Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические аспекты локализации жидких радиоактивных отходов в глубинном хранилище "Северный"
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты локализации жидких радиоактивных отходов в глубинном хранилище "Северный""

На правах рукописи

САФОНОВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В ГЛУБИННОМ ХРАНИЛИЩЕ «СЕВЕРНЫЙ»

Специальность: 03.00.16. - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2009

003471044

Работа выполнена в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН и в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН

Научный руководитель: доктор химических наук Научный консультант:

Косарева Инэсса Михайловна

доктор биологических наук, лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники

Назина Тамара Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Градова Нина Борисовна

Ведущая организация: МГУ имени М. В. Ломоносова, Химический факультет, кафедра радиохимии г. Москва

Защита состоится «18» июня 2009 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.204.14 при Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева по адресу: 125047, г. Москва, Миусская пл., 9 в аудитории 344

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ имени Д.И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан 15 мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.204

доктор химических наук

Подзорова Елена Аркадьевна

доктор химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов (РАО) является одной из немногих в мире промышленно реализованных технологий окончательного удаления радионуклидов из среды обитания человека. Она осуществляется уже в течение 45 лет на полигонах подземного захоронения Сибирского Химического и Горно-химического комбинатов (СХК и ГХК), а также в НИИАР. Экологическая безопасность полигонов определяется распространением компонентов РАО (радионуклидов и стабильных токсичных элементов) в пределах горного отвода и предотвращением физико-химических процессов, которые могут привезти к выбросу РАО из нагнетательных скважин.

В последнее время, в связи с ужесточением требований к безопасности обращения с РАО, в ряде стран проводятся систематические исследования радиохимических и радиационно-термических процессов, происходящих при их хранении. Все больше внимания уделяется микробиологическим исследованиям. Известны работы английских, шведских и канадских ученых в ходе выполнения национальных программ захоронения радиоактивных отходов.

Работа, представляемая автором, является продолжением исследований подземных экосистем полигона «Северный» ГХК, начатых в 1998 г, и включает в себя радиохимический, физико-химический и микробиологический мониторинг. Одним из основных направлений является оценка роли микробных сообществ в трансформировании состава НАО и образовании газовой фазы, способной привести в аварийной ситуации.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось исследование техногенного воздействия жидких отходов низкого уровня активности, локализованных во II горизонте хранилища РАО «Северный» на подземную экосистему пласта-коллектора; изучение влияния пластовых условий на жизнедеятельность микроорганизмов, приводящую к снижению концентрации токсичных макрокомпонентов НАО и образованию газов; разработка методических рекомендаций по комплексному мониторингу для увеличения безопасности при дальнейшей эксплуатации и последующей консервации полигона.

Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи.

1. Провести радиохимический, химический и микробиологический мониторинг проб пластовой жидкости из наблюдательных скважин Н-го горизонта полигона «Северный».

2. Исследовать микробиологические процессы трансформации состава отходов и газообразования применительно к условиям локализации НАО (влияние солесодержания, температуры, значения рН, ионизирующего излучения).

3. Сопоставить результаты микробиологического образования газов, полученные в лабораторных условиях, с реальными данными по содержанию газов в пласте-коллекторе.

4. Провести ориентировочную оценку экологической безопасности длительной локализации НАО с точки зрения возможности образования отдельной газовой фазы.

Объект исследования - глубинное хранилище жидких НАО «Северный» (второй горизонт).

Предмет исследования - закономерности изменения радиохимического, химического и микробиологического состава проб пластовой жидкости, отобранных из наблюдательных скважин, расположенных на разном удалении от нагнетательного контура; жизнедеятельность подземной микрофлоры, приводящая к разложению токсичных компонентов РАО в условиях их локализации.

Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые определены тенденции изменения радиохимических, химических и микробиологических компонентов в подземной экосистеме хранилища РАО «Северный». Установлено, что пластовые условия не препятствуют протеканию процессов микробиологической денитрификации, приводящей к снижению концентрации нитрата натрия. Выявлено, что источником появления азота и углекислого газа при локализации НАО являются микробиологические процессы. Определено влияние природных и антропогенных факторов на биогенное газообразование, как на основной микробиологический процесс, способный привести к аварийной ситуации.

Научно-практическая значимость работы. Результаты, полученные автором, являются завершающим этапом в оценке процесса микробиологического газообразования, определяющего условия безопасной эксплуатации полигона РАО «Северный». На основе полученных данных разработано методическое обоснование микробиологического мониторинга хранилища. Данная методика рекомендована для включения в существующий физико-химический и радиохимический контроль полигона. Методику можно рекомендовать для применения и на других предприятиях ядерно-топливного цикла. Показана перспективность активации жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий в глубинном горизонте для снижения концентрации нитрат-ионов и токсичности НАО.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на третьем Московском международном конгрессе

«Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2005); Международной конференции, посвященной 60-летию создания Института физической химии РАН: «Физико-химические основы новейшей технологии 21-го века» (Москва, 2005); Международном семинаре «Опыт эксплуатации полигонов глубинной изоляции (захоронения) промышленных стоков и жидких радиоактивных отходов» (Димитровград, 2005); The Joint International Symposia for Subsurface Microbiology (ISSM 2005) and Environmental Biogeochemistry (ISEB XVII) (Jackson Hole, Wyoming, USA, 2005); пятой Российской конференции по радиохимии «Радиохимия-2006» (Дубна, 2006); Международном Атомном конгрессе (Санкт-Петербург, 2007); XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007) и на Российской научно-практической конференции «Подземное захоронение жидких радиоактивных отходов: прошлое, настоящее, будущее» (Северск, 2007).

Исследования выполняли в 2004-2008 гг. при финансовой поддержке РФФИ (гранты №№ 05-04-49556, 08-04-01475).

Личный вклад диссертанта состоял в проведении экологических, микробиологических и радиохимических исследований, обработке и анализе полученных данных, формулировании основных положений и выводов работы. Работа проводилась в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН и ФГУП «Горно-химический комбинат» (ЦЗЛ, лаборатория биологического контроля и радиоэкологического мониторинга). Автор приносит благодарность научным руководителям д.х.н. И.М. Косаревой и д.б.н. Т.Н. Назиной, а также член-корр. Б.Г. Ершову, соавторам С.А. Кабакчи, М.К. Савушкиной, O.E. Выгловской, Т.М, Лазаревой, Ю.А. Ревенко, P.P. Хафизову, И.Е. Полякову, А.Б. Полтараусу и всем коллегам и друзьям за содействие и поддержку.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 2 статьях в российских реферируемых научных журналах и 7 тезисах докладов на международных и российских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, общих выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 28 рисунками и 30 таблицами. Список цитированной литературы содержит 165 ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ОПИСАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА

ИССЛЕДОВАНИЯ

Принцип глубинного захоронения РАО состоит в контролируемом нагнетании жидких РАО в глубоко залегающие пористые горизонты, изолированные от выше- и нижележащих водоносных горизонтов и содержащие пластовые воды. Жидкие РАО, поступающие в глубинное хранилище через нагнетательные скважины под давлением, вытесняют пластовую воду, замещают ее и занимают определенный объем пласта, образуя собственно подземное хранилище отходов. При благоприятных гидрогеологических условиях этот способ позволяет локализовать значительные количества РАО в небольшом объеме пласта и обеспечить необходимый контроль их поведения в недрах земли. Обезвреживание РАО происходит вследствие естественного распада радионуклидов. Санитарная и радиационная безопасность достигается за счет использования геологической структуры, отвечающей требованиям надежного, безопасного, контролируемого удаления и выдержки отходов.

Таблица 1.

Состав радиоактивных отходов низкого уровня активности

Характеристика Единица измерения Показатель

а-активность Бк/дм3 доЮ4

Р-активность 908г, ШС5, 144Се, |06Ки Бк/дм3 до 1,0-105

. Общее солесодержание, Из них №N03 г/дм"' до 15 до 10

Общая щелочность мг-экв/дм3 до 29,2

Ацетат натрия г/дм0 до 5

ТБФ мг/дм3 до 2

рН 8-10

Жидкие отходы низкого уровня активности по объему значительно превышают все остальные группы отходов, их локализация

требует комплексной оценки техногенного воздействия РАО на подземную экосистему. Они получаются из вод бассейнов выдержки ТВЭЛ, регенератов ионно-обменных колонн, дезактивирующих растворов, конденсатов и отходов от обработки помещений, сбросов из лабораторий и отходов спецпрачечных.

В таблице 1 представлен усредненный состав НАО. Видно, что токсичность низкоактивных отходов обусловлена присутствием а-активных и трансурановых радионуклидов, /¡-активных продуктов деления (преимущественно 90Бг) и макрокомпонентов (преимущественно нитратом натрия - ПДК 45 мг/дм3) со значениями рН 8-10. Кроме того, в состав НАО входят органические вещества, моющие средства (сульфанол, ОП-7, ОП-Ю и другие ПАВы).

