Pemegunan bahan radioaktif tabii (NORM) dalam enap cemar minyak (EC) menggunakan kaca terpakai dalam pengurusan sisa radioaktif di Malaysia

Abstract

Peningkatan penghasilan sisa enap cemar minyak (EC) telah menimbulkan kebimbangan kepada seluruh dunia terutamanya cabaran dalam mengendalikan proses rawatan dan pelupusan sisa ini akibat mengandungi logam berat, kepekatan hidrokarbon yang tinggi dan bahan radioaktif peringkat rendah. Oleh itu, kaedah pemegunan telah dijalankan dalam kajian ini sebagai proses rawatan dalam menguruskan sisa ini di Malaysia. Terdapat beberapa objektif dalam kajian ini iaitu mengkaji perumah yang digunakan melalui pencirian sampel, penilaian kaca pegun (menyelidik pembentukan fasa hablur dan morfologi bagi sisa kaca pegun, mengukur ketahanan sisa kaca pegun menggunakan ujian larut lesap) dan mengkaji penilaian risiko radiologi terhadap sisa EC serta keberkesanan kaedah pemegunan ini. Kaedah pemegunan ini menggunakan dua jenis kaca terpakai sebagai perumah, iaitu kaca borosilikat (B) dan kaca CRT pada julat suhu 950-1200°C selama 2 jam pada julat komposisi 4-30 wt. % EC dan 70-96 wt. % perumah dengan menggunakan dua kaedah penyejukan iaitu pelindapan air (kaca CRT sahaja) dan pendingin udara (kaca B dan kaca CRT). Dapatan menunjukkan pencirian EC mempunyai pembentukan hablur seperti SiO2, CaCo3, Al2O3 dan NaCl, serta terdiri daripada pelbagai unsur seperti logam berat, bahan organik dan bukan organik. Analisis FTIR pula mendapati sisa EC mempunyai kumpulan berfungsi yang terdiri daripada kumpulan metil, karbonil dan hidroksil dengan kepekatan aktiviti 238U, 232Th dan 40K masing-masing ialah 200.5±18.6, 148.2±8.7 dan 399.3±15.4 Bq/kg. Pencirian sampel bagi kaca borosilikat (B) mendapati ianya mempunyai fasa amorfus dan dikategorikan sebagai kaca natrium borosilikat. Manakala, kaca CRT pula menunjukkan pembentukan hablur Pb2O3 dan mempunyai unsur-unsur yang berbahaya seperti Ba, Sr dan Pb. Kedua-dua jenis kaca ini mempunyai ikatan Si-O-Si dan Si-O-B pada puncak serapan 757-1001 cm-1 . Kaca pegun yang dihasilkan menunjukkan sisa EC mempunyai sisa muatan yang optimum bagi kedua-dua jenis perumah berada dalam julat 20-25% pada suhu 1200ºC. Kesemua kaca pegun B menunjukkan fasa yang hampir amorfus dan mempunyai pembentukan puncak hablur yang halus seperti SiO2, AlPO4, Ba4Al2O7, dan Al2O3. Manakala, kaca CRT pegun pula menunjukkan pembentukan hablur Pb2O3 pada suhu rendah (950-1050°C), tetapi tiada kehadiran hablur dapat dikesan pada suhu tinggi (1100-1200°C). Kaca pegun B dan CRT menunjukkan dapatan yang sama melalui analisis FTIR, di mana mempunyai ketahanan kimia kaca yang tinggi pada puncak serapan 775-1010 cm-1 . Kaca pegun yang dihasilkan ini juga mengandungi kumpulan berfungsi yang terdapat dalam sisa EC, sekaligus menunjukkan bahawa unsur-unsur sisa EC berjaya dipegunkan dalam sktruktur kaca. Analisis FESEM-EDX dan mikroskop optik bagi kaca pegun B mendapati pembentukan hablur yang sangat halus dikesan, sekali gus menyokong dapatan XRD. Sebaliknya bagi kaca CRT pegun menunjukkan tiada kehadiran hablur dapat dilihat, namun dapat dikesan melalui analisis mikroskop optik. Unsur-unsur yang dominan juga bertabur dengan sekata di permukaan kaca bagi kesemua kaca pegun. Pembebasan ternormal B, Na dan Si bagi kesemua kaca pegun adalah rendah, iaitu masing-masing berada dalam julat 0.0062- 0.1972 g/m2 , 0.0127-0.6415 g/m2 dan 0.0161-0.7195 g/m2 serta masih tidak melebihi nilai piawaian iaitu 2 g/m2 .hari. Pembebasan ternormal bagi unsur-unsur berbahaya iaitu U, Th dan Pb juga adalah terlalu kecil (≤0.0001 g/m2 ). Melalui kaedah ini juga, 18-30% purata pengurangan isipadu kaca pegun dapat dicapai. Namun begitu, penilaian risiko sisa EC yang merangkumi bacaan Raeq, kadar dos terserap sinar gama, dos tahunan dan risiko kannser yang dicatatkan masing-masing ialah 443.17 Bq/kg, 198.79 nSv/jam, 0.97 mSv/tahun dan 3.41, di mana setiap penilaian ini lebih tinggi daripada nilai piawaian dunia, iaitu 370.00 Bq/kg, 57.00 nSv/jam, ≤ 1.00 mSv/tahun dan ≤ 0.29 × 10-3 . Kesimpulannya, sisa EC mempunyai penilaian risiko yang tinggi yang memerlukan pemerhatian dan tindakan daripada pihak terlibat. Oleh itu, penggunaan kaca terpakai sebagai perumah dalam memegunkan bahan NORM dan unsur-unsur berbahaya yang terkandung dalam sisa EC dan perumah amat bersesuaian yang memberi manfaat dalam mengurangkan risiko pencemaran alam sekitar dan dedahan sinaran kepada manusia, serta mengurangkan jumlah penghasilan sisa sekaligus, menyelesaikan masalah pelupusan sisa ini.