Геоэкологический мониторинг

Геоэкологический
мониторинг
Лекция № 8
Мониторинг
на территории деятельности
предприятий по добыче урана
методом подземного скважинного
выщелачивания
Лектор:
Таловская
Анна Валерьевна
к.г.-м.н., доцент
каф. ГЭГХ ИПР ГОУ ВПО НИ ТПУ
1
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
Источники загрязнения окружающей
среды.
Мониторинг
выбросов
в
атмосферный воздух.
Мониторинг за загрязнением почв.
Мониторинг
за
состоянием
подземных вод.
Мониторинг
загрязнения
оборудования и транспорта.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
2
1. Источники загрязнения окружающей среды
Месторождение Канжуган
Геотехнический способ добычи
– совокупность работ по переводу
полезного
ископаемого
в
подвижное
состояние
и
его
последующей
добычи
через
специально
пробуренные
и
оборудованные скважины.
Способ
добычи
урана
–
подземное
скважинное
выщелачивание (ПСВ) кислотное
или карбонатное.
ПСВ наиболее предпочтительный в экологическом отношении способ
добычи металлов
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
3
Карта-схема расположения некоторых урановых
месторождений на территории Республики Казахстан
Здесь и далее на слайдах по материалам НАК
«Казатопром», Язикова В.Г.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
44
Месторождение Канжуган
Буровая установка на
участке
геотехнологического
поля
Пескоотстойник
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
флэш
55
Расходомеры в
техническом
узле закисления
(ТУЗ)
Узлы
распределения
выщелачивающего
раствора (УРВР)
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
флэш
66
Закачные
скважины
Откачные
скважины с
глубинными
насосами
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
флэш
77
Узел приёма
продуктивных
растворов
(УППР)
Сборные
ёмкости
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
флэш
88
Участок переработки
продуктивных
растворов с
получением желтого
кека
Аффинажный завод –
участок переработки
желтого кека. Конечный
продукт –закись-окись урана
Желтый кек
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
флэш
99
Схема добычи урана способом подземного
скважинного выщелачивания
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
на
пластово-инфильтрационных
месторождениях
процесс
ПСВ
осуществляется в безотходном
замкнутом цикле, основанном на
естественном
балансе
между
объемами
закачиваемых
и
откачиваемых
технологических
растворов. При этом в области
выщелачивания
формируется
замкнутый
гидродинамический
контур,
препятствующий
сообщению
этой
области
с
периферией. По границам этого
контура формируется сильный
кислотно-щелочной барьер, за
пределы которого существенная
фильтрация
технологических
растворов исключается
10
10
Обобщенный объем выбросов загрязняющих
веществ в атмосферный воздух
(данные ОАО «Волкогеология»)
Наименование
вещества
ПДК
максимально
разовая, мг/м3
Углерода
оксид
Углеводороды
Сажа
Свинец
Бенз(а)пирен
Кислота
азотная
Уран
5
1
0,15
Азота диоксид
Ангидрид
сернистый
Кислота
серная
0.085
0,4
ПДК
Класс
среднесут
опасности
очная,
мг/м3
4
3
4
0,05
3
0,0003
1
0,1
1
0,15
2
0,0032
1
0,04
2
Выброс
вещества
, т/год
123,6
22,84
7,60
0,022
0,000167
0,009596
0,000032
22,13
0.5
0.05
3
10,64
0,3
0,1
2
0,045844
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
11
Воздействие на почвы
Механическое нарушение в результате проходки и
строительства скважин, вспомогательных сооружений,
проложения грунтовых дорог
Загрязняющие
вещества –
агрессивные
сульфаты и
естественные
радионуклиды уранрадиевого ряда
Радиоактивные
технологические
отходы
Радионуклидное и химическое загрязнение в результате разлива
выщелачивающих и продуктивных растворов в результате переливов
закачных скважин, разгерметизации соединений и разрывов
трубопроводов, утечки технологических растворов при аварийных
разрывах трубопроводов
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
12
12
Воздействие на подземные воды
Изменение гидрохимической обстановки
подземных вод в районе действия
технологических скважин
В подземных водах в десятки раз происходит
увеличение общей минерализации; концентраций
сульфат-ионов, алюминия, железа, нитратов,
тяжелых
металлов,
микроэлементов,
13
радионуклидов, изменяется величина рН
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
13
Пример масштабности процесса
воздействия на подземные воды при ПСВ
(сернокислотная схема) урана
ПОКАЗАТЕЛИ
Площадь ячейки ПВ
Ед-ца ПАРАМЕТРЫ
измния
м2
5000
Эффективная мощность горизонта
м
20
Алюминий
т
42
Марганец
т
6
Магний
т
22
Кальций
т
23
Наименование тяжёлых металлов
дополнительно
перешедших в промышленные
растворы
По материалам Язикова В.Г.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
Be, As, Pb, Zn, Cd,
Co, Cr и др.
