ОЦІНКА БАР’ЄРНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗОНИ АЕРАЦІЇ НА ДІЛЯНЦІ ПУНКТІВ ЗАХОРОНЕННЯ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ У ЧОРНОБИЛЬСЬКІЙ ЗОНІ ВІДЧУЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2025.4.342935Ключові слова:
інфільтраційне живлення, ПЗРВ «Буряківка», КВ «Вектор», Чорнобильська зона відчуження, радіоактивне забруднення, захищеність підземних вод, гідрогеологічне моделюванняАнотація
У роботі наведено оцінки інфільтраційного живлення підземних вод за рахунок атмосферних опадів і проаналізовано захисні властивості зони аерації щодо затримки й ослаблення міграції радіонуклідів у районі пункту захоронення радіоактивних відходів (ПЗРВ) «Буряківка» та комплексу виробництв (КВ) «Вектор» у Чорнобильській зоні відчуження. Розуміння закономірностей інфільтраційного живлення, фільтрації підземних вод і міграції радіонуклідів поблизу цих об’єктів є критично важливим для проведення оцінок безпеки захоронення та зберігання відходів. Територія дослідження розміщена у межах Чистогалівської моренної гряди та характеризується наявністю безнапірного водоносного горизонту у четвертинних відкладах, який живиться переважно атмосферними опадами. Для оцінки інфільтраційного живлення підземних вод застосовано комплекс методів. У результаті аналізу динаміки рівнів ґрунтових вод і балансу хлор-іону у підземних водах та атмосферних опадах отримано узгоджені значення інфільтраційного живлення в діапазоні (55–65) ± 15 мм/рік. Коректність наведених оцінок підтверджено калібруванням регіональної фільтраційної моделі. Одержані оцінки інфільтраційного живлення застосовано для оцінки бар’єрних властивостей ґрунтів зони аерації щодо міграції чорнобильських і присутніх у потоках радіоактивних відходів (РАВ) НАЕК «Енергоатом» радіонуклідів. Розрахунки виконано з використанням міграційних моделей, що враховують адвекцію, дисперсію, сорбцію та радіоактивний розпад. Скринінговий аналіз показав, що основні ризики забруднення підземних вод обумовлені 90Sr, 3H та 14C. Для зазначених радіонуклідів оцінено час міграції в ґрунтах зони аерації та коефіцієнти зниження концентрації в підземних водах за рахунок перелічених вище врахованих у моделі геоміграційних механізмів. Отримані розрахункові параметри можуть бути використані в інтегрованих геоміграційних моделях, що враховують бар’єрні властивості геологічного середовища в ближній та дальній зоні сховища РАВ у комплексі з дозовими моделями для розрахунку критеріїв приймання РАВ на захоронення.
Посилання
Allison G.B., and Hughes M.W. 1978. The Use of Environmental Chloride and Tritium to Estimate Total Recharge to an Unconfined Aquifer. Australian Journal of Soil Research, 16, 181–195. http://dx.doi.org/10.1071/SR9780181
Antropov V.M., Bugai D.A., Dutton L.M.C., Gerchikov M.Y., Kennett E.J., Ledenev A.I., Novikov A.A., Rudko V., Ziegenhagen J. 2001. Review and analysis of solid long-lived and high-level radioactive waste arising at the Chernobyl Nuclear Power Plant and the Exclusion Zone. EUR 198197 EN. NNC Ltd, Manchester. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31635.17442/1
Baes C.F., and Sharp R.D. 1983. A Proposal for Estimation of Soil Leaching and Leaching Constants for Use in Assessment Models. Journal of Environmental Quality, 12 (1), pp. 17–28. https://doi.org/10.2134/jeq1983.00472425001200010003x
Bugai D., Avila R. 2020. Scenarios and Pathways of Radionuclide Releases from Near-Surface Waste Disposal Facilities: A Brief Overview of Historical Evidence. Nuclear and Radiation Safety, 3 (87), 21–27. https://doi.org/10.32918/nrs.2020.3(87).03
Bugai D., Dewiere L. 2004. Geological structure and hydrogeological conditions of the Chernobyl Pilot Site. Rapport DEI/SARG n°04-16., Institute for Radioprotection and Nuclear Safety, Fontenay-aux-Roses, France.
