ЗАХОРОНЕНИЯ ОТХОДОВ ПОД ТОМСКОМ – ГОЛОВНАЯ БОЛЬ
ВСЕЙ РОССИИ?

 

Обидно все-таки ходить в лидерах и даже не догадываться об этом. Это я о том. Что например мы, Томичи, в большинстве своем не знаем, что наш любимый город с его замечательными окрестностями занимает лидирующее место в мире по количеству накопленной радиоактивной грязи – более миллиарда Кюри, что эквивалентно двадцати Чернобылям.

Нигде, ни в одном городе мира подобная забота о безопасности граждан от ядерной угрозы вероятного противника не привела к накоплению такого громадного количества радиоактивных отходов, и мы в этой сфере уверенно впереди планеты всей.

И Дмитрий Шпаро, организуя экологический марафон инвалидов по самым загрязненным городам России, проложил маршрут от Кемерово прямо на Челябинск, будто и нет в природе такого города, как Томск. Обидно, право.

Предмет нашей «гордости» нарабатывает Сибирский химический комбинат, расположенный в Северске, в 15 километрах от Томска. Большая часть радиоактивных отходов – жидкие (ЖРО), половина их слита в поверхностные озера-отстойники. А другая половина – 500 миллионов Кюри – закачана под землю в пласты мелового возраста на глубину 280-400 метров. При этом в десяти километрах от  полигона захоронения ЖРО находится Северский городской водозабор, а в 12 км в том же направлении начинается Томский водозабор.

Возникает животрепещущий для Томичей и Северчан вопрос: могут ли захороненные ЖРО в обозримом будущем проникнуть в указанные водозаборы, учитывая, что часть захороненных нуклидов имеет период полураспада десятки тысяч и даже миллионы лет? Минатом уверяет, что угрозы водоснабжению городов , опять же в обозримом будущем, нет. Успокоительные нотки прозвучали и в недавней публикации «Томского Вестника» «Полигону до водозабора далеко» («ТВ»,18 апреля). Насколько это утверждение обоснованно, мы попытаемся оценить путем моделирования ситуации.

Геологи-нефтяники занимаются по преимуществу решением прямой задачи: по выявленным в ходе разведки параметрам месторождения (площади, толщины или мощности пласта коллектора и его фильтрационно-емкостным свойствам) подсчитывают запасы нефти в недрах. Мы же с тобой, читатель, порешаем обратную задачу: зная количество закачанного в недра «продукта» и моделируя параметры коллектора, рассчитаем граничные значения площади и возможные контуры подземного загрязнения.

По данным председателя Госкомэкологии Александра Адама, под землю закачано 40 миллионов кубометров ЖРО. Мощность песчаного разреза, куда все это закачивалось – сто метров.

Предположим, что открытая пористость по всему разрезу постоянна и составляет 36 процентов. Предположим также, что соединяемые каналами поры составляют 75 процентов от объема открытых пор. Тогда при равномерной фильтрации в стометровый пласт «продукт» займет в недрах объем пород 148 миллионов кубометров. Этот объем может быть представлен в виде цилиндра высотой 100 метров и площадью 1,48 квадратных километров.

Я не знаю, какие параметры закладывали в свои расчеты специалисты Минатома, но, судя по тому, что рассчитанная ими прогнозная площадь захоронения и его радиус очень близки к приведенным здесь, они пользовались именно таким подходом моделирования. Правилен ли этот подход, постулирующий равномерность свойств проницаемого разреза, большой вопрос, но только при таком подходе можно достаточно последовательно обосновывать утверждение о том, что радиоактивная грязь под землей занимает относительно небольшую и поэтому якобы безопасную площадь..

Другой подход к моделированию , базирующийся на учете особенностей геологической среды, приводит к другим результатам.  Главной особенностью геологической среды в осадочных формациях является ее слоистость, а это значит, что фильтрационно-емкостные свойства по разрезу очень и очень изменчивы и просто не могут быть однородными.

Нефтяники, например, изучая так называемую «Приемистость» пласта путем нагнетания в него воды, всегда обнаруживают, что вода фильтруется в пласт неравномерно, а выбирает наиболее проницаемые зоны, составляющие 10-20 процентов мощности (толщины) пласта.

В нашем случае мощность наиболее проницаемой зоны  могла бы составлять 10-20 метров, соответственно бы увеличилась и ее пористость, допустим, до 50 процентов. Если представить себе, что в эту зону устремились две трети «продукта», то площадь подземного загрязнения могла увеличиться в два-четыре раза и достигнуть четырех квадратных километров.

Много это или мало, зависит от направления фильтрации «продукта», которое, скорее всего, определяется динамическим градиентом в 25-30 атмосфер между зонами захоронения отходов и откачки питьевой воды. Логично предположить, что в условиях упомянутого градиента  площадь захоронения будет иметь овальную форму и вытянутость в сторону городских водозаборов. При отношении эллипса 5:1 грязный язык приблизится к водозабору Северска наполовину, то есть на пять километров.

В начале марта в комитете экологии  мне удалось познакомиться с экспертным заключением томских гидрогеологов М.Букаты, В.Зуева, А.Лукина и В.Озябкина (СПб) на «Проект горного отвода недр площадок 18, 18-а для подземного захоронения радиоактивных отходов Сибирского химического комбината», Москва, 1993 г.

Подземное захоронение отходов на СХК началось в 1963 году с разовой закачки, затем оно было продлено до 1974 года, позже до 1989 года, и вот теперь – до 2010 года.