Р-7

*Р"В »Р"Э »Р-10

П-13

° о П-24 О А-46

0П-15

0й5

А-47 О

0a"38 °А-1 ~ 0А-39 0А"4° А-36

О

П-6 „Д-2

О

О

о 0А-57

поп . „. О Ан-34

О Ан-34 u

О

С-20

#Н7 Н-8ЙП'7 #Н"10 оС-27

ОА-56

О А-140

А-44

О оД"4

Рис. 1. Схема второго горизонта хранилища РАО «Северный» Н - нагнетательные скважины; А, Д, П - наблюдательные скважины; Р - разгрузочные скважины

Второй горизонт полигона «Северный» предназначен для удаления жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности (глубина залегания 180-220 м). Коллекторные породы полигона сложены слабоцементированными среднезернистыми песчано-глинистыми юрскими породами и изолированы от выше- и нижележащих слоев слабопроницаемыми глинистыми породами. Пески содержат кварц, полевые шпаты, слюды и др. Содержание Fe203 и Na20+K20 колеблется в пределах 2+8% (масс.), карбонатов CaC03+MgC03 - не превышает 1+3,5%, органического вещества - 2+7%. Слабопроницаемые изолирующие горизонты сложены глинами. Естественная скорость движения подземных вод составляет 1-5 м/год. Солесодержание пластовых вод не более 0,3 г/дм3.

На схеме второго горизонта хранилища РАО «Северный» (рис. 1) приведены четыре нагнетательные скважины, расположенные в виде линейного ряда, а также наблюдательные скважины, образующие наблюдательный контур за пределами полигона захоронения РАО. Они позволяют осуществлять мониторинг химического и радиохимического состава проб пластовой жидкости, как в самом горизонте, так и в выше- и нижележащих областях.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Первые пробы пластовой жидкости хранилища РАО «Северный» для микробиологических исследований были отобраны в 1998 г. с глубины 160-180 м. В период 2004-2007 гг. нами было отобрано 110 проб пластовой жидкости. Отбор проб производили по инструкции предприятия. На рисунке 1 приведены скважины, из которых проводили отбор проб пластовой воды в данном исследовании.

Радиохимический анализ проб пластовой жидкости выполняли методом у-спектрометрии на низкофоновом многодетекторном у-спектрометре с блоком детектирования на основе ППД CANBERRA GL3830 и p-спектрометрии на спектрометре фирмы RFT-Robotron. Содержание катионов и анионов определяли трилонометрическим титрованием, методами жидкостной-хроматографии и атомно-абсорбционной спектроскопии. Молекулярный азот, углекислый газ и метан определяли газо-хроматографическим методом.

Давление газовой фазы в культурах оценивали, используя калиброванный манометр. Численность микроорганизмов основных физиологических групп определяли путем посева пластовой воды в жидкие среды методом десятикратных разведений в двух повторностях.

Рост оценивали по появлению характерных для каждой группы метаболитов, а также микроскопическим методом. Облучение питательных сред с микроорганизмами проводили у-излучением б0Со на установке К-20000. Скорости сульфатредукции и метаногенеза в пластовых водах определяли с использованием меченых Ка235504, ЫаН14С03 и СН3СООЫа радиоизотопными методами.

Определение видового состава микробного сообщества и идентификации бактерий проводили методами молекулярного клонирования и секвенирования генов 16Б рРНК.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ХРАНИЛИЩА НАО «СЕВЕРНЫЙ»

Работа проходила в несколько этапов. Вначале были отобраны пробы из скважин, расположенных рядом с нагнетательным контуром (скважины А-56 - 45 м, А-57 60 м и П-7 50 м). Следующий этап заключался в исследовании проб, отобранных из скважин, расположенных на расстоянии 150-300 м от нагнетательного контура (П-20). Последним этапом экологического мониторинга было изучение проб пластовой жидкости, отобранных из скважин, расположенных на расстоянии 300 -900 м от нагнетательного контура.

В таблице 2 представлены результаты радиохимического анализа проб, отобранных из скважины А-56 в период 2004-2007 гг. Приведены также значения уровней вмешательств (УВ) по радионуклидам.

Из таблицы видно, что в пробе присутствовали как техногенные, так и естественные радионуклиды. Суммарная (^-активность соответствовала значениям до 93 Бк/дм3. Были обнаружены 60Со, 908г и 137Сз, по которым наблюдались превышения УВ. Концентрации остальных техногенных радионуклидов (241Аш, 951т, 95№, 10611и и 144Се) были ниже чувствительности приборов и не превышали 1 Бк/дм3, что соответствовало нормам по уровням вмешательства.

Изменения химического состава пластовой жидкости определяли путем сопоставления данных, полученных в период освоения полигона в 1964-1969 гг., любезно предоставленных сотрудниками ГХК, с результатами исследований, проведенных нами в последнее время.

Анализ химического состава пластовой жидкости из скважины А-56 свидетельствует о том, что в период с 1967 г. по 2004 г. концентрация ионов №++К+ в пробах возрастала с 1,8 до 7 мг-экв/дм3, а ионов ИОз' - с 0,002 до 5,1 мг-экв/дм3 (рис. 2)

Таблица 2

Содержание радионуклидов в пробах пластовой жидкости из ___скважины А-56 (45 м)__

Компонент Содержание, УВ

(Бк/дм3) в период Бк/дм3

2004 2007

1(3 -82 -93 -

43,0 51,0 5,0

28,6 31,2 1,1+1

ьиСо 6,9 7,2 4,1 + 1

144Се <0,17 <0,17 2,7+1

М1Ат <0,25 <0,25 6,9-1

4иК <1,4 <1,4 2,2+1

<0,36 <0,32 5,0-1

<0,087 <0,087 3,0

1965 1970 1975

1985 1990 1995 2000 2005 Время, год

2006

Время, год

2007

Рис. 2. Изменение химического состава пластовой жидкости из скважины А-56 в 1967-2007 гг. 1 -Ж)3';2-1:Ка++К+

Рис. 3. Численность микроорганизмов пробах из скважины А-56 в 2004-2007

1 - сульфатредуцирующие,

2 -денитрифицирующие,

3 - аэробные органотрофы

В 2004-2007 гг. содержание ионов Ыа4+К+ и N03" достигало 20 и 14 мг-экв/дм3 соответственно, что сопоставимо с их концентрациями в разбавленных отходах. Высокая численность аэробных органотрофных, денитрифицирующих и сульфатредуцирующих микроорганизмов в жидкости из этой скважины, вероятно, была обусловлена фильтрацией отходов в указанный период (рис. 3).

На рисунке 4 представлены данные по изменению суммы (£) катионов, Еанионов и ]М03"-иона в пробе из скважины П-20, расположенной на расстоянии 240 м от нагнетательного контура.

Следует отметить, что с 1972 г по 1999 г. через скважину П-20 наблюдалась фильтрация отходов из близлежащей нагнетательной скважины. После остановки ее функционирования фильтрация отходов прекратилась, и в системе «отходы-пластовая жидкость-породы» стало устанавливаться равновесие. В этот период были отобраны пробы подземных вод и установлено, что содержание катионов практически не изменяется, концентрация нитрат-иона заметно падает, а содержание гидрокарбонат-иона возрастает.

Таким образом, в зоне скважин, расположенных на расстоянии 200300 м от нагнетательного контура, наблюдалось временное изменение химического состава пластовой жидкости, что фиксируется по содержанию нитрат- и гидркарбонат ионов. Одним из процессов, ответственных за снижение концентрации нитратов, может быть денитрификация. В связи с этим, были проведены детальные микробиологические исследования проб пластовой жидкости из скважины П-20.

Время, год

Рис. 4. Концентрация макрокомпонентов в пластовой жидкости из скважины П-20 1 - нитрат-ион,

2- - 1№++К+, 3 - гидрокарбонат-ион

се г

ч -У

и

о

ьв

Г

ЕГ

2

2004

Время, год

^005

2006

Рис.5. Численность микроорганизмов в пробах из скважины П-20

1 - сульфатредуцирующие,

2 денитрифицирующие,

3 - аэробные органотрофные микроорганизмы.

35

с, 30

25

ммоль 20

15

10 5 0

2003 2004 2005 2006

В 2004 г. численности аэробных органотрофов, денитрифицирующих и сульфатредуцирующих бактерий в пробе из скважины П-20 достигали значений 108, 105 и 103 кл/см'' соответственно (рис. 5), и в 2006 г. они снижалась до значений, близких фоновым.

Эти данные свидетельствуют о том, что в районе скважины П-20 имело место кратковременное воздействие НАО на пластовую жидкость, которое впоследствии нивелировалось. Снижение содержания нитрат-ионов может быть обусловлено процессом денитрификации, осуществляемым микроорганизмами. Поступление питательных веществ в зону скважины П-20 сопровождалось увеличением численности микроорганизмов, за которым следовал спад, вследствие снижения концентрации субстратов роста.

Результаты радиохимического анализа проб, отобранных из скважин А-36 (930 м) А-38 (420 м) и Ан-34 (390 м) и в период 2004-2007 гг., представлены в таблице, где приведены также значения уровней вмешательств (УВ) по радионуклидам.

