Looduslikke radionukliide sisaldavad ja nendega saastunud materjalid ning nende käitlemine Eestis

Looduslikke radionukliide leidub meid ümbritsevas keskkonnas kõikjal – vees, pinnases ja õhus. Kui looduslikke radionukliide sisaldavad või nendega saastunud materjalid kasutuselt kõrvaldatakse, vajavad need tihti erikäitlust.

Seniajani on puudunud täpsemad andmed, kus ja kuidas võiks looduslikke radionukliide sisaldavaid jäätmeid Eestis tekkida ning milline oleks kõige otstarbekam viis niisuguseid jäätmeid käidelda. Taolist infot omamata on riiklikult keeruline vastu võtta otsuseid jäätmete ohutustamiseks. Seetõttu tellis Keskkonnaministeerium 2010. aastal kaks uurimistööd, mida selles artiklis tutvustatakse. Esimese töö eesmärk oli hinnata, kui palju ja milliseid looduslikke radionukliide sisaldavaid ja nendega saastunud materjale Eestis tekib [1]. Teise töö eesmärk oli katsetada mitmesuguseid puhastusmeetodeid looduslike radionukliididega saastunud materjalidel ning anda hinnang, kas puhastatud materjale oleks võimalik hiljem taaskasutada [2].

Looduslikke radionukliide sisaldavad ja nendega saastunud materjalid Eestis

Eestis võivad looduslikke radionukliide suuremas koguses sisaldada tootmises kasutatav toore ning selle jäägid, metallesemed, filtrid ja ehitusmaterjalid. Looduslike radionukliididega saastunud materjale võib tekkida tööstuses – eelkõige ettevõtetes, kus kasutatakse radionukliide sisaldavat tooret. Eestis pakub sellise näite AS Silmet, kes kasutab looduslikke radionukliide sisaldavaid materjale haruldaste muldmetallide tootmiseks. Tootmisprotsessi järel tekivad suure aktiivsusega NORM-jäätmed (Naturally Occuring Radioactive Material) ning pindmiselt saastunud metallijäätmed. [1, 3]

Looduslike radionukliididega saastunud metallijäätmeid ja filtreid tekib ka joogivee käitluses, sest mitmel pool Eesti põhjavees on radionukliidide sisaldus suur. Sageli sisaldavad looduslikke radionukliide ka fossiilkütused ning ehitusmaterjalid. Viimastest võivad kõrgenenud radioaktiivsusega olla graniitkivi, savist valmistatud kergbetoon, kuid ka tsement, tellised ja muud mineraalset toorainet sisaldavad ehitusmaterjalid. Kui ehitusmaterjalide valmistamiseks kasutatakse tööstusjäätmeid (näiteks põlevkivituhka), võivad neis sisalduvad radioaktiivse aine kogused olla veelgi suuremad. [1]

Looduslikke radionukliide sisaldavate ja nendega saastunud materjalide hinnangulised kogused

Looduslikke radionukliide sisaldavate ja nendega saastunud materjalide koguste hindamisel tuleb lähtuda radionukliidide aktiivsustest. Näiteks ehitusmaterjalides ja tuhas leiduvate radionukliidide aktiivsused on üldiselt väikesed ning need ei vaja kiirgusohutuse tagamiseks spetsiaalset käitlemist [1].

Tootmisprotsessides, kus kasutatakse radionukliide sisaldavaid tooraineid, tekib üldjuhul suure aktiivsusega jäätmeid, mille erikäitlemine on kiirgusohutuse tagamiseks äärmiselt oluline. Eesti ainsas looduslikke radionukliide sisaldavat tooret kasutavas ettevõttes (AS Silmet) olevate radioaktiivsete jäätmete kogused ulatuvad 30 tonnini ning hinnanguliselt tekib igal aastal juurde 6 tonni jäätmeid.

