Klukkan 13:00 að staðartíma þann 24. ágúst 2023 hóf Japanska Fukushima Daiichi kjarnorkuverið losun kjarnorkumengaðs vatns í hafið. Það vakti miklar áhyggjur í heiminum. Sendiherra Kína í Japan, Wu Jianghao, lagði fram hátíðleg mótmæli við japönsk stjórnvöld vegna losunar á Fukushima kjarnorkumenguðu vatni í hafið; Almenn tollyfirvöld í Kína: Algjör stöðvun innflutnings á japönskum vatnaafurðum; Forsætisráðherra Suður-Kóreu: Suður-Kórea mun halda innflutningsbanni á japönskum Fukushima vatnaafurðum óbreyttu.
Kjarnorkuskólp, eins og nafnið gefur til kynna, er skólp sem inniheldur geislavirkni. Svo sem eins og mjög geislavirkt affallsvatn sem myndast í kjarnorkulekaslysum eða kælivatn í beinni snertingu við kjarnorkueldsneyti. Sérfræðingar segja að kjarnorkuafrennsli sé ekki jafnt og kjarnorkuafrennsli. Kjarnorkuskólp er enn skaðlegra en það inniheldur 64 tegundir kjarnorkugeislavirkra efna, þar á meðal trítíum.
Kjarnorkuskólp inniheldur mörg geislavirk frumefni, svo sem úran, plútóníum, sesíum, strontíum, joð og kóbalt. Sum þeirra hafa langan helmingunartíma, eins og helmingunartími úrans-238, sem er 4.5 milljarðar ára, og helmingunartími plútóníums-239, sem er 24,000 ár. Þessir geislavirku þættir hafa í för með sér alvarlega hættu fyrir mannslíkamann og umhverfið, svo sem krabbameinsvaldandi áhrif, vansköpunarvaldandi áhrif og stökkbreytingar. Styrkur og hlutfall ýmissa geislavirkra frumefna í kjarnorkuafrennsli er breytilegt eftir mismunandi upptökum og aðstæðum en er yfirleitt langt yfir alþjóðlegum stöðlum og öryggismörkum.
Ef kjarnorkuskólp er hleypt út í umhverfið án viðeigandi hreinsunar mun það hafa alvarleg áhrif á vistkerfið og heilsu manna. Geislavirk efni geta borist í gegnum vatn, jarðveg, loft, fæðukeðjur o.s.frv., sem veldur auknum geislaskammtum í lífverum, sem veldur ýmsum sjúkdómum og stökkbreytingum í genum. Þess vegna verður meðhöndlun og förgun kjarnorkuskólps að fylgja ströngum öryggisstöðlum og viðmiðum til að forðast hugsanlegan leka og slys.
Algengar tæknilegar meðferðaraðferðir fyrir kjarnorkuvatn í ýmsum löndum eru eftirfarandi:
- Efnafræðileg útfellingaraðferð
Efnaútfellingaraðferðin er aðferð til að samfella útfellingarefnið og snefilmagn geislavirkra efna í frárennslisvatninu. Hýdroxíð, karbónöt, fosföt og önnur efnasambönd geislavirkra kjarna í frárennslisvatni eru að mestu óleysanleg og því hægt að fjarlægja þær meðan á meðhöndlun stendur. Tilgangur efnahreinsunar er að flytja og einbeita geislavirkum kjarna í frárennslisvatninu í lítið magn af seyru, þannig að afrennslisvatnið sem fellt er hafi litla geislavirkni eftir og standist losunarstaðla.
Kostir þessarar aðferðar eru lágur kostnaður, góð fjarlægingaráhrif logaritmískra geislavirkra kjarna og hæfni til að meðhöndla ógeislavirka efnisþætti og styrk þeirra og vökvaformað frárennslisvatn með töluverðri vökvun. Meðferðaraðstöðurnar og tæknin sem notuð eru hafa nokkuð þroskaða reynslu.
Sem stendur eru útfellingarefni eins og járnsölt, álsölt, fosföt og gos mest notuð. Til að efla storknunarferlið er bætt við storkuhjálpum eins og leir, virkjaðri kísil og fjölliða raflausnum. Fyrir sesíum, rúþeníum, joð og öðrum óblandaðri geislavirkum kjarna sem erfitt er að fjarlægja skal nota sérstök efnafellingarefni. Til dæmis er hægt að fjarlægja sesíum með samútfellingu á járnjárnsýaníði og koparjárnsýaníði. Sumir nota óleysanlegt sterkju xanthate til að meðhöndla geislavirkt frárennslisvatn sem inniheldur málm. Meðferðaráhrifin eru góð, notagildið er breitt og hlutfall geislavirkra fjarlægingar er >90%. Það er jónaskiptaflokkunarefni með framúrskarandi frammistöðu. Vegna þess að það er engin súlfíðleifar við meðhöndlun frárennslisvatns, er það hentugra fyrir skólphreinsun.
