Экологические аспекты прошлой добычи урана в Центральной Азии и Монголии

Полный текст

Введение Производство урана и его растущая индустрия требуют особого внимания к рискам, которые могут возникнуть в результате добычи, переработки и хранения этого радиоактивного материала. В странах Центральной Азии в период 1942-1996 гг. прошлого века осуществлялась деятельность по добыче и переработке урановых руд, в результате чего образовались значительные объемы радиоактивных отходов [1]. В более поздний срок к добыче урановых руд в период бывшего советского времени была также привлечена Монгольская Народная Республика [2]. Монголия имеет колоритную историю относительно деятельности связанной с ураном, как результат сотрудничества на протяжении более 60 лет с крупными компаниями из России, США, Канады, Китая, Франции и Чешской Республики. Развитие уранового производства в Монгольской Народной Республики можно условно разделить на три этапа. 1. Становление: интенсивные геологические изыскания, открытия и разработки перспективных месторождений (1960-1995 гг.). 2. Стагнация: приостановление производства, реструктуризация активов (1994-2016 гг.). 3. Возрождение: открытие и эксплуатация новых месторождений, восстановление активности (с 2016 г. по настоящее время). Каждый из этапов развития связан с проблемами радиационной защиты, охраной окружающей среды, персонала и населения. В связи с возрастанием тенденции возобновления уранодобывающей активности в настоящее время в Монголии внесение ясности, определение и оценка возможных экологических влияний рудников, прекративших производственную деятельность, становятся актуальной задачей. Цель исследования - обобщение имеющихся материалов по формированию и современному состоянию урановых хвостохранилищ в странах Центральной Азии и Монголии и выработка рекомендаций по улучшению радиоэкологической обстановки в этих странах. Материалы и методы В качестве объектов исследования выбраны урановые хвостохранилища и их природно-техногенных участки, прилегающие к ним территории в странах Центральной Азии и Монголии. Радиоактивные урановые отходы в Таджикистане. В результате деятельности Государственного унитарного предприятия «Таджредмет» (бывший Ленинабадский горно-химический комбинат, ранее - 6-й комбинат) на территории Республики Таджикистан образовались объекты размещения отходов уранового производства, включая хвостохранилища, а также отвалы вскрышных пород и забалансовых руд. Общее количество отходов, накопленных в этот период, составляет 55 млн т на площади 170 га с суммарной активностью 6,5-7,7 тыс. Кюри. Практически все основные объекты уранового наследия расположены в Северном Таджикистане в горной местности рядом с населенными пунктами: Истиклол, Бустон, Худжанд, Адрасман [3]. Радиоактивные урановые отходы в Кыргызстане. В Кыргызстане на 6 площадках расположены 33 радиоактивных хвостохранилищ и 25 горных отвалов [4]. Радиоактивные урановые отходы в Узбекистане. На территории Янгиабадского рудного поля имеются четыре закрытых урановых рудника и 29 отвалов пустых пород около штолен и стволов шахт. Общий объем накопленного здесь загрязненного материала составляет порядка 500 тыс. м3. В основном забалансовые руды из мест первичной добычи урановых руд в Центрально-Кызылкумском регионе были перевезены в окрестности г. Учкудук, где были складированы и находятся там до настоящего времени[22]. Радиоактивные урановые отходы в Казахстане. Впервые уран в Казахстане начали добывать еще в 1948 г. В 1963 г., в целях расширения добычи полезных ископаемых, бывшим министерством среднего машиностроения СССР на полуострове Мангышлак был заложен город Шевченко (ныне Актау) и создано ведущее градообразующее предприятие - Прикаспийский горно-металлургический комбинат, в структуру которого вошел обогатительный химико-гидрометаллургический завод. Объем накопленных радиоактивных отходов уранодобывающих предприятий составляет 61 млн т с суммарной активностью 6,23 ПБк [5]. Радиоактивные урановые отвалы в Монголии. Ориентировочные оценки объема урановых отходов, образовавшихся на территории Монголии в течение 1988-1995 гг., составляют до 2 млн т [6], с учетом только отвалов, складированных забалансовых руд. В соответствии с соглашением между правительствами СССР и Монгольской Народной Республики от 23 декабря 1981 г. «О разработке урановых месторождений на территории Монгольской Народной Республики» и на основании постановления Совета Министров СССР от 17 мая 1982 г. № 543-150сс Приаргунский горно-химический комбинат приступил в 1983 г. к строительству советского горнодобывающего предприятия «Эрдес» на территории Монголии на базе месторождения «Дорнод», входящего в группу урановых месторождений