Ka joogivee käitlusel tekkivate looduslike radionukliididega saastunud metallesemete hulk on Eesti mõistes märkimisväärne ning võib ulatuda paarisaja tonnini. Samuti võib arvata, et suur osa neist tuleb erikäidelda, sest metallikäitlejad ei võta Eestis vastu metalli, mille doosikiirus on looduslikust foonist suurem. Looduslike radionukliididega saastunud metall on fotol 1. Tulevikus metalli hulk saastunud joogiveetorude näol ei suurene, kuna tänapäeval asendatakse metalltorud plasttorudega. [1]

Looduslikke radionukliide sisaldavate ja nendega saastunud materjalide käitlemine

Looduslike radionukliide sisaldavate ja nendega saastunud materjalide käitlemiseks on mitmeid võimalusi, alusta des nende ladustamisest radioaktiivse jäätmena ja lõpetades ümbertöötamisega. Täpsemate uuringute puudumise ning ohutusalaste küsimuste tõstatumise tõttu ei ole riiklikke otsuseid eespool mainitud materjalide käitlemiseks vastu võetud. Näiteks ASi Silmet tekitatud radioaktiivsete NORM-jäätmete lõppkäitlemise viis on veel valimata. Jäätmete ohutu käitlemine on ASi Silmet kui kiirgustegevusloa omaja kohustus. Muuhulgas on ettevõte lõppkäitlemise meetmetena pakkunud välja ajutiselt ladustatud NORM-jäätmete realiseerimise uraani ja tooriumi toormena või jäätmete hajutamise põlevkivituhaga [3]. Need tegevused ei ole aga riiklikku heakskiitu saanud, kuna vajaliku kiirgusohutuse taseme saavutamine ei ole tõestatud. Praegu tegeleb kiirgustegevusloa omaja uute käitlusmeetodite väljatöötamisega.

Edasiste otsuste tegemisel teiste looduslikke radionukliide sisaldavate ja nendega saastunud materjalide kohta saab aluseks võtta Keskkonnaministeeriumi 2010. aastal tellitud uurimistööde tulemusi. Näiteks radioaktiivselt saastunud filtrite puhul on enam soositud nende käitlemine radioaktiivsete jäätmete käitluskohas, kuna kiirgusseaduse alusel on tegemist radioaktiivsete jäätmetega. Põlevkivituha puhul on otstarbekas jätkata käitlust ohtliku jäätmena ning edasiste käitlusvõimaluste arendamisel arvestada ka põlevkivituha looduslike radionukliidide sisaldust. [1] Ehitusmaterjalide puhul on oluline tagada, et nii ehitusmaterjal kui ka hiljem tekkiv ehitusjääde ei kujutaks endast ohtu elanikele ega ümbritsevale keskkonnale. Eestis valmistatud ehitusmaterjalid lubatust suuremat hulka radionukuliide üldiselt ei sisalda. See tähendab, et on õigustatud nende käitlemine tavajäätmetena [1].

Vanametalli parim võimalik käitlemismeetod keskkonnahoiu seisukohast on metalli taaskasutamine. Radioaktiivselt saastunud metalli puhul ei ole asi nii lihtne, kuna üldjuhul ei võta metalli ümbertöötavad tehased looduslikust foonist suurema doosikiirusega metallijäätmeid vastu. Seetõttu on saastunud metallijäätmete üleandmine raskendatud ka Eestis. Tegelikult oleks looduslikke radionukliide sisaldava või nendega saastunud metalli kõige odavam käitlusmeetod selle paigutamine tavajäätmete prügilasse [1]. Seda toetab ka asjaolu, et sellised materjalid on füüsikaliste ning keemiliste omaduste poolest stabiilsed ja madala aktiivsusega ning nende paigutamine prügilasse ei põhjustaks elanikkonnale täiendavat kiirgusdoosi.

Looduslikke radionukliidega saastunud metalli puhastamine

Kuna looduslike radionukliidega saastunud metallijäätmete kogused on Eestis märkimisväärsed, tellis Keskkonnaministeerium eraldi uurimistöö, et välja selgitada, mida saastunud metalliga peale hakata, muuhulgas kas ja kuidas oleks võimalik metallijäätmeid puhastada ja taaskasutada.