Таблица 3

Содержание радионуклидов в пробах пластовой жидкости из скважины А-36, А-38 и Ан-34

Содержание(Бк/дм3) в пробах из скважин УВ

А я Ж о А-36 А-38 Ан-34 Бк/дм1

о к * § (930 м) (420 м) (390 м)

2004 2007 2004 2007 2004 2007

2Р <1,5 <1,5 <1,5 <1,5 <1,5 <1,5

Бг <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 5,0

ЫС5 <0,12 <0,11 <0,15 <0,14 <0,15 <0,14 1,1+1

^Со 0 0 0 0 0 0 4,1+1

шСе <0,14 <0,14 <0,12 <0,12 <0,11 <0,11 2,7+1

241Аш <0,17 <0,17 <0,17 <0,17 <0,17 <0,17 6,9-1

40К <1,4 <1,4 <1,4 <1,4 <1,4 <1,4 2,2+1

шЯа <0,36 <0,32 <0,32 <0,32 <0,23 <0,26 5,0-1

<0,92 <0,92 <0,41 <0,41 <0,88 <0,88 6,0-1

235и <0,082 <0,077 <0,09 <0,082 <0,087 <0,078 3,0

Из таблицы видно, что в пробах присутствовали как техногенные, так и естественные радионуклиды. Концентрации техногенных радионуклидов (908г, шСб, 241Аш, 60Со) в скважинах А-36 и Ан-34 были ниже чувствительности приборов и не превышали 1 Бк/дм3, что было существенно ниже норм по уровням вмешательства.

В таблице 4 приводится характеристика проб пластовой жидкости, отобранных из скважин А-36, А-38 и Ан-34 в 1964-1967, 2005 и 2007

годах.

Как видно из таблицы, основными катионами были К+, Са2+ и Мй2г, а анионами - НСОз" и Й042". Расхождение соотношения суммы катионов к сумме анионов во всех пробах не превышало 11%. Нитрат- и сульфат-ионы в пробах из наблюдательных скважин присутствовали в незначительных количествах, что свидетельствует о том, что в период 1969-2007 гг. значительных изменений в химическом составе подземных вод в скважинах, расположенных на расстоянии 390-930 м от нагнетательного контура, не произошло.

Результаты определения численности микроорганизмов и скоростей сульфатредукции и метаногенеза в пластовых жидкостях в 2004-2007 гг. представлены в таблицах 5 и 6.

Приведенные материалы свидетельствуют о присутствии в пластовой жидкости аэробных органотрофных бактерий и анаэробных денитрифицирующих и сульфатредуцирующих бактерий. В этих скважинах численность аэробных бактерий достигала 105-6 кл/см3, денитрифицирующих и сульфатредуцирующих - не превышала 102 кл/см3. Численность метанобразующих микроорганизмов была еще ниже. В период 2004-2006 гг. изменения в численности бактерий всех исследованных групп были незначительны.

Скорости сульфатредукции и метаногенеза были низки и не превышали 0,76 мкг 827дм')-сут. и 0,11 мкг СН4/ дм3-сут. соответственно (табл. 6).

Таким образом, результаты изучения химического состава пластовой жидкости коррелировали с результатами микробиологических и радиоизотопных исследований и свидетельствовали о минимальном воздействии НАО на пласт-коллектор в зоне скважин, расположенных на расстоянии 390-930 м от нагнетательного контура.

Из полученных данных можно сделать вывод о том, что наибольшие изменения во всех исследуемых параметрах происходили в пробах, отобранных из скважин, находящихся рядом с нагнетательным контуром (до 100 м). В пробах из более удаленных скважин наблюдались временные изменения химического состава химического и микробиологического составов пластовой жидкости. В большинстве скважин, расположенных на расстоянии 300 м и более, значительных изменений не наблюдалось, что свидетельствует о минимальном воздействии НАО на пласт-коллектор.

Динамика численности денитрифицирующих бактерий выявляла прямую корреляцию с динамикой концентрации нитрат-иона в пробах пластовой жидкости в тот же период.

Таблица 4.

Характеристика химического состава природной пластовой воды II горизонта и пластовой жидкости в зоне

дисперсии отходов из наблюдательных скважин А-36, А-38 и Ан-34

Параметры, компоненты, (мг-экв/дм3) Скважины, год отбора проб

А-36 (930 м) А-38 (490 м) Ан-34 (390 м)

1969* 2005 2007 1967* 2005 2007 1967* 2005 2007

РН 7,7 7,6 7,7 8,0 8,0 7,8 7,6 7,6 7,7

2 Ыа++К+ 1,6 1,6 1,5 2,2 2,8 2,5 2,3 2,1 2,4

4,8 4,8 4,6 3,4 3,0 з,з 3,2 3,1 3,6

Екатионов 6,4 6,4 6,1 5,6 5,8 5,8 5,5 6,2 6,0

НСО," 6,4 6,5 6,7 5,6 5,7 5,5 5,6 7,0 6,4

БО/' 0,1 0,12 0,09 0,09 0,2 0,13 0,04 0,02 0,06

Ш3~ <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 0,016 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002

Еанионов 6,5 6,5 6,7 5,7 5,9 5,6 5,64 7,0 6,4

Екат./Г ан. 0,98 0,98 0,98 0,96 0,98 0,98 0,98 0,89 0,94

*- данные, полученные при освоении полигона

Таблица 5.

Численность числа клеток в 1 см^) микроорганизмов основных физиологических групп в пробах пластовой жидкости из наблюдательных скважин

№ Год Численность микроорганизмов различных

сква- анализа физиологических групп числа кл/см3)

жины Аэробные Денитри- Сульфат-

органотрофы фицирующие редуцирующие

А-36 2004 5 2 1

2006 5 2 1

А-38 2004 6 1 1

2006 6 2 2

Ан-34 2005 6 1 1

2006 5 2 1

Таблица 6.

Скорости процессов сульфатредукции и метаногенеза в пробах пластовых вод П-го горизонта глубинного хранилища РАО «Северный»

№ скважины Год анализа Ацетат, мг/дм3 Скорость сульфат-редукции, мкг 82"/дм3 -сут. Скорость метаногенеза, мкг СН,(/дм3-сут.

Из КаН14С03 Из |4СН3-ССХЖа

А-36 2004 3,9 0,06 0 0,01

2006 3,9 0,06 0 0

А-38 2004 0 0,03 0 0

2006 6,8 0,03 0 0,03

Ан-34 2004 0 0,76 0,11 0

2006 11,1 0,01 0 0

Уменьшение концентрации нитрат-иона за счет микробиологических процессов, с одной стороны, приводило к снижению удельной токсичности отходов, а с другой стороны, к образованию газообразных метаболитов, выделение которых может привести к аварийным ситуациям (изменение проницаемости пласта, кольматация скважин, выброс газированной жидкости на поверхность). Дальнейшие исследования заключались в изучении биогенного газообразования.

4. Микробиологические исследования проб пластовой жидкости

Микробиологические исследования проводили на уровне микробного сообщества пластовой воды, а также накопительных и чистых культур микроорганизмов, выделенных из глубинных горизонтов. Исследование накопительных культур денитрифицирующих бактерий в экологическом плане представляет большую ценность, чем изучение отдельных чистых культур.

Газообразующий потенциал микробного сообщества, обитающего в подземных горизонтах, исследовали путем внесения нитрата и ацетата натрия, основных компонентов НАО, в изолированные пробы пластовой жидкости (рис. 6).

О 2 4 6 8 10

КаЫОз, г/дм3

Рис. 6. Зависимость газообразования сообществом микроорганизмов от добавленных в пластовую жидкость скважины А-38 нитрата натрия и

ацетата натрия (1:2) Из рисунка 6 видно, что обогащение пробы пластовой воды из скважины А-38 ацетатом и нитратом сопровождалось образованием газов, и в том числе молекулярного азота. При концентрации №М03 более4 г/дм3 в составе газовой фазы появлялся С02. Процесс денитрификации наблюдали при содержании нитрата натрия до 10 г/дм3, что соответствует практически неразбавленным отходам.

Денитрификация с образованием молекулярного азота может осуществляться различными автотрофными и гетеротрофными микроорганизмами согласно следующим уравнениям:

5Н2+2Ы03- +2Н~ ->N2 + 6Н20; (3) 5СН3СООН + 8№; + 8Н1 ЮС О 2 +4М2 + 14Н20 (4).

В лабораторных условиях было исследовано влияние различных физико-химических факторов (температуры, рН и величины ионизирующего излучения), имитирующих пласт-коллектор, на численность денитрифицирующих микроорганизмов в культурах и биогенное газообразование (рис. 7).

Показано, что оптимум роста накопительных культур наблюдался при значениях рН 7-8, в интервале температуры от 15 до 30°С, при величине дозовой нагрузки до 10 кГр.

Выделенные чистые культуры Р. ъШгеп ('штаммы А-26 и А-38) и Асте1оЬааег са1соасеПст (штамм А-39) росли в интервале температур от 6 до 43°С. При аэробном росте использовали шире кий спектр субстратов, в анаэробных условиях в среде с ацетатом восстанавливали нитрат-ион до нитрит-ионов (шт. А-39) или до]Чг (шт. А-26 и А-38).

§

5 мГр/с

хТ..мГр/с 0,5 мГр/В^ -

5 10 15 20 25 30 35 Температура, °С

Щ&ЕВЕ?

40 45 50

До-ш, кГр

Рис. 7. Влияние температуры (а), рН (б) и ионизирующего излучения (в) на численность денитрифицирующих микроорганизмов (1) и образование газа (N2) (2)

Таким образом, существующие во Н-горизонте дозовые нагрузки, температура, величина рН и содержание нитратов подходят для жизнедеятельности микроорганизмов. Активность процессов биогенного газообразования зависит от поступления нитрат-ионов и органических субстратов с отходами. За счет процесса денитрификации возможно снижение токсичности НАО, обусловленной наличием МОз'-ионов, и их восстановление до экологически безопасного молекулярного азота.