Дорнодского рудного поля, расположенного в 300 км от г. Краснокаменска в Забайкальском крае Российской Федерации. Карьер «Дорнод» производительностью 400 тыс. руды в год был введен в эксплуатацию в 1988 г. Производство урана в это время составляло 860 т U3O8 в год. С 1989 по 1991 г. было отгружено около 500 тыс. т руды, еще около 300 тыс. т было накоплено на рудных складах [2]. Кроме открытого карьера, на том же месторождении был организован подземный рудник № 7. Однако в связи с изменившейся конъюнктурой на урановое сырье финансирование строительства предприятия «Эрдес» было прекращено, как и масштабные поиски урана. В марте 1995 г. отгрузку руды из Монголии прекратили, хотя добыча продолжалась до конца 1996 г. В ходе радиационных мониторингов были применены современные приборы и оборудования - комплект PackEye FHT1377 (Thermo Scientific, Германия) и дозиметры ДКС-96 («Доза», Россия), ДКС-АТ1123 («Атомтех», Беларусь). Отбор проб и пробоподготовка осуществлены в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84 и ГОСТ 17.4.3.01-2017. Измерения суммарной альфа- и бета-активности образцов почв проводились на гамма-спектрометре («Canberra Industries», США) и альфа-бета радиометром УМФ-2000. Определение содержания тяжелых металлов осуществлялось методом рентгенофлуоресцентного анализа на приборе «Спектроскан МАКС-GV» и методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрофотометре «Квант-2А» производства НПО «Кортек». Результаты и обсуждение Состояние урановых объектов Таджикистана. Некоторые оценки современного состояния бывших урановых объектов в Таджикистане представлены в работах [7-10]. Урановые хвостохранилища г. Истиклол. В 2022-2023 гг. осуществлена реабилитация урановой площадки «Табошар». В результате выравнивания отвала «Фабрики бедных руд» ее площадь увеличилась почти в два раза (с 7,9 до 14,5 га), крутизна наклона террикона понизилась с 60-70о до 18-22о, а высота с 60 до 35 м. Мощности дозы гамма-излучения на поверхности отвала достигли уровня фона - 0,30 мкЗв/ч, при характерном диапазоне 0,17-0,65 мкЗв/ч. Также была дополнительно усилена мощность покрытия поверхности урановых хвостохранилищ «I-IV очереди» нейтральным грунтом, в результате чего мощность дозы гаммы-излучения на их поверхности достигла 0,25 мкЗв/ч, при характерном диапазоне 0,18-0,36 мкЗв/ч. Хвостохранилище цеха № 3. Значение мощности дозы гамма-излучения в окружении отвалов были определены на уровне 0,4-0,7 мкЗв/ч и достигала 3,0-4,0 мкЗв/ч в местах, где находятся отвалы забалансовых руд. Требуется проведение дополнительных работ по его рекультивации. Адрасманское хвостохранилище находится на консервации, у подножья склона которого имеются следы выноса материала хвостохранилища на нижнем участке сая (горной речки). На таких участках наблюдаются повышенные уровни мощности дозы гамма-излучения 1,2-2,5 мкЗв/ч. Считаем необходимым реконструировать имеющийся водоотводный канал. Состояние урановых объектов Кыргызстана. В районе поселка МинКуш расположены четыре хвостохранилища (Туюк-Суу, Талды-Булак, Как и Дальнее), содержащие радиоактивные материалы, общим объемом 1,15 млн м³ и общей площадью 196,5 тыс. м², а также четыре горных отвала [11-13]. Среднее значение мощности дозы гамма-излучения на поверхности хвостохранилищ составляет 0,3-0,6 мкЗв/ч, хотя на некоторых участках отмечено значение 5-12 мкЗв/ч. Работы по рекультивации в поселке Мин-Куш находятся на завершающей стадии. Хвостохранилище «Каджи-Сай». В 2019 г. завершена рекультивация хвостохранилище. На поверхности хвостохранилища мощность дозы гаммы- излучения составляет в среднем 0,3-0,6 мкЗв/ч. Горные отвалы в районе поселка Шекафтар. Среднее значение мощности дозы гамма-излучения на поверхности отвалов составляет 0,6-1,5 мкЗв/ч. Отвалы, расположенные на берегу р. Сумсар, интенсивно размываются водами реки. Хвостохранилище «Майлуу-Суу». Значение мощности дозы гамма-излучения на поверхности хвостохранилища находится в пределах 0,6-1,0 мкЗв/ч. Ведут ся работы по рекультивации хвостохранилищ, шахтоотвалов, промышленных зданий и штолен уранового комплекса в городе Майлуу-Суу. Состояние урановых объектов Узбекистана. В руднике Чаркесар-1 отвалы горной породы расположены в случайно выбранных углублениях рельефа на днище и по бортам долины. Средний фон гамма-излучения окрестностей участка составляет 0,6 мкЗв/ч. На поверхности отвалов горных пород мощность дозы гамма-излучения изменяется от 0,8 до 2,5 мкЗв/ч. Уровень естественного фона гамма-излучения поверхности горных пород в окрестностях рудника Чаркесар-2 составляет около 0,3-0,4 мкЗв/ч, суммарная удельная альфа-активность пород изменяется в диапазоне 1,0-1,3 кБк/кг. Хвостохранилища гидрометаллургического