Реабилитация территорий бывших йодных производств в Туркменистане

Реализация проекта по реабилитации территорий бывших производств по добыче йода в Туркменистане позволила возвратить загрязненные площадки в производственную деятельность, улучшить радиоэкологическую обстановку и обеспечить безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию действующих предприятий.

Одной из проблем для ряда республик бывшего Советского Союза является обеспечение радиационной безопасности на территориях, подвергшихся воздействию предприятий по добыче йода, брома и других полезных компонентов из минеральных природных вод. Эти производства уже длительное время не эксплуатируются в связи с износом оборудования и устаревшими технологиями. Здесь, как правило, нет систем радиационного мониторинга и служб, обеспечивающих контроль и ограничение негативного радиационного воздействия на персонал, население и окружающую среду.

Наибольшую опасность представляют йододобывающие производства, размещенные в прибрежной полосе Каспийского моря, в частности, Хазарский (Челекенский) химический и Балканабатский (Небит-Дагский) йодный заводы в Туркменистане. На них долгое время осуществлялась добыча йода, брома и других элементов из подземных природных вод с использованием методов угольной адсорбции. Это привело к образованию локальных радиационных аномалий, в пределах которых сосредоточено большое количество производственных отходов, содержащих природные радионуклиды (ПРН).

В 2009 году началась реализация проекта «Безопасная транспортировка и захоронение радиоактивных техногенных отходов Хазарского химического и Балканабатского йодного заводов ГК «Туркменхимия». В качестве генерального подрядчика выступило ЗАО «Экомет-С», генеральным проектировщиком – ОАО «Головной институт «ВНИПИЭТ». Соисполнитель проекта – Федеральный радиологический центр при ФГУН СПб НИИРГ им. профессора П.В. Рамзаева.

Исходное состояние площадок

Для оценки состояния площадок в 2009 году специалистами ФГУН СПб НИИРГ им. профессора П.В. Рамзаева было проведено комплексное радиационное обследование территории бывших цехов угольной адсорбции и действующих производств Балканабатского йодного и Хазарского химического заводов. Было выявлено более 40 радиационных аномалий, на которых рассеяны производственные отходы с повышенным содержанием ПРН, подлежащие изъятию и перемещению в пункт долговременного хранения.

По предварительным оценкам, количество накопленных производственных отходов с повышенным содержанием ПРН составляло около 20 тыс. т (40 тыс. м³). Основная масса РАО представлена сыпучими отходами – песком и активированным углем, который использовался в качестве сорбирующей загрузки адсорбционных установок при добыче йода. Загрязнение определяется, в основном, изотопами радия – ²²⁶Ra из природного ряда ²³⁸U и ^224,228Ra из природного ряда ²³²Th.

Хазарский химический завод расположен непосредственно на берегу Каспийского моря. Уровень и площадь загрязнения здесь значительно превышали соответствующие показатели территории Балканабатского йодного завода. На территории промышленной площадки цеха угольной адсорбции и действующих производств Хазарского химического завода выявлена 31 радиационная аномалия площадью от нескольких квадратных метров до 16 тыс. м² и глубиной до 4-5 м. 

Состояние площадки цеха угольной адсорбции Хазарского химического завода до реабилитации

Для всех локальных радиационных аномалий была определена эффективная удельная активность ПРН (А_эфф) и категория производственных отходов в соответствии с действовавшими на тот момент санитарными правилами СП 2.6.1.1292-03 «Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения». Ко II категории относятся отходы, в которых мощность дозы γ-излучения ПРН варьируется в пределах от 70 мкР/час до 450 мкР/час, а значение А_эфф – от 1,5 кБк/кг до 10 кБк/кг. Для отходов III категории мощность дозы γ-излучения составляет более 450 мкР/час, А_эфф – более 10 кБк/кг. Такие отходы направляются на долговременное хранение. А те, что относятся к I категории производственных отходов (мощность дозы γ-излучения – менее 70 мкР/час, А_эфф – менее 1,5 кБк/кг), предполагается использовать в качестве буферного материала для засыпки пустот в хранилище.

Согласно результатам обследования, на территории Балканабатского йодного завода находилось примерно 3600-4900 м³ отходов II категории и примерно 1100-1700 м³ отходов III категории. Объемы отходов Хазарского химического завода были оценены в пределах 14000-17200 м³ и 18000-25000 м³ соответственно. Максимальные значения мощности дозы γ-излучения в границах радиационных аномалий, измеренные в процессе поисковой γ-съемки территории бывшего цеха угольной адсорбции Хазарского химического завода, составляли 5380-5860 мкР/час. Максимальное значение удельной активности А_эфф – 129 кБк/кг.

