экология и рациональное природопользование на рубеже веков. Итоги и перспективы» (Томск, 2000), 4-м и 5-м Междунар. науч. симп. студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2000; 2001), Междунар. науч. конф. «Наука и образование - ведущий фактор стратегии «Казахстан — 2030» (Караганда, 2000), 3-ей Рос. биогеохим. шк, «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Горно-Алтайск, 2000), Междунар. конф. «Мониторинг ядерных испытаний и их последствий» (Курчатов, 2000), Респ. эколог, конф. «Человек и природная среда» (Темиртау, 2000), Междунар. науч.-практ. конф. «Казахстан на пути к государственной независимости: история и современность» (Семипалатинск, 2001), Междунар. конф. «География и природопользование в современ s ном мире» (Барнаул, 2001), 3rd International Conference "Nuclear and radiation physics" (Almaty, 2001), V науч.-практ. конф. профес.-препод. сост. Семипалат. гос. ун-та им. Шакарима (Семипалатинск, 2001), 3-м Междунар. совещ. «Геохимия биосферы» (Ростов-на-Дону, 2001), Междунар. науч.-практ. конф. «Химия: наука, образование, промышленность. Возможности и перспективы развития» (Павлодар, 2001), Междунар. науч.-практ. конф. «Валихановские чтения-7» (Кокшетау, 2002), II Междунар. конф. «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека» (Томск, 2004).
Работа обсуждена на объединенном заседании кафедры экологии и природопользования и кафедры химии факультета естественных наук Семипалатинского государственного педагогического института.
Публикация результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 23 публикациях в научных журналах, сборниках материалов конференций, симпозиумов, совещаний, в том числе в 5 статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, рекомендаций и выводов. Работа содержит 130 страниц машинописного текста, иллюстрированных 11 рисунками и 26 таблицами. Список использованной литературы содержит 255 наименований, из них 33 — на иностранном языке.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность доктору биологических наук, профессору химии, заведующему кафедрой экологии и природопользования Семипалатинского государственного педагогического института Михаилу Семеновичу Панину за научное руководство и неоценимую помощь в выполнении исследований.
Общее представление о содержании, формах и путях миграции основных компонентов химического состава подземных вод
Гидрогеохимия, изучающая химический состав ПВ, его изменения в пространстве и во времени, происходящие под воздействием естественных и искусственных факторов, возникла 75 лет назад. Весной 1929 г. В. И. Вернадский выступил в Российском минералогическом обществе с докладом на тему «О классификации и химическом составе подземных вод», в котором фактически сформулировал содержание современной гидрогеохимии.
Основы гидрогеохимии заложены в трудах В. И. Вернадского [24, 25], А. Е, Ферсмана [195], О. А. Алекина [3], А. П. Виноградова [29, 30], М. Г. Валяш-ко [21], Н, К. Игнатовича [70], А. М. Овчинникова [119-121], Е. В. Посохо -ва [146-150], В. А. Сулина [181], У. М. Ахмедсафина [7], Ж. С. Сыдыкова [46, 182-185] и др. С геохимическим и экогеохимическим уклоном гидрогеохими -ческие данные рассмотрены А. А. Беусом [13], Г. А. Голевой [48], В. В. Ивановым [69], А. И. Перельманом [135, 136], С. Р. Крайновым, В. М. Швец, Б. Н. Рыженко [86-91, 165-169, 211], С, Л. Шварцевым [207-210] и многими другими исследователями.
Современные взгляды на проблему формирования химического состава ПВ и содержания в них РН и ТМ нашли отражение в материалах многочисленных научных конференций последних лет [42, 156, 199, 200, 214,253].
Химический состав ПВ формируется в условиях, резко отличных от условий формирования поверхностных вод [150]. Формирование химического состава ПВ определяют в основном две группы факторов:
- прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду (т.е. действиє веществ, которые могут обогащать воду растворенными соединениями или, наоборот, выделять их из воды): состав горных пород, живые организмы, хозяйственная деятельность человека; - косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия и пр. [21,70,78,82,97,121,150, 171].
ГТВ - это сложные химические растворы, содержащие ионы, разнообразные газы, коллоиды, органическое вещество [96, 147]. В результате химического взаимодействия с неорганическим и органическим веществом они представляют собой разбавленные растворы, порой содержащие более 80 элементов Периодической системы (в пределах чувствительности методов обнаружения) [10]. Наиболее распространенные компоненты вод - катионы Са2+, Mg2+, К+, Na+, Fe3+, Fe2+, Н и анионы НС03", С032", S042\ СГ, N03", N02", присутствуют растворенные газы Ог, Нг, ССЬ, N2, СН4 и др. В водах обнаруживаются НВСЬ, HAs042\ НРО42", Г, F, Вг и катионы Li+, Rb\ Cs+, Sr2+, Ba2+, Mn2+, Al3+, Cu2+, Bi3+, Pb2+, Zn2+, Cd2+, Ni2+, Co2+ и др. [175].