завода г. Навои и в окрестностях г. Учкудук. Шламы хвостохранилища сформировались при переработке руд месторождений Сугралы, Сабырсай и Учкудук. Мощность дозы на поверхности отходов изменяется в пределах 5,0-17,0 мкЗв/ч, удельная суммарная альфа-активность материала хвостов 90-100 тыс. Бк/кг[23]. Состояние урановых объектов Казахстана. Отвалы и хвостохранилища вблизи поселка Заозерный и г. Степногорск охватывают примерно 734 га и содержится около 46 млн т отходов уранового производства с активностью 5,92 ПБк [14]. Поверхность рудных отвалов рудника № 9 покрыта слоем глины в 1 м, мощность дозы гамма-излучения составляет 0,2 мкЗв/ч. Состояние урановых объектов Монголии. Отвалы забалансовых руд горного способа добычи определяют повышение радиоактивности на локальных площадях в интервале 3,5-15,0 мкЗв/ч на фоне 0,22-0,32 мкЗв/ч. Что касается жидких отходов, компания Western Prospector выкачала из законсервированной шахты на месторождении «Гурванбулак» и слила их в фильтрационное озеро вблизи шахты. Выявленная максимальная мощность дозы на Гурванбулакском месторождении доходит до 1860 мкЗв/ч, что в 29,2 раза превышает мировое среднее значение радиационного фона [2; 15]. Урановые карьеры в Таджикистане, Казахстане и Монголии. После прекращения добычи урановой руды открытым способом в указанных странах карьеры заполнялись грунтовыми водами, при этом концентрации 238U и 234U находятся в диапазоне 20-30 Бк/л (рисунок). Общий вид бывших урановых карьер: а - рудника Табошар, Таджикистан; б - рудника Курдай, Казахстан; в - рудника Гурванбулак, Монголия Источник: фото выполнено Х.М. Назаровым, Ж. Чимэдбазарыным. Относительно высокие концентрации урана 1200-1400 мкг/л были обнаружены в затопленном карьере в Курдае, Казахстан. Измерение монгольских и японских ученых в 2013 г. вблизи карьера месторождения Гурванбулак (Монголия) показало высокую эффективную эквивалентную дозу 250 мкЗв/ч, что в 5 раз превышает мировое среднее значение радиационного фона. Более подробные данные по воде уранового карьера г. Истиклола приведены в табл. 1. Таблица 1. Концентрация активности урана в водах на участке Табошарского рудника Таджикистана Расположение Концентрация активности U, мг/л 2[24]8U, Бк/л 234U, Бк/л 234U / 238U 226Ra, Бк/л Шахта 1660 20,5 20,9 1,02 1,13 Выход из штольни № 2 1430 17,6 17,9 1,02 0,87 Река Сырдарья 35,3 0,44 0,73 1,66 0,006 Источник: составлено Х.М. Назаровым, Ж. Чимэдбазарыным. Эрозионные состояния урановых хвостохранилищ в странах Центральной Азии. Обильные атмосферные осадки часто в странах Центральной Азии приводят к эрозионному воздействию водных потоков на поверхности хвостохранилищ региона3. Эколого-геохимическая оценка загрязненности территории вокруг хвостохранилищ. Экологическое состояние урановых месторождений и прилегающих местностей после стольких лет прекращения их деятельности в странах Центральной Азии и Монголии подлежит детальному изучению для уточнения возможных последствий и целесообразности проведения при необходимости восстановительных работ. Ситуация в Таджикистане. На Дигмайском хвостохранилище радиологический риск остается относительно высоким, так как оно считается действующим и его поверхность до сих пор остается открытой. Растительность территории, прилегающей к указанному хвостохранилищу, представлена эфемерово-эфемероидными и полынными сообществами. В ее составе встречаются петрофитный кустарник курчавка, травянистые многолетники (мятлик, тюльпан, лук и катран), а также эфемеровое разнотравье. Результаты биогеохимического опробования представлены в табл. 2. Таблица 2. Среднее содержание элементов в растении полыни и почве на территории вокруг Дигмайского хвостохранилища (Таджикистан) Элементы Годы замеров 2001 2015 2020 растение, % почва, % Кбп растение, % почва, % Кбп растение, % почва, % Кбп Mn 0,011 0,04 0,3 0,001 0,001 1,0 0,065 0,0088 0,8 Ni 0,001 0,0018 0,6 0,0025 0,003 0,8 0,0025 0,0031 0,8 V 0,0024 0,002 1,2 0,005 0,002 2,5 0,0054 0,002 2,8 Cr 0,0018 0,0022 0,8 0,0022 0,0011 2,0 0,006 0,0087 0,8 Pb 0,0056 0,0006 9,5 0,002 0,001 2,0 0,007 0,0025 2,3 Zn 0,0086 0,001 8,6 0,0066 0,001 6,6 0,0085 0,0015 5,2 U 0,001 0,0007 1,3 0,001 0,0008 1,2 0,002 0,0011 2,0 Источник: составлено Х.