5. Оценка безопасности локализации НАО в хранилище РАО

«Северный»

Активность процессов биогенного газообразования зависит от поступления нитрат-ионов и органических субстратов с отходами в пласт. Среди многообразия преобразований низкоактивных отходов (НАО) в подземных горизонтах необходимо выделить одновременное протекание двух важных процессов: (1) разбавление отходов при миграции по пласту и (2) биогенное восстановление нитрат-ионов с образованием

В таблице 7 приведены концентрации нитрат-ионов в пробах пластовой жидкости в период 1972-2003 гг. и количество молекулярного азота, которое теоретически может образоваться в результате процесса денитрификации.

Данные по образованию азота при полном разложении присутствующего в данный момент времени в отходе нитрата дают примерную оценку возможного газообразования за счет нитратов, фиксируемых в данное время и в данном месте.

Таблица 7

Содержание N03- в пробах пластовой жидкости из скважин А-56 и А-57 расчетное количество N2,

№ Компоненты Содержание N03" (г/дм3) в период

1972 г. 1975 г. 2000 г. 2003 г.

А-56

1 N03 0,47 0,30 0,33 0,34

2 N2 (ммоль/дм3) 3,7 2,4 2,7 2,7

А-57

3 N03" 0,63 0,63 0,87 0,87

4 N2 (ммоль/дм3) 5,0 5,0 7,0 7,0

Из расчетов следует, что внутри контура распространения отходов возможно пересыщение пластовой воды образующимися биогенными газами. Образованию азота сопутствует также образование углекислого газа, объем которого примерно в 2-3 раза больше объема азота. При повышенном давлении на глубине около 200 м возможно пересыщение по азоту, тогда как содержание углекислого газа, скорее всего, не будет превышать границу пересыщения, вследствие большей растворимости и возможности химической фиксации С02 на породе.

Общий объем низкоактивных нетехнологических отходов, удаленных к 1992 г. во II горизонт полигона при ГХК, составил 2,0 млн. м3. Принимая, что средняя концентрация нитратов в РАО составляла 6 г/дм', их полное восстановление может приводить к образованию более 1 млн. м" N2 или примерно 0.536 дм" азота на 1 дм" раствора. Учитывая этот, факт, можно ожидать, что в пределах контура распространения отходов, характеризующихся повышенным содержанием нитратов, пластовая вода будет близка к состояншо пересыщения газами.

Однако, вследствие диффузии и миграции газов, а также растянутого во времени биогенного газообразования, происходит постепенное перераспределение газов и снижение общего давления.

На это прямо указывают результаты анализа растворенного и выделившегося газа из проб пластовой воды на различных участках вне контуров НАО, выполненные нами в ЦЗЛ в 2005 г. и полученные в 1968 г. при освоении полигона.

Таблица 8

Состав газов, растворенных в пробах пластовой жидкости

№ скважины Год анализа Содержание, (ммоль/дм3)

N2 С02

А-38 2005 0,3 17,7

А-39 1968 не опр. 4,58

2005 0,42 15,6

Д-з 2005 0,51 14,3

Д-4 2005 0,57 13,9

П-15 2005 0,37 10,4

С-6 1963 не опр. 8,4

2005 0,38 10,6

Со времени начала закачки НАО в подземные горизонты, преобладающая часть указанных компонентов трансформировалась в N2 и С02. Пространственное распространение газов в подземных горизонтах

заметно опережает распространение нитратов, и это обстоятельство позволяет предполагать, что постепенная миграция газа за пределы контура нахождения основной части НАО приводит к снижению содержания газов в них до безопасного уровня.

Проведенные экологические исследования свидетельствуют о том, что в природных подземных водах глубинного хранилища НАО микробиологическая активность низка. Поступление низкоактивных отходов стимулирует жизнедеятельность микроорганизмов в пласте, и формируется микробная трофическая цепь, основанная на деградации компонентов отходов (ацетатов, нитратов, сульфатов и др.). Образующиеся газообразные метаболиты распределяются по пласту с потоками пластовой воды, вследствие диффузии и гравитационного разделения, что приводит к снижению содержания газов в зоне отходов и позволяет считать способ глубинного захоронения низкоактивных отходов экологически безопасным.

ВЫВОДЫ

1. При проведении мониторинга хранилища НАО «Северный» обнаружено, что наибольшее техногенное воздействие отходы оказывали на пластовую жидкость в районе нагнетательных скважин. В пробах, отобранных из скважин, расположенных на удалении от нагнетательного контура, изменения радиохимических, химических и микробиологических параметров были либо временные, либо минимальные, что свидетельствует о незначительном воздействии НАО на подземную экосистему.

2. Показано, что техногенные радионуклиды, содержащиеся в НАО, мигрируют на расстояние не более 200 м от зоны нагнетания. Установлено, что концентрации техногенных радионуклидов не превышают уровней вмешательства (УВ), за исключением содержания 90Sr 60Со и 137Cs в пробах, отобранных вблизи нагнетательного контура (45-60 м).

3. В подземных горизонтах полигона «Северный» обнаружено разнообразное микробное сообщество, в состав которого входят представители рода Pseudomonas, известные способностью к денитрификации. Численность микроорганизмов и скорости биогенных процессов сульфатредукции и метанобразования в природных пластовых водах были низки и возрастали в зоне дисперсии жидких НАО.

4. Микроорганизмы, выделенные из подземных горизонтов, способны образовывать газы (азот, двуокись углерода, сероводород) из компонентов отходов (нитрат-, ацетат- и сульфат-ионов). Установлена прямая корреляция динамики численности денитрифицирующих бактерий и концентрации нитрат-иона в пробах пластовых жидкостей в исследованный период.

5. Денитрифицирующие бактерии, выделенные из глубинных горизонтов, способны переводить основную массу нитрат-ионов в молекулярный азот в интервале pH, минерализации, температуры и уровня радиоактивности, характерных для хранилища низкоактивных отходов. Уменьшение концентрации нитрат-иона прггодит к уменьшению потенциальной опасности локализации НАО.

6. Появление локальных участков пласта-коллектора с повышенным содержанием растворенных газов не представляет опасности при эксплуатации полигонов глубинного захоронения низкоактивных отходов, вследствие распределения образующихся газов по пласту.

7. Разработанный методический подход комплексного изучения радиохимического химического и микробиологического составов проб пластовой жидкости может быть рекомендован для включения в систематический мониторинг хранилища РАО «Северный» и других полигонов захоронения радиоактивных отходов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Экспериментальные статьи

1. Косарева И.М., Сафонов A.B., Савушкина М.К., Ершов Б.Г. Кабакчи С.А., Ревенко Ю.А. Хафизов P.P., Бондин В.В., Назина Т.Н. Физико-химический и микробиологический контроль полигонов глубинного удаления жидких радиоактивных отходов. // Атомная энергия. 2007. Т. 103. вып. 2, с. 106-112.

2. Косарева И.М., Сафонов A.B., Ершов Б.Г., Назина Т.Н. Вопросы оценки биогенного преобразования состава РАО, инкорпорированных в глубинный пласт-коллектор. // Вопросы радиационной безопасности. 2007. № 3. С. 50-57.

Тезисы

3. Сафонов A.B., Косарева И.М., Савушкина М.К., Ревенко Ю.А., Хафизов P.P., Осипов Г.А., Назина Т.Н. Микробиологическая характеристика глубинного хранилища жидких РАО «Северный» и возможность биогенного образования газов подземной микрофлорой. Материалы Третьего Московского Международного конгресса "Биотехнология:

состояние и перспективы развития 14-18 марта 2005 г.". Москва. Ч. 2. С. 246.

4. Nazina T.N., Kosareva I.M., Safonov A.V., Savushkina M.K.., Polyakov I.E., Revenko Y.A., Khafizov R.R., Osipov G.A. The diversity and geochemical activity of microorganisms in the formation fluids of the Severnyi deep repository of liquid radioactive wastes. The Joint International Symposia for Subsurface Microbiology (ISSM 2005) and Environmental Biogeochemistry (ISEB XVII). August 14-19, 2005. Jackson Hole, Wyoming. Abstracts. P. 56.

5. Косарева И.М., Савушкина M.K., Сафонов A.B., Назина Т.Н. Микробиологический мониторинг глубинного хранилища жидких РАО «Северный». Опыт эксплуатации полигонов глубинной изоляции (захоронения) промышленных стоков и жидких радиоактивных отходов. Тез. докл. международного семинара. 23-25 августа 2005. Димитровград: ФГУП «ГНЦ РФ НИИАР». 2005. С. 52.

6. Сафонов A.B., Савушкина М.К., Косарева И.М., Назина Т.Н. Физико-химические условия биогенного газообразования в глубинном хранилище жидких радиоактивных отходов «Северный». Пятая Российская конференция по радиохимии. «Радиохимия-2006». 23-27 октября 2006. Дубна. // Тезисы докладов. С. 228.

7. Сафонов A.B., Савушкина М.К., Косарева И.М., Б.Г. Ершов, Назина Т.Н. Микробиологическое газообразование в глубинном хранилище жидких РАО. // Сборник докладов XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Москва, 23-28 сентября 2007. С. 2534.

