Một số vấn đề môi trường trong hoạt động khai thác quặng phóng xạ
Lựa chọn phương pháp thải bỏ
Việc thải bỏ an toàn sẽ phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của các chất thải, tình trạng của hệ thống hồ/đập chứa và độ pha loãng. Có thể có nhiều phương pháp thải bỏ khác nhau tùy theo mỗi quốc gia, nhưng chung quy lại sẽ bao gồm:
Các chất thải rắn: Hệ thống đập/hồ chứa nổi trên mặt đất; chôn lấp nông ngay trên bề mặt đất; chôn lấp sâu dưới lòng đất.
Chất lỏng đã xử lý: Thải bỏ an toàn vào các vực nước, cửa sông và ven biển; bay hơi.
Khí và bụi: Thải bỏ vào khí quyển; thu gom và xử lý.
Thải bỏ quặng đuôi
Quặng đuôi có thể được thải bỏ hoặc vào các hệ thống hồ/đập thải nổi trên mặt đất hoặc vào các khai trường khai thác ngầm dưới mặt đất như các hầm/hố lộ thiên hay khu khai thác đặc biệt. Thải bỏ vào các hệ thống chứa nổi trên mặt đất là cách làm truyền thống.
Phương pháp thải bỏ ngầm dưới mặt đất truyền thống trong các hố khai thác lộ thiên hoặc ngầm có thể gây ra các vấn đề liên quan đến nước tràn và nước ngấm. Tuy nhiên, một hệ thống được xây dựng ở Canada gọi là phương pháp “thấm” hay “đê bao thấm” liên quan đến việc thải bỏ quặng đuôi vào các hầm mỏ lộ thiên được lót bởi đá vụn và cát. Hệ thống thoát nước quặng đuôi trong các đập thải bằng hệ thống bơm ngầm sẽ rút hết lượng nước dư thừa trong quặng đuôi, do đó quặng đuôi sẽ bị nén chặt lại, có độ thấm nước thấp hơn và ngăn cản sự vận chuyển của các chất ô nhiễm.
Tác động về lâu dài của các đập thải quặng đuôi urani
Mối quan tâm phóng xạ về lâu dài trong đập thải quặng đuôi nghiền urani là tiềm năng gây ra các tác động phóng xạ cho những người dân địa phương qua các con đường sau đây:
- Sự phát xạ khí radon từ bề mặt của các đập thải quặng đuôi đã hoàn thổ;
- Các chất phóng xạ rò rỉ ra ngoài từ quặng đuôi rắn và nước chứa nguyên tố phóng xạ rađi ngấm vào các vực nước ngầm ngoài mỏ;
- Sự phân tán quặng đuôi theo thời gian qua các hoạt động tự nhiên như xói mòn, vận chuyển đất đá, lũ lụt, phong hóa v.v…
Việc xác định rõ thời gian cho các dự báo tác động môi trường và phóng xạ của quặng đuôi là rất khó. Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) coi khoảng thời gian đó là một chu kỳ, vượt quá tuổi thọ thiết kế mà trong đó các quá trình về địa chất và khí hậu có thể dự báo nhiều hay ít và không có tác động căn bản nào về sự ổn định của hệ thống đập thải, thường khoảng 1.000 đến 10.000 năm./.
Ks. Đinh Văn Tôn
Trung tâm Môi trường Công nghiệp
Chất thải phóng xạ
Phần lớn chất thải chứa các chất phóng xạ tự nhiên xuất phát từ các nguồn urani và thori, đặc biệt là trong khai thác và xử lý quặng urani hoặc trong khai thác và chế biến cát ven biển chứa monazite.
Các chất thải phóng xạ có thể được tạo ra ở dạng khí, lỏng hoặc rắn. Xét đến đặc tính của các chất thải phóng xạ thì độc tính, độ di chuyển, chu kỳ bán rã và loại tia phóng xạ: hạt anpha (α), hạt beta (β), tia gamma (γ) hay nơtron là những yếu tố rất quan trọng. Các đặc tính này sẽ ảnh hưởng tới sự lựa chọn phương pháp quản lý các chất thải phóng xạ.
Các chất thải trong khai thác urani
Các chất thải này bao gồm:
Chất thải rắn: Đất đá phủ và đá thải có chứa quặng phân tán trong đó và quặng đuôi từ quá trình xử lý quặng phóng xạ.