М. Назаровым, Ж. Чимэдбазарыным. Сравнительный анализ данных табл. 2 показал, что биохимические процессы в слоях растений и почвы повлияли на количество подвижных форм отдельных элементов. За этот период содержание свинца в почвах увеличилось примерно в 2,6 раза, в то время как содержание ванадия осталось неизменным. Высокий рост загрязнения отмечался в 2015 г. Это обусловлено высыханием прудка хвостохранилища, увеличением пылящей поверхности и объемов выносимого материала. В период 2016-2017 гг. по инициативе Исполнительного органа государственной власти в Согдийской области была проведена частичная рекультивация (200 тыс. м2) поверхности хвостохранилища. Это способствовало некоторому улучшению радиоэкологический ситуации на прилегающих территориях вокруг хвостохранилища. Подтверждением этого служат данные, полученные в 2020 г. Ситуация в Кыргызстане. Содержание микроэлементов в почвенном покрове на территории урановой природно-техногенной провинции Мин-Куш находится в пределах допустимых концентраций, за исключением почв хвостохранилищ «Туюк-Суу» и «Дальний», штольней на жилых площадках № 17 и 21. На указанных объектах выявлены повышенные концентрации Mn, Co, Ni, Ti, Cr и Pb по сравнению с предельно допустимыми концентрациями и установленными биогеохимическими критериями [16]. Установлено, что в почвах отдельных природно-техногенных участков данного хвостохранилища удельная активность естественных радионуклидов превышает Кларковые значения: 238U в 10-15 раз, 226Ra в 15-20 раз, 232Th и 40К в 1-1,5 раза. Ситуация в Монголии. Природные радиоактивные элементы (Th, U и Rn) сопутствуют процессам горнодобывающего производства меди, молибдена, железа и вольфрама. Регулярное проведение взрывных работ способствует высвобождению значительных количеств радона из недр, что приводит к формированию зоны повышенной концентрации радона. Под воздействием ветровых потоков данная зона может распространяться в направлении близлежащего населенного пункта - города Эрдэнэт. Хвостовой материал характеризуется высоким содержанием мелкодисперсных частиц: около 76 % составляют частицы размером менее 80 мкм, а около 24 % - частицы размером менее 10 мкм. При скорости ветра свыше 5,4 м/с эти частицы легко переходят во взвешенное состояние и переносятся воздушными потоками в виде пыли. Находясь во взвешенном состоянии, пыль оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье населения и животных, прежде всего на органы дыхания, а также способствует ухудшению качества атмосферного воздуха[25]. Биогеохимические карты - схемы пространственного распределения элементов на территории предприятия «Эрдэнэтин-Овоо» - являются подтверждением вышесказанному. Содержания элементов (Cs, Tb, Ta, Th) объясняются природными факторами, причем содержания Ta, Th могут объясняться геологическими факторами. Полученные данные могут быть использованы для разработки и реализации программы реабилитации урановых отходов в г. Эрдэнэт Монголии. Заключение Анализ состояния радиоактивных хвостохранилищ - уранового наследия советского периода в странах Центральной Азии и Монголии - показывает идентичность формирования значительного количества радиоактивного хвостового материала. В связи с тем, что места добычи и переработки урана в этих странах Центральной Азии размещены в гористой местности над долиной трансграничной реки Сырдарья, проходящей по их территории, загрязнение радионуклидами от такого наследия имеет тенденцию к широкому распространению. В процессе пыления хвостохранилища в атмосферу поступает большое количество твердых частиц, негативно влияющих на здоровье населения, а также на окружающую среду. Таким образом, в целях обеспечения радиационной безопасности в странах Центральной Азии и Монголии необходимо принять комплекс неотложных мер, включающих: - системный радиологический контроль по всей территории горнодобы-вающих предприятий; - установление конкретных источников радиационного воздействия;- разработка и реализация программы реабилитации урановых отходов. Считаем целесообразным обеспечение единого подхода указанных стран Центральной Азии и Монголии к решению существующих проблем по реабилитации территорий, подвергшихся радиационному воздействию, усиления координации и взаимодействия в данном направлении по реализации крупных национальных и международных проектов с участием международных организаций. Рекомендации: По Таджикистану. В дальнейшем разработать и реализовать проекты по безопасному управлению урановым наследием Северного Таджикистана: - закрыть поверхности Дигмайского хвостохранилища местным грунтом из прилегающих холмов; - передислоцировать хвосты из Адрасманского хвостохранилища в безо-пасное место или усилить дамбу и построить водоотводной канал; - провести рекультивационные работы на поверхности хвостохранилища цеха № 3 гидрометаллургического завода г. Истиклола. По Кыргызстану. Рассмотреть возможность приведения в безопасное состояние пяти наиболее крупных хвостохранилищ - 3 в поселке Сумсар, 2 в поселке Кан и горных отвалов в Тоо-Моюн и в поселке Кызыл-Жар. По Монголии. Разработать и реализовать стратегию мероприятий по рекультивации радиоактивных хвостохранилищ уранового производства на период 2026-2030 гг.

