Geomelting
જીયોમેલ્ટ એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા ખતરનાક, દૂષિત સામગ્રી (જેમ કે કિરણોત્સર્ગી કચરો અને ભારે ધાતુઓ) ને સ્વચ્છ માટી, ઔદ્યોગિક ખનિજોના મિશ્રણ અને/અથવા ગ્લાસ ફ્રિટ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને અત્યંત સખત અને લીચ-પ્રતિરોધક કાચ ઉત્પાદન બનાવવા માટે ઓગાળવામાં આવે છે. વિટ્રિફિકેશન કાચ મેટ્રિક્સમાં સામેલ કરીને પ્રારંભિક મિશ્રણમાં હાજર લગભગ તમામ અકાર્બનિક અશુદ્ધિઓ (એટલે કે, રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ અને ભારે ધાતુઓ) ને સ્થિર કરે છે. ઓગળવામાં કાર્બનિક કચરો પાયરોલિસિસ દ્વારા નાશ પામે છે, અને ઓગળવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતા વાયુયુક્ત અશુદ્ધિઓને અલગથી સારવાર આપવામાં આવે છે. યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીની પેસિફિક નોર્થવેસ્ટ નેશનલ લેબોરેટરી (પી. એન. એન. એલ.) દ્વારા 1980 માં વિકસાવવામાં આવેલી, જીઓમેલ્ટ પ્રક્રિયાને બેમાંથી એક રીતે ગોઠવવામાં આવી છેઃ દફનાવવામાં આવેલા કિરણોત્સર્ગી અને જોખમી કચરાની ઇન-સીટૂ (જગ્યાએ) સારવાર, અને ઇન-કન્ટેનર વિટ્રિફિકેશન (આઇ. સી. વી.), જે એક્સ-સીટૂ સારવાર છે જ્યાં કિરણોત્સર્ગી અને જોખમી કચરાને રીફ્રેક્ટરી-લાઇનવાળા સ્ટીલ કન્ટેનરમાં વિટ્રિફાઇડ કરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા વિટ્રિફિકેશન જિયોમેલ્ટિંગ વિટ્રિફિકેશનના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે, જે પ્રક્રિયા દ્વારા કાચની રચના થાય છે. સામગ્રીના કોઈપણ મિશ્રણને અસરકારક રીતે શુદ્ધ કરવા માટે, કાચની રચનામાં ફાળો આપતા પદાર્થો (જેને ગ્લાસ ફોર્મર્સ કહેવાય છે) હાજર હોવા જોઈએ. આ ગ્લાસ ફોર્મર્સમાં સામાન્ય રીતે સિલિકોન અને ઓક્સિજન હોય છે અને તે મોટાભાગની જમીનમાં હાજર હોય છે. આ પ્રક્રિયાની મોટાભાગની કાર્યક્ષમતા કાચ બનાવનારાઓ સાથે કેટલી કચરો સામગ્રી મિશ્રિત કરી શકાય છે તેની સાથે સંબંધિત છે. ઔદ્યોગિક સ્તરે ઓગળેલા પદાર્થોએ દર્શાવ્યું છે કે જ્યારે મૂળ ઓગળેલું મિશ્રણ કચરાના પ્રકાર પર આધાર રાખીને વજન દ્વારા 33-40% કચરાની સામગ્રી સુધી હોય ત્યારે પણ સ્થિર કાચ સંયોજન રચાય છે. પીગળવું પ્રથમ, મિશ્રણને ગરમ કરવા માટે યોગ્ય ઇલેક્ટ્રોડ (વિદ્યુત વાહક) સાથે સ્થાપિત મોટા કન્ટેનરમાં કાચ બનાવતી માટી સાથે કચરો મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા કન્ટેનર કાં તો ભૂગર્ભ (સબસર્ફેસ પ્લાનર વિટ્રિફિકેશન, અથવા એસપીવી) અથવા જમીનની ઉપર (ઇન-કન્ટેનર વિટ્રિફિકેશન, અથવા આઈસીવી) હોય છે. બંને કિસ્સાઓમાં, કચરો/માટીનું મિશ્રણ કન્ટેનરમાં ભરવામાં આવે છે અને જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ ચાલુ કરવામાં આવે ત્યારે ગરમીની પ્રક્રિયા શરૂ થાય છે. અવકાશી પ્રતિબંધોને કારણે, આખું મિશ્રણ એક જ સમયે ઓગળી શકતું નથી. ઇલેક્ટ્રોડની સૌથી નજીકની સામગ્રીને પહેલા ઓગાળવામાં આવે છે, અને પીગળેલા મિશ્રણની અંદર સંવહન પ્રવાહો (પ્રવાહીમાં પદાર્થોની હિલચાલ) પીગળેલા પદાર્થમાં વધુ નક્કર સામગ્રી ઉમેરવાનું ચાલુ રાખે છે. લગભગ 36-58 કલાકો પછી, તમામ મિશ્રણ પીગળેલું હોય છે અને સંવહન પ્રવાહો પરિણામી મિશ્રણમાં એકરૂપતા (ઘટકોની સમાન વહેંચણી) બનાવે છે. સબસર્ફેસ પ્લાનર વિટ્રિફિકેશન (એસ. પી. વી.) સબસર્ફેસ પ્લાનર વિટ્રિફિકેશનમાં, તમામ ગલન કામગીરી દૂષણના સ્થળે કરવામાં આવે છે. એક ખૂબ જ ઊંચી (લગભગ 6 મીટર ઊંડી), સાંકડી ગુફાને દૂષિત જમીનમાં ખોદવામાં આવે છે, જે પીગળતા કન્ટેનર તરીકે કામ કરે છે. પીગળવાના સમયને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે ગુફાની અંદર ખૂબ મોટા ઇલેક્ટ્રોડ ગોઠવવામાં આવે છે. જોખમી કચરો પછી ગુફાની અંદરની માટીમાં ભળી જાય છે અને ઓગળવાનું શરૂ થાય છે. કાચ ઉત્પાદનની રચના થયા પછી, તેને કાં તો જમીનમાં છોડી દેવામાં આવે છે અથવા નિકાલ સુવિધામાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. ફાયદાઓ એસ. પી. વી. પીગળવા માટે વધુ મૂડી રોકાણની જરૂર પડતી નથી, કારણ કે એકમાત્ર બાંધકામ જરૂરી છે કે જે ખોદવું આવશ્યક છે અને પીગળ્યા પછી વિટ્રીફાઇડ સમૂહની પુનઃપ્રાપ્તિ છે. એસ. પી. વી. પીગળવાની કિંમત આશરે $355-461 પ્રતિ ટન પ્રોસેસ્ડ કચરો છે. જ્યારે પરમાણુ કચરાના કિલોગ્રામ દીઠ 555 ડોલર (અથવા ટન દીઠ 500,000 ડોલર) ના નિકાલ ખર્ચની સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે એસપીવી ખૂબ જ ખર્ચ-અસરકારક છે. નોકરી પર કામદારને ઈજા થવાનું જોખમ પણ ખૂબ ઓછું છે કારણ કે ઓગળવાની પ્રક્રિયા ભૂગર્ભમાં અને સ્થળ પરના કામદારોથી દૂર થાય છે. છેવટે, ઓગળેલી ગુફાઓના કદ પર કોઈ પ્રતિબંધ નથી, તેથી એસ. પી. વી. એક જ સમયે ખૂબ મોટા જથ્થામાં કચરાનું સંચાલન કરી શકે છે. ગેરફાયદા એસ. પી. વી. તેની ખામીઓ વગર આવતું નથી. એસ. પી. વી. ઓગળવા માટે, તમામ સામગ્રી અને કર્મચારીઓને ઓગળતી જગ્યાએ ખસેડવી આવશ્યક છે, તેથી બંને માટે પરિવહનના ખર્ચને ધ્યાનમાં લેવો આવશ્યક છે. એકવાર સાઇટ પર તમામ અશુદ્ધિઓ દૂર થઈ જાય અથવા નાશ થઈ જાય, પછી કામગીરી ચાલુ રાખવા માટે પ્રોજેક્ટને સ્થાનાંતરિત કરવું આવશ્યક છે. સારવાર ટીમ આવ્યા પછી તરત જ પીગળવાનું શરૂ થઈ શકતું નથી કારણ કે ગુફાઓ ખોદવામાં અને ઇલેક્ટ્રોડ્સને અંદર મૂકવામાં થોડા કલાકો લાગે છે. ઇન-કન્ટેનર વિટ્રિફિકેશન (ICV) ઇન-કન્ટેનર વિટ્રિફિકેશન જમીનની ઉપર રેતીના રક્ષણાત્મક સ્તર સાથે કોટેડ હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ મેટલથી બનેલા કન્ટેનરમાં પીગળી જાય છે. રેતી કન્ટેનરની દિવાલોને પીગળેલા મિશ્રણથી અલગ કરે છે અને ઠંડા થયા પછી કાચના ઉત્પાદનને આકાર આપે છે. પીગળવાની પ્રક્રિયા ઝડપથી હાથ ધરવામાં આવે છે; એકવાર એક પીગળ્યા પછી ઠંડુ થાય છે, અન્ય કચરાના કન્ટેનરમાં ઇલેક્ટ્રોડ ભરવામાં આવે છે અને પ્રક્રિયા ફરીથી શરૂ થાય છે. વિટ્રીફાઇડ ગ્લાસ પછી નિકાલ સુવિધામાં મોકલવામાં આવે છે. ફાયદા કારણ કે આ પીગળવાની પ્રક્રિયાઓ સારવાર સુવિધામાં હાથ ધરવામાં આવે છે, તેથી તમામ પીગળવાની ક્રિયાઓ કાર્યક્ષમ હોય છે અને તે સ્થાન પર કેન્દ્રિત હોય છે. કચરો/માટીના મિશ્રણને વ્યવસ્થિત રીતે લોડ કરવામાં આવે છે અને સુવિધામાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. મિશ્રણ જમીનની ઉપર ઓગાળવામાં આવે છે, તેથી મશીનોએ એસ. પી. વી. ઓગળવાની જેમ કાચના ઉત્પાદનને ખોદવાની જરૂર નથી. ઓગળેલા કન્ટેનર એ કાચના પરિવહન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કન્ટેનર પણ છે, તેથી કાચના નિકાલમાં ઓછા સ્થાનાંતરણ સામેલ છે. ગેરફાયદા આઇ. સી. વી. પીગળી જાય છે તેના ગેરફાયદા પણ છે. ICV ઓગળવાની સૌથી તાત્કાલિક ચિંતા કિંમત છે. આઇ. સી. વી. ને સારવારની સુવિધાને જરૂર છે, એટલે કે નવી સુવિધાનું નિર્માણ કરવું આવશ્યક છે અથવા નવી પ્રક્રિયાને સમાવવા માટે હાલની સુવિધાનું નવીનીકરણ કરવું આવશ્યક છે. બંને પદ્ધતિઓમાં નોંધપાત્ર મૂડી રોકાણની જરૂર પડે છે. પ્રક્રિયા માટે સુવિધા તૈયાર થયા પછી પણ, ICV પીગળવાની કિંમત પ્રતિ ટન પ્રોસેસ્ડ કચરો દીઠ આશરે 1,585 ડોલર (એસપીવી પીગળવાની કિંમત કરતાં 3-4 ગણી) થાય છે. આ વધારાનો ખર્ચ સુવિધામાં જરૂરી સલામતીની સાવચેતીઓને કારણે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગલન પ્રક્રિયા ખૂબ ઊંચા (1200 થી 2000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) તાપમાને થાય છે, અને આમાંની કેટલીક ગરમી સમગ્ર સુવિધામાં ફેલાય છે; તેથી જ્યાં કામદારો હાજર હોય તેવા વિસ્તારો માટે પૂરતી ઠંડક અને વેન્ટિલેશન જરૂરી છે. જ્યારે દૂષિત મિશ્રણ ઓગળી રહ્યું હોય, ત્યારે વાયુઓ (જેને વાયુઓ કહેવાય છે) મુક્ત થાય છે, જે પોતે જોખમી પદાર્થો છે. આ વાયુઓ સ્ટીલના ધૂમાડાના ઢગલા દ્વારા પકડવામાં આવે છે અને સારવાર પ્રણાલી દ્વારા મોકલવામાં આવે છે જે પછી લગભગ 99.9999% અશુદ્ધિઓને દૂર કરે છે. પ્રમાણભૂત સારવાર પ્રક્રિયાઓ ગાળણક્રિયાથી લઈને ભીના સ્ક્રબિંગ (વાયુયુક્ત અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરીને) સુધીની છે, જોકે ચોક્કસ પ્રક્રિયાઓ સારવાર કરવામાં આવતા વાયુઓ પર આધાર રાખે છે. જોખમી સામગ્રીને દૂર કરવી અને તેની સારવાર કરવી ઘણીવાર ખૂબ જ મુશ્કેલ હોય છે. દૂષિત પદાર્થો જમીનમાં વહી