Nước thải: Nước mặt chảy tràn từ các bãi chôn lấp đá thải và bãi quặng, nước ngấm qua đá thải và bãi quặng, nước ngấm vào các bãi đất trống trong mỏ. Các dòng thải này có thể vẫn tiếp tục sản sinh ra sau khi kết thúc khai thác.
Khí thải: Bụi chứa urani và các sản phẩm phân rã của nó, radon-222 phát thải vào khí quyển trong quá trình phơi và phá vỡ thân quặng và các sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu trong các thiết bị khai thác. Sự phát xạ khí radon từ mỏ và các chất thải rắn thường sẽ vẫn tiếp tục sau khi mỏ đã đóng cửa.
Các chất thải trong quá trình nghiền urani
Đối với quặng được khai thác lộ thiên hay khai thác hầm lò thì bùn quặng đuôi là chất thải chủ yếu từ quá trình nghiền quặng. Việc quản lý các chất thải lỏng phụ thuộc vào khí hậu và mức độ tiền xử lý trước khi thải vào đập chứa. Các dòng thải khí phóng xạ bao gồm bụi và khí radon từ các bãi quặng, từ quá trình đập nhỏ, nghiền và lọc và từ hệ thống đập chứa quặng đuôi. Bụi phát ra từ quá trình đập và nghiền quặng có thể được giảm thiểu bởi thiết bị rửa khí tách gió. Đối với quặng đuôi, phạm vi phát thải khí và sinh ra bụi phụ thuộc vào các biện pháp hoàn thổ đã được thực hiện.
Có 3 nguyên tắc cơ bản thường được áp dụng khi thải bỏ chất thải phóng xạ. Đó là:
- Pha loãng và thải bỏ các chất thải phóng xạ có thời gian tồn tại ngắn hoặc rất loãng;
- Cô đặc và bao phủ kín các chất thải phóng xạ có thời gian sống dài;
- Hạn chế và phân hủy các chất thải phóng xạ có thời gian sống cực ngắn để chúng phân hủy dưới các dạng không phóng xạ.
Các nguyên tắc này được áp dụng một cách độc lập hay kết hợp phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của các chất thải phóng xạ.
Phần lớn chất thải chứa các chất phóng xạ tự nhiên xuất phát từ các nguồn urani và thori, đặc biệt là trong khai thác và xử lý quặng urani hoặc trong khai thác và chế biến cát ven biển chứa monazite.
Các chất thải phóng xạ có thể được tạo ra ở dạng khí, lỏng hoặc rắn. Xét đến đặc tính của các chất thải phóng xạ thì độc tính, độ di chuyển, chu kỳ bán rã và loại tia phóng xạ: hạt anpha (α), hạt beta (β), tia gamma (γ) hay nơtron là những yếu tố rất quan trọng. Các đặc tính này sẽ ảnh hưởng tới sự lựa chọn phương pháp quản lý các chất thải phóng xạ.
Các chất thải trong khai thác urani
Các chất thải này bao gồm:
Chất thải rắn: Đất đá phủ và đá thải có chứa quặng phân tán trong đó và quặng đuôi từ quá trình xử lý quặng phóng xạ.
Nước thải: Nước mặt chảy tràn từ các bãi chôn lấp đá thải và bãi quặng, nước ngấm qua đá thải và bãi quặng, nước ngấm vào các bãi đất trống trong mỏ. Các dòng thải này có thể vẫn tiếp tục sản sinh ra sau khi kết thúc khai thác.
Khí thải: Bụi chứa urani và các sản phẩm phân rã của nó, radon-222 phát thải vào khí quyển trong quá trình phơi và phá vỡ thân quặng và các sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu trong các thiết bị khai thác. Sự phát xạ khí radon từ mỏ và các chất thải rắn thường sẽ vẫn tiếp tục sau khi mỏ đã đóng cửa.
Các chất thải trong quá trình nghiền urani
Đối với quặng được khai thác lộ thiên hay khai thác hầm lò thì bùn quặng đuôi là chất thải chủ yếu từ quá trình nghiền quặng. Việc quản lý các chất thải lỏng phụ thuộc vào khí hậu và mức độ tiền xử lý trước khi thải vào đập chứa. Các dòng thải khí phóng xạ bao gồm bụi và khí radon từ các bãi quặng, từ quá trình đập nhỏ, nghiền và lọc và từ hệ thống đập chứa quặng đuôi. Bụi phát ra từ quá trình đập và nghiền quặng có thể được giảm thiểu bởi thiết bị rửa khí tách gió. Đối với quặng đuôi, phạm vi phát thải khí và sinh ra bụi phụ thuộc vào các biện pháp hoàn thổ đã được thực hiện.
