13 жніўня 00 года а 24:2023 па мясцовым часе японская АЭС «Фукусіма-XNUMX» пачала скід забруджанай радыеактыўнымі рэчывамі вады ў мора. Гэта выклікала шырокую заклапочанасць ва ўсім свеце. Пасол Кітая ў Японіі У Цзянхао выказаў урачу пратэст японскаму ўраду ў сувязі з скідам забруджанай радыеактыўнымі рэчывамі вады з Фукусімы-XNUMX у мора; Галоўнае мытнае ўпраўленне Кітая: поўнае прыпыненне імпарту японскай воднай прадукцыі; Прэм'ер-міністр Паўднёвай Карэі: Паўднёвая Карэя захавае забарону на імпарт японскай воднай прадукцыі з Фукусімы-XNUMX без зменаў.
Ядзерныя сцёкавыя воды, як вынікае з назвы, — гэта сцёкавыя воды, якія ўтрымліваюць радыеактыўнасць. Напрыклад, высокарадыеактыўныя сцёкавыя воды, якія ўтвараюцца ў выніку аварый з уцечкай ядзерных электрастанцый, або астуджальная вада, якая непасрэдна кантактуе з ядзерным палівам. Эксперты сцвярджаюць, што ядзерныя сцёкавыя воды не тое ж самае, што ядзерныя сцёкавыя воды. Ядзерныя сцёкавыя воды яшчэ больш шкодныя, бо ўтрымліваюць 64 віды ядзерных радыеактыўных рэчываў, у тым ліку трытый.
Ядзерныя сцёкавыя воды ўтрымліваюць шмат радыеактыўных элементаў, такіх як уран, плутоній, цэзій, стронцый, ёд і кобальт. Некаторыя з іх маюць доўгі перыяд паўраспаду, напрыклад, перыяд паўраспаду ўрану-238, які складае 4.5 мільярда гадоў, і перыяд паўраспаду плутонію-239, які складае 24,000 XNUMX гадоў. Гэтыя радыеактыўныя элементы ўяўляюць сур'ёзную небяспеку для арганізма чалавека і навакольнага асяроддзя, такую як канцэрагеннасць, тэратагеннасць і мутагеннасць. У залежнасці ад розных крыніц і абставін канцэнтрацыі і прапорцыі розных радыеактыўных элементаў у ядзерных сцёкавых водах адрозніваюцца, але звычайна значна перавышаюць міжнародныя стандарты і межы бяспекі.
Калі ядзерныя сцёкавыя воды будуць скінуты ў навакольнае асяроддзе без належнай ачысткі, гэта акажа сур'ёзны ўплыў на экасістэму і здароўе чалавека. Радыеактыўныя рэчывы могуць перадавацца праз ваду, глебу, паветра, харчовыя ланцугі і г.д., што прыводзіць да павелічэння доз апраменьвання ў арганізмах, выклікаючы розныя захворванні і генныя мутацыі. Таму ачыстка і ўтылізацыя ядзерных сцёкавых вод павінны адпавядаць строгім стандартам і нормам бяспекі, каб пазбегнуць магчымых уцечак і аварый.
Тэхналогіі ачысткі сцёкавых вод, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў розных краінах, наступныя:
- Метад хімічнага асаджэння
Метад хімічнага асаджэння — гэта метад сумеснага асаджэння асадкавага агента і слядовых колькасцей радыенуклідаў у сцёкавых водах. Гідраксіды, карбанаты, фасфаты і іншыя злучэнні радыенуклідаў у сцёкавых водах у асноўным нерастваральныя і таму могуць быць выдалены падчас ачысткі. Мэта хімічнай ачысткі — перанесці і канцэнтраваць радыенукліды ў сцёкавых водах у невялікі аб'ём асадка, каб асаджаныя сцёкавыя воды мелі малую радыеактыўнасць і адпавядалі стандартам скіду.
Перавагамі гэтага метаду з'яўляюцца нізкі кошт, добры эфект выдалення лагарыфмічных радыенуклідаў і магчымасць ачысткі нерадыеактыўных кампанентаў і іх канцэнтрацый, а таксама псеўдазвадкаваных сцёкавых вод са значнай псеўдазацыяй. Выкарыстоўваныя ачышчальныя збудаванні і тэхналогіі маюць даволі вялікі вопыт.