- Jónaskiptaaðferð
Mörg geislavirk efni eru jónuð í vatni, sérstaklega geislavirkt skólpvatn eftir efnaúrfellingarmeðferð. Vegna brottnáms sviflausna og kvoða geislavirkra geislavirkra kjarna eru nánast jónategundir eftir, sem flestar eru katjónir. Þar að auki eru geislavirk efni til í litlu magni í vatni, svo þau eru mjög hentug til jónaskiptameðferðar, og ef truflun er ekki frá ógeislavirkum jónum geta jónaskipti virkað á áhrifaríkan hátt í langan tíma. Flest katjónaskiptaresín hafa mikla flutningsgetu og mikla skiptagetu fyrir geislavirkt strontíum. Fenól katjónaplastefnið getur á áhrifaríkan hátt fjarlægt geislavirkt sesíum, og örporous katjónaplastefnið getur ekki aðeins fjarlægt geislavirkar katjónir, heldur einnig fjarlægt sirkon, níóbíum, kóbalt í formi kvoða og rúþeníum í formi fléttna með frásog. Þessi lög hafa hins vegar banvænan veikleika. Þegar innihald geislavirkra núklíða eða ógeislavirkra jóna í úrgangsvökvanum er hátt mun plastefnisrúmið fljótt komast í gegn og verða ógilt. Venjulega er plastefnið sem notað er til að meðhöndla geislavirkt frárennslisvatn ekki endurnýjað, svo þegar það mistekst ætti að skipta um það strax.
Jónaskiptaaðferðin notar jónaskiptaresín sem hentar fyrir úrgangsvökva með lágt saltinnihald. Þegar saltinnihaldið er hátt er kostnaður við meðferð með jónaskiptaplastefni hærri en við sértækt ferli. Þetta er aðallega vegna lítillar sértækni plastefnisins sem hefur mikla fylgni við geislavirk efni. Við hreinsun á geislavirku afrennsli getur notkun rafskilunar aukið nýtingarskilvirkni jónaskiptaferlisins.
- Aðsogsaðferð
Aðsog er áhrifarík aðferð til að fjarlægja þungmálmjónir úr vatni með því að nota gljúp fast efni til að aðsoga og fjarlægja þungmálmjónir. Lykiltækni aðsogsaðferðarinnar er val á aðsogsefni. Algengt notuð aðsogsefni eru virkt kolefni, zeólít, kaólín, bentónít, leir osfrv. Meðal þeirra er zeólít ódýrt, öruggt og auðvelt að fá. Í samanburði við önnur ólífræn aðsogsefni hefur zeólít meiri aðsogsgetu og betri hreinsunaráhrif. Hreinsunargeta zeólíts er 10 sinnum hærri en annarra ólífrænna aðsogsefna, svo það er mjög samkeppnishæft vatnsmeðferðarefni. Það er oft notað sem aðsogsefni í vatnsmeðferðarferlum og það virkar einnig sem jónaskipti og síumiðill.
Virkt kolefni hefur sterka aðsogsgetu og mikinn flutningshraða, en endurnýjunarvirkni virks kolefnis er lítil og vatnsgæði meðhöndlaðs vatns er erfitt að uppfylla kröfur um endurnýtingu. Verðið er dýrt og umsóknin er takmörkuð. Á undanförnum árum hefur smám saman verið þróað margs konar aðsogsefni með aðsogsgetu. Viðeigandi rannsóknir hafa sýnt að kítósan og afleiður þess eru góð aðsogsefni fyrir þungmálmjónir. Eftir þvertengingu er hægt að endurnýta kítósan plastefni oft án þess að draga verulega úr aðsogsgetu. Notkun breytts sepiolite til að meðhöndla þungmálmafrennsli hefur góða aðsogsgetu fyrir Co og Ag og þungmálmainnihaldið í meðhöndluðu skólpinu er verulega lægra en alhliða skólplosunarstaðalinn.