Свойства ПВ определяются количеством и соотношением содержащихся в них в растворенном виде солей, присутствующих в воде в виде ионов. Из них наибольшее значение имеют следующие: Na , К , Mg , Са , СГ, SO4 , НС03" [175, 206]. Средний макрокомпонентный состав ПВ различных зон мира представлен в табл. 1.
Геохимические особенности содержания и поведения в ПВ основных макрокомпонентов освещены в литературе достаточно хорошо [37, 45, 69, 83, 88, 95, 147, 228]. Благодаря разработке гидрогеохимического метода поисков урановых месторождений, а затем и многих других рудных месторождений в общих чертах изучен характер распространения в ПВ большой группы РН и ТМ, что значительно расширило представления о химическом составе ПВ [209].
Отдельной группой среди неорганических веществ следует выделить радиоактивные элементы. Наиболее распространенными ЕРН в природных водах являются изотопы К, Ra, Rn, U и др. Как правило, их суммарная концентрация не превышает 10 Бк/л, однако в местах, где в геологическом разрезе встречаются радиоактивные минералы, концентрация ЕРН в воде может достигать тысячи и более Бк/л [206].
Помимо РН, имеющих природное происхождение, в настоящее время в окружающей среде присутствует большое количество ИРН. Со второй половины XX в. геохимическое и экологическое значение этой группы РН сопоставимо со значением ЕРН. Поступление в окружающую среду ИРН нередко вызывает значительное повышение природного радиационного фона.
Изучение миграции ИРН в компонентах окружающей среды особенно интенсифицировалось после аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС). В начале 90-х годов XX века оно еще более усилилось благодаря развертыванию работ по обследованию территорий, прилегающих к ядерным испытательным полигонам и предприятиям ядерного топливного цикла. В литературе представлены обширные данные по результатам экспериментального изучения процессов миграции РН на загрязненных территориях Казахстана [34, 81, 101, 179, 205], России [19, 71, 155, 176, 245], Украины [55, 157, 225], Беларуси [109, 172], США [223, 247, 248, 250], Японии [73, 238].
Вместе с тем, особый интерес представляет собой вопрос, связанный с характерными чертами миграции РН в составе ПВ. В водной среде накапливается большое количество РН. Прежде всего, это РН естественного происхождения, делящиеся элементы ядерных испытаний, ядерные захоронения, сбросы ядерной промышленности и энергетики, атмосферные осадки и стоки с поверхности суши [56, 84, 111, 127,153,154,164, 236, 242, 243].
Распространение радиоактивных веществ в ПВ в значительной степени определяется скоростью распада элемента и наличием почвенного слоя и покровных грунтов, задерживающих сорбирующиеся и короткоживущие элементы. Радиоактивное загрязнение угрожает в первую очередь грунтовым водам, в особенности при малой мощности почвенного слоя и мелкозернистых песчано-глинистых грунтов. Наиболее опасны радиоактивные элементы, плохо сорби-рующиеся на породах и долгоживущие - Sr, Cs, U, обладающие повышенной миграционной способностью в ПВ [138].
Макрокомпонентный состав подземных вод при воздействии открытой угледобычи
В данной главе диссертации изучены особенности изменения макрокомпонентного состава ПВ зоны техногенного воздействия угольного месторождения «Каражыра) . Представлены данные по динамике содержания главных ионов в подземной гидросфере за 1994-2003 гг. Указаны основные факторы, определяющие состав вод во времени и пространстве. В главе проанализированы, сопоставлены и обобщены результаты многолетнего мониторинга ПВ, проводимого для выявления характера воздействия разработки месторождения угля «Каражыра» на естественные условия формирования макрокомпонентного состава ПВ.
Наблюдения проводились за сетью гидрогеологических скважин, а также за прудом-накопителем, родниками и зумпфами карьера в сравнении с фоновым уровнем, за значение которого приняты данные, полученные при детальной разведке месторождения в 1991 г. [125].
