13 жылғы 00 тамызда жергілікті уақыт бойынша сағат 24:2023-де Жапонияның Фукусима Дайичи атом электр станциясы ядролық ластанған суды теңізге ағызуды бастады. Бұл әлемде кеңінен алаңдаушылық тудырды. Қытайдың Жапониядағы елшісі Ву Цзянхао Жапония үкіметіне Фукусима ядролық ластанған судың теңізге ағызылуына байланысты салтанатты наразылық білдірді; Қытайдың бас кеден басқармасы: жапондық су өнімдерінің импортын толығымен тоқтату; Оңтүстік Корея премьер-министрі: Оңтүстік Корея жапондық «Фукусима» су өнімдерінің импортына тыйым салуды өзгеріссіз сақтайды.
Ядролық ағынды сулар, аты айтып тұрғандай, құрамында радиоактивтілігі бар ағынды сулар. Мысалы, ядролық ағып кету апаттары кезінде пайда болатын жоғары радиоактивті ағынды сулар немесе ядролық отынмен тікелей байланыста болған салқындатқыш су. Мамандар ядролық сарқынды судың ядролық сарқынды суға тең келмейтінін айтады. Ядролық ағынды сулар одан да зиянды, құрамында 64 түрлі ядролық радиоактивті заттар, соның ішінде тритий бар.
Ядролық ағынды сулардың құрамында уран, плутоний, цезий, стронций, йод және кобальт сияқты көптеген радиоактивті элементтер бар. Олардың кейбіреулерінің жартылай ыдырау периоды ұзақ, мысалы, уран-238 жартылай ыдырау периоды 4.5 млрд жыл, плутоний-239 жартылай ыдырау периоды 24,000 жыл. Бұл радиоактивті элементтер адам ағзасы мен қоршаған орта үшін канцерогенділік, тератогендік және мутагендік сияқты елеулі қауіп төндіреді. Әртүрлі көздер мен жағдайларға байланысты ядролық ағынды сулардағы әртүрлі радиоактивті элементтердің концентрациясы мен пропорциялары өзгереді, бірақ әдетте халықаралық стандарттар мен қауіпсіздік шегінен әлдеқайда асып түседі.
Егер ядролық ағынды сулар тиісті тазартылмай қоршаған ортаға төгілсе, бұл экожүйеге және адам денсаулығына үлкен зиянын тигізеді. Радиоактивті заттар су, топырақ, ауа, қоректік тізбектер және т.б. арқылы таралады, нәтижесінде организмдерде сәулелену дозалары артып, әртүрлі аурулар мен гендік мутациялар пайда болады. Сондықтан ядролық ағынды суларды тазарту және кәдеге жарату кез келген ықтимал ағып кету мен апатты болдырмау үшін қатаң қауіпсіздік стандарттары мен нормаларын сақтауы керек.
Әртүрлі елдерде кеңінен қолданылатын ядролық ағынды суларды тазарту технологиялары келесідей:
- Химиялық тұндыру әдісі
Химиялық тұндыру әдісі – бұл тұндырғышты және ағынды сулардағы радионуклидтердің іздік мөлшерін бірге тұндыру әдісі. Ағынды сулардағы гидроксидтер, карбонаттар, фосфаттар және радионуклидтердің басқа қосылыстары негізінен ерімейді, сондықтан оларды тазарту кезінде жоюға болады. Химиялық тазартудың мақсаты – ағынды сулардағы радионуклидтерді шағын көлемді тұнбаға көшіру және шоғырландыру, осылайша тұндырылған ағынды суларда радиоактивтілігі аз қалады және ағызу стандарттарына сәйкес келеді.
Бұл әдістің артықшылығы - төмен құны, логарифмдік радионуклидтерді жақсы жою әсері және радиоактивті емес компоненттерді және олардың концентрацияларын және айтарлықтай сұйықтықпен сұйылтылған ағынды суларды тазарту мүмкіндігі. Қолданылатын тазарту қондырғылары мен технологиялардың жеткілікті тәжірибесі бар.
