Prosiding Seminar Teknologi Pengelolaan Limbah VPusat Teknologi Limbah Radioaktif - SATAN

ISSN 1410-6086

KAJIAN FAKTOR LlNGKUNGAN GEOLOGI TERHADAP LlMBAH DAN PENGHALANGREKAYASA UNTUK PENYIMPANAN LlMBAH DEKAT PERMUKAAN

Arimuladi S. P.

Pusat Teknologi Limbah Radioaklif - SATAN

ABSTRAKKAJIAN FAKTOR LlNGKUNGAN GEOLOGI TERHADAP LlMBAH DAN PENGHALANG REKAYASA

UNTUK PENYIMPANAN LlMBAH DEKAT PERMUKAAN. Faktor lingkungan geologi yang meliputi ciridan proses yang terjadi dalam suatu ruang / tempat sementara setelah penutupan secara prinsipefeknya menentukan perubahan fisika, kimia, biologi dan kondisi manusia dari wilayah yangmenyangkut perkiraan lepas dan migrasinya radionuklida sebagai akibat terbukanya jalur ke manusia.Ketahanan limbah radioaktif dan penghalang rekayasa dapat menurun karena lingkungan geologitersebul. Dengan kajian literatur kemungkinan proses apa saja dari limbah radioaktif dan penghalangrekayasa yang dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan geologi, dengan tujuan untuk memperkirakanwilayah yang dapat mempengaruhi lepas dan migrasinya radionuklida. Dari kajian ini diperoleh 13 subfaktor ling kung an geologi, 12 sub faktor mempengaruhi ketahanan limbah radioaktif dan penghalangrekayasa, sub faktor Kondisi dan Proses Thermal dalam Geospher dapat diabaikan.

ABSTRACT

Geological environment factors include features and processes occurring within that spatial andtemporal (post-closure) domain whose principal effect is to determine the evolution of the physical,chemical, biological and human conditions of the domain that are relevant to estimating the release andr:iu,ation d rad:onuclide and consequent exposure to man. Hardness of radioactive waste andengineer barrier can be decrease by environmental factors. Disposal system domain geologicalenvironment factors is a category in the International FEP list and is divided into sub-categories. Thereare 13 sub-factors of geological environment, 12 sub-factors influence hardness of radioactive wasteand engineer barrier, thermal processes and conditions in geosphere can be excluded.

PENDAHULUAN

Ciri dan proses dalam limbah dankomponen penghalang rekayasa dari sistimpenyimpanan limbah (output - karateristiksource term), ciri penghalang rekayasa danlirnbah adalah sub-katagori dalam daftarinternasional FEP dan dibagi dalam FEPstersendiri yang didapat dengan metodepengkajian literatur. Faktor konteks pengkajianadalah faktor yang dianalisis akan banyaksekali rnenentukan scope analisis, rnungkin initerrnasuk faktor yang berhubungan dengankebutuhan adanya ketetapan undang-undang Iperaturan, definisi perhitungan batas-batasnilai yang layak dan kebutuhan dalam suatufase utama pada pengkajian; yaitu "apakahilmu fisik FEPs akan dirnasukkan. Sebagaicontoh beberapa golongan dari kegiatanrnanusia ke depan akan rnernpengaruhipenyirnpanan atau rnungkin secara ekstrimjuga tidak berpengaruh terhadap penyimpanandan juga rnungkin tidak terrnasuk dalampenyirnpanan itu sendiri.

Sagian sistirn penyirnpanan terdiri dariLirnbah, Penghalang buatan dan Penghalangalarni yang rnengandung lirnbah bersarnadengan bagian yang potensial terkontarninasiyaitu geologi dan lingkungan perrnukaan,

256

lingkungan permukaan dan kegiatan manusiayang dianggap urnurn harus dapatmernperkirakan pergerakan radionuklidasampai ke rnanusia setelah penutupanpenyimpanan pada bagian sistimpenyimpanan, keduanyan rnernpunyai tempatdan besaran sementara.

Diharapkan dengan pengkajian inicakupan sistim penyimpanan faktor lingkunganseper1i Ciri (roman), Proses dan Peristiwadalam tempat dan lingkup sementara dimanaefek utamanya adalah penentuan evolosi daribiologi, fisika, kimia dan kondisi manusia padalingkungan yang relevan untuk diperkirakanlepas dan migrasinya radionuklida dandampaknya ke manusia dapat diprediksi,diinventarisir dan diteliti lebih lanjul.

Proses dan keutamaan lingkungangeologi sekitarnya terrnasuk repositori sepertiproses dan keutamaan hidrogeologi,geornekanik dan geokirnia, keduanya sebelurnditempatkan dan diadakan perbaikan olehadanya repositori dan perubahan lainnya untukjangka waktu yang panjang.