По итогам проведенных исследований установлено, что ПВ района месторождения «Каражыра» имеют околонейтральную реакцию с рН=7,1 (табл. 11); среднегодовые значения рН за колеблются от 6,7 (1997 г.) до 7,3 (1998 г.). В разные годы наблюдались и более пониженные значения рН (табл. 12). Так, в 1995 г. (скв. 507, рН=5,3-5,5), 1996 г. (скв. 512, рН=5,0; скв. 502, рН=5,5), 1997 г. (скв. 512, рН=5,0; скв. 472 и 510, рН=5,5; скв. 515, рН=5,6), 2001 г. (скв. 509, рН=4,2-5,4), 2002 г. (скв. 509 и 527, рН=5,2; скв. 470, рН=5,6) и в 2003 г. (скв. 476, рН=3,8; скв. 493, 518 и 537, рН=4,5; скв. 509, рН 5,4) зафиксированы кислые воды, рН которых колеблется от 3,8 до 5,6. За весь изученный период колебания рН составили от 3,8 (кислые воды) до 8,8 (щелочные воды). 61
В изучаемых водах в последние годы наблюдается тенденция к постепенному понижению рН. Известно, что в результате окисления рассеянных сульфидов в ПВ увеличивается содержание сульфатов, повышаются кислотность и агрессивность вод по отношению к вмещающим породам. Величина рН в шахтных и рудничных водах, согласно литературным данным [40, 62], может уменьшиться до 2-3.
Средний химический состав ПВ «Каражыры» характеризуется повышенными величинами минерализации, меняющимися в значительных пределах. Так, вариабельность значений минерализации за 10 лет составляют 2,5-172,8 г/дм3 (табл. 12). Среднемноголетняя минерализация изученных, вод достигает 21,9 г/дм3 (табл. 11). Согласно классификации А. М. Овчинникова [119], ПВ изученного месторождения относятся к водам повышенной солености. Максимальные значения минерализации обнаружены в скв. 515 в 1995 г. - 172,8 и 172,1 г/дм3; в 1996 г. - 110,0; в 1999 - 107,9; в 2001 г. - 83,9 г/дм3. Данная скважина расположена в районе горько-соленого озера Кишкенесор. Ранее (во время детальной разведки месторождения) в ней было зафиксировано еще более высокое значение минерализации (178,5 г/дм3). Видно, что в результате карьерного водоотлива наблюдается стабильное снижение минерализации в данной скважине в 2 раза. В скв. 463 в 1994 г, минерализация составляла 9,4 г/дм , к 2000 г. произошло ее увеличение до 28,4, а затем понижение до 9,9 г/дм . В скв. 465 также наблюдались скачки в значениях минерализации: от 7,0 г/дм3 до 20,4 (2000 г.), а затем резкое снижение в 2001 до 5,5 г/дм3. В скв. 476 минерализация в 1996 г. составляла 10,9 г/дм , в 1999 г. - 37,2, в 2002 г. - 5,7, в 2003 г.-22,7 г/дм3.
Изменения минерализации, происходящие в результате карьерного водоотлива, показаны на примере скв. 468 и 520 (рис. 5).
Многолетняя динамика минерализации в скважинах 468 и 520
В течение изученного периода примерно на одном уровне находились значения минерализации в скв. 470 (25,0-32,3 г/дм3), 472 (20,0-24,5), 475 (30,5-35,6), 482 (19,5-24,6 г/дм ) и т.д. В скв. 473 минерализация увеличилась с значений от 16,1 г/дм3 в 1995 г. и 24,1 г/дм3 в 1994 г. до 38,1 г/дм3 и 44,1 г/дм3 в октябре и августе 2003 г. соответственно.
Общеизвестно, что в целях познания временной изменчивости суточная динамика для ПВ не существенна. В более продолжительном изменении - сезон, год - она более значима, но находится в пределах небольших колебаний. Обусловлены они чаще всего изменениями, происходящими на поверхности земли (дожди, сухость), и подземными - поступление глубинных более минерализованных вод. Для внутригодовой динамики величины минерализации ПВ исследуемого месторождения редко сохраняется закономерность, когда максимальные ее значения отмечаются в осенне-зимний период, а минимумы приходятся на весну - лето. Лишь в отдельных скважинах, таких как 465, 468 и др. эта разница наглядна: 12,6-17,4 г/дм осенью (сентябрь) и 6,9-7,5 г/дм летом (июнь); 17,0-22,6 г/дм3 осенью (сентябрь, октябрь) и 5,6-16,4 г/дм3 летом (июнь) соответственно.
