Dr. Várhegyi András (2011)
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.
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.
A MÉV légaknáinak emisszióját, környezetterhelését, üzemelésük időszakában, a 3.1. táblázatban foglaltuk össze:
3.1. táblázat - A MÉV egykori légaknáinak radiológiai paraméterei
222Rn emisszió | 1,5·103 Bq/év |
Porkibocsátás (Unat 226Rn) | 2·109 Bq/év |
Az aknától 100 m távolságban: | |
222Rn koncentráció | 10-1503 Bq/m3 |
Gamma dózisteljesítmény | 150-250 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.
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)
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:
Alapterület | 900000 m2 |
Összes mennyiség | 25 millió tonna |
Átlagos Unat koncentráció | 50 g/t |
Átlagos 226Rn koncentráció | 0,7 Bq/g |
Felszíni 226Rn exhaláció | |
Fluxus | 0,1-0,5 Bq/m2s |
Összesen: | 6·1012 Bq/év |
Gamma dózisteljesítmény | 0,5-1,2 µGy/h |
A meddőhányótól 100 m távolságban: | |
222Rn koncentráció | 10-50 Bq/m3 |
Gamma dózisteljesítmény | 150-250 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.
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.
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
Alapterület | 470000 m2 |
Összes mennyiség | 3,4 millió tonna |
Átlagos Unat koncentráció | 60-70 g/t |
Átlagos 226Rn koncentráció | 1,5-2 Bq/g |
Felszíni 226Rn exhaláció | |
Fluxus | 0,5-1 Bq/m2s |
Összesen: | 1,2·1013 Bq/év |
Gamma dózisteljesítmény | 0,8-1,5 µGy/h |
A meddőhányótól 100 m távolságban: | |
222Rn koncentráció | 10-50 Bq/m3 |
Gamma dózisteljesítmény | 150-250 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.
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)
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
Alapterülert | 400000 m2 |
222Rn emisszió | 2·1012 Bq/év |
Radioaktív porkibocsátás (Unat + 226Rn) | 2·109 Bq/év |
Gamma dózisteljesítmény | 0,2-3 µGy/h |
Az akerítéstől 100 m távolságban: | |
222Rn koncentráció | 10-303 Bq/m3 |
Gamma dózisteljesítmény | 140-180 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.
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.
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
Alapterület | 1630000 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 | |
Fluxus | 4 Bq/m2s |
Összesen: | 2,5·1014 Bq/év |
Gamma dózisteljesítmény | 2,5-3,5 µGy/h |
A objektumtól 100 m távolságban: | |
222Rn koncentráció | 10-100 Bq/m3 |
Gamma dózisteljesítmény | 200-300 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.