8. Косарева И.М., Сафонов A.B., Б.Г. Ершов, Назина Т.Н. Биогенное газообразование при локализации отходов низкого уровня активности в глубинном хранилище. Всероссийская межведомственная научно-техническая конференция «Подземное захоронение жидких радиоактивных отходов: прошлое настоящее будущее». 10-13 октября 2007. Северск. // Тезисы докладов. С 397

9. Сафонов A.B., Косарева И.М., Савушкина М.К., Назина Т.Н., Ревенко Ю.А, Хафизов P.P., Поляков И.Е. Изучение микробиологических характеристик подземных вод глубинного хранилища жидких РАО. Международная конференция, посвященная 60-летию создания Института физической химии РАН: «Физико-химические основы новейшей технологии 21-го века». 2005. Москва. // Тезисы докладов. С 1024

10. Косарева И.М., Сафонов A.B., Савушкина М.К., Ершов Б.Г., Кабакчи С.А. Оценка техногенного воздействия отходов низкого уровня активности на вмещающую среду глубинного пласта-хранилища». II международный ядерный форум 10 юбилейная конференция «Безопасность ядерных технологий: обращение с РАО и ОЯТ». // Статья в трудах конференции, Санкт-Петербург, 2-5 октября 2007. С. 647-655

Подписано в печать:

12.05.2009

Заказ № 2019 Тираж -120 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Сафонов, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Метод глубинного захоронения отходов

1.2. Аспекты безопасности локализации РАО в глубинных 13 хранилищах

1.2.1. Состав и характеристика отходов

1.2.2. Газообразование

1.3. Микробиологические аспекты захоронения радиоактивных 29 отходов

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические аспекты локализации жидких радиоактивных отходов в глубинном хранилище "Северный""

Актуальность проблемы. Успешное развитие атомной энергетики определяется решением проблемы обращения с радиоактивными отходами. На начальном этапе развития радиохимической промышленности во всем мире основным способом обращения с радиоактивными отходами был их сброс в открытую гидросеть в зависимости от уровня удельной активности [1, 2]. Затем осознание катастрофических последствий, которыми чревата такая технология, заставило изменить способ обращения с РАО. Отходы, в виде азотнокислых растворов (отходы высокого уровня активности) или в виде щелочных растворов и пульп (отходы среднего и низкого уровня активности), стали хранить в наземных слабо заглубленных емкостях. Однако • обнаружилось, что такое размещение отходов не решает проблемы экологической безопасности, так как нахождение в поверхностных хранилищах большого объема отходов (десятки тысяч кубометров) с высоким энерговыделением весьма опасно. Поэтому была разработана концепция перевода радиоактивных отходов в твердые формы, пригодные для длительного хранения, и окончательного захоронения [3].

Однако уже предварительные проработки показали, что создание технологии отверждения и строительство соответствующих установок требует длительного времени и значительных материальных затрат. Учитывая это, практически одновременно с началом разработок технологии отверждения, был проведен поиск альтернативных технологий, которые позволили бы в короткое время решить проблему опасного влияния жидких радиоактивных отходов на окружающую среду [3].

В России проблема обращения с радиоактивными отходами обострилась в связи с появлением радиохимических производств, а затем и пуском атомных электростанций.

Для решения проблемы обращения с жидкими РАО были выполнены многочисленные исследования и технологические разработки. При благоприятных гидрогеологических условиях используется способ глубинного удаления жидких радиоактивных отходов в подземный пласт-коллектор, который аналогичен применявшемуся в ряде стран методу для удаления из среды обитания отходов химической и нефтеперерабатывающей промышленности [1,3].

В настоящее время глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов (РАО) является одной из немногих в мире промышленно реализованных технологий окончательного удаления радионуклидов из среды обитания человека. Она осуществляется уже в течение 45 лет на полигонах подземного захоронения Сибирского Химического и Горно-химического комбинатов (СХК и ГХК), а также в НИИАР. К этому моменту в глубокозалегающие пласты-коллекторы в России удалено около 46 млн. м , отходов с активностью

109 Ки, что привело к образованию подземных хранилищ [4-7]. Экологическая безопасность полигонов подземного захоронения определяется распространением компонентов РАО (радионуклидов и стабильных токсичных элементов) в пределах горного отвода и предотвращением физико-химических процессов, которые могут привезти к выбросу РАО из нагнетательных скважин [8, 9].

В последнее время в связи с ужесточением требований к безопасности обращения с РАО в ряде стран проводятся систематические исследования радиохимических и радиационно-термических процессов, происходящих при их хранении [10]. Все больше внимания уделяется микробиологическим исследованиям. Известны работы английских, шведских и канадских ученых при выполнении национальных программ захоронения радиоактивных отходов

11-13] и американских исследователей для хранилищ Хэнфорда, Саванна-ривер и Оак Риджа [14-16]. В нашей стране первое микробиологическое исследование подземных полигонов с жидкими РАО были произведены в 1963 г на Сибирском Химическом Комбинате. В 1998 г начаты комплексные работы на ГХК, а в 2004 г. Т.Н. Назиной и Е.А. Лукьяновой продолжено изучение хранилища СХК, где определено видовое разнообразие микроорганизмов, показано, что выделенные из пластовой жидкости штаммы чистых культур бактерий способны сорбировать актиниды и другие трансурановые элементы, установлено наличие денитрифицирующих микроорганизмов [17, 18].

Данная работа является продолжением исследований подземных экосистем полигона «Северный» ГХК, начатых в 1998 г, и включает в себя результаты радиохимического, физико-химического и микробиологического мониторинга хранилища. Одним из основных направлений является оценка роли микробных сообществ в трансформировании состава НАО и образовании газовой фазы, способной привести к аварийной ситуации.

Проведение фундаментальных исследований воздействия техногенных отходов на биоразнообразие и геохимическую деятельность микроорганизмов в глубинных горизонтах, используемых для захоронения жидких РАО, а также выяснение роли микроорганизмов в трансформации компонентов отходов и образовании газовой фазы представляется актуальной и важной задачей. Эти исследования необходимы для оценки безопасности хранилища во время его использования и последующей консервации. На основе полученных данных может быть разработан биотехнологический метод, направленный на снижение токсичности радиоактивных отходов.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось исследование техногенного воздействия жидких отходов низкого уровня активности, локализованных во II горизонте хранилища РАО «Северный», на подземную экосистему пласта-коллектора; изучение влияния пластовых условий на жизнедеятельность микроорганизмов, приводящую к снижению концентрации токсичных макрокомпонентов НАО и образованию газов; разработка методических рекомендаций по комплексному мониторингу для увеличения безопасности при дальнейшей эксплуатации и последующей консервации полигона.

Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи.

1. Провести радиохимический, химический и микробиологический мониторинг проб пластовой жидкости из наблюдательных скважин П-го горизонта полигона «Северный».

2. Исследовать микробиологические процессы трансформации состава отходов и газообразования применительно к условиям локализации НАО (влияние солесодержания, температуры, значения рН, ионизирующего излучения).

3. Сопоставить результаты микробиологического образования газов, полученные в лабораторных условиях, с реальными данными по содержанию газов в пласте-коллекторе.

4. Провести ориентировочную оценку экологической безопасности длительной локализации НАО с точки зрения возможности образования отдельной газовой фазы.

Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые определены тенденции изменения радиохимических, химических и микробиологических компонентов в подземной экосистеме хранилища РАО «Северный». Установлено, что пластовые условия не препятствуют протеканию процессов микробиологической денитрификации, приводящей к снижению концентрации нитрата натрия. Выявлено, что источником появления азота и углекислого газа при локализации НАО являются микробиологические процессы. Определено влияние природных и антропогенных факторов на биогенное газообразование как на основной микробиологический процесс, способный привести к аварийной ситуации.

Научно-практическая значимость работы. Результаты, полученные автором, являются завершающим этапом в оценке процесса микробиологического газообразования, определяющего условия безопасной эксплуатации полигона РАО «Северный». На основе полученных данных разработано методическое обоснование микробиологического мониторинга хранилища. Данная методика рекомендована для включения в существующий физико-химический и радиохимический контроль полигона. Методику можно рекомендовать для применения и на других предприятиях ядерно-топливного цикла. Показана перспективность активации жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий в глубинном горизонте для снижения концентрации нитрат-ионов и токсичности НАО.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на третьем Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2005); Международной конференции, посвященной 60-летию создания,Института физической химии РАН: «Физико-химические основы новейшей технологии 21-го века» (Москва, 2005); Международном семинаре «Опыт эксплуатации полигонов глубинной изоляции (захоронения) промышленных стоков и жидких радиоактивных отходов» (Димитровград, 2005); The Joint International Symposia for Subsurface Microbiology (ISSM 2005) and Environmental Biogeochemistry (ISEB XVII) (Jackson Hole, Wyoming, USA, 2005); пятой Российской конференции по радиохимии "Радиохимия-2006" (Дубна, 2006); Международном Атомном конгрессе (Санкт-Петербург, 2007); XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007) и на Российской научно-практической конференции «Подземное захоронение жидких радиоактивных отходов: прошлое, настоящее, будущее» (Северск, 2007).

Исследования выполняли в 2004-2008 гг. при финансовой поддержке РФФИ (гранты №№ 05-04-49556, 08-04-01475).