Lingkungan geologi adalah sub­katagori dalam daftar FEP Internasional dandibagi dalam FEPs tersendiri.

Prosiding Seminar Teknologi Pengelolaan Limbah VPusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN

PEMBAHASAN

Zone Terganggu, Litologi TapakFEPs dihubungkan dengan zone

litologi setempat sekitar repositori atau adapembukaan penggalian bawah tanah yanglainnya yang menyebabkan ganguan mekanikselama berlangsungnya konstruksi, sertakarateristik dan sifat yang kemungkinankeduanya berkembang sebelum dan sesudahpenutupan repositori.

Zone terganggu mungkin mempunyaiberbagai sifat litologi set em pat yang takterganggu seperti terbukanya retakan atauperubahan sifat tlidraulik karena timbulnyaketegangan pada relief. Contoh :Terbentuknya retakan sernasa kontruksi;Perubahan sifat hidraulik karena timbulnyaketegangan pada relief.

Lithologi Sekitar TapakFEPs dihubungkan dengan

karateristik dan sifat didalarn / pada litologidirnana repositori ditempatkan (diluar dari zoneterganggu oleh konstruksi) rnungkin berduamereka berkembang sebelum dan setelahrepositori ditutup. Sebagian besar dalarn FEPsini akan digunakan pendekatan dengan zonakering .

Menyangkut sifat terrnasukkonduktivitas panas dan hidrolika, tekanan dandaya rusak, porositas dll. Sebagian besardalam FEPs ini akan digunakan pendekatandengan zona kering. Contoh:

• Konduktivitas panas dan hidrolika• tekanan dan daya rusak• porositas• deskripsi lithologi seternpat.

Unit Lithologi dan LainnyaFEPs dihubungkan dengan sifat dan

karateristik lithologi lainnya dari lithologiseternpat yang kemungkinan keduanyaberkembang sebelum dan setelah penutupanrepositori.

Unit lithologi ini dibuat suatu wilayahdimana repositori ditempatkan. Unit inidiidentifikasikan didalam wilayah investigasigeologi. Masing-masing unit geologidikarakteristikan sesuai dengan geometrinyadan karakteristik serta sifat fisik umumnya.Perhatian detail terhadap ketidak homogenitasdan ketidak pastian pendekatan denganmasing-masing unit juga termasuk didalamkarakterisasi. Sebagian besar dalam FEPs iniakan digunakan pendekatan dengan zonabasah. Contoh:

- ketidak teraturan stratigrafi- deskripsi unit-unit lithologi

257

ISSN 1410-6086

- heterogenitas

Diskontinuitas Skala Sesar di GeosperFEPs dihubungkan ke sifat

diskontinuitas dan karakteristik di dalam dan

diantara zona basah dan kering termasuksesar (fault), zona rusak, gangguanbendungan/saluran dan interface diantaraberbagai macarn tipe batuan. Contoh:

sesar

gangguan bendungan/saluranzona rusak

interface diantara berbagai rnacam tipebatuan.

Karakteristik Jalur TransportasiKontaminan Di Geospher

FEPs yang dihubungkan ke sifat dankarateristik dari diskontinuitas kecil dan fitur

didalarn zona basah dan kering diharapkanada jalur penting untuk transport kontaminanmelalui geospher, boleh jadi keduanyaberevolosi sebelum dan setelah penutupanrepositori.Contoh:- aliran melalui retakan / rekahan- aliran melalui resapan. interaksi rnatrik-rekahan

Kondisi Dan Proses Mekanik Di GeospherFEPs yang dihubungkan ke proses

mekanik yang berefek terhadap zona basahdan kering, juga evolusi keseluruhan seiringdengan kondisi waktu. Terrnasuk efekperubahi-1n dalam kondisi terse but misalnyakckeras,m batuan, ,jikarcnakan penggalian,konstruksi dan <JdCJnyarepository dalarn jangkalama. Contoh: - amblesan; - peninggian

Kondisi Dan Proses Hidrogeologis/Hidroulis Di Geospher

FEPs yang dihubungkan ke prosesHidrogeologis dan hidroulis yang berefekterhadap zona basah dan kering, juga evolusikeseluruhan seiring dengan kondisi waktu.Terrnasuk efek perubahan dalam kondisiterse but misalnya bagian luar/depan hidroulis,dikarenakan penggalian,. konstruksi danadanya repository dalam jangka lama.