У цяперашні час найбольш часта выкарыстоўваюцца такія асадкі, як солі жалеза, солі алюмінію, фасфаты і сода. Для стымулявання працэсу каагуляцыі дадаюць каагуляцыйныя дапаможнікі, такія як гліна, актываваны крэмній і палімерныя электраліты. Для цэзію, рутэнія, ёду і іншых канцэнтраваных радыеактыўных нуклідаў, якія цяжка выдаліць, варта выкарыстоўваць спецыяльныя хімічныя асадкі. Напрыклад, цэзій можна выдаліць сумесным асаджэннем ферацыяніду жалеза і ферацыяніду медзі. Некаторыя людзі выкарыстоўваюць нерастваральны ксантат крухмалу для ачысткі металазмяшчальных радыеактыўных сцёкавых вод. Эфект ачысткі добры, прымяненне шырокае, а хуткасць выдалення радыеактыўнага рэчыва перавышае 90%. Гэта іонаабменны флокулянт з выдатнымі характарыстыкамі. Паколькі пры ачыстцы сцёкавых вод не застаецца рэшткавага сульфіду, ён больш падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод.
- Іонаабменны метад
Многія радыенукліды іанізуюцца ў вадзе, асабліва ў радыеактыўных сцёкавых водах пасля хімічнай асадкавай апрацоўкі. Дзякуючы выдаленню завіслых і калоідных радыенуклідаў застаюцца амаль іённыя часціцы, большасць з якіх з'яўляюцца катыёнамі. Больш за тое, радыенукліды існуюць у вадзе ў невялікіх колькасцях, таму яны вельмі падыходзяць для іённаабменнай апрацоўкі, і пры адсутнасці перашкод з боку нерадыеактыўных іонаў іённы абмен можа эфектыўна працаваць на працягу доўгага часу. Большасць катыённых смал маюць высокую здольнасць выдаляць і вялікую абменную здольнасць для радыеактыўнага стронцыю. Фенольная катыённая смала можа эфектыўна выдаляць радыеактыўны цэзій, а мікрапорыстая катыённая смала можа не толькі выдаляць радыеактыўныя катыёны, але і выдаляць цырконій, ніобій, кобальт у выглядзе калоідаў і рутэній у выглядзе комплексаў шляхам адсорбцыі. Аднак гэты закон мае фатальную слабасць. Калі ўтрыманне радыеактыўных нуклідаў або нерадыеактыўных іонаў у сцёкавай вадкасці высокае, пласт смалы хутка пранікае і становіцца непрыдатным. Звычайна смала, якая выкарыстоўваецца для апрацоўкі радыеактыўных сцёкавых вод, не аднаўляецца, таму пасля яе выхаду з ладу яе трэба неадкладна замяніць.
Метад іённага абмену выкарыстоўвае іёнаабменную смалу, якая падыходзіць для сцёкавых вод з нізкім утрыманнем солі. Пры высокім утрыманні солі кошт апрацоўкі іёнаабменнай смалой вышэйшы, чым пры селектыўным працэсе. Гэта ў асноўным звязана з нізкай селектыўнасцю смалы, якая мае высокую карэляцыю з радыенуклідамі. Пры ачыстцы радыеактыўных сцёкавых вод выкарыстанне электрадыялізу можа павысіць эфектыўнасць выкарыстання працэсу іённага абмену.
- Метад адсорбцыі
Адсорбцыя — гэта эфектыўны метад выдалення іёнаў цяжкіх металаў з вады, які ажыццяўляецца з дапамогай порыстых цвёрдых рэчываў для адсорбцыі і выдалення іёнаў цяжкіх металаў. Ключавой тэхналогіяй метаду адсорбцыі з'яўляецца выбар адсарбента. Звычайна выкарыстоўваюцца такія адсарбенты, як актываваны вугаль, цэаліт, каолін, бентаніт, гліна і г.д. Сярод іх цэаліт танны, бяспечны і лёгкадаступны. У параўнанні з іншымі неарганічнымі адсарбентамі, цэаліт мае большую адсарбцыйную здольнасць і лепшы эфект ачысткі. Ачышчальная здольнасць цэаліту ў 10 разоў вышэйшая, чым у іншых неарганічных адсарбентаў, таму ён з'яўляецца вельмі канкурэнтаздольным сродкам для ачысткі вады. Ён часта выкарыстоўваецца ў якасці адсарбента ў працэсах ачысткі вады, а таксама функцыянуе як іонаабменнік і фільтруючы агент.