14
Химический и радиохимический составы природных подземных вод
и остаточных растворов (сернокислотная схема) (по данным Язикова и др., 2001)
№
п/п
1.
Среда
Компоненты
Содержания, мг/л
Природные воды
в Кызылкумской
провинции
Природные воды в
Сырдарьинской
провинции
Остаточные
растворы
2230-5900
570-1000
14000-30000
ПДК
(ГОСТ 287482) «Вода
питьевая»
1000
701 - 2060
125-500
7000-17000
500
2.
Общая
минерализация
S042-
3.
N03-
н.о.
5.0
65-300
45
4.
Feобщ.
0.03-1.3
0.03-0.16
до 1500
0.3
5.
Al3+
0.05-0.23
0.005-0.05
до 1600
0.5
6.
7.
Be2+
As3+, 5+
0.00002-0.06
0.005
0.00002
0.002-0.005
0.01-0.87
0.1-1.6
0.0002
0.05
8.
9.
Рb2+
Сu2+
0.0005-0.05
0.01
0.006-0.360
0.01
0.02-1.65
0.1-0.7
0.03
1.0
10. Zn2+
11. Hg2+
0.1
0.002
0.1-0.330
0.002
2.4-7.0
-
5.0
0.0005
12. Cd2+
13. Sr4+
0.001-0.0016
2-15
0.001
0.9-3.4
0.03-0.2
9-21
0.001
7.0
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
С25
15
15
Химический и радиохимический составы природных
подземных вод и остаточных растворов (сернокислотная
схема) (по данным Язикова и др., 2001)
№
п/п
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
Среда
Компоненты
Cl+
Co2+
Mn2+
Cr3+
pH
U6+
Ba2+
Мо2+
Se
Ni
226Ra, Ки/л
Природные воды
в Кызылкумской
провинции
511-1970
0.001-0.01
0.01-0.4
0.06
7.0-8.2
0.0003-4.4
0.1-0.4
0.01-0.06
0.0001-0.017
0.01
1*10-13-7.6*10-10
Содержания, мг/л
Природные
Остаточные
воды в
растворы
Сырдарьинской
провинции
77-170
до 3000
0.001-0.003
0.7-2.9
0.01
15-170
0.06
0.76-5.1
7.0-8.2
1.5-3.0
0.0002-12.0
до 20
0.4
0.001-0.011
0-31.5
0.0001-0.158
0.05-5.0
0.01
0.01
1*10-13-1.64*10- 2 10-10-5*10-9
ПДК
(ГОСТ 287482) «Вода
питье-вая»
350
1.0(0.01)
0.1
0.5(0.1)
6.0-9.0
1.7
0.1
0.25
0.001
0.09-0.4
5.4*10-11
13
25.
26.
27.
230Th,
Ки/л
210Ро, Ки/л
210Рb, Ки/л
(150- 2200)*10-10
Геоэкологический
мониторинг.
-10
2.8*10-13-1.3*10
Лектор: Таловская А.В.(1.2-18)*10-11
-
до 3*10-8
до 5*10-9
(12-29)*10-11
2.2*10-11
16
-10
3.8*1016
7.7*10-11
Поступление химических веществ в подземные
воды в при карбонатном выщелачивании
Бикарботнатный реагент
ионы аммония, бикарбоната,
хлора, отчасти сульфата
Ионы бериллия,
мышьяка, селена
радий-226,
торий-230, радон-222
рН слабощелочная
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
17
2. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух
Оценочные показатели в атмосферном воздухе согласно ВСВ,
тому ПДВ, НРБ-99, СП 2.6.1.758-99 и
ГОСТ 12.1.005-88, Р 2.2.755-99 (рабочая зона)
†
оксид углерода,
†
диоксид азота,
†
сажа,
†
ангидрит сернистый,
†
свинец,
†
бенз(а)пирен
†
пары кислот серной и азотной
†
значения по урану
†
окислы азота в пересчете на диоксид азота
†
окислы углерода в пересчете на оксид углерода
†
оксид серы в пересчете на ангидрид сернистый
†
и др.
Общие работы по мониторингу на предприятиях проводятся службами
ТБ и радиационной безопасности.
Геоэкологический мониторинг.
18
Лектор: Таловская А.В.
Размещение пунктов наблюдения за атмосферным воздухом
Место контроля
Характеристика
Период отбора
Рабочая зона
Цех
переработки Р
2.2.755-99.
Согласование с
продуктивных растворов
учреждениями Россанэпиднадзора.