- Uppgufun og einbeiting
Uppgufunarstyrksaðferðin hefur háan styrkstuðul og hreinsunarstuðul, og er aðallega notuð til að meðhöndla miðlungs og hátt geislavirkt frárennslisvatn. Vinnureglan um uppgufunaraðferðina er: geislavirka skólpið er sent til uppgufunarbúnaðarins og á sama tíma er hitunargufan kynnt til að gufa upp vatnið í vatnsgufu, en geislavirkin eru áfram í vatninu. Þétt vatn sem myndast við uppgufunarferlið er losað eða endurnýtt og þétti vökvinn er storknaður frekar. Uppgufunarstyrksaðferðin er ekki hentug til að meðhöndla skólp sem inniheldur rokgjörn kirni og freyðir auðveldlega; það eyðir mikilli hitaorku og hefur mikinn rekstrarkostnað; Jafnframt þarf að huga að hugsanlegum ógnum eins og tæringu, flögnun og sprengingu við hönnun og rekstur. Í því skyni að bæta gufunýtingu og draga úr rekstrarkostnaði hafa lönd sparað enga fyrirhöfn í þróun nýrra uppgufunarbúnaðar, svo sem gufuþjöppunaruppgufunartæki, þunnfilmuuppgufunartæki, lofttæmisuppgufunartæki og önnur ný uppgufunartæki hafa náð ótrúlegum árangri.
- Himnuaðskilnaðartækni
Himnutækni er tiltölulega skilvirk, hagkvæm og áreiðanleg aðferð til að meðhöndla geislavirkt skólp. Vegna þess að himnuaðskilnaðartækni hefur eiginleika góðs frárennslisgæða, engin fasabreyting á efnum og lítilli orkunotkun, hefur himnatækni verið rannsökuð með virkum hætti.
Himnutækni sem notuð er erlendis er: örsíun, öfusíun, nanósíun , vatnsleysanleg fjölliðu-himnusíun, öfug osmósa (RO), rafskilun, himnueiming, rafefnafræðileg jónaskipti, fljótandi himna, ferrít aðsogssíun með himnuaðskilnaði og anjónaskiptapappírshimna og aðrar aðferðir.
Melamínfroða, eins konar stöðugt þrívítt hreint lífrænt síunarundirlag á nanóskala, svitaholastærð þess allt að 1nm, holurými allt að 0.297cc/g, opnunarhraði svitahola allt að 98%. Það getur náð skilvirku frásog og síun kjarnorku skólps, jafnvel flestum tegundum aðsogsefna er bætt við.
- Líffræðileg meðferð
Líffræðilegar meðhöndlunaraðferðir eru meðal annars jurtamiðlun og örveruaðferðir. Phytoremediation vísar til nýrrar in-situ meðferðartækni sem notar grænar plöntur og rhizosphere frumbyggja örverur þeirra til að vinna saman að því að fjarlægja mengunarefni í umhverfinu.
Út frá fyrirliggjandi rannsóknarniðurstöðum eru viðeigandi tegundir lífhreinsunartækni aðallega smíðuð votlendistækni, rhizosphere síunartækni, plöntuútdráttartækni, plöntustorknunartækni og uppgufunartækni plantna. Niðurstöður prófanna sýna að nær allt úran í vatnshlotinu er hægt að auðga í rótum plantna.
Örverufræðileg hreinsun á lággeislavirku frárennslisvatni er ný tækni sem byrjað var að rannsaka á sjöunda áratugnum. Nokkrar rannsóknir hafa verið gerðar á því að fjarlægja úran í geislavirku affallsvatni með þessari aðferð hér heima og erlendis, en flestar þeirra eru á tilraunastigi um þessar mundir.
Með þróun líftækni og ítarlegri rannsókn á víxlverkunarkerfi örvera og málma, áttaði fólk sig smám saman á því að notkun örvera til að meðhöndla geislavirka skólpmengun er mjög efnileg aðferð. Örverufrumur eru notaðar sem líffræðileg meðferðarefni til að gleypa, auðga og endurheimta geislavirka kjarna eins og úran í vatnslausn, sem hefur mikla skilvirkni, lítinn kostnað og litla orkunotkun. Þar að auki er engin aukamengun sem getur náð minnkunarmarkmiði geislavirks úrgangs og skapað hagstæð skilyrði fyrir endurnýjun eða jarðfræðilega förgun kjarna.
