Study of cesium sorption in soils: performance assessment in a repository for radioactive waste

Authors

  • Jaqueline Alves de Almeida Calábria Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear
  • Ana Cláudia Queiroz Ladeira Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear
  • Stela Dalva Santos Cota Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear
  • Paulo César Horta Rodrigues Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

DOI:

https://doi.org/10.6008/SPC2179-6858.2017.002.0016

Keywords:

Repository, Radioactive Waste, Soil, Cesium Sorption

Abstract

Soil samples of Minas Gerais State (Brazil) were investigated regarding the Cs sorption capacity in order to use them as back filling materials in a disposal facility for low-level radioactive waste. Five samples were evaluated according to their maximum sorption capacity of cesium (Q) and distribution coefficient (Kd), and also other parameters related to sorption: cation exchange capacity, grain size, chemical and mineralogical composition. The sorption parameters (Q and Kd) were determined from adjustments of experimental data, obtained from batch procedures, to appropriate isotherm models. In addition, a correlation study between isotherm parameters and other soil properties was conducted. It was evidenced a strong correlation between some of these properties and the sorption of Cs, in a way that they can be used as indicators in soil selection to be used as backfilling material in a disposal facility for radioactive waste. Among the samples investigated, the claysoil from Conselheiro Pena presented the best sorption characteristics, with Kd value of 90.50 mg.g-1 and maximum sorption capacity of 18.35 mg.g-1, being the most promising soil to be used as back filling material.

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Author Biographies

Jaqueline Alves de Almeida Calábria, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Possui graduação em Química pela Universidade Federal de Minas Gerais (licenciatura, 2006 e bacharelado, 2012), mestrado e doutorado em Ciência e Tecnologia dos Materiais pelo Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (2009 e 2015). Atualmente é tecnologista pleno da Comissão Nacional de Energia Nuclear. Tem experiência nas áreas de Química e Nuclear, atuando principalmente com radioproteção ambiental e rejeitos radioativos.

Ana Cláudia Queiroz Ladeira, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Minas Gerais (1986), mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela Universidade Federal de Minas Gerais (1990) e doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela Universidade Federal de Minas Gerais (1999). Atualmente é pesquisadora da Comissão Nacional de Energia Nuclear e professora da Pós-Graduação do CDTN (Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear) do curso Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais. Desenvolve e coordenada projetos na área de Engenharia Metalúrgica, com ênfase em Hidrometalurgia, atuando principalmente nos seguintes temas: recuperação de metais (urânio, ouro, cobre, arsênio, manganês, háfnio, zircônio, dentre outros) presentes em minérios, efluentes líquidos e resíduos através da aplicação das técnicas hidrometalurgicas como por exemplo: adsorção, troca ionica, lixiviação, precipitação, oxidação. Desenvolve também estudos relacionados a drenagem ácida de mina, especificamente caracterização de sítios impactados e tratamento de efluentes ácidos.

Stela Dalva Santos Cota, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Engenheira química graduada pela Universidade Federal de Minas Gerais (1993), mestre em Ciências Técnicas Nucleares pela Universidade Federal de Minas Gerais (1996), doutora em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000), pós-doutorado na Universidade de Waterloo, Canadá (2010). Atualmente é tecnologista do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN/CNEN), no Serviço de Meio Ambiente. Atua nas áreas de meio ambiente e engenharia nuclear, principalmente nos seguintes temas: hidrogeologia, simulação computacional, contaminação de aquíferos, aplicação de técnicas nucleares para estudos hidrológicos/hidrogeológicos, avaliação de segurança de instalações nucleares e radiativas. É professora do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, do CDTN, na área de concentração de Ciência e Tecnologia dos Minerais e Meio Ambiente. É editora da Revista Científica Águas Subterrâneas.

Paulo César Horta Rodrigues, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Graduado em Geologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (Departamento de Geologia) em 1982 e doutor em Mineralogia/Geologia pela Johannes Gutenberg Universität (Alemanha) em 1991. Atualmente, é pesquisador do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), instituto de pesquisa da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) em Belo Horizonte (MG), lotado no Serviço de Meio Ambiente (SEMAM). Atua na área de Geociências, com ênfase em Geoprocessamento, principalmente nos seguintes temas: ArcGis, geologia, hidrogeologia, aplicação de técnicas nucleares para estudos hidrológicos/hidrogeológicos e sensoriamento remoto.

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Published

2017-01-11

Issue

Vol. 8 No. 2 (2017): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Out, Nov, Dez 2016, Jan 2017

Section

Engenharia Nuclear

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