Реабилитация загрязненных территорий

Выбор критериев реабилитации площадок цехов угольной адсорбции был основан на необходимости их дальнейшего использования для строительства зданий и сооружений производственного назначения. Исходя из требований нормативных документов, определены следующие допустимые уровни радиационной безопасности территории после реабилитации:

• эффективная удельная активность ПРН в поверхностных слоях почв и пород – 1500 Бк/кг;
• удельная активность ²²⁶Ra в поверхностных слоях почв и пород – 1000 Бк/кг;
• мощность дозы γ-излучения на поверхности – 0,60 мкЗв/ч.

В качестве основного варианта реабилитационных работ был выбран полный демонтаж объектов. Согласно разработанной проектной документации, ликвидации подлежат строительные конструкции, основное оборудование и оборудование вспомогательных систем цехов, шламохранилища отработанного активированного угля. Образующиеся в процессе реабилитации отходы, относящиеся ко II и III категориям, подлежат сбору, упаковке и транспортировке на долговременное хранение.

Реабилитационные работы включали:

• радиационный контроль территории, шламохранилищ, строительных конструкций и технологического оборудования;
• демонтаж, фрагментацию строительных конструкций и оборудования;
• сортировку отходов по физической форме и мощности дозы;
• сбор и затаривание отходов в первичную упаковку;
• затаривание упаковок с отходами в транспортные контейнеры;
• вывоз и размещение упаковок с РАО на долговременное хранение.

В качестве основной первичной упаковки для сбора, транспортирования и хранения отходов в виде фрагментов бетона, кирпича, грунта, песка, а также активированного угля с примесью песка использовались необоротные мягкие контейнеры типа Big-Bag объемом 1 м³ и грузоподъемностью 1500 кг.

Реабилитация территории Балканабатского йодного завода была начата в конце 2009 года и завершена к июлю 2010 года. Работы по демонтажу зданий, сооружений и оборудования на площадке бывшего цеха угольной адсорбции Хазарского химического завода стартовали в сентябре 2010 года и окончены к февралю 2011 года.

Площадка цеха угольной адсорбции Хазарского химического завода после реабилитации

В дальнейшем основной объем работ был связан с извлечением и вывозом на хранение накопленного на площадке отработанного активированного угля. Спецификой проведения работ на площадке Хазарского химического завода стали мероприятия по осушению озера со сбросовой водой, извлечению и просушке перед отправкой на ПСТО значительных объемов производственных отходов в виде смеси активированного угля, песка и иловых отложений, загрязненных ПРН. Реабилитационные работы на площадке Хазарского химического завода были завершены в декабре 2011 года.

Радиационное обследование, проведенное после реабилитационных работ, показало, что эффективная удельная активность ПРН в поверхностных слоях грунта не превышает 350 Бк/кг, удельная активность ²²⁶Ra в поверхностных слоях грунта – 230 Бк/кг, средний уровень мощности дозы γ-излучения – 0,25 мкЗв/ч. Таким образом, в результате выполненных работ был достигнут уровень радиационной безопасности, который существенно ниже величин, установленных критериями реабилитации. В таких условиях  при использовании реабилитированной территории в производственных целях эффективная доза облучения всех работников заводов в производственных условиях не превысит 1 мЗв/год, что значительно меньше  предела дозы 5 мЗв/год, установленного  НРБ-99/2009. 

Доставка на хранение отходов, образующихся в процессе реабилитации территории цехов угольной адсорбции Балканабатского йодного завода и Хазарского химического завода, производилась в разработанных ЗАО «Экомет-С» сертифицированных универсальных транспортных контейнерах УКТН-24000. Следует отметить сложность маршрута транспортировки, пролегающего через пустыню Каракум. Основные перевозки были осуществлены в летнее время в условиях высоких (достигающих более +50^оС) температур и частых песчаных бурь. 

Пункт долговременного хранения отходов

Пункт долговременного хранения производственных отходов, загрязненных природными радионуклидами (пункт складирования техногенных отходов – ПСТО), был построен в 2004 году в пустынном районе в естественной природной котловине глубиной 6-8 м на расстоянии 7 км от берега Каспийского моря, в 9 км от Хазарского химического завода и 120 км от Балканабатского йодного завода. В районе расположения ПСТО нет открытых водных источников и водоемов; сейсмичность участка – 9 баллов.

Емкостью для хранения служит железобетонный резервуар 81,8×106,8 м, глубиной от 5,44 м до 11,44 м от поверхности и высотой стен 5,4 м. На дне котлована максимальные размеры резервуара составляют 80,0×105,0 м, 8400 м², объем – 42000 м³.