Có 3 nguyên tắc cơ bản thường được áp dụng khi thải bỏ chất thải phóng xạ. Đó là:
- Pha loãng và thải bỏ các chất thải phóng xạ có thời gian tồn tại ngắn hoặc rất loãng;
- Cô đặc và bao phủ kín các chất thải phóng xạ có thời gian sống dài;
- Hạn chế và phân hủy các chất thải phóng xạ có thời gian sống cực ngắn để chúng phân hủy dưới các dạng không phóng xạ.
Các nguyên tắc này được áp dụng một cách độc lập hay kết hợp phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của các chất thải phóng xạ.
Nguy cơ ô nhiễm phóng xạ từ bãi thải quặng đuôi tuyển urani
Lựa chọn phương pháp thải bỏ
Việc thải bỏ an toàn sẽ phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của các chất thải, tình trạng của hệ thống hồ/đập chứa và độ pha loãng. Có thể có nhiều phương pháp thải bỏ khác nhau tùy theo mỗi quốc gia, nhưng chung quy lại sẽ bao gồm:
Các chất thải rắn: Hệ thống đập/hồ chứa nổi trên mặt đất; chôn lấp nông ngay trên bề mặt đất; chôn lấp sâu dưới lòng đất.
Chất lỏng đã xử lý: Thải bỏ an toàn vào các vực nước, cửa sông và ven biển; bay hơi.
Khí và bụi: Thải bỏ vào khí quyển; thu gom và xử lý.
Thải bỏ quặng đuôi
Quặng đuôi có thể được thải bỏ hoặc vào các hệ thống hồ/đập thải nổi trên mặt đất hoặc vào các khai trường khai thác ngầm dưới mặt đất như các hầm/hố lộ thiên hay khu khai thác đặc biệt. Thải bỏ vào các hệ thống chứa nổi trên mặt đất là cách làm truyền thống.
Phương pháp thải bỏ ngầm dưới mặt đất truyền thống trong các hố khai thác lộ thiên hoặc ngầm có thể gây ra các vấn đề liên quan đến nước tràn và nước ngấm. Tuy nhiên, một hệ thống được xây dựng ở Canada gọi là phương pháp “thấm” hay “đê bao thấm” liên quan đến việc thải bỏ quặng đuôi vào các hầm mỏ lộ thiên được lót bởi đá vụn và cát. Hệ thống thoát nước quặng đuôi trong các đập thải bằng hệ thống bơm ngầm sẽ rút hết lượng nước dư thừa trong quặng đuôi, do đó quặng đuôi sẽ bị nén chặt lại, có độ thấm nước thấp hơn và ngăn cản sự vận chuyển của các chất ô nhiễm.
Tác động về lâu dài của các đập thải quặng đuôi urani
Mối quan tâm phóng xạ về lâu dài trong đập thải quặng đuôi nghiền urani là tiềm năng gây ra các tác động phóng xạ cho những người dân địa phương qua các con đường sau đây:
- Sự phát xạ khí radon từ bề mặt của các đập thải quặng đuôi đã hoàn thổ;
- Các chất phóng xạ rò rỉ ra ngoài từ quặng đuôi rắn và nước chứa nguyên tố phóng xạ rađi ngấm vào các vực nước ngầm ngoài mỏ;
- Sự phân tán quặng đuôi theo thời gian qua các hoạt động tự nhiên như xói mòn, vận chuyển đất đá, lũ lụt, phong hóa v.v…
Việc xác định rõ thời gian cho các dự báo tác động môi trường và phóng xạ của quặng đuôi là rất khó. Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) coi khoảng thời gian đó là một chu kỳ, vượt quá tuổi thọ thiết kế mà trong đó các quá trình về địa chất và khí hậu có thể dự báo nhiều hay ít và không có tác động căn bản nào về sự ổn định của hệ thống đập thải, thường khoảng 1.000 đến 10.000 năm./.
Ks. Đinh Văn Tôn
Trung tâm Môi trường Công nghiệp
Danh mục tin tức
Tin mới nhất