Личный вклад диссертанта состоял в проведении радиохимических, химических, микробиологических и молекулярно-биологических исследований, обработке и анализе полученных данных, формулировании основных положений и выводов работы. Работа проводилась в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН и ФГУП «Горно-химический комбинат» (ЦЗЛ, лаборатория биологического контроля и радиоэкологического мониторинга). Автор выражает благодарность научному руководителю д.х.н. И.М. Косаревой и научному консультанту д.б.н. Т.Н. Назиной, а также член-корр. Б.Г. Ершову, соавторам С.А. Кабакчи, М.К. Савушкиной, O.E. Выгловской, Н.М, Лазаревой, Ю.А. Ревенко, P.P. Хафизову, И.Е. Полякову, А.Б. Полтараусу, B.C. Ивойлову и всем коллегам и друзьям за содействие и поддержку.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 2 статьях в российских реферируемых научных журналах и 8 тезисах докладов на международных и российских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 28 рисунками и 30 таблицами. Список цитированной литературы содержит 165 ссылок.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Сафонов, Алексей Владимирович

ВЫВОДЫ

1. При проведении мониторинга хранилища НАО «Северный» обнаружено, что наибольшее техногенное воздействие отходы оказывали на пластовую жидкость в районе нагнетательных скважин. В пробах, отобранных из скважин, расположенных на удалении от нагнетательного контура, изменения радиохимических, химических и микробиологических параметров были либо временные, либо минимальные, что свидетельствует о незначительном воздействии НАО на подземную экосистему.

2. Показано, что техногенные радионуклиды, содержащиеся в НАО, мигрируют на расстояние не более 200 м от зоны нагнетания. Установлено, что концентрации техногенных радионуклидов не превышают уровней вмешательства (УВ), за исключением содержания 90Sr 60Со и 137Cs.b пробах, отобранных вблизи нагнетательного контура (45-60 м).

3. В подземных горизонтах полигона «Северный» обнаружено разнообразное микробное сообщество, в состав которого входят представители рода Pseudomonas, известные способностью к денитрификации. Численность микроорганизмов и скорости биогенных процессов сульфатредукции и метанобразования в природных пластовых водах были низки и возрастали в зоне дисперсии жидких НАО.

4. Микроорганизмы, выделенные из подземных горизонтов, способны образовывать газы (азот, двуокись углерода, сероводород) из компонентов отходов (нитрат-, ацетат- и сульфат-ионов). Установлена прямая корреляция динамики численности денитрифицирующих бактерий и концентрации нитрат-иона в пробах пластовых жидкостей в исследованный период.

5. Денитрифицирующие бактерии, выделенные из глубинных горизонтов, способны переводить основную массу нитрат-ионов в молекулярный азот в интервале рН, минерализации, температуры и уровня радиоактивности, характерных для хранилища низкоактивных отходов. Уменьшение концентрации нитрат-иона приводит к уменьшению потенциальной опасности локализации НАО.

6. Появление локальных участков пласта-коллектора с повышенным содержанием растворенных газов не представляет опасности при эксплуатации полигонов глубинного захоронения низкоактивных отходов, вследствие распределения образующихся газов по пласту.

7. Разработанный методический подход комплексного изучения радиохимического, химического и микробиологического составов проб пластовой жидкости может быть рекомендован для включения в систематический мониторинг хранилища РАО «Северный» и других полигонов захоронения радиоактивных отходов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Сафонов, Алексей Владимирович, Москва

1. Рыбальченко А.И., Пименов М.К., Костин П.П., Балукова В.Д., Носухин A.B., Микерин Е.И., Егоров H.H., Каймин Е.П., Косарева И.М., Курочкин В.М. Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов. М., ИздАТ, 1994, 256 с.

2. Адушкин В.В., Сиднева С.Н., Стрелков A.C. Долговременные захоронения средне- и высокоактивных отходов ядерной энергетики в приповерхностных слоях грунта. // Вопросы радиационной безопасности. 1999. №3. С. 16-25.

3. Лаверов Н.П., Омельяненко Б.И., Юдинцев C.B. Минералогия и геохимия консервирующих матриц высокоактивных отходов. // Геология рудных месторождений. 1997. Т. 39. № 3. С. 211-228.

4. Лаверов Н.П., Величкин В.И., Омельяненко Б.И., Петров В.А., Тарасов H.H. Новые подходы к подземному захоронению высокоактивных отходов в России. //Геоэкология. 2000. № 1. С. 3-12.

5. Лаверов Н.П., Канцель A.B., Омельяненко Б.И., Лисицин К.А., Пэк A.A., Сельцов Б.М., Филоненко Ю.Д. Основные задачи радиоэкологии в связи с захоронением радиоактивных отходов. // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 6. С. 523-534.

6. Поляков В.И. Перспективы решения проблемы РАО с учётом требований экологии.- Бюллетень по атомной энергии. №5, 2003, с. 34-36.

7. Косарева И.М., Савушкина М.К., Кабакчи С.А. и др. Оценка безопасности жидких радиоактивных отходов при долговременном нахождении в глубинных хранилищах. // Атомная энергия. 2006. Т. 100. Вып. 2. С. 86-92.

8. Захарова Е.В., Каймин Е.П., Дарская E.H., Меняйло К.А. и др. Роль физико-химических процессов при долговременном хранении жидкихрадиоактивных отходов в глубинных пластах-коллекторах. // Радиохимия. 2001. Т. 43. №4. С. 378-380.

9. Камнев Е.Н., Рыбальченко А.И. Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов предприятий атомной промышленности (современные требования к оценкам экологической безопасности). // Инженерная экология. 2001. № 1.С. 2-9.

10. Pedersen К. Investigation of subterranean bacteria in deep crystalline bedrock and their importance for the disposal of nuclear waste. Can. J. Microbiol., 1996, v. 42, p. 382-391.

11. McKinley I.G., Hagenlocher I., Alexander W.R., Schwyn B. Microbiology in nuclear waste disposal: interfaces and reaction fronts. // FEMS Microbiol. Rev. 1997. V. 20. N. 3/4. P. 545-556.

12. Stroes-Gascoyne S., West J.M. Microbial studies in the Canadian nuclear fuel waste management program. FEMS Microbiol. Revs, 1997, v. 20, № p. 573-590.

13. Domingo, J., Berry, C, Summer, M., and C. Fliermans. 1998. Microbiology of spent nuclear fuel storage basins. Curr. Microbiol. 37: 387-394.

14. Clare F.E. Denitrificashion of acid wastes from uranium purification process. Report Ж Y-1990, Oak Ridge Y-12 Plant, Oak Ridge, Tennessee. 1975.

15. Грабовников В.А. Гидрогеологические исследования для обоснования подземного захоронения промышленных стоков, М., Недра, 1993, 335 с.

16. Любцева Е.Ф. Исследование гранитоидов Нижнекамского массива для захоронения РАО, Материалы КНТС, Санкт-Петербург, с. 143-149.

17. Результаты эксплуатации полигонов подземного захоронения жидких радиоактивных отходов (пл. 18, 18а) и наземных хранилищ жидких радиоактивных отходов. Отчет №57-0511, 27.10.1997.

18. Стельмах Н.С., Крицкая В.Е., Бывшева И.И., Пирогова Г.Н., Косарева И.М., Пикаев А.К. Радиационное газовыделение в нейтральных и щелочных водных растворах нитрата и ацетата натрия, моделирующих жидкие радиоактивные отходы. ХВЭ, т.32 №6, 1998, с.420.

19. Результаты эксплуатации полигонов подземного захоронения жидких радиоактивных отходов (пл. 18, 18а) и наземных хранилищ жидких радиоактивных отходов. №57-0511, 27.10.1997 с. 25.

20. Косарева И.М., Лазарева Н.М., Савушкина М.К., Архипова М.М. Имитаторы жидких радиоактивных отходов: радиолиз водных растворов смеси азотной и уксусной кислот. ХВЭ, т. 32, № 4, 1998, с. 171.

21. Ориентировочный прогноз газовыделения с учетом комплексных процессов, протекающих при локализации среднеактивных щелочных отходов. Отчет ИФХ РАН, № гос. per. 01970001183.

22. Косарева И.М., Савушкина М.К., Ершов Б. Г., Ревенко Ю.А., Хафизов P.P., Ахунов В. Д., Кабакчи С.А. Газовыделение при глубинном захоронении жидких радиоактивных отходов, Атомная энергия, 2006, т. 100, вып. 1, с.45-50.

23. Fredrickson J.K., and Balkwill D.L., 2005. "Geomicrobial Processes and Biodiversity in the Deep Terrestrial Subsurface." Geomicrobiology Journal 23(6):345 -356 .

24. Fredrickson J.M., Zachara J.M., Kennedy D.W., Duff M.C., Gorby Y.A., Li, S.W., Krupka K.M. Reduction of U(VI) in goethite (-FeOOH) suspensions by a dissimilatory metal-reducing bacterium. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. P. 3085-3098.

25. Domingo J.W.S., Berry C.J., Microbial biofilm growth on irradiated, spent nuclear fuel cladding // Journal of Nuclear Materials Volume 384, Issue 2, 15 February 2009, P 140-145.

26. Yates M.V., Brierley J.A., Brierley C.L., Follin S. Effect of Microorganisms on In Situ Uranium Mining. // Appl. Environ. Microbiol. 1983. P. 779-784.

27. Binks P.R. Radioresistant bacteria: have they got industrial uses. // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1996. V. 76. P. 319-322.

28. West J.M., McKinley I.G., Chapman N.A., Microbes in deep geological systems and their possible influence on radioactive waste disposal. Rad. Waste Management Nuclear Fuel Cycle, v.3, 1982.

