摘要：核能技术的发展,为人类社会在工业、医学、农业等领域的研究开辟了新的前景。本文主要介绍美国、日本、德国等国,在废水净化利用、大气污染物处理以及固体废物处理等环境保护领域,核辐射技术获得广泛应用的概况,以资借鉴。
关键词：环境保护；核辐射技术；应用
中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-2060(2016)03-0032-01
1前言
伴随着快速发展的现代经济社会的到来,人类经历从原始部落社会、传统农耕社会、现代工业文明以及当代的信息化社会的不断演变。人民的生活水平得到了各方面的提升,然而不容忽视的是几百年来伴随着工业化的高度发展,人类社会所面临着的各种环境问题也层出不穷。水体污染愈发严重,水资源匮乏问题摆在世界上众多国家面前,局势紧张;化石燃料的不断消耗,产生的二氧化硫和氮氧化物在大气中形成酸雨,自然生态和人类生态文明遭受不同程度的腐蚀和破坏;包围着城市和农村的生活垃圾如何妥善解决,也成为一个棘手的问题。在当今科学研究领域,环境问题的解决成为一项紧迫的任务,传统而常规的污染处理方式已经不能解决所面临的环境问题,也迫切需要发展一门新的技术来解决这些问题。核辐射技术作为一种高新的污染治理手段,主要是利用射线以及高速电子对环境污染物质进行辐照,产生各种物理化学效应,使得污染物发生化学分解货氧化反应,实现去除污染物的效果目的。自上世纪70年代,美国、日本、德国等国已广泛开展应用辐射技术解决环境污染问题,此项技术受到越来越多国家的关注和重视,并且辐射技术在环境保护中的的应用也被国际原子能机构列为21世纪原子能和平利用的重要研究领域[1]。
1核辐射技术在环境保护中的应用
1.1核辐射技术应用于净化废水
在水处理过程中,会降解有机毒物。通常水体中会有氯苯、降解的苯以及有机氯农药等物质,这类污染物化学性质极为稳定,具有较强毒性,脂溶性大,因而常富集于生物体内。传统的水处理方法通常有物理法、化学法和物理化学法,但是无法将该类物质的高校降解,处理时遇到了难题。应用核辐射辐降解法处理废水和污水主要是使其中的污染物通过辐射引起氧化反应而分解、变性,消毒灭菌,达到净化的目的,从而获取最大程度的应用价值[2]。20世纪70年代,美国已经建立了规模较大的废水辐射处理厂,应用于废水、污水的消毒净化,辐射后废水经过实验室辐射处理研究,确认可以用作肥料。
1.2核辐射技术应用于烟废气治理
大气污染物中,二氧化硫和氮氧化物占据主要分量,多数来源于化石燃料的燃烧释放所形成的,如燃煤、工厂烟道排放、汽车尾气排放。酸雨的形成于二氧化硫的排放密切相关,而光化学污染则主要是氮氧化物引起的[3]。当前中国严重的雾霾现象历史上较为严重的“八大公害”事件与大气污染物质密切相关,对于二氧化硫,世界上许多国家已经采取了在污染烟气中将其除去的有效措施,但是对于氮氧化合物,因反应活性低,难以找到有效应用价值的措施。在上世纪70年代,日本科研人员和工程师对利用电子束辐射去除二氧化硫和氮氧化合物可能性,进行大量的研究,核辐射技术中电子书辐照技术是一种去除二氧化硫和氮氧化合物最有效的方法,其原理是利用辐射,气体中的氮、氧、水和二氧化碳吸收电子束中的能量,形成离子和激发分子,生成硝酸和硫酸,最终被收集,达到去除的目的,同时还可以获得有用的化学原料。而此项技术在各国的努力下,已经从试验阶段向工业规模发展。
1.3核辐射技术应用于固废处理
在过去,污泥一般被填埋或者丢弃于海洋中,然而污泥中含有大量的植物生长发育所必须的氮、磷、钾等营养元素和钙、镁、铜、锌、铁等微量元素以及丰富的有机物质,可作为农田和园林绿地的肥料和土壤改良剂,使污泥得到充分利用,但污泥中又含有各种病原微生物(大肠杆菌、沙门氏菌)、寄生虫卵、害虫卵以及杂草种子等等,易对人畜安全造成威胁,不能直接应用于农田以防造成二次污染,因此必须对污泥惊醒卫生化处理后才能再次使用[4]。利用核辐射技术对污泥实施灭菌处理,会破坏污泥的胶着性,脱水后沉降,可直接作为增肥剂在农田使用,其原理是使用γ射线和电子束辐照污泥,达到杀菌消毒的目的,目前德国则广泛采用此项技术处理污泥,并且以成套设备箱实际应用方向发展,前景颇好。美国则在上世纪80年代采用改想核辐射技术,在许多工厂附近建成污泥辐照处理装置,使得大量固废污泥经过处理以作农用,同时许多国家也开始逐步重视核辐射技术处理污泥的应用发展。在人们日常生活中,都会产生大量的固体废物,而在固废处理过程中,废塑料由于难降解性质,成为污染解决的难题。如聚四氟乙烯,使用生化法难以将其分解,而采用物理方法机械破碎处理较为庞大且困难,同时该物质经过高温处理燃烧会产生有毒的氯化物,更加难以处理[5]。目前针对废塑料的有效处理,日本利用γ射线核辐照与加热联用方式,再进过机械粉碎,获得分子量不同的蜡状粉末,作为润滑剂和添加剂使用。
2结语
随着国民经济社会和核技术的不断发展和完善,人们的生活水平不断提高,环境保护意识不断加强,对生活环境质量要求也随之变高。文中介绍的一些国家利用核辐射技术对环境保护领域内的工业或生活废水、烟废气、固体废物进行处理,这一技术已经基本接近实际应用,但是许多科学和技术方面的问题仍需要继续努力加以完善。首先是要加强对核辐射技术领域的科学研究力度,不断完善科学技术水平,进一步提高对环境污染物质处理的力度和效率;其次是要完善实际应用过程中核辐射加速器能量消耗和运转速率等问题,从技术上解决实际操作出现的问题,同时国内也需要大力发展应用和辐射技术的力度,扩大应用的领域和宽度;最后是目前人们内心对核技术治理环境问题的存在疑虑,对核技术会带来安全问题等错误认识,使得公众认可度和可接受范围都较低。因此,不论是发展国家还是发展中国家,核辐射技术都将会在环境保护领域得到广泛的应用和发展,为保护地球生态环境和资源以及人类生存发展做出重要的贡献。
参考文献
[1]吴明红,包伯荣.辐射技术在环境保护中的应用[M].北京：化学工业出版社,2002：1-190.
[2]王立,窦利军.辐射技术在环境保护中的应用要点[J].技术与市场杂志,2014(08)：43).
[3]周克元.核辐射技术在环境保护中的应用[J].环境科学.1988(04)：22.
[4]薛军,胡俊,王建龙.γ辐照降解水溶液中氯酚的研究[J].环境科学,2008(7)：1919-1923.
作者：马雪萍 单位：辽宁省核与辐射监测中心