Актываваны вугаль валодае высокай адсарбцыйнай здольнасцю і высокай хуткасцю выдалення, але эфектыўнасць рэгенерацыі актываванага вугалю нізкая, і якасць ачышчанай вады цяжка задаволіць патрабаванні да паўторнага выкарыстання. Кошт яго высокі, а прымяненне абмежаванае. У апошнія гады паступова распрацоўваўся шэраг адсарбцыйных матэрыялаў з адсарбцыйнай здольнасцю. Адпаведныя даследаванні паказалі, што хітазан і яго вытворныя з'яўляюцца добрымі адсарбентамі для іёнаў цяжкіх металаў. Пасля зшывання хітазанавую смалу можна выкарыстоўваць шмат разоў без істотнага зніжэння адсарбцыйнай здольнасці. Выкарыстанне мадыфікаванага сепіяліту для ачысткі сцёкавых вод ад цяжкіх металаў мае добрую адсарбцыйную здольнасць для Co і Ag, а ўтрыманне цяжкіх металаў у ачышчаных сцёкавых водах значна ніжэйшае за комплексны стандарт скіду сцёкавых вод.
- Выпарэнне і канцэнтрацыя
Метад выпарвальнай канцэнтрацыі мае высокі каэфіцыент канцэнтрацыі і каэфіцыент ачысткі і ў асноўным выкарыстоўваецца для ачысткі сцёкавых вод сярэдняга і высокага ўзроўню радыеактыўнасці. Прынцып працы метаду выпарвання наступны: радыеактыўныя сцёкавыя воды накіроўваюцца ў выпарную прыладу, і адначасова падаецца награвальная пара для выпарвання вады ў вадзяную пару, у той час як радыенукліды застаюцца ў вадзе. Кандэнсаваная вада, якая ўтвараецца ў працэсе выпарвання, скідаецца або выкарыстоўваецца паўторна, а канцэнтраваная вадкасць далей зацвярдзее. Метад выпарвальнай канцэнтрацыі не падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць лятучыя нукліды і лёгка ўтвараюць пену; ён спажывае шмат цеплавой энергіі і мае высокія эксплуатацыйныя выдаткі; у той жа час пры праектаванні і эксплуатацыі неабходна ўлічваць патэнцыйныя пагрозы, такія як карозія, адукацыя накіпу і выбух. Для паляпшэння выкарыстання пары і зніжэння эксплуатацыйных выдаткаў краіны прыкладаюць усе намаганні для распрацоўкі новых выпарнікаў, такіх як парокампрэсійныя выпарнікі, тонкаплёнкавыя выпарнікі, вакуумныя выпарнікі і іншыя новыя выпарнікі дасягнулі выдатных вынікаў.
- Тэхналогія мембраннага падзелу
Мембранная тэхналогія — гэта адносна эфектыўны, эканамічны і надзейны метад ачысткі радыеактыўных сцёкавых вод. Паколькі тэхналогія мембраннага падзелу мае характарыстыкі добрай якасці сцёкавых вод, адсутнасці фазавага змены матэрыялаў і нізкага спажывання энергіі, мембранная тэхналогія актыўна даследуецца.
За мяжой выкарыстоўваюцца наступныя мембранныя тэхналогіі: мікрафільтрацыя, ультрафільтрацыя, нанафільтрацыя , водарастваральная палімерная мембранная фільтрацыя, зваротны осмас (RO), электрадыяліз, мембранная дыстыляцыя, электрахімічны іённы абмен, вадкасная мембрана, ферытная адсорбцыйная фільтрацыя, мембраннае падзеленне і аніёнаабменная папяровая мембрана, а таксама іншыя метады.