Bugai D., Skalskyy A., Dzhepo S., Kubko Yu., Kashparov V., Van Meir N., Stammose D., Simonucci C., Martin-Garin A. 2012. Radionuclide migration at experimental polygon at Red Forest waste site in Chernobyl zone. Part 2: Hydrogeological characterization and groundwater transport modeling. Applied Geochemistry, 27 (7), pp. 1359–1374. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.09.028
Bugai D., Skalskyy A., Haneke K., Thierfeldt S., Nitzsche O., Tretyak A., Kubko Yu. 2017. Groundwater monitoring and modelling of the Vector site for near-surface radioactive waste disposal in the Chernobyl Exclusion Zone. Nuclear Physics and Atomic Energy, 18 (4), pp. 382–389.
Bugai D., Smith J., Hoque M. 2020. Solid-liquid distribution coefficients (Kd-s) of geological deposits at the Chernobyl Nuclear Power Plant site with respect to Sr, Cs and Pu radionuclides: A short review. Chemosphere, 242, 125175, ISSN 0045-6535., https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125175
Bugai D.A., Fourre E., Jean-Baptiste P., Dapoigny A., Baumier D., C. Le Gal La Salle, Lancelot J., Skalskyy A.S., Van Meir N. 2010. Estimation of groundwater exchange at Chernobyl site using the data of the isotope dating and hydrogeological modeling. Geologičnij žurnal, 4 (333), 119–-124 (in Ukrainian).
De Salve M., Testoni R., Levizzari R., 2014. Radionuclides Transport Phenomena in Vadose Zone. International Journal of Physical, Nuclear Science and Engineering, 8 (3), pp. 31–-37.
Dzhepo S., Skalskyy A. 2002. Radioactive contamination of groundwater within the Chernobyl Exclusion Zone. In: Shestopalov V. (Ed.), Chernobyl disaster and groundwater. A.A. Balkema Publishers, pp. 25–70.
Energoproject. 1996. Report on engineering and hydrogeological investigations in the area of the villages Lelev, Chistogalovka, and Buryakivka (for the adjustment of the working design of the monitoring network for radiological monitoring of the right-bank area) (in Russian).
Freeze R.A., Cherry J.A. 1979. Groundwater. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey. 604 p.
Gumuła-Kawęcka A., Jaworska-Szulc B., Szymkiewicz A., Gorczewska-Langner W., Pruszkowska-Caceres M., Angulo-Jaramillo R., Šimůnek J. 2022. Estimation of groundwater recharge in a shallow sandy aquifer using unsaturated zone modeling and water table fluctuation method. Journal of Hydrology, 605, 127283. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127283
Healy R.W., Cook P.G. 2002. Using groundwater levels to estimate recharge. Hydrogeology Journal, 10, 91–109. https://doi.org/10.1007/s10040-001-0178-0
IAEA. 2001. Generic Models for Use in Assessing the Impact of Discharges of Radioactive Substances to the Environment. Safety Reports Series No. SRS-19. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2002. Scientific and Technical Basis for the Near Surface Disposal of Low and Intermediate Level Waste. Technical Reports Series No. TRS-412. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2003. Derivation of Activity Limits for the Disposal of Radioactive Waste in Near Surface Disposal Facilities. IAEA-TECDOC-1380. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2004b. Safety Assessment Methodologies for Near Surface Disposal Facilities. Results of a co-ordinated research project. 2. Test cases. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2004а. Safety Assessment Methodologies for Near Surface Disposal Facilities. Results of a co-ordinated research project. 1. Review and enhancement of safety assessment approaches and tools. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2005. Derivation of Activity Concentration Values for Exclusion, Exemption and Clearance. Safety Report Series No. SRS-44. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2010. Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments. Technical Reports Series No. TRS-472. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2011. Disposal of Radioactive Waste. Safety Standards Series No. SSR-5. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2012. The Safety Case and Safety Assessment for The Disposal of Radioactive Waste. Safety Standards Series No. SSG-23. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2019. Environmental Impact Assessment of the Drawdown of the Chernobyl NPP Cooling Pond as a Basis for Its Decommissioning and Remediation. IAEA-TECDOC-1886, International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2023. User Manual for Normalysa V.2.3. Description Of Program Module Libraries, Mathematical Models and Parameters. Modelling And Data for Radiological Impact Assessments (Modaria) Programme. IAEA-TECDOC-2037. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IGS. 1998. Operational and forecast assessments of the radio-hydrogeological conditions of the Exclusion Zone and development of recommendations for improving groundwater monitoring. Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine, Kyiv: Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine. 247 p. (in Ukrainian).