શકે છે, કાદવમાં સમાયેલ હોઈ શકે છે, અથવા વપરાયેલા પરમાણુ રિએક્ટર કોરમાં હાજર હોઈ શકે છે. જોખમ ભલે ગમે ત્યાં હોય, દરેકને પ્રમાણભૂત કચરો વ્યવસ્થાપન પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને સારવાર અને નિકાલની અલગ પદ્ધતિની જરૂર પડે છે. જો કે, જિયોમેલ્ટિંગ સાથે, મિશ્રણમાં અશુદ્ધિઓને ધ્યાનમાં લીધા વિના, દરેક બેચ માટે પ્રક્રિયા (ગલન) પ્રક્રિયા આવશ્યકપણે સમાન છે, જેમ કે કાચ ઉત્પન્ન થાય છે. આ વૈવિધ્યતાને કારણે, જિયોમેલ્ટિંગનો ઉપયોગ ઘણી જોખમી-નિયંત્રણ કામગીરીઓમાં થાય છે. ઓર્ગેનિક્સ જીઓમેલ્ટનો ઉપયોગ તેલ, જંતુનાશકો અને હર્બિસાઈડ્સ, દ્રાવકો અને પોલીક્લોરિનેટેડ બાયફિનાઇલ (પી. સી. બી.), ડાયોક્સિન અને ફ્યુરાન્સ (જીઓમેલ્ટને યુ. એસ. એન્વાયર્નમેન્ટલ પ્રોટેક્શન એજન્સી (ઇ. પી. એ.) દ્વારા સમગ્ર યુ. એસ. માં પી. સી. બી. માટે માન્ય થર્મલ ટ્રીટમેન્ટ પદ્ધતિ તરીકે મંજૂરી આપવામાં આવી છે) સહિત સતત કાર્બનિક પ્રદૂષકો સહિત વિવિધ કાર્બનિક કચરાની સારવાર માટે થાય છે. આ કચરો કાર્સિનોજેન (કેન્સર પેદા કરનારા પદાર્થો) છે અને ઘણીવાર મહત્વપૂર્ણ શારીરિક કાર્યોને નબળા પાડે છે (દા. ત. શ્વાસ) સમય જતાં. ગલન પ્રક્રિયા કાર્બનિક સંયોજનોનો નાશ કરે છે કારણ કે કોઈ પણ કાર્બનિક પદાર્થ ઓગળવાની પ્રક્રિયાના ઊંચા તાપમાને ટકી શકતા નથી. અકાર્બનિક ભારે ધાતુઓ (પારો, કેડમિયમ અને સીસું સહિતની ઝેરી ધાતુઓ) જેવા અકાર્બનિક અશુદ્ધિઓ ઔદ્યોગિક લિક અને ઓટોમોબાઇલના કચરા દ્વારા પર્યાવરણમાં મુક્ત થાય છે. જો ધ્યાન ન આપવામાં આવે તો, આ અકાર્બનિક જોખમો ઇકોસિસ્ટમ્સને બગાડી શકે છે અને મનુષ્યમાં માનસિક/શારીરિક બીમારીઓનું કારણ બની શકે છે. ધાતુઓના મિશ્રણને ધ્યાનમાં લીધા વિના, જિયોમેલ્ટિંગ આ ભારે ધાતુઓને કાચના મેટ્રિક્સમાં અલગ કરે છે અને તેમને પર્યાવરણમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે, જેનાથી આસપાસના જોખમો દૂર થાય છે. કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો પરમાણુ વીજ મથકોના આગમનથી, પરમાણુ પ્રદૂષણ (કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોનું વિખેરણ) પર્યાવરણ માટે સમસ્યા બની ગયું છે. કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોમાં કિરણોત્સર્ગની માત્રા જીવંત સજીવો માટે સલામત ન પણ હોઈ શકે, તેથી તમામ પરમાણુ પ્રદૂષણને દૂર કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. પરમાણુ કચરો કુદરતી રીતે સેંકડો વર્ષો સુધી જોખમી રહે છે, પરંતુ જ્યારે જિયોમેલ્ટિંગ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી સ્થિર રહે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ઊર્જા બુલેટિન લેખ પરમાણુ પુનઃપ્રક્રિયા કચરો વ્યવસ્થાપન