На пары серной кислоты -за один
месяц
до
пуска
процесса
подземного
выщелачивания
и
завоза реагентов. В период пуска 1го цикла выщелачивания – 1 раз в
неделю.
Граница СЗЗ
РД
52.04.186-89.
По Два раза в год (зимой и летом). При
направлению
факелов пониженном давлении воздуха и
выбросов в пяти точках: переменном ветре
три в зоне факела и две за
пределами зоны факела
Фоновый пункт
Наибольшее удалении от Два раза в год (зимой и летом).
источников
выбросов,
чтобы
исключить
их
влияние
19
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
19
3. Мониторинг за загрязнением почв
Оценочные показатели в почвенном покрове:
†
†
†
Санитарные правила и нормы № 5.01.026-99 (СНП-ПВ-99)
«Проектирование,
строительство,
эксплуатация,
консервация и ликвидация добычных полигонов
подземного выщелачивания радиоактивных руд»
состав рудовмещающих пород
состав закачиваемых и продуктивных растворов
Пример контролируемых показателей: суммарная альфа-активность,
бета-активность, K40, Ra226, Th232 и продукты их распада; Ве; Аs; Рb; Сu;
Zn; Сd; Со; Сr; Fe, U, Th, Sc, Ta, лантаноиды, Се, МЭД, сульфат-ион, рН,
Eh водной вытяжки.
На период эксплуатации предприятия специальные нормативы на загрязнение
почвы не установлены.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
20
Суммарная активность грунтов
должна быть на уровне (СНП-ПВ-99)
в слое от 0
до 25 см
превышение
естественног
о фона не
более, чем
на 1200 Бк/кг
в среднем по
участку
в слоях 25-50, 5075 и 75-100 см
превышение
естественного
фона не более,
чем на 7400 Бк/кг в
среднем по участку
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
21
Мощность дозы внешнего гамма-излучения
на уровне, не превышающем естественный фон более,
чем на 30 мкР/час по всей площади участка
в отдельных локальных точках (не более 20%) – могут
допускаться превышения, но не более 60 мкР/час над
естественным фоном
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
22
Фото А.Ю. Иванова
Пешеходная гамма-съемка
Территория
промплощадки
Территория СЗЗ
Ряды скважин и трубопроводы,
междурядное пространство
Сеть съёмки - 100х100 м.
На выделенных аномалиях – детальная
съемка с сетью 1х1 м.
Периодичность проведения – 1 раз в год.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
23
Уровень радиоактивного загрязнения почв
вокруг типичной группы скважин на
месторождении Мойнкум
Из материалов дипломного проекта Маркенбаева А.Ж.
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
24
4. Мониторинг за состоянием подземных вод
•
•
•
•
•
•
Основными показателями состояния природной
гидрогеохимической среды являются:
рН, Еh среды;
общая минерализация и её характер;
сульфаты, нитраты
содержание микрокомпонентов в подземных вода,
наличие и состав газов,
радиохимический состав (радионуклиды уранрадиевого ряда) и др.
С16
Пример контролируемых показателей в подземных водах: pH, Eh, U,
Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cl-, SO42-, NO3-, SiO22-, H2SO4, сухой
остаток; гамма-спектрометрический анализ: Ra226, Ra228, Th228, Cs137, K40,
Ra223, Th227, U235, Pb210, Th230, Th234, Eu152, Eu154, Ca60, Am241;
210; суммарная удельная α-активность.
радиохимический анализ: Pb210
,
Po
Геоэкологический мониторинг.
25
Лектор: Таловская А.В.
Наблюдательные скважины, пробуренные для
контроля горизонтального и вертикального
растекания выщелачивающих растворов
В производственной и вспомогательной зонах
В продуктивном
требуется бурение наблюдательных скважины водоносном горизонте
на грунтовые воды.
- 5 наблюдательных
скважин по профилю с
интервалом 400 м вкрест
простирания рудного
тела. Общее количество
наблюдательных скважин
может составить от 270 до
285.
наблюдательные скважины на непродуктивные водоносные
горизонты - от 70 до 76
с учетом 20-го летнего опыта работ специалистов ОАО Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
«Волковгеология» на полигонах ПВ Шу-Сарысуйской и
Среднесырдарьинской урановорудной провинций
26
5. Мониторинг загрязнения оборудования и
транспорта
оценка поверхностного
радиоактивного загрязнения
транспорта, оборудования и цистерн
для перевозки готового продукта
Нефиксированное
загрязнение
поверхности
контролируется способом мазков по методике,
приведенной в ПБТРВ-73.
Для определения уровней фиксированного и
общего радиационного загрязнения предусмотрено
использование прибора ДРБП-3 с блоками
детектирования БДБА-02, БДГ-01 или ПРЗАБ-01"Соло".
Геоэкологический мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
27