Propuneri privind utilizarea materialelor minerale din Romania in vederea izolarii depozitelor de deseuri toxice si radioactive

Aplicatii in controlul poluarii

In ultimii ani zeolitii si mineralele argiloase reprezinta principalul material utilizat in tehnologia de protectie a mediului, la baza acesteia aflandu-se atat capacitatea de schimb ionic, cat si capacitatea de adsorbtie.

a) Eliminarea scurgerilor (emisiilor) radioactive

In 1959, L.L. Ames, a demonstrat capacitatea clinoptilolitului de a indeparta Cs si Sr radioactve din scurgerile de apa din instalatii nucleare (Ames, 1959, 1960).

Atunci cand elementele nucleare combustibile reziduale sunt eliminate dintr-un reactor nuclear, ele sunt pastraste in iazuri. Pastrarea in aceste iazuri este de lunga durata pentru a permite racirea termica si radioactiva in vederea reprocesarii. In acest timp apar produse de fisiune, in special radioizotopi ¹³⁷Cs si ⁹⁰Sr/⁹⁰Y. Aceasta apa contaminata reprezinta principala sursa de radioactivitate a mediului si trebuie decontaminata. Acesti ioni radioactivi pot fi extrasi eficient din apa de catre clinoptilolit si fie pot fi inmagazinati nedefinit in zeolit, fie pot fi extrasi chimic pentru refolosire.

Folosirea zeolitilor in acest scop este atractiva datorita faptului ca acestia pot fi incorporati imediat dupa utilizare intr-o matrice de ciment inainte de incapsulare in containere de otel inoxidabil. In acest mediu ei sunt rezistenti la expunerea la doze ridicate de radiatie b, g si neutronice. Zeolitii pot constitui materiale-bariera in depozitele ingropate de reziduuri nucleare unde functia lor ar fi aceea de a absorbi radionuclizii care apar accidental sau prin coroziunea containerelor.

Compozitia chimica tipica a apei din

iazul de decantare a deseurilor radioactive

(Dyer A., 1988)

Astfel de procedee de eliminare a ionilor radioactivi sunt folosite in SUA, Canada, Marea Britanie, Franta, Bulgaria, Ungaria, Mexic, Japonia, Germania si CSI.

b) Anularea efectelor unor accidente nucleare

Tufurile cu clinoptilolit au fost folosite in urma accidentului de la Cernobal pentru ameliorarea consecintelor asupra mediului si a populatiei. Astfel, terenurile agricole si pasunile din zonele afectate au fost acoperite cu pulbere de tuf pentru eliminarea ionilor radioactictivi din sol. De asemenea, animalelor li s-a adiministrat ca supliment nutritiv tuf cu clinoptilolit pentru eliminarea ionilor radioctivi asimilati simultan cu hrana consumata.

Izolarea depozitelor toxice si radioactive

Orice activitate umana genereaza deseuri care necesita o gestionare stricta in scopul protejarii sanatatii umane si a mediului, fara a impovara generatiile viitoare. Un motiv de ingrijorare pentru populatie il constitute teama nejustificata fata de ceea ce reprezinta deseurile toxice si radioactive in raport cu abordarea sistematica a tuturor factorilor importanti implicati in gospodarirea acestora.

Managementul deseurilor radioactive difera de la o tara la alta, dar obiectivul general este acela de a proteja omul si mediul de pericolul pe care-l prezinta deseurile radioactive si efluentii lor, atat in prezent, cat si in viitor.

Managementul si depozitarea deseurilor radioactive este o problema care preocupa aproape toate tarile. Fara indoiala cea mai dificila problema este aceea legata de deseurile de radioactivitate ridicata.

Metodele de stocare sunt determinate de tipul de deseuri si drept containere se folosesc tancuri, butoaie metalice sau depozite de beton.

Tratarea include operatii ca segregarea deseurilor colectate, modificarea chimica si decontaminarea.

Depozitarea este plasarea finala a deseurilor astfel incat sa se previna eliberarea unor poluanti periculosi pentru om si mediu.

Conceptul de depozitare cuprinde doua activitati distincte: depozitarea provizorie sau temporara si depozitarea definitiva.

Depozitarea temporara de lunga sau scurta durata implica monitorizarea amplasamentului pe perioada depozitarii, deseurile nefiind abandonate si existand permanenet intentia de recuperare a acestora. Aceasta stocare este de tipul "asteapta si vezi".