Об авторах

Улмас Мирсаидов

Агентство по химической, биологической, радиационной и ядерной безопасности Национальной Академии наук Таджикистана

Email: ulmas2005@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-8023-8771

доктор химических наук, профессор, академик НАН Таджикистана, главный научный сотрудник

Таджикистан, 734025, г. Душанбе, пр. Рудаки, д. 33

Холмурод Марипович Назаров

Агентство по химической, биологической, радиационной и ядерной безопасности Национальной Академии наук Таджикистана

Автор, ответственный за переписку.
Email: holmurod18@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-5844-6166
SPIN-код: 7176-2070

доктор технических наук, профессор, заместитель директора Филиала

Таджикистан, 734025, г. Душанбе, пр. Рудаки, д. 33

Даваадорж Цэрэн

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: tseren_davaadorj@yahoo.de
ORCID iD: 0009-0004-0544-4708

кандидат физико-математических наук по ядерной физике, член Совета по радиационной безопасности Комиссии по атомной энергии Монголии, Лаборатория радиационной биофизики

Монголия, 17032, г. Улан-Батор, Хан-Уульский район, ул. Хороо Уйдверчдин, д. 2

Жаргал Чимэдбазарын

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: jargal.chimedbazaryn@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-5467-1072

кандидат физико-математических наук, ядерная физика, ядерная инженерия, ядерный топливный цикл и нераспространение, член Совета ученых Комиссии по ядерной энергии Монголии

Монголия, 17032, г. Улан-Батор, Хан-Уульский район, ул. Хороо Уйдверчдин, д. 2

Список литературы

Дополнительные файлы