29. West J.M., Christofi N., McKinley I.G. An overview of recent microbiological research relevant to the geological disposal of nuclear waste. Rad. Waste Management Nuclear Fuel Cycle, v.6, 1986, P.79.

30. West J.M., McKinley I.G., Grogan N.A., Arme S.C. Laboratory and modelling studies of microbial activity in the near field of HLW repository. Material Research Society Symp. Proc., v.50, 1985, P.533.

31. Pedersen K. (2000) Exploration of deep intraterrestrial microbial life: current perspectives. FEMS Microbiol. Lett. 185, 9-16.

32. Stevens, T.O. and J.P. McKinley. 1995. Lithoautotrophic microbial ecosystems in deep basalt aquifers. Science 270:450-454.

33. Fredrickson, James K. and Onstott, Tullis C., 1996, Microbes deep inside the Earth, Scientific American, October, 1996, p. 68-73.

34. Murphy, W.M. (2004) Measures of geologic isolation. Scientific Basis for Nuclear Waste Management XXVIII, Hanchar, J., Stroes-Gascoyne, S., and Browning, L. (eds.) Materials Research Society Symposium Proceedings, v. 824, p. CC3.5.1-CC3.5.9.

35. McKinley I.G., Hagenlocher I., Alexander W.R., Schwyn B. Microbiology in -nuclear waste disposal: interfaces and reaction fronts. FEMS Microbiol. Rev., 1997, v. 20, № 3/4, p. 545-556.

36. Farkas G., Gazso L. Characterization of subterranean bacteria in the Hungarian Upper Permian Siltstone Formation. Can. J. Microbiol., 2000, v. 46, 559-564.

37. Ahonen L., Ervanne H., Jaakkola T., Blomqvist R.Redox chemistry in uranium-rich groundwater of Palmottu uranium deposit, Finland. // Radiochim Acta. 1994. V. 66/67. P. 115.

38. Macalady, J.L. and Banfield J.F., 2003. Molecular geomicrobiology: genes and geochemical cycling invited Frontiers review. Earth and Planetary Science Letters 209 (1-2): 1-17.

39. Selenska-Pobell S. 2002. Diversity and activity of bacteria in uranium waste piles, p. 225-253. In: M. Keith-Roach and F. Livens eds. Interactions of microorganisms with radionuclides. Oxford, UK, Elsevier Sciences.

40. Ghiorse W.C, Wilson J.T. Microbial ecology of the terrestrial subsurface. // Adv. Appl. Microbiol. 1988. V.33. P. 107-173.

41. Humphreys P., McGarry R., Hoffmann A., Binks P. DRINK: a biogeochemical source term model for low level radioactive waste disposal sites. // FEMS Microbiol. Rev. 1997. V. 20. N. 3/4. P. 557-572.

42. Розанова Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтяных месторождений. // М.:Наука. 1974. 198 с.

43. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию: Учебное пособие. М.: Книжный дом «Университет»,2001 .256 с.

44. Гусев М.В., Минеева JI.A. «Микробиология», М.,: «ACADEMA», 2004 г., 462 с.

45. Мареев И.Ю., Серик В.Ф., Помыткин В.Ф. и др. Переработка жидких радиоактивных отходов с использованием микроорганизмов // Атомная энергия. 1993. Т. 74, N2. С. 123-127.

46. Pons М.Р., Fuste М.С. Uranium uptake by immobilized cell of Pseudomonas strain EPS 5028. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1993. V. 39. P. 661-665.

47. Panalc P., Hard B.C., Pietzsch K., Kutschke S., Roske K., Selenska-Pobell S., Bernhard G., Nitsche H. Bacteria from uranium mining waste pile: interactions with U(VI). //J. Alloys Сотр. 1998. V. 271-273. P. 262-266.

48. Neu M.P., Icopini G.A., Boukhalfa H.// Plutonium speciation affected by environmental bacteria. //Radiochim. Acta. 2005. V. 93. P. 705-714.

49. Nevin K.P., Finneran K.T., Lovley D.R. Microorganisms Associated with Uranium Bioremediation in a High-Salinity Subsurface Sediment. // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. P. 3672-3675.

50. Sasaki Т., Kubota Т., Mito S., Kauri Т., Kudo A. Radionuclide sorption to mixture of anaerobic bacteria in the repository environment. // J. Nuclear Sci. Technol 2002. P. 954-957.

51. Songkasiri W., Reed D.T., Rittmann B.E. Biosorption of neptunium(V) by Pseudomonas fluorescens. // Radiochim. Acta. 2002. V. 90 P. 785.

52. Elias, D., Krumholz, L., Wong, D., Long, P., and J. Suflita. 2003. Characteriztion of microbial activities and uranium reduction in a shallow aquifer contaminated byuranium mill tailings. 46:83-91.

53. Ghiorse W.C, Wilson J.T. Microbial ecology of the terrestrial subsurface, // Adv. Appl. Microbiol., 33, 1988-P. 107-172.

54. West, J.M. and Chilton, P.C. (1997) Aquifers as environment for microbial activity. Quaterly J. Engin. Geol. 30, 147-154.

55. Pedersen, K. (1997) Microbial life in deep granite rock. FEMS Microbiol. Rev. 20, 399-414 ).

56. Francis C.W., Hancher C.W. Biological denitrification of high-nitrate wastes generated in the nuclear industry. In: Biological Fluidized Bed Theatment of water and wastewater. 1981. P. 234-250.

57. Лукьянова Е.А., Захарова Е.В., Константинова Л.И., Назина Т.Н. Сорбция радионуклидов микроорганизмами из глубинного хранилища жидких низкоактивных отходов. Радиохимия. 2008. Т. 50. Вып. 1. С. 75-80.

58. Назина Т.Н., Лукьянова Е.А., Тананаев И.Г., Ровный С.И. Биосорбция радионуклидов микроорганизмами, существующими в подземных водах врайоне расположения ФГУП «ПО «Маяк». Вопросы радиационной безопасности. 2008. №1. С. 29-36.

59. Кузнецов С.И., Иванов М.В., Ляликова Н.Н. Введение в геологическую микробиологию. М.: Изд. АН СССР. 1962. 240 с.

60. Lloyd J.R., Yong P., Macaskie L.E. Biological reduction and removal of Np(V) by two microorganisms. // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. P. 1297-1301.

61. Lloyd J.R., Renshaw J.C. Bioremediation of radioactive waste: radionuclide-microbe interactions in laboratory and field-scale studies. // Curr. Opin. Biotechnol. 2005. V. 16. P. 254-260.

62. Lloyd J.R., Renshaw J.C., May I., Livens F.R., Burke I.T., Mortimerc R.J.G., Morris K. Biotransformation of radioactive waste: microbial reduction of actinides and fission products. // J. Nucl. Rad. Sci. 2005. V. 6. P. 17-20.

63. Binks P.R. Radioresistant bacteria: have they got industrial uses. // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1996. V. 76. P. 319-322.

64. ГОСТ P 50325-92. Изделия медицинского назначения. Методика дозиметрии при проведении процесса радиационной стерилизации.

65. Suzuki Y., and J. Banfield. 2004. Resistance to, and accumulation of, uranium by bacteria from a uranium-contaminated site. Geomicrobiol. J. 21:113-121.

66. Clare F.E. Denitrifícashion of acid wastes from uranium purification process. Report №. Y-1990, Oak Ridge Y-12 Plant, Oak Ridge, Tennessee. 1975.

67. Формирование экологической сети Центра Русской равнины. М.: Изд. ЦОДПСоЭС, 1998.- 81 с.

68. ОСПОРБ-99.Основные санитарные правила обеспечения СП 2.6.1.79999. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 02.07.1999 Нормы, правила и нормативы органов государственного надзора радиационной безопасности.

69. Землянухин, В.И.; Ильенко, Е.И.; Кондратьев, А.Н. Радиохимическая переработка ядерного топлива АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1983. 252с.

70. Кузнецов, Щебетковский, Трусов. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. М.: Атомиздат, 1974, 360с.

71. Белицкий A.A. Охрана окружающей среды при подземном захоронении промстоков. М.: Недра, 1976.

72. Нормы радиационной безопасности, НРБ-99, С СП 2.6.1. 758-799. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 02.07.1999

73. Нормы, правила и нормативы органов государственного надзора. М.:1. Минздрав России.

74. СанПиН 2.1.4.1074-01 Гигиенические требования и- нормативы качества питьевой воды. Нормы, правила и нормативы органов государственного надзора. - М.: Минздрав России

75. СП ЭКГХ 2002 Санитарные правила эксплуатации и консервации глубоких хранилищ жидких радиоактивных и химических отходов предприятий атомной промышленности. - М.: Минздрав России, 2002,-65 с.

76. Греков И.И., Носухин A.B. Отчет «О результатах эксплуатации «Северный» предприятие п/я А-3487 за1975год» том II, вх. ИФХ РАН №01/2161,66 с.

77. ГОСТ 17.1.5.05, ГОСТ 4979, ГОСТ 24481, ГОСТ 24902, ИСО 5667. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. Переиздание 2004 в сб. «Охрана природы. Гидросфера».

78. Белицкий А.А. Охрана окружающей среды при подземном захоронении промстоков. М.: Недра, 1976.

79. Noakes J.E. and De Filippis S. 1988. Tritium monitoring of nuclear power plants by liquid scintillation counting. Second International Seminar for Liquid Scintillation Analysis. Tokyo, Japan. 123-128.