Depozitarea definitiva presupune abandonarea deseurilor radioactive, in sensul lipsei intentiei de recuperare a acestora, desi acest lucru este posibil d.p.d.v. tehnic. Se preconizeaza ca monitorizarea depozitului sa fie efectuata pe o perioada limitata de timp, maxim 300 ani, limita considerata ca reprezentand memoria colectivitatii.

Metode de depozitare finala a deseurilor toxice si radioactive

Au fost facut mai multe propuneri de de rezolvare a problemei legate de depozitarea finala a deseurilor nucleare, care desi la inceput au parut interesante, pe parcursul examinarii lor atente s-au dovedit apoi nefezabile.      Printre aceste solutii se pot enumera:

Lansarea lor in spatiu;

Ingroparea in calotele de gheata polara;

Depozitarea in oceane;

Ingroparea in zonele subductile;

Transmutatia nucleara.

In prezent solutiile preferate pentru depozitarea definitiva a deseurilor radioactive de joasa si medie activitate sunt depozitarea in depozite de suprafata si depozitarea in formatiuni geologice.

Depozitarea geologica reprezinta in prezent cea mai raspandita solutie pentru depozitarea definitiva si se poate realiza sub 3 forme:

Depozite in sol de adancime superficiala;

Depozite in diferite cavitati de adancime medie;

Depozite subterane.

Depozitarea in sol la adancime mica este o practica curenta in cazul deseurilor de joasa activitate, cu timpi de injumatatire redusi.

Depozitarea in cavitati special amenajate este preferata depozitarii in amplasamente miniere iesite din exploatare (care au avantajul diferitelor facilitati ramase dupa perioada de exploatare), datorita flexibilitatii in exploatare.

Depozitele supraterane folosite in ultimul timp au avantajul controlului absolut asupra conditiilor de depozitare pe toata perioada de umplere a depozitului.

Propunerile care par cele mai fezabile sunt cele care implica depozitarea geologica la adancime:

Ingroparea in depozite argile si/sau zeoliutifere;

Ingroparea in domurile de sare;

Ingroparea in roci solide.

Propunere de realizare a unui depozit de deseuri toxice sau radioactive

Depozitarea geologica a deseurilor cu radioactivitate ridicata si viata lunga se realizeaza pe principiul sistemului cu bariere multiple conform fig1.

Fig1. Sistemul de depozitare cu bariere multiple.

Un astfel de depozit ar fi confectionat din:

Matricea de impachetare, respectiv materialul ce se doreste a fi izolat;

Containerul ce inmagazineaza deseul;

Materialul de umplere - constituit din argila bentonitica, cu continut >60% montmorillonit, cu capacitate de schimb cationic ridicat. Acest material serveste ca bariera in calea scurgerilor functionand ca burete absorbant dar si ca sita moleculara;

Strat natural modificat realizat din tuf zeolitifer, bogat in clinoptilolit.

Amplasarea unui depozit final de deseuri radioactive comporta o serie de probleme in cazul aparitiei unor fenomene nedorite cum ar fi : activitatea vulcanica, cutremurele de pamant, cursuri subterane de apa. Ca urmare, este necesara o buna comportare a barierelor geologice, hidrologice, mecanice si geochimice pentru a se minimiza fenomenele nedorite care pot avea loc la contactul pachetelor de deseuri cu roca gazda.

Concluzii

Este necesara dezvoltarea unei strategii nationale privind depozitarea definitiva a deseurilor radioactive, mergand pe ideea comun acceptata ca depozitarea geologica este cea mai indicata cale. Concluziile evaluarii preliminare a rocilor gazda pentru depozitarea finala a combustibilului nuclear uzat in Romania au aratat ca exista posibilitatea gasirii unei formatiuni geologice acceptabile din punct de vedere al sigurantei pentru depozitarea combustibilului nuclear uzat. Cele mai recomandabile formatiuni geologice pentru a fi luate in consideratie in evaluarea finala sunt granitele, sisturile verzi si bazaltele.

Conceptul depozitarii in comun regional sau multinational ar putea fi o solutie benefica pentru Romania, care produce cantitati reduse de deseuri radioactive.

Este necesara continuarea cercetarilor privind depoziatrea geologica a deseurilor radioactive atat in cadrul programelor nationale, cat si in colaborare cu alte entitati in cadrul programelor regionale/europene.

Studiile efectuate pana la aceasta data reflecta posibilitatea sporita de a se realiza un depozit de reziduuri toxice prin utilizarea unor materiale minerale cu schimb ionic.