Abstract
As a result of discharging of liquid effluents of the Angra dos Reis power plants, 137 Cs and 60 Co radionuclides are the greatest contributors to increasing of radioactivity level in the sediments of the Saco de Piraquara de Fora (SPF) inlet. The thermodynamic and kinetic of sorption of the two radionuclides in sediments of the impact area from the effluent liquid discharge were study to investigate their role in the radionuclide distribution patterns and trends. Cobalt sorption is slightly higher than the cesium one, but mostly both distribution coefficient values were lower than the literature data, which could be ascribed to the predominance of the kaolinite clay in the sediments. For both metals the sorption was higher onto the sediment with the highest cation exchange capacity. Although the velocities of sorption are slow for both metals, both may accumulate in considerable amount in sediments and their sorption is irreversible: 60 Co and 137 Cs accumulate in orders of magnitude of 10 10 and 10 9 Bq g -1 sediment , respectively, which shows the ability of the sediments to adsorb much of the radionuclides released by the power plants. In the range of SPF water temperature, as much the sorption as the desorption of the two metals increase with temperature; however, in general, the retention rate of the metals in the sediments remain constant. The sorption sites are heterogeneous as the sorption data could be fitted by the Langmuir and Freundlich isotherms. The process of sorption of Co and Cs is endothermic, which is spontaneous at low temperature.
Highlights
The release of 137Cs and 60Co in the liquid effluents from the Angra dos Reis power plants could radiologically impact the Saco de Piraquara de Fora (SPF) inlet
Dentre os isótopos radioativos liberados pelo Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), os isótopos de Co e Cs são considerados os mais importantes por suas contribuições (99,6%) para a dose externa (10, 11)
O Saco de Piraquara de Fora (SPF) - localizado na Baía da Ribeira, interior da Baía da Ilha Grande, Angra dos Reis – RJ (S23°00.840; W44°26.493) (Figura 1) - recebe os efluentes do processo de resfriamento através de um conduto de 1 km de extensão a uma temperatura aproximada de 40oC, em uma vazão total de 120 m3.s-1 (24, 25)
Summary
A presença de isótopos radioativos no ambiente pode resultar na exposição externa humana e da biota não humana à radiação. Para avaliação do impacto radiológico ambiental, são utilizadas equações matemáticas que tentam simular o comportamento do radionuclídeo no ambiente. Uma vez que o valor de Kd varia conforme as condições do meio (isto é, composição iônica da água, características do sedimento, pH, potencial redox, temperatura, etc.) (14-16), a fim de compreender a mobilidade dos radionuclídeos no ambiente e melhorar a confiabilidade das previsões dos modelos ambientais, pesquisas sobre a sorção e dessorção de 137Cs e 60Co e determinação de coeficientes de distribuição água-sedimento vem sendo realizadas mundialmente (17-23). Esta pesquisa avalia o potencial de retenção dos isótopos radioativos dos metais Co e Cs e os parâmetros cinéticos e termodinâmicos da sorção e dessorção dos metais em sedimentos de fundo, cruciais para o PMA do CNAAA, através de experimentos utilizando o método “batch agitado”. O objetivo geral foi aumentar o conhecimento e o entendimento sobre a interação de sedimentos marinhos com os isótopos radioativos de metais em ambientes intemperizados e de elevadas temperaturas ambientais, como o brasileiro
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