Исходное состояние пункта складирования техногенных отходов

Комплексное радиационное и инженерное обследование показало, что эксплуатация существующих конструкций хранилища может осуществляться после выполнения ряда мероприятий по их укреплению и обустройству. Перед началом заполнения ПСТО был выполнен большой объем работ по подготовке рабочей площадки, укреплению и обустройству инженерных сооружений хранилища – восстановление внешней гидроизоляции строительных конструкций в местах повреждения, организация зоны контролируемого доступа, дренажа и отсеков хранения.

В связи с выявлением дополнительных объемов (более 10 тыс. м³) отработанного активированного угля с повышенным содержанием ПРН, не учтенных ранее при проведении КИРО, в июле-августе 2011 года по периметру существующих стен ПСТО была возведена монолитная бетонная стена высотой 2 м. Это обеспечило возможность размещения в хранилище дополнительно до 16800 м³ отходов.

Для исключения распространения радиоактивных загрязнений в процессе загрузки и возможности упорядоченного поэтапного заполнения ПСТО была предусмотрена установка внутренних перегородок из бывших в употреблении универсальных контейнеров типа ICC (не более двух ярусов) с вырезанными в крыше отверстиями. Это обеспечило организацию шести отсеков хранения.

Заполнение ПСТО после сооружения дополнительной стены

Заполнение отсеков осуществляется, главным образом, с использованием мягких контейнеров типа Big-Bag послойно с засыпкой пустот песком (отходами I категории). Схема организации хранения производственных отходов удовлетворяет условиям пожарной безопасности: применявшийся в цехах угольной адсорбции активированный уголь не является самовозгораемым, не склонен к тепловому и химическому самовоспламенению и может храниться любыми способами без опасности его возгорания.

После последовательного заполнения всех отсеков, засыпки выравнивающих слоев и их уплотнения возводится верхний защитный экран ПСТО.

Схема закрытия и заполнения ПСТО

Он представляют собой нескольких слоев различного назначения. Над отходами, размещенными на высоту, равную высоте железобетонных стен ПСТО, насыпается слой песка толщиной 0,5 м, затем бентонитовый экран толщиной 3-5 мм, играющий роль гидроизоляционной защиты. Бентонитовый слой укладывается внахлест для исключения попадания под него влаги и полностью покрывает железобетонные стены с наружной стороны ПСТО. По периметру ПСТО отсыпается дренажный слой из гравия. Пазухи котлована засыпаются песчаным грунтом.

На бентонитовый экран кладется слой песка (каменной крошки) толщиной 0,5 м, затем – геотекстильное покрытие толщиной 6 мм, используемое в качестве разделительного, фильтрующего и защитного слоя. Выше следует рекультивационный слой, который образуется путем засыпки чистого (нерадиоактивного) потенциально плодородного грунта (суглинка), толщина которого составляет не менее 1,0 м над краями хранилища. C учетом откосов мощность суглинистого слоя увеличивается и в средней части ПСТО. Абсолютная отметка верха хранилища составляет 28,5 м.

Для контроля возможной миграции радионуклидов с грунтовым потоком от ПСТО в соответствии с требованиями нормативных документов предусмотрено устройство шести наблюдательных скважин.

15 февраля 2012 года хранилище было сдано под контролируемое наблюдение. Согласно проекту, срок безопасного хранения производственных отходов с повышенным содержанием ПРН в ПСТО составляет не менее 100 лет.

 ПСТО после сдачи под контролируемое наблюдение

Результаты реабилитации территории цехов угольной адсорбции

В результате реализации проекта ликвидированы два радиационно опасных объекта. Площадь реабилитированной территории составила 47,5 тыс. м².
Общая стоимость работ по проекту – $12,4 млн. Суммарные затраты на сбор, кондиционирование, транспортирование и складирование 1 м3 производственных отходов составили $250. Величина грузооборота – около 2 млн т-км.

Реализация проекта показала, что предусмотренные организационные и технические мероприятия, а также принятые основные решения по реабилитации территорий цехов угольной адсорбции Балканабатского йодного и Хазарского химического заводов, размещению и заполнению ПСТО обеспечивают техническую, радиационную и экологическую безопасность для населения и объектов окружающей среды.

Авторы

external link, opens in a new tab Гелбутовский Александр Брониславовичexternal link, opens in a new tab	external link, opens in a new tab Черемисин Пётр Ивановичexternal link, opens in a new tab	Борискин М.М.	Егоров А.Ю.	Тедженов С.С.	Трошев А.В.
external link, opens in a new tab