Rezim hidrogeologis adalahkarakterisasi terhadap komposisi danpergerakan melalui air yang berkaitan denganformasi geologis dalam kawasan repositorydan faktor kontrolnya. Diperlukan pengetahuandimana terdapat zona pengisian,pemberhentian dan pelepasan dari sistimaliran air tanah, kejenuhan dan faktor-faktorlainnya yang mungkin berpengaruh terhadaphidrogeologis, seperti efek densitas

Prosiding Seminar Teknologi Pengelolaan limbah VPusat Teknologi limbah Radioaktif - SATAN

dikarenakan gradien salinitas atau gradientemperatur. Perubahan rezime hidrogeologiskarena konstruksi dan/atau adanya repositorytermasuk apa yang ada didalamnya. Contoh:- Intrusi larutan garam- Aliran Darcy- Non aliran Darcy- aliran pad a retakan/rekahan- Infiltrasi:

• arah aliran

• pelepasan air tanah ke permukaan,telaga, sumur, muara dan ke laut.

- Kanal dan jalur aliran utama: pengisian,pemberhentian dan pengeluaran air tanah

- Kondisi jenuh dan tak jenuh: aliran diantaradua air tanah.

Kondisi dan Proses Kimia / Geokimia dalam

GeospherFEPs yang dihubungkan ke proses

Kimia dan geokimia yang berefek terhadapzona basah dan kering, juga evolusikeseluruhan seiring dengan kondisi waktu.Termasuk efek perubahan dalam kondisitersebut misalnya Eh, pH, dikarenakanpenggalian, konstruksi dan adanya repositorydalam jangka lamaRezim hidrokimia mengacu ke kimia air tanahpada formasi geologis dalam kawasanrepository dan faktor kontrolnya. Hal tersebutmemerlukan pengetahuan kimia air tanahtermasuk spesifikasi, daya larut (solubility),complexant, kondisi redox(reduction/oxidation), komposisi mineral batuandan proses pelapukan/ketahanan terhadapcuaca, salinitas dan gradien kimia. Perubahanrezim hidrokimia karena konstruksi dan/atau

adanya repository termasuk apa yang adadida/amnya. Contoh:- Perubahan pH- Perubahan potensia/ redox:

'perubahan mineralisasi

:efek pH semen pada lingkungan, tanahefek non-radioaktive solute plume

Kondisi dan Proses 8iologis / 8iokimiadalam Geospher

.. FEPs yang dihubungkan ke prose81OIogis dan biokirnia yang berefek te h d szona basah dan ker;n . r a apkese/uruhan seiring den 9, Juga. evo/usiTerrnasuk ef k gan kondlsl waktu

e perubahan d I ..

tersebut . I a am kondlsinl/sa nya PI' .

dikarenakan konstruksi d oP~ aSI f1likroba,dalam jangka lama. Conto~n a anya repository- TIn~bulnya che/ating agenl~'

pengaruh pH .

- pe;;~~~b;o~:~~~f~~~~m;kroba

258

ISSN 1410-6086

• mempertinggi mobilitas mikrobiologi

Kondisi dan Proses Thermal dalam

GeospherFEPs yang dihubungkan ke proses

Thermal yang berefek terhadap zona basahdan kering, juga evolusi keseluruhan seiringdengan kondisi waktu. Termasuk efekperubahan dalam kondisi terse but misalnyatemperatur, dikarenakan konstruksi danadanya repository dalam jangka lama .

Mengacu rezim geothermal terhadapsumber-sumber panas geologi, distribusipanas oleh konduksi dan transport (konveksi)dalam zat cair, dan akibat medan panas ataugradient. Perubahan rezim geothermaldikarenakan konstruksi dan/atau adanyarepository termasuk apa yang ada didalamnya.Contoh: Bio-heat: • perubahan temperatur

• reaksi kimia

Efek dan Sumber Gas dalam GeospherFEPs yang dihubungkan ke sumber­

sumber gas alam dan produksi gas dalamgeospher dan juga efek alami dan gas yangdihasilkan repository pada geospher, termasuktransport gas-gas terbesar/penting dan jugaevolusi keseluruhan seiring dengan kondisiwaktu.

Pergerakan gas dalam geospher akanditentukan oleh banyak faktor termasuk tingkatproduksi, solubilitas dan permeabilitas gas,dan rezirn tekanan hidrostatik. Contoh: ­Gangguan gas alam

