Токсични отпадъци Как да се справим със замърсителите на уран Спектър на науката
Токсични отпадъци: как да се справим с отпадъците от уран?
Потокът съдържа 100 микрограма уран на литър, шест пъти повече, отколкото Световната здравна организация препоръчва за питейна вода. И до днес тази вода се излива от мината Кьонигщайн на югоизток от Дрезден. През 1967 г. съветско-германската акционерна корпорация Wismut започва да добива тук уранова руда. Когато класическото демонтиране с взривни и пневматични чукове не даде резултат, се появиха по-твърди превръзки. Хиляди тонове смес от вода и сярна киселина изчезваха в дълбоките сондажи всяка година. Химикалът разлага скалата на иначе недостъпни дълбочини и след това миньорите я изпомпват обратно с желания уран. The Извличане на добив фон Кьонигщайн се смята за една от най-продуктивните фази в източногерманския добив на уран - и една от най-мръсните.
Ураноносният поток от тунелната система продължава да тече и днес и сравнително ниското му съдържание на метал е резултат от десетилетия на обновяване. След края на добива през 1990 г., финансираният от федералния фонд Wismut GmbH пое източногерманските уранови мини, за да предотврати големи екологични щети. Работниците изравниха купчини скала, съдържаща уран, с височина над 100 метра. Те обезопасиха и наводниха тунелите в дълбините. Те създадоха нови магазини в Тюрингия и Саксония за замърсени с уран и други тежки метали утайки - и се погрижиха за мината Кьонигщайн. Мината за излугване в Рудните планини погълна лъвския дял от около един милиард евро от 5,8 милиарда евро, които ремонтът струва до момента. Тъй като киселината, изпомпвана преди десетилетия, не е престанала да работи. Помпите на Wismut GmbH продължават да доставят вода, съдържаща уран, и до днес. Засега съдържанието на уран е достатъчно дори за продажба на радиоактивния тежък метал. Само през 2012 г. Wismut GmbH спечели 38 тона уран, закупен от подизпълнител на чешките атомни оператори.
Токсичен тежък метал
С големия си дял от алфа лъчи, абсорбираният уран може да увреди животни и растения, но първоначално изобщо не е опасен поради радиоактивността си. Състои се до голяма степен от изотопния уран-238, който се разпада много бавно с период на полуразпад 4,5 милиарда години. Това, което прави естествения уран опасен за здравето и околната среда, е ролята му на тежък метал. Подобно на кадмий или олово, той се натрупва в черния дроб и по този начин увеличава риска от развитие на рак. В допълнение, той се разпада с течение на времето на подобни токсични тежки метали и на по-радиоактивни елементи като радий и газ радон.
От гледна точка на природозащитниците и властите, друго свойство на урана е особено критично. Той е особено подвижен сред всички известни радиоактивни елементи, тъй като окислената му форма уран (VI) лесно се разтваря във вода. Това, което е благословия за извличането и преработката на руда, се превръща в проклятие в рехабилитацията на стари минни пейзажи. Защото сега уранът вече не трябва да блика, а трябва да бъде задържан, доколкото е възможно. Ето защо реноваторите като Wismut GmbH се опитват всичко, за да направят елемента по-малко мобилен. За целта уранът (VI) трябва да бъде редуциран до трудно разтворим уран (IV).
Това, което се случваше предимно в пречиствателни станции за отпадъчни води със сложни процеси на химическо разделяне, сега може да се приложи още по-евтино. През 1991 г. американски микробиолози откриха, че някои уранови бактерии използват процеси на електронен транспорт, за да генерират енергия - и по този начин намаляват подвижния уран (VI). Откритието им съвпадна с друго прозрение: а именно замърсените с уран отпадъчни води от мина проникват Влажни зони с обилна органична материя утайката улавя подвижен уран и предотвратява движението му. Очевидно тук работят не само намаляващата химическа среда, но и малките организми.
Биологично изхвърляне
Пречистващият ефект на природата би имал потенциала да осигури наследството на копаенето много по-евтино, отколкото досега. Полимерите, отделяни от някои микроби, свързват много добре тежкия метал. Различни видове растения и водорасли извличат уран от почвата и го включват в своята клетъчна структура, докато други го заключват плътно в малки везикули и по този начин го свързват [1]. Вярно е, че ефектът на почистване на почвата от тропически горчици или слънчоглед върху урана е известен отдавна. Но тези растения не се развиват добре в доста суровия климат на източногерманската нископланинска верига. Изследователи от ТУ Дрезден и Университета в Йена наскоро успяха да покажат, че едно домашно култивирано растение също може да извади уран от земята: тритикале, отглеждано чрез кръстосване на ръж и пшеница, което няма нищо против зимата на урановите купчини в Централна Германия [2]. Редовно се събират и преработват в биоенергия, такива растения дори могат да бъдат печеливши.
