In the fall of 2006, soils from three small valleys in the Laxemar/Oskarshamn area were sampled. A total of eight composite samples were characterized for a number of soil parameters that are important for geochemical sorption and were later also used in batch sorption experiments. Solid/liquid partition coefficients (Kd values) were then determined for seven radionuclides in each of the eight samples. To contribute to the interpretation of the sorption results together with the soil characterizations, this study aims to describe the sorption behavior of the radionuclides caesium, nickel and uranium and also discern which parameters that could provide a basis for estimating the strength of sorption of radionuclides in general. The methodology included quantitative methodologies such as compilation of chemical equilibrium diagrams by the software Hydra/Medusa and correlation analyses using the statistical software SPSS statistics. Based on the speciation diagrams of each radionuclide and identified important linear and non-linear relationships of the Kd values with a number of soil parameters, the following soil- and soil solution properties were found to have controlled the sorption of Cs, Ni and U, respectively, in the Laxemar soils. Cs: the specific surface area of the soil coupled to the clay content. Ni: the cation exchange capacity, alkaline solution pH, soil organic matter and dissolved organic matter. U: the cation exchange capacity, soil organic matter, dissolved organic matter, dissolved carbonate and alkaline solution pH. The soil that showed the strongest sorption varied between the nuclides, which can be related to the individual sorption behavior of caesium, nickel and uranium, as well as the different physicochemical properties of the soils. The parameters that should be prioritized in characterizations of soil samples are identified to be: solution pH, the cation exchange capacity, the specific surface area of the soil, soil organic matter and soil texture (clay content). / För att kunna fatta beslut relaterade till hypotetisk framtida kontaminering från slutförvar av radioaktivt avfall är det direkt avgörande att förstå mobiliteten av radioaktiva element i miljön. Sorption är en av de viktigaste kemiska mekanismerna som kan minska spridningen av radionuklider i vatten/jord/bergssystem, där nukliderna fördelar sig mellan vätskefasen och ytor på fasta partiklar i dessa system. Fördelningskoefficienter (Kd värden) används generellt som ett kvantitativt mått på sorptionen, där ett högt Kd värde innebär att en större andel av ämnet i fråga är bundet till den fasta fasen. Under hösten 2006 togs jordprover från tre dalgångar i Laxemar/Oskarshamn. Totalt åtta jordprover karakteriserades för ett antal jordparametrar som är viktiga för geokemisk sorption och användes senare i batchförsök tillsammans med ett naturligt grundvatten. Fördelningskoefficienter (Kd värden) bestämdes för sju radionuklider (Cs, Eu, I, Ni, Np, Sr and U) för vart och ett av de åtta jordproverna. För att bidra till tolkningen av sorptionsresultaten tillsammans med jordprovernas egenskaper syftar denna studie till att beskriva sorptionsbeteendet hos radionukliderna caesium, nickel och uran samt urskilja vilka parametrar som kan fungera som grund för att uppskatta sorptionsstyrkan av radionuklider i allmänhet. För att uppnå detta syfte så har studien följande mål. Identifiera de jord- och marklösningsegenskaper som kontrollerar sorptionen av Cs, Ni respektive U i de åtta Laxemar proverna. Bestämma vilket Laxemar-jordprov som starkast sorberar de tre radionukliderna. Identifiera de jordparametrar som bör prioriteras vid jordkarakteriseringar, baserat på deras sorptionsinflytande, för att kunna uppskatta Kd värden endast med begränsad information om ett jordsystem. Metoden innefattade kvantitativa metoder såsom sammanställning av kemiska jämviktsdiagram med programvaran Hydra/Medusa och korrelationsanalyser med hjälp av statistikprogramvaran SPSS statistics. De kemiska jämviktsdiagrammen bidrog till att beskriva specieringen av respektive nuklid som en funktion av pH och korrelationsanalyserna bidrog till att identifiera linjära samband mellan par av variabler, tex mellan Kd och jordparametrar. Baserat på specieringsdiagrammen för varje radionuklid och identifierade viktiga linjära och icke-linjära förhållanden mellan Kd-värdena och ett antal jordparametrar har följande egenskaper hos jordarna och marklösningen visat sig huvudsakligen kontrollera sorptionen av Cs, Ni respektive U i de åtta Laxemar jordarna: För caesium gäller jordens specifika ytarea kopplad till lerinnehållet, medan för nickel är det katjonbytarkapaciteten, organiskt material, alkaliska pH-värden samt löst organiskt material. Sorptionen av uran befanns kontrolleras av katjonbytarkapaciteten, organiskt material, löst organiskt material, alkaliska pH-värden samt lösta karbonater. Den jord som visade starkast sorption varierar mellan de tre nukliderna, vilket kan relateras till nuklidernas individuella sorptionsbeteende i jord samt jordarnas olika fysikaliska och kemiska egenskaper. Parametrarna som bör prioriteras vid karaktärisering av jordprov identifierades vara: pH, katjonbytarkapaciteten, jordens specifika ytarea, mängden organiskt material samt jordtexturen (lerinnehåll).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-281938 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Johansson, Emilia |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20443 |
Page generated in 0.003 seconds