Some aspects of environmental hazard due to uranium mining in Ukraine

Abstract

Some aspects of environmental hazard within uranium mining areas are considered. The uranium content in the environment components (rocks, soils, underground and surface waters) of the central part of the Ukrainian Shield within and beyond the uranium mining area is analyzed on the example of the Michurinske ore field. It is emphasized that man-made sources of natural origin should be considered more broadly than just waste dumps from uranium mining and processing enterprises. These are sources of ionizing radiation of natural origin, which have been subjected to concentration or their accessibility has been increased because of anthropogenic activity. Additional irradiation to the natural radiation background is formed. Waste dumps of uranium mining are considered as sources of potential dust pollution in the surface layers of atmosphere with fine dust containing uranium, its decay products and associated elements. The area of waste dumps is calculated using space images. Uranium accumulates in the dusty fraction, where its content is 0.01-0.06%. Taking into account the geological and geochemical characteristics of uranium deposits, radioactive elements, heavy metals and other associated elements of uranium mineralization are car- ried out of the dumps by winds and atmospheric waters with their subsequent migration into environment components. A mathematical model of potential dust air pollution in the area of long-term operation of the oldest uranium mine is presented for the summer 2019. In total, 15 factors influencing the potential threat of air dust pollution are considered and analyzed. The mathematical model is developed on the basis of the method of discriminant functions. To assess the degree of the model parameters informativeness, one-factor covariance analysis is used. It allows assessing the degree of a single sign influence on the prediction result. The developed model takes into account the area of waste dumps, uranium content in the dust fraction and wind direction southeast and/or east as the most hazardous for the study area. The model allows determining correctly the level of potential threat of air dust pollution in 96.3% ± 3.6% of all cases.

Розглянуто деякі аспекти екологічної небезпеки в районі видобутку урану та за його межами. Проаналізовано вміст урану в компонентах довкілля (породах, ґрунтах, підземних та поверхневих водах) центральної частини Українського щита на прикладі Мічурінського рудного поля. Наголошено, що техногенно-підсилені джерела природного походження слід розглядати ширше, ніж просто відходи урановидобувних і переробних підприємств. Це джерела іонізуючого випромінювання природного походження, які в результаті антропогенної діяльності були піддані концентруванню або збільшилася їхня доступність, внаслідок чого утворилося додаткове до природного радіаційного фону опромінювання. Породні відвали урановидобування розглядаються як джерела потенційної запиленості приземних шарів атмосфери дрібнодисперсним пилом, який містить уран, продукти його розпаду та супутні елементи. Площа породних відвалів розраховується з використанням космічних знімків. Уран накопичується у пилуватій фракції, де його вміст складає 0.01-0.06%. З урахуванням геолого-геохімічних характеристик уранових родовищ радіоактивні елементи, важкі метали та інші елементи-супутники уранового зруденіння виносяться з відвалів вітрами та атмосферними водами з подальшою їх міграцією у компоненти довкілля. Розроблено математичну модель потенційного пилового забруднення повітря в районі довготривалого функціонування найстарішої урановидобувної шахти, за літній період 2019 року. Загалом розглянуто та проаналізовано 15 факторів, що впливають на потенційну загрозу запиленості повітря. Математичну модель розроблено на базі методу дискримінантних функцій. Для оцінки ступеня інформативності параметрів моделі був використаний однофакторний дисперсійний аналіз, що дозволяє оцінити ступінь впливу окремо взятої ознаки на результат прогнозування. Розроблена модель, що враховує площу відвалів, вміст урану в пилуватій фракції та напрям вітру південно-східний та/або східний як найбільш небезпечний для досліджуваної території, коректно дозволяє визначити рівень потенційної загрози запиленості повітря у 96,3%±3,6% усіх випадків