Ugrás a tartalomhoz

A környezeti sugárzás anomáliái

Dr. Várhegyi András (2011)

3.3 Az uránbányászat során képződött környezetszennyező objektumok

3.3 Az uránbányászat során képződött környezetszennyező objektumok

Az uránbányászat által okozott környezetvédelmi problémák abban különböznek az egyéb (pl. érc-, szén-, kőbányászat) bányászatétól, hogy a környezet radioaktív terhelésével, szennyezésével is jár. A nyugat-mecseki uránbányászat és a kapcsolódó ércfeldolgozás (ércdúsító üzem) által létrehozott legfontosabb környezetszennyező objektumok illetve objektum-csoportok az alábbiak:

  • Földalatti bányaüregek

  • Vertikális aknák (légaknák, szállítóaknák) és táróbejáratok

  • Bányaüzemi és egyéb ipari területek

  • Érc- és bányameddő szállítási útvonalak, zagyvezetékek

  • Meddőhányók

  • Külszíni perkolációs meddők

  • Zagytározók

Ezek mindegyike eltérő, egyedi módon terheli környezetét, rekultivációjuk módja is különböző.

3.3.1 Bányaüzemi területek és légaknák

A földalatti bányaüregek például a bányabezárást követően, a vízkiemelés beszüntetését követően fokozatosan feltelnek vízzel, és az ott (esetlegesen) visszamaradt szennyezéseket, feltárt és le nem termelt ércesedéseket oldva elszennyeződhetnek. A mindenkori vízszint feletti üregrendszer légterében pedig igen magas radonkoncentráció alakulhat ki, amely a felszínre áramolva jelentős munkahelyi vagy lakóhelyi sugárterhelést okozhat.

A bánya üzemelésének időszakában a földalatti bányatérségeket szellőztetni kell. A szellőztetés célja a friss levegő biztosítása a földalatti munkahelyeken, ezzel egyidejűleg az elhasznált levegő eltávolítása, kibocsátása a légkörbe. Az uránbányákban a fejtések, földalatti robbantások során keletkező nitrózus gázok, por, az érctestekből kilépő radon eltávolítása mellett a munkahelyek hűtése is fontos feladat. A mecseki mélyebb bányákban, 1000 m-t is meghaladó mélységben a primer kőzethőmérséklet elérhette, meghaladhatta az 50 °C-ot. Az alkalmazott áthúzó szellőztetés kibocsátási pontjai tipikusan a bányaüzemi légaknák. A Mecseki Ércbányászati Vállalat (MÉV) IV. számú bányaüzemi légaknáját mutatja a 3.2. ábra.

3.2. ábra - A MÉV IV. számú légaknája

3.2 ábra A MÉV IV. számú légaknája


A MÉV légaknáinak emisszióját, környezetterhelését, üzemelésük időszakában, a 3.1. táblázatban foglaltuk össze:

3.1. táblázat - A MÉV egykori légaknáinak radiológiai paraméterei

222Rn emisszió1,5·103 Bq/év
Porkibocsátás (Unat 226Rn)2·109 Bq/év
Az aknától 100 m távolságban: 
222Rn koncentráció10-1503 Bq/m3
Gamma dózisteljesítmény150-250 nGy/h

A monitoring adatok szerint a légaknából kilépő aktivitás jelentősen felhígul, az aknától távolabb (100 m) a radiológiai paraméterek alig haladják meg a természetes háttér értékét. A légaknák környezetében viszonylag nagyobb távolságokra (több 100 m, uralkodó szélirányban néhány km) megfigyelhető jelenség továbbá, hogy a növényzeten, talajban a 210Pb aktivitáskoncentrációja anomális, tipikusan nagyságrenddel meghaladja az egyensúlyi értéket. Ennek oka a radon bomlástermékek fokozott kihullása a levegőből, amelynek a 210Pb hosszú élettartamú (T= 22,3 év) komponense.

3.3.2 Meddőhányók

A meddőhányókra ugyan – elnevezésük is erre utal – a műrevalósági határ alatti érc- (urán) tartalmú kőzetek kerülnek, ezek radioaktivitása jellemzően anomális, többszörösen meghaladja a háttér értéket. Kivételt képezne ez alól az olyan meddőhányók, ahol csak inaktív kőzet elhelyezése történt, ilyenek például az aknamélyítési meddők. Tipikusan azonban az inaktív bányameddő és a műrevalósági határ alatti, ércosztályozási meddő keverten kerül a meddőhányókra. A MÉV legnagyobb, központi III. számú meddőhányójának légi felvételét, valamint a meddő még fedetlen felületén mért gamma dózisteljesítmény izovonalas térképét mutatja a 3.3. ábra.

