Модель проникновения урана в подземные воды ХВХ
Одним из основных направлений научных исследований на ближайшее десятилетие является изучение условий миграции и концентрирования радионуклидов в вадозной зоне, которая представляет собой область между земной поверхностью и уровнем подземных вод. Необходимость этих исследований определяется решением таких важнейших задач, как размещение экологически опасных отходов, реабилитация загрязненных территорий, эксплуатация минеральных ресурсов и др. Ключом к решению этих практических задач являются научные знания о доминирующих процессах, влияющих на фильтрацию газово-жидкой фазы, транспорт загрязнителей и физико-химические преобразования в различных окислительно-восстановительных условиях геологической среды.
Междисциплинарные исследования вадозной зоны, как правило, включают:
- выявление причинно-следственных связей между внешними и внутренними факторами, определяющими скорость продвижения потоков загрязненных вод;
- применение теоретических основ и инструментальных методов определения количественных параметров движения газово-жидкой фазы и загрязнителей;
- использование методов выявления неоднородностей геологической среды и их влияния на скорости продвижения и структуру потоков, а также определения динамики минерально-химических и биогеохимических преобразований пород;
- математическое моделирование протекающих процессов.
Несмотря на обширный фактический материал по загрязнению подземных вод зоны интенсивного водообмена пестицидами, азотистыми и различными органическими загрязнителями, многие радиоэкологи, гидрологи и даже гидрогеологи считали, что проблемы опасности загрязнения подземных вод радионуклидами не существует.
Даже в первые годы после Чернобыльской катастрофы попытки углубленного изучения особенностей миграции радионуклидов в геологической среде рассматривались как весьма второстепенные и, в какой-то мере, надуманные. Собранные за последние годы данные постепенно рассеивают эти заблуждения.
Известно, что проникновение радионуклидов в подземные воды происходит вследствие различных процессов. Основные из них – конвективный перенос (фильтрация), физико-химическая трансформация веществ в подземных водах и их взаимодействие с вмещающими породами. Радионуклиды могут транспортироваться в растворенном виде, с коллоидами и на взвесях. Используемые в настоящее время теории и методы изучения процесса фильтрации подземных вод и транспорта загрязнителей в идеализированной пористой среде не могут полностью воспроизвести всю сложность процессов, протекающих в реальных геологических условиях, где породы, как правило, характеризуются высокой степенью неоднородности по литологическому составу, физико-механическим свойствам и напряженно-деформированному состоянию. В едином варианте эти вопросы еще не изучены. Сейчас предпринимаются попытки их теоретического осмысления. Плодотворность теоретической модели, с помощью которой пытаются объяснить и предсказать указанные потоки миграции, зависит от степени ее адекватности изучаемым процессам. Пока еще накоплено мало фактических данных по миграции веществ, миграционных барьеров и форм миграции соединений в различных ландшафтах Земли.