T'd k Terdctcksi dalamFitur-Fitur yang I a

Geospher k r.t r.tFEPs yang dihubungkan e II ur·,1 ur

bua/an manusia a/au a/am; dalam geolog;tersebut yang mungkin tidak terdeteksi selama

penelilian tapak ..Contoh yang mungkin adalah tJdak

terdeteksinya fitur-fitur zona retakan, kantong­kantong air asin, atau bagian dari bekastambang tua. Beberapa filur-fitur fisik

lingkungan repository baleh jadi sisa-sisa yanglidak terde/eks; se/ama survey tapak dan

bahkan selarna percobaan pengga/ian

terowongan lingkungan geologi alamimengindikasikan kemungkinan bahwa tipe-lipetertenlu pada fitur -fitllr yang tidak lerdeteksi

mungkin ada dan penelitian lapak mungkindapat rnernbatasi ternpat pada jarak ukuranmaksimum a/au minimum ke fitllr-fitur sepertiitu. Contoh:

- lobang hasif bar

- lObang, terowongan tambang a/au serambilambang

Gas atau kantong-kantong air asin

" •..Pro~ding Seminar Teknologi Pengelolaan limbah VPusat Teknologi.limbah Radioaktif - SATAN

Sumberdaya GeologisFEPs yang dihubungkan ke

sumberdaya alami dalam geospher, terutamasekali hal tersebut kemungkinan yangmendorong penelitian atau penggalian padaatau dekat tapak repository.

Sumberdaya geologis termasukminyak dan gas, mineral-mineral padat, air dansumberdaya geothermal. Untuk penyimpananlimbah dekat permukaan, penggalian bahantambang dekat permukaan misalnya: pasir,kerikil atau tanah liat boleh jadi akan salingberadu kepentingan. Contoh:- Minyak dan gas- Pasir, kerikil, tanah liat- Mineral-mineral padat- Air

KESIMPULAN

Pengkajian faktor lingkungan geologiyang terdiri atas 13 sub katagori dari segilimbah radioaktif dan penghalang rekayasabanyak sekali yang dapat dipakai untukme'lgk<1j: kesel::,"':c,t3!1 ['-;;l'jimpanCin ii:,,')3hdekat permukaan, cJa,.i 13 Slit) k;]t:~lJorl tersd)ut12 diantaranya terkait dengan ketahananlimbah radioaktif dan penghalang rekayasa,hanya satu yang dapat diabaikan yaitu padasub katagori Kondisi dan proses Thermaldalam geospher yaitu rezim geothermalterhadap sumber-sumber panas geologi,distribusi panas oleh konduksi dan transport(konveksi) dalam zat cair dan akibat medanpanas atau gradient, fenomena tersebutkemungkinan besar tidak terjadi untukpenyimpanan limbah dekat perrnukaan (Iow-

ISSN 1410-6086

level), fenomena tersebut kemungkinan bisaterjadi pa,pa geological disposal (Iihat lampiranpenapisan FEPs). Dari 12 sub katagori factorlingkungan geologi tersebut masing-masingmempunyai banyak sekali parameter yangperlu dikaji lebih dalam mana saja yang dapatmempengaruhi secara langsung maupun tidaklangsung limbah radioaktif dan penghalangrekayasa, karena itu perlu ada seleksi lagi olehpara ahli di bidangnya, mengingat waktu yangsangat lama dan dana yang besar untukpenelitian pada lingkungan geologi tapakrepository tanpa mengurangi resiko yang akanterjadi dan resiko ke depan terhadaplingkungan geologi.

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA. February (1999) Development of anInformation System for Features, Eventsand Processes (FEPs) And GenericScenarios for the Safety Assessment ofNear Surface Radioactive Waste DisposalFacilities. Scenario Generation and

Justification Workin;; Gmdp. ISA:,1Document, Version (0.3)

2. Japan Nuclear Cycle DevelopmentInstitute. (2000) H 12 Project to Establishthe Scientific and Technical Basis for HLWDisposal in Japan. Supporting Report 3Safety Assessment of Geological DisposalSystem. '

3. Nuclear Energy- Agency OECD,"Features, Events and Processes (FEPs)for Geologic Disposal of RadioactiveWaste", An International Database.Radioactive Waste Management.

PENAPISAN FEPs

FAKTOR LlNGKUNGAN GEOLOGIDITOLAKALAS AN

01. Zone Terganggu, Litologi Setempat 02. lithologi Setempat03. Unit lithologi, dan lainnya04. Diskontinuitas Skala Sesar di Geosper05. Karakteristik Jalur Transportasi Kontaminan di Geosper06. Kondisi dan Proses Mekanik dl Geospher07. Kondisi dan Proses Hidrogeologis/hidroulls di Geospher08. Kondisi dan Proses Kimia/Geokimia dalam Geospher09. Kondisi dan Proses Siologis/biokimia dalam Geospher10. Kondisi dan Proses Thermal dalam Geospher

XTidak dipertimbangkan untukrepository dekat permukaan11. Efek dan Sumber Gas dalam Geospher 12. Fitur-fitur yang Tidak Terdeteksi dalam Geospher13. Sumberdaya Geologi

259