Загрязненные участки на поймах в верхнем бассейне реки Колорадо работали с 1940-х по 1970-е годы для производства «желтого кека», прекурсора уранового топлива, используемого на атомных электростанциях и в оружии. В 1990-х годах поверхность площадки была очищена, и предполагалось, что оставшийся в земле уран вымывается со временем из-за естественного потока грунтовых вод через площадки.«Растворенный в грунтовых водах уран медленно течет в близлежащие реки, где он становится разбавленным ниже концентраций урана, естественно присутствующих в речной воде», — говорит Джон Баргар, руководитель проекта SLAC и исследователь лаборатории Стэнфордского источника синхротронного излучения (SSRL), офиса Министерства энергетики США.
Средство научного пользователя. «Однако исследования показали, что загрязнение грунтовых вод является неожиданно долгоживущим».Закопанные органические материалы хранят уран
Но почему это загрязнение так стойко? Чтобы выяснить это, исследовательская группа Баргара недавно объединила усилия с Управлением по управлению наследием Министерства энергетики США, которое отвечает за зараженные участки. «Наше сотрудничество мотивировано необходимостью лучше понять геохимические и биологические факторы, влияющие на мобильность и транспортировку урана», — говорит Уильям Дам, гидролог и руководитель участка в Office of Legacy Management. «Мы хотим понять, каким образом уран попадает из земли в грунтовые воды, создавая шлейф загрязнения, в котором концентрация урана остается выше нормативных требований безопасности».
Предыдущие полевые исследования, проведенные командой Баргара и сотрудниками из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBNL) на территории бывшего уранового завода в Рифле, штат Колорадо, предоставили возможное объяснение долговечности уранового загрязнения. Выяснилось, что до 95 процентов подземного урана сосредоточено в зонах богатых органическими веществами отложений — погребенных останках растений и других организмов на берегах бывшего ручья реки Колорадо — обычно расположенных на глубине 10–30 футов под землей.
Эти органические вещества, по-видимому, хранят большое количество урана, ограничивая его подвижность и очень медленно высвобождая его в окружающую воду в течение многих лет. Текущие оценки предсказывают, что загрязнение не исчезнет еще как минимум 100 лет на нескольких участках.
Совместная работа позволяет проводить тестирование в масштабах всего региона«Наша модель для Rifle предсказывает, что зоны, богатые органическими веществами, могут в целом влиять на подвижность урана в верхнем бассейне реки Колорадо и, следовательно, могут также играть важную роль на других участках», — говорит Баргар. Как подчеркивается в последнем ежеквартальном отчете Office of Legacy Management, новый проект будет включать пять дополнительных объектов в Колорадо, Вайоминге и Нью-Мексико. Полевые работы начались с августа по октябрь прошлого года на четырех участках, а весной последуют новые экспедиции по сбору проб.Для Баргара сотрудничество с Office of Legacy Management является ключевым фактором успеха проекта. «Доступ к этим сайтам регулируется, и некоторые из них находятся в очень удаленных местах», — говорит он. «Наши партнеры из Office of Legacy Management, а также LBNL предоставляют нам доступ к объекту и логистическую поддержку.
Они также проводят буровые работы, необходимые для взятия проб отложений и воды».Рентгенологические исследования химических и биологических факторовОбразцы из полевых исследований отправляются в SSRL, где команда Баргара проанализирует их с помощью различных рентгеновских методов. Эти эксперименты, запланированные на конец января, позволят определить химическую форму урана в образцах с разной глубины.
Некоторые формы урана растворяются в воде лучше, чем другие, и исследование может показать, как присутствие определенных химических форм в зонах, богатых органическими веществами, влияет на общую подвижность урана на загрязненных участках. В ходе исследования также будут изучены типы органического углерода, присутствующего в земле, чтобы понять, как он влияет на поведение урана.Исследователи объединят рентгеновские данные с исследованиями того, как бактерии влияют на химию урана. «Мы знаем, что микробы сильно влияют на химическую форму урана и, следовательно, на его подвижность», — говорит Баргар. «Собирая информацию о микробных популяциях, присутствующих в отложениях, мы надеемся получить информацию о том, как и когда бактерии это делают, и как бактерии связывают подповерхностную углеродную химию с поведением урана».
Более глубокое понимание различных факторов, контролирующих мобильность урана, потенциально может привести к лучшим способам очистки национального наследия от загрязнения в результате добычи и переработки урана, а также может помочь исследователям разработать новые стратегии восстановления загрязненных участков в верхнем бассейне реки Колорадо и в других местах.