Radioaktiivse pinnasaastuse puhastamise meetoditest kasutatakse enim mehaanilisi, keemilisi ja kombineeritud meetodeid. Alternatiivina kasutatakse ka metallide sulatamist. Kasutatava puhastusmeetodi valik sõltub saaste iseloomust ja puhastatava objekti geomeetriast. Kui saaste asub kergesti eemaldataval pinnal, siis on otstarbekas kasutada mehaanilisi meetodeid. Üldjuhul on saasteärastuseks vaja läbida mitu puhastusetappi. Esimese etapiga eraldatakse harilikult suurim osa saastest. Saasteärastuse efektiivsus väheneb iga järgneva etapiga. Kõige enam kasutatavad mehaanilised meetodid on survepesu, vaakumiga puhastamine, harjamine ja kuivtöötlus. Lisaks eespool nimetatule kasutatakse saasteärastuseks veel freesimist või liivapritsi. Survepesu sobib õrnalt kinnitunud saaste eraldamiseks pinnalt. Kasutatava vee temperatuur on kuni 80 °C. Selle eelis on odavus, lihtsus ja kättesaadavus, samuti vähene lahtise tolmu teke. Puudused on suure koguse vedeljäätmete teke, spetsiaalsete kaitseülikondade vajadus ning protsessi madal efektiivsus. Eesti oludes on survepesu sobivus küsitav, sest peale betoneerimise muud vedeljäätmete käitlemise võimalused sisuliselt puuduvad. Vaakumiga puhastamine sobib Eesti tingimustesse ning seda praegu ka kasutatakse. Meetod on lihtne ja odav, kuid madala efektiivsusega. Harjamine on lihtne ja odav ning efektiivsem kui vaakumiga puhastamine. Puuduseks on tolmu teke. Saaste leviku tõkestamiseks on vaja kinnist tööruumi korraliku kaitseriietuse, ventilatsiooni ja filtritega. Mehaanilised kuivpuhastusmeetodid ei sobi Eestis tekkivatele looduslike radionukliididega saastunud metallijäätmetele, kuna tekitavad suures koguses tolmu ja seega on saasteleviku tõenäosus väga suur. Märgpuhastamismeetodite efektiivsus korrodeerunud pindade puhastamisel on samuti väike. Eesti looduslike radionukliididega saastunud metallijäätmetest moodustavad 99% süsinikterasest jäätmed ehk tegu on halvasti puhastatavate materjalidega. [2]

Uurimistöö käigus tehtud praktilistest katsetustest selgus, et looduslike radionukliididega saastunud metalli puhastamise efektiivsus oli lihtsate mehaaniliste meetoditega väike, kuna seda ei olnud võimalik puhastada keskkonda vabastamise, ringlussevõtu või taaskasutuse tasemeni. Seejuures tehti keskmiselt 1 m2 pinna puhastamiseks 21,7 h tööd, millele lisandus materjalikulu. Seega pakuks Eesti oludes tavaprügilas ladestamisele alternatiivse võimaluse metallijäätmete ümbersulatamine radioaktiivsuse eraldamiseks. Sulatamise tulemusena jääb esialgsest aktiivsusest ainult 1% sulamassi, radioaktiivne räbu koguneb sulamassi pinnale. Viimane tagastatakse riigile ning tuleb ladustada radioaktiivse jäätmena. Selle abil saavutatakse suurim võit jäätmete mahus ja saasteleviku võimalus praktiliselt välistatakse. Samas on ümbersulatamine kõige kallim käitlusviis. Lõplike otsuste tegemisel tuleb kindlasti arvestada ka tehislike radionukliididega saastunud metallijäätmeid ehk kaaluda nende käitlemist koos looduslike radionukliididega saastunud metalliga. See muudaks jäätmete käitlemise maksumuse kindlasti soodsamaks. [2]

Viidatud allikad

1. Keskkonnaministeeriumi tellitud uurimistöö „Eksperthinnang looduslikke radionukliide sisaldavate ja looduslike radionukliididega saastunud materjalide käitlemise valikute kohta“, Merle Lust, Tartu, 2010
2. Keskkonnaministeeriumi tellitud uurimistöö „Looduslikke radionukliide sisaldavate materjalide puhastamine ning hinnang selle efektiivsusele“, AS A.L.A.R.A., Paldiski, 2010
3. Keskkonnaministri 19.02.2008 käskkiri nr 178 AS Silmet kiirgustegevusloa nr 08/004 väljaandmiseks

Artikli autor on Evelyn Pesur, Keskkonnaministeerium

Artikkel ilmus ajakirjas Keskkonnatehnika 2/2011, lk 24–25

Fotol on looduslike radionukliididega saastunud torud Foto: AS A.L.A.R.A.