Меламінавая пена — гэта нанамаштабны стабільны трохмерны чысты арганічны фільтрацыйны субстрат з памерам пор да 1 нм, ёмістасцю пор да 0.297 куб.см/г і хуткасцю адкрыцця пор да 98%. Ён дазваляе эфектыўна адсорбаваць і фільтраваць сцёкавыя воды, нават калі да яго дадаюць большасць відаў адсарбентаў.
- Біялагічная ачыстка
Да біялагічных метадаў ачысткі адносяцца фітарэмедыяцыя і мікробныя метады. Фітарэмедыяцыя — гэта новая тэхналогія ачысткі на месцы, якая выкарыстоўвае зялёныя расліны і іх мясцовыя мікраарганізмы рызасферы для сумеснай працы па выдаленні забруджвальных рэчываў з навакольнага асяроддзя.
Згодна з існуючымі вынікамі даследаванняў, прыдатныя тыпы тэхналогій біярэмедыяцыі ў асноўным ўключаюць тэхналогію штучных водна-балотных угоддзяў, тэхналогію фільтрацыі рызасферы, тэхналогію экстракцыі раслін, тэхналогію зацвярдзення раслін і тэхналогію выпарэння раслін. Вынікі выпрабаванняў паказваюць, што амаль увесь уран у вадаёме можа быць узбагачаны каранямі раслін.
Мікрабіялагічная ачыстка нізкарадыеактыўных сцёкавых вод — гэта новая тэхналогія, вывучэнне якой пачалося ў 1960-х гадах. У краіне і за мяжой праводзіліся некаторыя даследаванні па выдаленні ўрану з радыеактыўных сцёкавых вод гэтым метадам, але большасць з іх у цяперашні час знаходзяцца на стадыі эксперыментальных даследаванняў.
З развіццём біятэхналогій і паглыбленым вывучэннем механізмаў узаемадзеяння паміж мікраарганізмамі і металамі людзі паступова зразумелі, што выкарыстанне мікраарганізмаў для ачысткі радыеактыўных сцёкавых вод з'яўляецца вельмі перспектыўным метадам. Мікробныя клеткі выкарыстоўваюцца ў якасці біялагічных ачышчальнікаў для паглынання, узбагачэння і здабывання радыенуклідаў, такіх як уран, у водным растворы, што мае высокую эфектыўнасць, нізкі кошт і нізкае спажыванне энергіі. Акрамя таго, адсутнасць другасных забруджвальнікаў дазваляе дасягнуць мэты па скарачэнні радыеактыўных адходаў і стварыць спрыяльныя ўмовы для рэгенерацыі або геалагічнай пахавання нуклідаў.
- Магнітамалекулярны метад
Амерыканскі інстытут даследаванняў электраэнергіі (EPRI) распрацаваў метад Mag-Mole-clue для скарачэння колькасці ўтвараемых радыеактыўных адходаў, такіх як стронцый, цэзій і кобальт. Метад заснаваны на бялку пад назвай ферытын, які мадыфікаваны для выкарыстання магнітных малекул для выбарачнага звязвання забруджвальных рэчываў, якія затым выдаляюцца з раствора з дапамогай магнітаў, а затым звязаныя металы здабываюцца шляхам зваротнай прамыўкі магнітнага фільтруючага пласта. Ферытын - гэта высокакансерватыўны шматфункцыянальны шмат'ядравы бялок, які звычайна сустракаецца ў жывых арганізмах і мае асаблівыя характарыстыкі ўстойлівасці да разведзеных кіслот (pH < 2.0), разведзеных шчолачаў (pH = 12.0) і больш высокіх тэмператур (інварыянтны да тэмпературы вады 70～75°C). З паглыбленнем даследаванняў ферытыну быў дасягнуты значны прагрэс у вывучэнні новых функцый in vitro з выкарыстаннем нанапрасторы яго бялковай абалонкі. Даследаванні in vitro паказалі, што ферытын мае здольнасць захоўваць іёны цяжкіх металаў in vitro. Акрамя таго, папярэднія даследаванні былі сканцэнтраваны на механізме захоўвання і вызвалення жалеза з ферытыну з выкарыстаннем іншых іёнаў цяжкіх металаў у якасці зондаў, якія канкуруюць з іонамі жалеза. У адрозненне ад гэтага, нядаўнія даследаванні паказалі, што гэтая ўласцівасць ферытыну захопліваць іёны металаў і быць устойлівым да рэверсіі можа быць выкарыстана для пабудовы ферытынавага рэактара і выкарыстання яго ў палявых умовах для бесперапыннага маніторынгу ступені забруджвання праточнай вады іёнамі цяжкіх металаў. Пры пэўных умовах in vitro некаторыя ядры металаў, такія як ядры FeS, CdS, Mn3O4, магнітныя ядры жалеза Fe3O4 і ядры ўрану радыеактыўных матэрыялаў, былі паспяхова сабраны ў нанапрастору бялковых абалонак ферытыну.