Эколого-геохимическое состояние подземных вод в условиях открытой разработки угля (аспект: тяжелые металлы)
В последние годы радиоэкологическим исследованиям в Казахстане уделяется достаточно большое внимание, что связано с наличием в республике территорий, имеющих значительное радиационное загрязнение [2, 205]. В первую очередь это, конечно, СИП. В период с 1949 г. по 1989 г. здесь, на терри-тории площадью 18,5 тыс. км , было проведено 456 ядерных испытаний, включающих в себя наземные, воздушные и подземные ядерные взрывы [192] суммарной мощностью 17,7 млн. т в тротиловом эквиваленте, что в 800 раз превышает мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму [19]. В августе 1989 г. полигон был закрыт Указом Президента Республики Казахстан. Результатом деятельности СИП явилось формирование сложной радиационной обстановки на его территории. За время, прошедшее с момента проведения ядерных испытаний, радиационная ситуация на СИП претерпела некоторые изменения. Это связано с распадом большинства выпавших РН и снижением радиационного воздействия основных дозообразующих долгожи-вущих РН.
Логическим продолжением закрытия СИП является необходимость изучения и ликвидация последствий ядерных испытаний. Особенно это важно сейчас, когда земли полигона возвращаются в хозяйственный оборот. Часть территории СИП передана в постоянное пользование финансово-промышленной группе «Семей» для добычи угля на месторождении «Каражы-ра». Готовятся к разработке месторождения других полезных ископаемых. Необходимо отметить, что мировая практика не имеет аналогов эксплуатации месторождений на территории бывших ядерных полигонов. Поэтому оценка реальной степени опасности отдельных объектов СИП и выявление безопасных территорий — актуальная задача.
Несмотря на то, что ПВ считаются наиболее защищенными от различного рода загрязнителей, в условиях СИП данное их преимущество подвергается сомнению. Особый случай - открытая угледобыча на территории бывшего ядерного полигона, когда геологические структуры начинают подвергаться интенсивному техногенному воздействию.
Разработка угольного месторождения «Каражыра» проводится на испытательной площадке «Балапан» - одной из самых значительных площадок СИП по объему и масштабности проведенных испытаний. Она была предназначена для осуществления в скважинах испытаний ядерного оружия максимальной пороговой мощности - до 150 кт, всего здесь было произведено более 130 подземных ядерных испытаний [34]. Радиационная обстановка в районе месторождения определяется наличием 43 «боевых» скважин, ближайшая из них (скв. 1071) находится в 4 км от контура первоочередной отработки карьера.
Изучение содержания РН в ПВ месторождения проводилось в течение 9 лет (1995-2003 гг.). Исследование показало, что помимо изотопов, соответствующих продуктам радиоактивного распада естественных РН, в воде в той или иной мере присутствуют долгоживущие РН техногенного происхождения. Во всех пробах идентифицированы ЕРН (226Ra, 228Ra, 228Th, 232Th, 40K), РН продуктов деления (137Cs с периодом полураспада Т1/2=30,15 года) и РН активацион-ного происхождения (60Со с Т1/2=5,27 года, ,52Еи с Tt/2=13,2 года) [131, 132].
В табл. 18 представлено содержание указанных РН в ПВ «Каражыры». Сравнение полученных результатов с допустимой среднегодовой удельной активностью ДУАвода,ше [118] показало, что в ПВ повышено содержание ЕРН: 226Ra в 1,1-2,3 раза (1998 г., 1997 г.), 228Ra в 2,1-19,5 раза (2000 г., 1996 г.), 232Th в 1,3 раза (1997 г.), 40К в 1,6-43,3 раза (\995 г., 1997 г.). Среднее за изученный период содержание этих РН также выше установленных норм радиационной безопасности (НРБ): незначительно 232Th и 40К (в 1,2 раза), в 1,4 раза 226Ra и наиболее существенно — Ra (в 4,6 раза). Из изученных ЕРН содержание Th соответствует установленным нормам (1,9 Бк/л).
Превышение уровней вмешательства Ra (0,5 Бк/л) обнаружено в 1997 г. в 6% проб (0,9-24,8 Бк/л), 1998 г. - 46% проб (0,6-1,3), 1999 г. - 29% проб (0,6-1,2), в 2000 г. - 83% проб (0,6-1,1); 22SRa (0,2) - в 1995-1997 гг. и 1999 г. в 100% проб (0,5-7,9), в 2000 г. - 83% проб (0,3-0,4 ); 228Th - в 1995 г. в 6% проб (2,3); 232Th (0,6) - в 1997 г. в 100% проб (0,8), в 1998 г. - 29% проб (0,7-1,3); 40К (22) - в 1995 г. в 78% проб (25,6-116,9), в 1996 г. - 100% проб (94,7-218,4), в 1997 г. - в 69% проб (22,4-137,5), в 1999 г. - в 93% проб (23,4-136,0 Бк/л).
Превышение концентраций ЕРН объясняется спецификой угольных месторождений, так как все угли содержат РН урановых и ториевого рядов распада [156,160, 161, 196, 219].