3.3. ábra - A MÉV III. számú központi meddőhányója és gamma dózisteljesítmény térképe (áthalmozás után, fedés előtt)

3.3 ábra A MÉV III. számú központi meddőhányója és gamma dózisteljesítmény térképe (áthalmozás után, fedés előtt)

A MÉV meddőhányóinak legfontosabb mennyiségi és radiológiai paramétereit, környezetterhelését, még a rekultivációt megelőző időszakban, a 3.2. táblázaban foglaltuk össze:

3.2. táblázat - A MÉV egykori meddőhányóinak radiológiai paraméterei:

Alapterület900000 m2
Összes mennyiség25 millió tonna
Átlagos Unat koncentráció50 g/t
Átlagos 226Rn koncentráció0,7 Bq/g
Felszíni 226Rn exhaláció 
Fluxus0,1-0,5 Bq/m2s
Összesen:6·1012 Bq/év
Gamma dózisteljesítmény0,5-1,2 µGy/h
A meddőhányótól 100 m távolságban: 
222Rn koncentráció10-50 Bq/m3
Gamma dózisteljesítmény150-250 nGy/h

A táblázat adataiból látható, hogy a meddőhányókon mérhető radiológiai paraméterek kb. egy nagyságrenddel haladják meg a természetes háttér értékeket. Az objektumtól távolabb (100 m) viszont már közel háttérszintű értékeket mérhetünk.

3.3.3 Külszíni urántermelés ("perkoláció") területei

A "gyenge" minőségű ércet (tipikusan 100–300 g/t urántartalom között) a MÉV-nél ún. perkolációs technológiával dolgozták fel. A cm-es nagyságú darabokra összetört ércet a külszínen felhalmozták, szódás (NaHCO3) oldattal kezelték. A perkolációs halmok alatt elhelyezett fólián összegyűlt oldatból vonták ki az uránt a helyszínen elhelyezett ioncserélő gyanta oszlopokon. A termelés befejezésével a meddőt először tiszta vízzel kezelték, hogy a vegyi szennyezettségét csökkentsék, mindazonáltal a visszamaradt perkolációs meddőhányók mind kémiai, mind radiológiai szempontból potenciális szennyező források. A MÉV II. számú perkolációs területét, meddőhányóit mutatja a 3.4. ábra., a rekultivációt megelőzően.

3.4. ábra - A MÉV egykori II. számú perkolációs területe

3.4 ábra A MÉV egykori II. számú perkolációs területe

A MÉV perkolációs meddőinek legfontosabb mennyiségi és radiológiai paramétereit, környezetterhelését, még a rekultivációt megelőző időszakban, a 3.3. táblázatban foglaltuk össze:

3.3. táblázat - A MÉV egykori perkolációs területeinek radiológiai jellemzői

Alapterület470000 m2
Összes mennyiség3,4 millió tonna
Átlagos Unat koncentráció60-70 g/t
Átlagos 226Rn koncentráció1,5-2 Bq/g
Felszíni 226Rn exhaláció 
Fluxus0,5-1 Bq/m2s
Összesen:1,2·1013 Bq/év
Gamma dózisteljesítmény0,8-1,5 µGy/h
A meddőhányótól 100 m távolságban: 
222Rn koncentráció10-50 Bq/m3
Gamma dózisteljesítmény150-250 nGy/h

Az adatokból megállapítható, hogy a perkolációs meddők radioaktív paraméterei a „normál” meddőhányókénál valamivel magasabbak, legalább egy nagyságrenddel meghaladva a természetes háttér értékeket. Az objektumtól távolabb (100 m) viszont itt is közel háttérszintű értékeket mérhetünk.

Ércdúsító üzem (ÉDÜ)

Az érc vegyi feldolgozása, az urán kinyerése az ércből, majd U koncentrátum (angolul: yellow cake, „sárga por”) előállítása ércdúsító üzemben történik. A MÉV-nél az urán feldolgozása az alábbi legfontosabb munkafolyamatok, technológiai lépések szerint történt: az érc felszíni tárolása  törés  ércosztályozás  őrlés  feltárás kénsavas (H2SO4) technológiával  szorpció (az urán megkötése műgyanta oszlopokon)  elúció (az urán leoldása a gyantáról sósavval)  kicsapás (mésztej hozzáadásával)  szárítás  csomagolás. A technológia végeredményeként közel 60 % U-tartalmú koncentrátum, és radioaktív, vegyileg szennyezett gyártási maradék, zagy keletkezett, amelyet csővezetéken juttattak ki a zagytározókra.