Премахването на замърсени места с биологична помощ е впечатляващо не само заради цената: методите обещават да работят с по-малко човешка помощ. Брезентовите купчини на Wismut GmbH остават риск в продължение на десетилетия и векове. Ако защитно покритие се разкъса - както беше направено за последен път през 2008 г. в заливната зона на Рудните планини - може да избяга вредният газ радон или уран. За това, което е под купчините Подземни води За да ги защитят, помпите трябва да работят вечно и първо да насочват замърсената просмукваща се вода в пречиствателни станции. „Засега имаме само инженерни решения, които ще продължат през следващите 50 години, но едва ли 500 или 1000 години“, потвърждава Бродър Меркел. Той е председател на хидрогеологията в TU Bergakademie Freiberg, който редовно организира конференция за последиците от добива на уран. Въпреки това, ако замърсената вода се прекара през естествена влажна зона, голяма част от урана ще бъде естествено свързана - дори ако някои помпи един ден не успеят.
Въпреки цялата еуфория относно микробиологичното и растителното свързване на уран, Бродър Меркел съветва да се внимава: „Рехабилитацията на влажните зони на минните отпадъчни води е по-евтина, но не е възможна в много страни, добиващи уран, поради температурите и сушата там“ Освен това има опит, който инженерите от Wismut GmbH са натрупали в мина Pöhla: В западните Рудни планини тестват експериментален процес от 2004 г., при който замърсените с уран отпадъчни води трябва да бъдат биологично почистени. Те спряха експеримента миналата година, защото растението филтрира значително по-малко уран, отколкото се очакваше. Отпадъчните води от мина Pöhla сега се почистват чрез техническа система.
Екип, ръководен от Юхенг Уанг от Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана, сега посява допълнителни съмнения относно биологичното възстановяване на уран [3]. Изследователите са изследвали поток от бивша уранова мина, който тече през влажна зона в региона Лимузен в централна Франция. Те откриха малки твърди частици във водата, което доведе до повишени концентрации на уран в потока. Изненадващо, дори вече редуцираният уран (IV) се придържаше към тези така наречени колоиди, които всъщност трябва да бъдат здраво свързани в утайката, за да предпазват водата. Сега учените призовават такива влажни зони да бъдат изследвани по-внимателно за течове на уран и основните процеси.
Уранодобивът процъфтява
Въпреки умерения опит с биологичните процеси, екологът Герт Дюдел от ТУ Дрезден е убеден, че те биха могли да се използват по-често в бъдеще. В продължение на години той изучава как взаимодействат купчините уран и влажните зони. Според него такива методи са по-малко вероятно да бъдат използвани в гъсто населени райони като Германия, отколкото в развиващите се страни: „Ако имате възможност да филтрирате минна вода през влажна зона, това е по-добре, отколкото да излагате населението на нея“, казва Дюдел.
Добивът на уран отдавна се е утвърдил далеч от индустриализираните страни. От началото на последното десетилетие се наблюдава глобален бум на уран, тъй като нововъзникващите страни като Индия и Китай построиха десетки нови атомни електроцентрали и планираха значително повече. Най-важните страни производителки са Казахстан, Нигер и Намибия. Те може просто да не разполагат със средства за осигуряване и постоянно наблюдение на опасните минни остатъци, както в Източна Германия, със сложни технически системи. Фиксирането на урана по естествен път е може би единственият изход тук.
Бродър Меркел обаче се съмнява, че естествените влажни зони могат да задържат урана навсякъде. "Методът е доста евтин, но не е възможен в сухите страни поради температурите там." Екологът Герт Дюдел е по-оптимистичен - в края на краищата при всяка форма на копаене така или иначе трябва да се изпомпва и изхвърля много вода. Наблюдението в никакъв случай не трябва да липсва в такива зони: „Отворената зона не е биореактор“, казва Дюдел. „Растенията и бактериите трябва да бъдат оптимизирани за климатични и водни условия.“ И за това естествените влажни зони първо трябва да бъдат тествани в голям мащаб като мивка за замърсена с уран вода - досега това не е правено никъде.