Karamushka, V., Kuchma, T., Boychenko, S., Nazarova, O. 2023. Climate change and fires in the Ukrainian Polissia region. 17th International Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”, European Association of Geoscientists & Engineers, Kyiv, Ukraine, Nov 2023, pp. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520235
Khilchevskyi V.K., Kurylo S.M., Sherstyuk N.P., Zabokrytska M.R. 2019. The chemical composition of precipitation in Ukraine and its potential impact on the environment and water bodies. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 28 (1), 79–86. https://doi.org/10.15421/111909
Lisichenko G., Shteinberg M., Chumak D., Prokip A., Shutyak S., Maskalevich I., Vasilkivskiy B. 2017. The Ukrainian Nuclear Industry: Expert review. Bellona, Oslo, Norway. 118 p.
Lykhovyd P. 2020. Reference Evapotranspiration Calculation in the Zone of Ukrainian Polisia Using Air Temperature. Biosc. Biotech. Res. Comm., 13 (4), 1834–1836. http://dx.doi.org/10.21786/bbrc/13.4/29
Matoshko A., Bugai D., Dewiere L., Skalskyy A. 2004. Sedimentological study of the Chernobyl NPP site to schematize radionuclide migration conditions. Environmental Geology, 46, 820–830. https://doi.org/10.1007/s00254-004-1067-3
Matsala M., Bilous A., Myroniuk V., Holiaka D., Schepaschenko D., See L., Kraxner F. 2021. The Return of Nature to the Chernobyl Exclusion Zone: Increases in Forest Cover of 1.5 Times Since the 1986 Disaster. Forests, 12, 1024. https://doi.org/10.3390/f12081024
Mc Lin S.G., Newman B.D., Broxton D.E. 2005. Vadose Zone Characterization and Monitoring Beneath Waste Disposal Pits Using Horizontal Boreholes. Vadose Zone Journal, 4 (3), 774–-788. https://doi.org/10.2136/vzj2004.0106
NRC. 2024. Licensing Requirements for Land Disposal of Radioactive Waste. Title 10, Code of Federal Regulations, Part 61 (10 CFR Part 61). Washington, D.C.: U.S. Nuclear Regulatory Commission.
SAEZM. 2024. Safety Analysis Report for the Design Stage of Storage Facility No. 11A at the "Buryakivka" Radioactive Waste Disposal Point in the Kyiv Oblast Exclusion Zone. Report No. 3B-III.6-05.0.142-2024. Chornobyl: State Agency of Ukraine on Exclusion Zone Management (in Ukrainian).
SAR-302. 2007. Safety Analysis Report for ENSDF. Chapter 2. Site Characterization of the Storage Facility. Nuclear Power Plant Operation Support Institute. Kyiv, 2007, 66 p. (in Russian).
Saxton K.E., Rawls W.J. 2006. Soil water characteristic estimates by texture and organic matter for hydrologic solutions. Soil Science Society of America Journal, 70 (5), 1569–1578. https://doi.org/10.2136/sssaj2005.0117
Skalskyy A.S., Kubko Yu.I. 2001. Filtration models of the ChNPP area. In: Water exchange in hydrogeological structures and the Chernobyl disaster. Part 2: Modelling of water exchange and radionuclide migration in hydrogeological structures. Kyiv: IGS of the NAS of Ukraine, pp. 462–494 (in Russian).
TACIS. 1995. Siting of Storage and Disposal Facilities. Report on Project “Management of Radioactive Waste in Dumps in Chernobyl Exclusion Area”. TACIS Project UR/029, Document No. 3100/BK/03.0001/01.
Vanderborght J., Vereecken H. 2007. Review of dispersivities for transport modeling in soils. Vadose Zone Journal, 6 (1), 29–52. https://doi.org/10.2136/vzj2006.0096
Zachara J.M., Serne J., Freshley M., Mann F., Anderson F., Wood M., Jones T., Myers D. 2007. Geochemical Processes Controlling Migration of Tank Wastes in Hanford's Vadose Zone. Vadose Zone Journal, 6 (4), 985–1003. https://doi.org/10.2136/vzj2006.0180
Zanoz B.Yu., Bugai D.O., Koliabina D.O., Avila R. 2022. Assessments of radiological and toxicological risks from the use of groundwater and surface water in the zone of influence of the uranium production legacy site. Nuclear Physics and Atomic Energy, 23 (4), 271–279. https://doi.org/10.15407/jnpae2022.04.271
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Д.О. Григоренко, Б.Ю. Заноз, Д.О. Бугай, Ю.І. Кубко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