80. Летников Ф.А., Шкарупа Т.А. Методическое руководство по хроматографическому анализу воды и газов в горных породах и минералах. Практическая газовая и жидкостная хроматография. Иркутск, 1977. 25 с.

81. Назина Т.Н., Соколова Д.Ш., Григорьян А.А., Сюэ Ян Фен, Беляев С.С., Иванов М.В. Образование нефтевытесняющих соединений микроорганизмамииз нефтяного месторождения Дацин (КНР). // Микробиология, 2003, Т.72, №2. С. 206-211.

82. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г., Карцова JI.A., Зенкевич И.Г., Калмановский В.И., Каламбет Ю.А., Гиошон Ж., Гийемен К. Количественная газовая хроматография для лабораторных анализов и промышленного контроля: В 2 т. М.: Мир, 1991.

83. Царев H.H. Практическая газовая хроматография, 2000, 156 с.

84. The Prokaryotes. A handbook on habitats, isolation and identification of bacteria. — Berlin; Heidelberg; New York: Springer Verlag, 1981. — Vol. 1, 2.

85. Теппер E. 3., Шильникова B.K., Переверзева Г. И., Практикум по микробиологии/ 4-е изд., перераб.доп. - М.: Колос, 1993. - 175 с.

86. Koch, A.L. (1994) Most probable numbers. In: Methods for General and Molecular Bacteriology (Gerhardt, P., Murray, R.G.E., Wood, W.A. and Krieg, N.R., Eds.), pp. 257-260. American Society for Microbiology, Washington, DC.

87. Postgate J.R. Media for sulfur bacteria //Laborat.Pract. 1966. V. 15. № 11. P. 1239-1244.

88. Pfenning N., Lippert K.D. Uber das vitamin B12 Bedürfnis phototropher Schweferelbacterien // Arch. Microbiol. 1966. V. 55. № 3. p. 245-256.

89. Adkins J.P., Cornell L.A., Tanner R.S. Microbial composition of carbonate petroleum reservoir fluids. Geomicrobiology J. 1992. V. 10. N. 2. P. 87-97.

90. Postgate J.R. Enrichment and isolation of sulphate-reducing bacteria. // Zbl. Bacteriol. Parasitenkunde, Infectionskrankh. und Hyg. 1965. Abt. l.Sup. 1. P. 190197.

91. Zeikus J.G., Weimer P.J., Nelson D.R., Daniels L. Bacterial methanogenesis: acetate as a methane precursor in pure culture // Arch. Microbiol. 1975. V. 104. P. 129-134.

92. Wolin E.A., Wolin M.J., Wolfe R.S. Formation of methane by bacterialextracts. // J. Biol. Chem. 1963. V. 238. P. 2882-2886.

93. Truper H., Schlegel H. Antonie van Leeuwenhoek. J. Microbiol. And Serol. 1964. V.

94. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. M.: ГЕОС, 2001.

95. Лауринавичус К.С., Беляев С.С. Определение интенсивности микробиологического образования метана радиоизотопным методом // Микробиология. 1978. Т. 47. Вып. 6. С. 1115-1117.

96. Belyaev S.S. and Ivanov M.V. (1975) A radioisotopic method for determination of the intensity of bacterial methanogenesis. Microbiology (English translation of Mikrobiologiya). 44, 166-168.

97. Иванов M.B., Теребкова JT.C. Изучение микробиологических процессов образования H2S в Соленом озере // Микробиология. 1959. Т. 28. Вып. 2. С. 251256.

98. Иванов М.В. Применение изотопов для изучения активности процесса редукции сульфатов в озере Беловодь // Микробиология. 1966. Т. 25. № 1. С. 12.

99. Пикаев А.К. М., «Наука» 1975 стр. 133-157

100. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Лабораторное руководство. Л.: Наука, Ленингр. Отделение. 1974. 194 с.

101. Edwards U., Rogall Т., Bloeker Н., Ende М. D., Boeettge Е. С. Isolation and direct complete nucleotide determination of entire genes, characterization of gene coding for 16S ribosomal RNA. //Nucl. Acids Res. 1989. V. 17. P. 7843-7853.

102. Lane D. J. 16S/23S rRNA sequencing. // In: Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematics. Ed. Stackebrandt E., Goodfellow. M. New York: John Wiley& Sons. 1991. P. 115-175.

103. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane DJ. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. // J. Bacteriol. 1991. V. 173. P. 697-703.

104. Marmur J. A procedure for the isolation DNA from microorganisms // J. Molecular Biology. 1961. V. 3. P. 208-218.

105. Колганова T.B., Кузнецов Б.Б., Турова Т.П. Подбор и тестирование олигонуклеотидных праймеров для амплификации и секвенирования генов 16S рРНК архей. //Микробиология. 2002. Т. 71. С. 283-285.

106. Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. — М.: Мир, 1982.

107. The Biology of anaerobic microorganisms / Ed. A. J. B. Zehnder. — N. Y. e. a., 1988.

108. Fredrickson J.K., Li S.W., Brockman F.J., Haldeman D.L., Amy P.S., Balkwill D.L. Time-dependent changes in viable numbers and activities of aerobicheterotrophic bacteria in subsurface samples // Microbiol. Methods. 1995. V. 21. P. 253-265.

109. Nitrification/Ed, by J. U. Prosser. — Oxford; Washington: IRL Press, 1986.

110. Лебединский A.B. Денитрификация с использованием одноуглеродных соединений: Автореф. Дис. канд. Биол. Наук. М.:ИНМИ АН СССР. 1984. С. 2361.

111. Намиот А.Ю. "Растворимость газов в воде", М. 1991, с.28.

112. Farkas G., Gazso L. Radiosensitivity of subterranean bacteria in the Hungarian Upper Permian Siltstone Formation. Journal of environmental radioactivity., v. 61/2, pp 103-109.

113. Прозоркина H. В., Рубашкина Л. А. П 78 Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений. — Ростов нД: Феникс, 2002. 416с.

114. Kohnlein W., Nussbaum R.H. 1998. Inconsistencies and Open Questions Regarding Low-Doze Health Effects of Ionizing Radiation. Workshop German Society for Radiation Protection, University of Portsmouth, 9-12 July, 1996, Portsmouth,

115. Ghiorse W.C, Wilson J.T. Microbial ecology of the terrestrial subsurface, // Adv. Appl. Microbiol., 33, 1988-P. 107-172

116. Сингер M., Берг П. Гены и геномы. М.: Мир. 1998. Т. 1, 2.

117. Генетика бактерий и бактериофагов. В кн.: Современная микробиология. Прокариоты. (Под ред. И. Ленгелера, Г. Древса и Г. Шлегеля). М.: Мир.2005. Т. 1. С. 423-518.

118. Волькенштейн М.В. "Общая биофизика" М.:Наука, 1978.

119. Zumft W.G. Cell biology and molecular basis of denitrification. /. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997. V. 61. P. 533-616.

120. ALLEN MB, VAN NIEL CB. Experiments on bacterial denitrification. J

121. Bacteriol. 1952 Sep;64(3):397-412

122. Carlson C.A., Pierson L.S., Rosen J.J., Ingraham J.L. Pseudomonas stutzeri and related species undergo natural transformation. J Bacteriol. 1983 Jan;153(l):93-99.

123. Pichinoty F., Mandel M., Garcia J.L. Etude de six souches de Agrobacterium tumefaciens et A. radiobacter. Ann Microbiol (Paris). 1977 Apr;128A(3):303-310.

124. Stanier R.Y., Palleroni N.J., Doudoroff M. The aerobic pseudomonads: a taxonomic study. J Gen Microbiol. 1966 May;43(2): 159-271.

125. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации гидрокарбонатов поверхностных водах титриметрическим методом. Ростов-на-Дону, 1995. 14 с.

126. Батлер Дж. Н. Ионные равновесия (математическое описание) г. Ленинград, Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1973г., 448 с. '

127. Оркин Г. К., Кучинский П. К. Физика нефтяного пласта. М.: Гостоптехиздат, 1955. - 299 с.

128. Перельман А.И. Геохимия природных вод. М.: Наука, 1982 154с

129. Зорькин Л.М. Геохимия газов пластовых вод нефтегазоносных бассейнов. М., Недра, 1973.

130. КрайчаЯ.Н. Газы в подземных водах. -М.: Недра, 1980. 343 с.

131. Краткий справочник физико-химических величин» под ред. К.П.Мищенко и A.A. Равделя, Л.: Химия, 1974 г. С. 95.

132. Ермилов О. М., Ремизов В. В., Ширковский Л. И., Чугунов Л. С. Физика пласта, добыча и подземное хранение газа.- М.: Наука, 1996. 541 с.

133. Беляев С.С., Борзенков И.А., Назина Т.Н., Розанова Е.П., Глумов И.Ф., Ибатуллин P.P., Иванов М.В. Использование микроорганизмов в биотехнологии повышения нефтеизвлечения. // Микробиология, 2004, Т.73, №5, С. 687-697.

134. Ножевникова А.Н. Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды. Биологическая- обработка органических отходов. Ремедиация загрязненных почв. // Глава в книгу «Экология микроорганизмов». Ред. А.И. Нетрусов. Москва, Наука, 2004.

135. Перспективы биохимических исследований. — М.: Мир, 1987.