- Magneto-sameinda aðferð
Rafmagnsrannsóknarstofnun Bandaríkjanna (EPRI) hefur þróað Mag-Mole-vísbending aðferðina til að fækka geislavirkum úrgangi eins og strontíum, sesíum og kóbalti sem myndast. Aðferðin byggist á próteini sem kallast ferritín, sem er breytt til að nota segulsameindir til að binda aðskotaefni valkvætt, sem síðan eru fjarlægð úr lausninni með seglum og síðan eru bundnu málmarnir endurheimtir með því að skola segulsíubeðið aftur. Ferritín er mjög varðveitt fjölvirkt fjöleiningaprótein sem almennt er að finna í lífverum, sem hefur sérstaka eiginleika sem þol gegn þynntum sýrum (pH<2.0), þynntum basa (pH= 12.0) og hærra hitastigi (óbreytilegt í 70~75°C vatnshita). Með dýpkun ferritínrannsókna hafa miklar framfarir orðið í rannsóknum á nýjum aðgerðum in vitro með því að nota nanórými próteinhúðarinnar. In vitro rannsóknir hafa sýnt að ferritín hefur getu til að geyma þungmálmajónir in vitro. Að auki hafa fyrri rannsóknir beinst að verkunarháttum járngeymslu og losunar frá ferritíni með því að nota aðrar þungmálmjónir sem rannsaka sem keppa við járnjónir. Aftur á móti hafa nýlegar rannsóknir sýnt að þennan eiginleika ferritíns til að fanga málmjónir og vera ónæmur fyrir viðsnúningi er hægt að nýta til að smíða ferritín reactor og nota hann á vettvangi til stöðugrar eftirlits með mengunarstigi flæðandi vatns af þungmálmjónum. Við sérstakar aðstæður in vitro hefur nokkrum málmkjarna, svo sem FeS kjarna, CdS kjarna, Mn3O4 kjarna, Fe3O4 seguljárnkjarna og úraníumkjarna geislavirkra efna, tekist að setja saman í nanórými ferritínprótínskeljanna.
- Óvirkur herðunaraðferð
Pennsylvania State University og Savannah River National Laboratory hafa þróað nýja aðferð til að vinna ákveðna lágstigs geislavirkan úrgangsvökva í storknað form til öruggrar förgunar. Þetta nýja ferli notar lághita (< 90°C) storknunaraðferð til að koma á stöðugleika í mjög basískum, lágvirkum geislavirkum úrgangsvökva, það er að segja til að breyta úrgangsvökvanum í óvirkan storknaðan líkama. Vísindamennirnir kölluðu endanlega læknaða líkamann „vatnskeramik“ (kvistbrennt gljúpt keramik). Þeir segja að endanlegur storknaður líkami sé mjög harður, stöðugur og endingargóður og geti fest geislavirk efni í zeólítbyggingu þess. Þetta undirbúningsferli er svipað og myndunarferli steina í náttúrunni.
- Núllgild járnsígunarviðbragðsveggtækni
The permeable reactive barrier (PRB) er aðferð sem er að koma fram í þróuðum löndum eins og Evrópu og Bandaríkjunum til að fjarlægja mengunarefni í menguðu grunnvatni á staðnum. PRB eru almennt sett upp í neðanjarðar vatnslög, hornrétt á stefnu grunnvatnsrennslis. Þegar mengað grunnvatn rennur í gegnum hvarfvegginn undir virkni eigin vökvahalla, verða mengunarefnin fjarlægð með eðlisfræðilegum og efnafræðilegum viðbrögðum við hvarfefnin í veggnum til að ná tilgangi endurheimt mengunar.
Þetta er óvirk endurreisnartækni sem krefst lítið viðhalds og er ódýr. Sem mikilvæg grein PRB tækni hefur Fe0-PRB tækni verið rannsökuð og þróuð í mörgum löndum og í mörgum þáttum mengunarmeðferðar grunnvatns. Uppörvandi árangur hefur náðst í rannsóknum á hvarfkerfi, uppbyggingu og uppsetningu PRBs og rannsóknum á nýjum virkum efnum. Fræðimenn í Kína eru farnir að rannsaka virka síunarveggtækni sem táknuð er með núllgildu járni til úrbóta (meðhöndlun) á geislavirku frárennsli úraníums, og núverandi rannsóknir hafa náð ákveðnum árangri.
Fyrir frekari upplýsingar um SINOYQX melaminfroðu nanósíunarvörur, vinsamlegast hafið samband við okkur á [email protected] eða sendið okkur símanúmer: +86-28-8411-1861.
Sumar myndir og textar eru afritaðir af netinu og höfundarrétturinn tilheyrir upprunalega höfundinum. Ef það er einhver brot, vinsamlegast hafðu samband við okkur til að eyða.