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核輻射技術在環(huán)境保護中的應用論文
0.前言
伴隨著快速發(fā)展的現(xiàn)代經(jīng)濟社會的到來,人類經(jīng)歷從原始部落社會、傳統(tǒng)農(nóng)耕社會、現(xiàn)代工業(yè)文明以及當代的信息化社會的不斷演變。人民的生活水平得到了各方面的提升,然而不容忽視的是幾百年來伴隨著工業(yè)化的高度發(fā)展，人類社會所面臨著的各種環(huán)境問題也層出不窮。水體污染愈發(fā)嚴重，水資源匱乏問題擺在世界上眾多國家面前，局勢緊張;化石燃料的不斷消耗,產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物在大氣中形成酸雨，自然生態(tài)和人類生態(tài)文明遭受不同程度的腐蝕和破壞;包圍著城市和農(nóng)村的生活垃圾如何妥善解決，也成為一個棘手的問題。在當今科學研究領域,環(huán)境問題的解決成為一項緊迫的任務，傳統(tǒng)而常規(guī)的污染處理方式巳經(jīng)不能解決所面臨的環(huán)境問題,也迫切需要發(fā)展一門新的技術來解決這些問題。核輻射技術作為一種高新的污染治理手段，主要是利用射線以及高速電子對環(huán)境污染物質進行輻照，產(chǎn)生各種物理化學效應,使得污染物發(fā)生化學分解貨氧化反應,實現(xiàn)去除污染物的效果目的。自上世紀70年代，美國、日本、德國等國巳廣泛開展應用輻射技術解決環(huán)境污染問題,此項技術受到越來越多國家的關注和重視,并且輻射技術在環(huán)境保護中的的應用也被國際原子能機構列為21世紀原子能和平利用的重要研究領域。
1.核輻射技術在環(huán)境保護中的應用
1.1核輻射技術應用于凈化廢水
在水處理過程中，會降解有機毒物。通常水體中會有氯苯、降解的苯以及有機氯農(nóng)藥等物質,這類污染物化學性質極為穩(wěn)定,具有較強毒性,脂溶性大,因而常富集于生物體內(nèi)。傳統(tǒng)的水處理方法通常有物理法、化學法和物理化學法，但是無法將該類物質的高校降解,處理時遇到了難題。應用核輻射輻降解法處理廢水和污水主要是使其中的污染物通過輻射引起氧化反應而分解、變性，消毒滅菌，達到凈化的目的,從而獲取最大程度的應用價值[2]。20世紀70年代，美國巳經(jīng)建立了規(guī)模較大的廢水輻射處理廠,應用于廢水、污水的消毒凈化,輻射后廢水經(jīng)過實驗室輻射處理研究，確認可以用作肥料。
1.2核輻射技術應用于煙廢氣治理
大氣污染物中,二氧化硫和氮氧化物占據(jù)主要分量,多數(shù)來源于化石燃料的燃燒釋放所形成的,如燃煤、工廠煙道排放、汽車尾氣排放。酸雨的形成于二氧化硫的排放密切相關，而光化學污染則主要是氮氧化物引起的氣當前中國嚴重的霧霾現(xiàn)象歷史上較為嚴重的“八大公害”事件與大氣污染物質密切相關,對于二氧化硫，世界上許多國家巳經(jīng)采取了在污染煙氣中將其除去的有效措施,但是對于氮氧化合物,因反應活性低，難以找到有效應用價值的措施。在上世紀70年代，日本科研人員和工程師對利用電子束輻射去除二氧化硫和氮氧化合物可能性，進行大量的研究，核輻射技術中電子書輻照技術是一種去除二氧化硫和氮氧化合物最有效的方法,其原理是利用輻射，氣體中的氮、氧、水和二氧化碳吸收電子束中的能量，形成離子和激發(fā)分子，生成硝酸和硫酸,最終被收集,達到去除的目的，同時還可以獲得有用的化學原料。而此項技術在各國的努力下，巳經(jīng)從試驗階段向工業(yè)規(guī)模發(fā)展。
1.3核輻射技術應用于固廢處理
在過去,污泥一般被填埋或者丟棄于海洋中,然而污泥中含有大量的植物生長發(fā)育所必須的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素和鈣、鎂、銅、鋅、鐵等微量元素以及豐富的有機物質，可作為農(nóng)田和園林綠地的肥料和土壤改良劑,使污泥得到充分利用，但污泥中又含有各種病原微生物(大腸桿菌、沙門氏菌)、寄生蟲卵、害蟲卵以及雜草種子等等，易對人畜安全造成威脅,不能直接應用于農(nóng)田以防造成二次污染，因此必須對污泥驚醒衛(wèi)生化處理后才能再次使用[4]。利用核輻射技術對污泥實施滅菌處理,會破壞污泥的膠著性,脫水后沉降,可直接作為增肥劑在農(nóng)田使用,其原理是使用Y射線和電子束輻照污泥，達到殺菌消毒的目的，目前德國則廣泛采用此項技術處理污泥，并且以成套設備箱實際應用方向發(fā)展,前景頗好。美國則在上世紀80年代采用改想核輻射技術,在許多工廠附近建成污泥輻照處理裝置，使得大量固廢污泥經(jīng)過處理以作農(nóng)用，同時許多國家也開始逐步重視核輻射技術處理污泥的應用發(fā)展。
在人們?nèi)粘Ｉ钪?都會產(chǎn)生大量的固體廢物,而在固廢處理過程中，廢塑料由于難降解性質,成為污染解決的難題。如聚四氟乙烯,使用生化法難以將其分解,而采用物理方法機械破碎處理較為龐大且困難，同時該物質經(jīng)過高溫處理燃燒會產(chǎn)生有毒的氯化物，更加難以處理氣目前針對廢塑料的有效處理，日本利用Y射線核輻照與加熱聯(lián)用方式,再進過機械粉碎,獲得分子量不同的蠟狀粉末，作為潤滑劑和添加劑使用。
2.結語
隨著國民經(jīng)濟社會和核技術的不斷發(fā)展和完善,人們的生活水平不斷提高，環(huán)境保護意識不斷加強,對生活環(huán)境質量要求也隨之變高。文中介紹的一些國家利用核輻射技術對環(huán)境保護領域內(nèi)的工業(yè)或生活廢水、煙廢氣、固體廢物進行處理，這一技術巳經(jīng)基本接近實際應用,但是許多科學和技術方面的問題仍需要繼續(xù)努力加以完善。首先是要加強對核輻射技術領域的科學研究力度，不斷完善科學技術水平,進一步提高對環(huán)境污染物質處理的力度和效率;其次是要完善實際應用過程中核輻射加速器能量消耗和運轉速率等問題,從技術上解決實際操作出現(xiàn)的問題,同時國內(nèi)也需要大力發(fā)展應用和輻射技術的力度，擴大應用的領域和寬度;最后是目前人們內(nèi)心對核技術治理環(huán)境問題的存在疑慮，對核技術會帶來安全問題等錯誤認識,使得公眾認可度和可接受范圍都較低。因此，不論是發(fā)展國家還是發(fā)展中國家,核輻射技術都將會在環(huán)境保護領域得到廣泛的應用和發(fā)展,為保護地球生態(tài)環(huán)境和資源以及人類生存發(fā)展做出重要的貢獻。
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