Водоем-хранилище промышленных отходов с радиоактивными изотопами стронций-90 и цезий-137
Изобретение относится к емкостям-хранилищам жидких промышленных отходов, содержащих радионуклиды стронция и цезия в естественных грунтах, и может быть использовано для сооружения системы техногенных геохимических барьеров, которые очищают воду от радионуклидов. Техническим результатом изобретения является сооружение простой, надежной конструкции емкости-хранилища жидких промышленных отходов с радионуклидами стронций-90 и цезий-137 в естественных рыхлых грунтах, в котором происходит самоочищение воды от радиоактивных изотопов. Поставленная задача решается с помощью хранилища для промышленных отходов, загрязненных изотопами стронция и цезия, выполненного в виде котлована с размещенным на его стенках и дне слоем глины. Отличительная особенность хранилища состоит в том, что в качестве глины используют слой монтмориллонитовой глины, на котором размещены слой золы с порошком бурого железняка и слой щебенки гипса с известняковой щебенкой, причем водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз. При этом компоненты двухкомпонентных изоляционных слоев взяты в соотношении 1 : 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к емкостям-хранилищам жидких промышленных отходов, содержащих радионуклиды стронция и цезия в естественных грунтах и может быть использовано для сооружения системы техногенных геохимических барьеров, которые очищают воду от радионуклидов.
Известен способ предотвращения загрязнения среды токсичными и радиоактивными металлами, при котором первоначально определяется местоположение и направление потока миграции тяжелых, токсичных или радиоактивных металлов в форме устойчивых комплексов в массиве пород. Затем на его пути укладывают последовательно буферный слой из сульфидов и барьер из гранулированных мелкодисперсных глин. (Пат. РФ N 2075125, МПК G 21 F 9/20, 10.03.97). В качестве прототипа взят водоем-хранилище жидких промышленных отходов с радиоактивными изотопами стронций-90 и цезий-137 (Соболев И.А. и др. "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Энергоатомиздат, 1983. С. 75- 77). Недостатком прототипа является сложность и недостаточная надежность конструкции емкости-хранилища. Задачей изобретения является сооружение простой, надежной конструкции емкости-хранилища жидких промышленных отходов с радионуклидами: стронций-90 и цезий-137 в естественных рыхлых грунтах, в котором происходит самоочищение воды от радиоактивных изотопов. Поставленная задача решается с помощью хранилища для промышленных отходов, загрязненных изотопами стронция и цезия, выполненного в виде котлована с размещенным на его стенках и дне слоем глины. Отличительная особенность хранилища состоит в том, что в качестве глины используют слой монтмориллонитовой глины, на котором размещены слой золы с гетитом, т.е. порошком бурого железняка, и слой щебенки гипса с известняковой щебенкой, причем водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз. При этом компоненты двухкомпонентных изоляционных слоев взяты в соотношении 1:1. На чертеже представлен поперечный разрез хранилища для жидких промышленных отходов с радионуклидами стронция и цезия. Хранилище выполнено в виде котлована в рыхлом грунте 1. Многослойная изоляция стенок и дна состоит: из слоя 2 - монтмориллонитовая глина, слоя 3 - механической смеси золы с порошком бурого железняка в соотношении 1:1, слоя 4 - механической смеси щебенки гипса с известняковой щебенкой при соотношении 1:1. В хранилище размещены жидкие отходы 5, загрязненные радиоактивными изотопами стронция и цезия. Борта хранилища окружены отсекающей грунтовой обваловкой 6. Водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз 7. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в хранилище создается сложная система техногенных геохимических барьеров. Система геохимических барьеров состоит из слоев разного состава и разной структуры, которые укладываются в следующей последовательности. На дно котлована и стенки его укладывается слой монтмориллонитовой глины 2, который выполняет функцию сорбционного геохимического барьера, который задерживает ионы стронция и цезия и, тем самым, очищает инфильтрационный поток от радионуклидов. Затем насыпается слой 3 золы с порошком бурого железняка или красного шлама (отход глиноземного производства) в соотношении 1:1. Смесь многофункциональна: она создает щелочной геохимический барьер, на котором коагулируют содержащие стронций и цезий фульвиновые комплексы. Он выполняет задачу и сорбционного геохимического барьера, на котором задерживаются катионы стронция-90 и цезия-137. На смесь 3 укладывается механическая смесь 4 из щебенки гипса с известняковой щебенкой в соотношении 1:1. Далее на слой 4 наливаются жидкие отходы 5, загрязненные изотопами стронций-90 и цезий-137. В водоеме-хранилище разводятся харовые водоросли, рдест и рогоз 7. Самоочищение водной среды в хранилище начинается в толще воды, где водные растения рдест и рогоз будут извлекать из раствора ион Cs+, а харовые водоросли - ионы стронция и накапливать их на фитогенном геохимическом барьере в тканях растений. Осенью растительная масса собирается и хранится в специальных хранилищах (могильниках). Ионы Sr2+, не захваченные фитогенным барьером, высаливаются из раствора на сульфатном геохимическом барьере и осаждаются на дне водоема в виде мельчайших кристалликов целестина (SrSO4). Ионы SO42- для высаливания Sr2+ поступают в раствор при растворении гипса (CaSO4![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
1. Водоем-хранилище жидких промышленных отходов с радиоактивными изотопами стронций-90 и цезий-137, выполненное в виде емкости с многослойной изоляцией стенок и дна, отличающееся тем, что изоляция содержит последовательно размещенные слой монтмориллонитовой глины, слой золы с порошком бурого железняка и слой щебенки гипса и известняковой щебенки, причем водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз. 2. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что каждый двухкомпонентный слой содержит ингредиенты в соотношении 1:1.РИСУНКИ
Рисунок 1