Самое важное, что я узнал из «Экспертного заключения», состоит в следующем: «Несмотря на то, что общий объем закачки к 1993 году превысил проектный, наблюдаемые контуры загрязнения не достигли запроектированных границ». Специалисты Минатома объяснили это перестраховкой в прогнозировании емкостных свойств коллектора, которые оказались значительно выше, соответственно и объем загрязненных недр и его контур  оказались меньше запланированного. Разумеется, такое объяснение открывает простор для дальнейшего захоронения ЖРО.

Согласившись в целом с таким объяснением, томские эксперты выдвинули альтернативное предположение о том, что радиоактивная грязь не достигла запроектированных границ вследствие неучтенного перетока «продукта» по сверхпроницаемой зоне, скажем, по палеоруслу. Геологи знают, что условиях чрезвычайно фациально изменчивого бассейна типа палеодельты такое вполне возможно.

Правомочность второго объяснения подтверждается, например, тем, что даже в пределах самих площадок 18 и 18-а «отдельные горизонты либо полностью выклиниваются, либо изменяют свою мощность в несколько раз», соответственно этому «загрязнение в пределах площадок весьма неравномерно». Эксперты заявили, что в случае обнаружения перетока закачку следует прекратить до выяснения путей миграции «продукта», однако захоронение ЖРО продолжается.

Фактическая площадь контура загрязнения на площадке 18 составляет 1,58 кв. км., на площадке 18-а – 1,4 кв. км. Считается, что «свыше 60процентов радиоактивности сосредоточено в твердых фазах на расстоянии до 200 метров от инжекционных скважин».

Казалось бы, куда лучше, ан нет. Ведь эти длинные металлоорганические молекулы очень быстро заполняют мелкое пустотное пространство, значительно сокращая фильтрационные способности пластов  и оставляя для «продукта» лишь самые приемистые зоны. Разве случайно при таком видении выглядит информация о том, что «области фиксируемого изменения состава подземных вод (повышение концентрации сульфат-иона, урана, хрома, кобальта, рубидия, цезия, скандия, алюминия и марганца, появляющихся порознь или по два-три компонента с повышением гамма-активности) составляют 2,3 на 1,8  и 1,9 на 1,4  километра для площадок 18 и 18-а соответственно». Ведь это как раз свидетельствует о том, что радиоактивные растворы прорываются далеко за пределы тех зон, где оседает львиная доля твердой фазы. Напомню, ни Северску, ни Томску вовсе не надо, чтобы в водопроводные трубы прорвались все 500 миллионов Кюри , вполне достаточно одной десятимиллионной этого гигантского количества, пусть даже и в очень малой концентрации, зато каждодневно.

Меня, как и всех горожан, не может не интересовать, за какое время ЖРО могли бы достичь городских водозаборов? Попытаемся помоделировать. Для этого мысленно набьем десятикилометровую трубу грубозернистым песком и, заполнив водой, начнем нагнетать в трубу давление. Если мы заглушим противоположный конец, то вода, практически несжимаемая жидкость, в трубу не пойдет.

Если мы уберем заглушку и начнем на том конце откачку, то при перепаде давления в 25-30 атмосфер можем обеспечить скорость фильтрации один миллиметр в секунду, что за год обеспечит фильтрацию на 31 километр. Реальная обстановка, конечно, не такова, как в трубе. И градиенты давления распределятся по силовым линиям , и фациальная изменчивость установит скорость фильтрации «по минимуму».

Если мы уменьшим скорость Фильтрации в сто раз, то за прошедшие 34 года закачки «грязь» могла продвинуться в сторону водозабора на десять километров. Реальность этого расчета подтверждается данными «Томскгеомониторинга», обнаружившего в 95-м году трибутилфосфат в воде из мелового горизонта в районе деревни Рыбалово, в 25 километрах от полигона захоронения (трибутилфосфат участвует в технологическом процессе СХК).

Другой вариант расчета реальной скорости фильтрации ЖРО состоит в следующем. Анализы Ю.Турова  (Институт химии нефти СО РАН) показали, что после апрельской 1993 года аварии на СХК трибутилфосфат проник в палеогеновые воды в сентябре, то есть преодолел 100 метров за пять месяцев. Если распространить такую скорость миграции и для латерали, беря за основу крайнюю фациальную изменчивость осадочной формации, то за прошедшие 34 года закачки растворы могли преодолеть 8160 метров.

Таким образом, угроза радиоактивного загрязнения Северского, Томского и Самусьского водозаборов  - проблема завтрашнего, сегодняшнего и даже, может быть, вчерашнего дня, но никак не отдаленного будущего.

В этой связи не пора ли общественным экологическим организациям Томска и Северска создать коалицию общественных организаций для формирования «Системы опережающей экологической безопасности» и производства общественной экологической экспертизы «Проекта продолжения  захоронения ЖРО». Экологи практически всегда реагируют на уже состоявшееся загрязнение, а слабо поработать в режиме опережения?

И последнее. Если 90 процентов захороненных ЖРО выпадает в твердой фазе в самой непосредственной близости  от нагнетательных скважин  (до 100-200 метров), то не может ли в силу каких-то процессов взаимодействия радиоактивных растворов с минеральным составом горных пород типа выщелачивания и отложения в пустотах урана и плутония самопроизвольно создаться благоприятная ситуация для формирования критической массы  и начала  самопроизвольной цепной реакции?

Физики, возможно, будут смеяться над таким предположением, но если такая опасность вероятна хоть в малой степени, как это считает, например, эксперт М.Б.Букаты, то создание «Системы опережающей экологической безопасности « в связи с подземным захоронением ЖРО возле Томска может стать головной болью не только томских экологов, но экологов всей России.

 

 


 
 
 
 
 
  Copyright © Lioncom, 2010. All Rights Reserved