A MÉV Ércdúsító üzemét és a közvetlen szomszédságában kialakított I. számú perkolációs területet mutatja a 3.5. ábra. A terület radiológiai szennyezettségét (rekultiváció előtt) illusztrálja a terület gamma dózisteljesítmény térképe. A jelentősebb radioaktív anomáliák az érc felszíni tárolásához, mechanikai feldolgozásához, a vegyi technológia központi épületéhez és az egykori hulladék depóhoz kapcsolódnak. A talaj radioaktív szennyezése mellett olaj-, sav- és nehézfém-szennyezések is kialakultak, a talajvíz is szennyeződött (urán, sav, olaj).

3.5. ábra - A MÉV egykori ércdúsító üzeme és I. számú perkolációs területe (balra). A terület radioaktív talajszennyezését illusztráló gamma dózisteljesítmény térképe (jobbra)

3.5 ábra A MÉV egykori ércdúsító üzeme és I. számú perkolációs területe (balra). A terület radioaktív talajszennyezését illusztráló gamma dózisteljesítmény térképe (jobbra)

A MÉV ércdúsító üzemi terület legfontosabb radiológiai paramétereit, környezetterhelését, a rekultivációt megelőző időszakban a 3.4. táblázatban foglaltuk össze:

3.4. táblázat - A MÉV egykori ércdúsító üzemének radiológiai paraméterei

Alapterülert400000 m2
222Rn emisszió2·1012 Bq/év
Radioaktív porkibocsátás (Unat + 226Rn)2·109 Bq/év
Gamma dózisteljesítmény0,2-3 µGy/h
Az akerítéstől 100 m távolságban: 
222Rn koncentráció10-303 Bq/m3
Gamma dózisteljesítmény140-180 nGy/h

A táblázat adatai azt mutatják, hogy a talaj radioaktív szennyezettségét jelző gamma dózisteljesítmény paraméter igen szélsőséges értéktartományban ingadozik, a háttérszint-közeli értékektől (szennyezés-mentes területrészeken) egészen a primer ércet jellemző, µGy/h-ás nagyságrendű értéktartományig. A területtől távolabb (100 m) viszont már gyakorlatilag a háttérsugárzás értékeit mérhetjük.

Zagytározók

A zagytározókon elhelyezett urándúsítási maradék, zagy radioaktivitása alig marad el a kiindulási érc őrlemény aktivitásától, hiszen az urán bomlási sorozata mindössze egyetlen elemének, az uránnak a kivonása történt meg a folyamat során, az összes többi radionuklid, köztük a fő gamma-sugárzók (214Bi, 124Pb) és a 222Rn-ná bomló 226Ra, a zagyban maradt. Ehhez járul a technológiai folyamat során adagolt összes kémiai komponens, a kénsav és sósav mésztejjel közömbösített maradéka, a katalizátorként adagolt mangánérc stb. Mennyiségét tekintve pedig gyakorlatilag a teljes feldolgozott uránérc anyaga jelen van (az érc átlagos urántartalma kb. 0,1 %), plusz a technológia során hozzáadott oldatok és adalékanyagok. A MÉV zagytározóinak légi fotója látható a 3.6. ábrán.

3.6. ábra - A MÉV egykori zagytározóinak látképe

3.6 ábra A MÉV egykori zagytározóinak látképe

A MÉV zagytározóinak legfontosabb mennyiségi és radiológiai paramétereit, környezetterhelését, még a rekultivációt megelőző időszakban, a 3.5. táblázatban foglaltuk össze:

3.5. táblázat - A MÉV egykori perkolációs területeinek radiológiai jellemzői

Alapterület1630000 m2
Összes mennyiség 
Szilárd fázis:20,4 millió tonna
Oldatban:32 millió m3
Unat koncentráció 
Szilárd fázis:70 g/t
Oldatban:0,1 mg/dm3
Átlagos 226Rn koncentráció 
Szilárd fázis:13 Bq6g
Oldatban:5Bq/dm3
Felszíni 226Rn exhaláció 
Fluxus4 Bq/m2s
Összesen:2,5·1014 Bq/év
Gamma dózisteljesítmény2,5-3,5 µGy/h
A objektumtól 100 m távolságban: 
222Rn koncentráció10-100 Bq/m3
Gamma dózisteljesítmény200-300 nGy/h

Az ércdúsító üzemelésének időszakában a zagytározó felületén nyílt vízfelület, "tó" található, amelynek vizét visszaforgatják az üzembe. A rekultiváció során, első lépésként a zagytó vizének a lecsapolása történik meg, szabaddá válik a rendkívül anomális radioaktivitású zagyfelület, amelynek fokozatos kiszáradásával a radioaktív emisszió tovább fokozódik (kiporzás, radon exhaláció). A zagytározók szilárd felületén a radioaktív szintek mintegy 2 nagyságrenddel haladják meg a természetes háttérsugárzás értéktartományát; a tározóktól eltávolodva (100 m) viszont a háttérnél csak kissé magasabb értékeket mérhetünk.