- Інэртны метад зацвярдзення
Пенсільванскі дзяржаўны ўніверсітэт і Нацыянальная лабараторыя ракі Савана распрацавалі новы метад перапрацоўкі некаторых нізкаактыўных вадкіх адходаў у зацвярдзелую форму для бяспечнай утылізацыі. Гэты новы працэс выкарыстоўвае нізкатэмпературны (<90°C) метад каагуляцыі для стабілізацыі высокашчолачных, нізкаактыўных вадкіх адходаў, гэта значыць для пераўтварэння вадкіх адходаў у інертнае зацвярдзелае цела. Навукоўцы назвалі канчаткова зацвярдзелае цела «гідракерамікай» (сітаватая кераміка, абпаленая ў бісквітным выглядзе). Яны кажуць, што канчатковае зацвярдзелае цела вельмі цвёрдае, стабільнае і даўгавечнае, і можа фіксаваць радыенукліды ў сваёй структуры цэаліту. Гэты працэс падрыхтоўкі падобны да працэсу ўтварэння горных парод у прыродзе.
- Тэхналогія рэакцыйнай сценкі перкаляцыі жалеза з нулявой валентнасцю
Пранікальны рэактыўны бар'ер (PRB) — гэта метад, які з'яўляецца новым у развітых краінах, такіх як Еўропа і ЗША, для выдалення забруджвальных кампанентаў з забруджаных падземных вод на месцы. PRB звычайна ўсталёўваюцца ў падземных ваданосных пластах, перпендыкулярна кірунку патоку падземных вод. Калі забруджаныя падземныя воды праходзяць праз рэакцыйную сцяну пад дзеяннем уласнага гідраўлічнага градыенту, забруджвальныя рэчывы будуць выдалены шляхам фізічных і хімічных рэакцый з рэакцыйнымі матэрыяламі ў сцяне, каб дасягнуць мэты аднаўлення забруджвання.
Гэта метад пасіўнага аднаўлення, які патрабуе мінімальнага абслугоўвання і з'яўляецца нядорага. Як важная галіна тэхналогіі PRB, тэхналогія Fe0-PRB была даследавана і распрацавана ў многіх краінах і ў многіх аспектах ачысткі забруджвання падземных вод. Абнадзейлівыя вынікі былі дасягнуты ў вывучэнні механізму рэакцыі, структуры і ўстаноўкі PRB, а таксама ў вывучэнні новых актыўных матэрыялаў. Кітайскія навукоўцы пачалі вывучаць тэхналогію актыўных перкаляцыйных сценак, прадстаўленую нульвалентным жалезам, для рэмедыяцыі (ачысткі) радыеактыўных сцёкавых вод уранавых хвастоў, і бягучыя даследаванні дасягнулі пэўных вынікаў.
Каб атрымаць дадатковую інфармацыю пра прадукты SINOYQX з меламінавай пены для нанафільтрацыі, звяжыцеся з намі па адрасе [email protected] або па тэлефоне: +86-28-8411-1861.
Некаторыя выявы і тэксты ўзяты з Інтэрнэту, і аўтарскія правы належаць першапачатковаму аўтару. Калі ёсць якія-небудзь парушэнні, калі ласка, звяжыцеся з намі, каб выдаліць.