Қазіргі уақытта темір тұздары, алюминий тұздары, фосфаттар, сода сияқты тұндырғыштар жиі қолданылады. Коагуляция процесін ынталандыру үшін саз, белсенді кремний диоксиді және полимер электролиттер сияқты коагуляцияға көмектесетін заттар қосылады. Цезий, рутений, йод және жою қиын басқа концентрацияланған радиоактивті нуклидтер үшін арнайы химиялық тұнбаларды қолдану керек. Мысалы, цезийді темір ферроцианид пен мыс ферроцианидін бірге тұндыру арқылы жоюға болады. Кейбір адамдар құрамында металы бар радиоактивті ағынды суларды тазарту үшін ерімейтін крахмал ксантатын пайдаланады. Емдеу әсері жақсы, қолдану мүмкіндігі кең, радиоактивті жою деңгейі >90% құрайды. Бұл тамаша өнімділігі бар ион алмастырғыш флокулянт. Ағынды суларды тазарту кезінде сульфид қалдығы болмағандықтан, ағынды суларды тазарту үшін қолайлырақ.
- Ион алмасу әдісі
Көптеген радионуклидтер суда, әсіресе радиоактивті ағынды суларда химиялық жауын-шашынмен тазартудан кейін ионданады. Суспензиялы және коллоидты радионуклидтердің жойылуына байланысты иондық дерлік түрлер қалады, олардың көпшілігі катиондар. Сонымен қатар, радионуклидтер суда аз мөлшерде болады, сондықтан олар ион алмасуды өңдеуге өте қолайлы және радиоактивті емес иондардың кедергілері болмаған кезде ион алмасу ұзақ уақыт бойы тиімді жұмыс істей алады. Катионалмастырғыш шайырлардың көпшілігінің жоғары кетіру қабілеті және радиоактивті стронцийдің үлкен алмасу қабілеті бар. Фенол катионды шайыр радиоактивті цезийді тиімді жоя алады, ал микрокеуекті катионды шайыр радиоактивті катиондарды ғана емес, сонымен қатар цирконийді, ниобийді, коллоидтар түріндегі кобальтты, адсорбция арқылы комплекстер түріндегі рутенийді де жоя алады. Дегенмен, бұл заңның өлімге әкелетін әлсіздігі бар. Қалдық сұйықтықтағы радиоактивті нуклидтердің немесе радиоактивті емес иондардың мөлшері жоғары болған кезде шайыр қабаты тез еніп, жарамсыз болады. Әдетте, радиоактивті ағынды суларды тазарту үшін қолданылатын шайыр қалпына келтірілмейді, сондықтан ол істен шыққаннан кейін оны дереу ауыстыру керек.
Ион алмасу әдісі ионалмастырғыш шайырды пайдаланады, ол құрамында тұзы аз қалдық сұйықтыққа жарамды. Тұз мөлшері жоғары болған кезде ион алмастырғыш шайырмен өңдеудің құны селективті процеске қарағанда жоғары болады. Бұл негізінен радионуклидтермен үлкен корреляцияға ие шайырдың төмен селективтілігіне байланысты. Радиоактивті ағынды суларды тазарту кезінде электродиализді қолдану ион алмасу процесінің пайдалану тиімділігін арттыруға болады.
- Адсорбция әдісі
Адсорбция ауыр металл иондарын адсорбциялау және жою үшін кеуекті қатты заттарды қолдану арқылы судан ауыр металл иондарын жоюдың тиімді әдісі болып табылады. Адсорбция әдісінің негізгі технологиясы адсорбентті таңдау болып табылады. Жиі қолданылатын адсорбенттер белсендірілген көмір, цеолит, каолин, бентонит, саз және т.б. Олардың ішінде цеолит арзан, қауіпсіз және оңай алынады. Басқа бейорганикалық адсорбенттермен салыстырғанда цеолиттің адсорбциялық қабілеті жоғары және тазарту әсері жақсы. Цеолиттің тазарту қабілеті басқа бейорганикалық адсорбенттерге қарағанда 10 есе жоғары, сондықтан ол өте бәсекеге қабілетті су тазарту агенті болып табылады. Ол көбінесе суды тазарту процестерінде адсорбент ретінде пайдаланылады, сонымен қатар ион алмастырғыш және сүзгі агенті ретінде де жұмыс істейді.
Белсендірілген көмірдің күшті адсорбциялық қабілеті және жоғары кетіру жылдамдығы бар, бірақ белсендірілген көмірдің регенерация тиімділігі төмен, ал тазартылған судың су сапасы қайта пайдалану талаптарын қанағаттандыру қиын. Бағасы қымбат және қолданба шектеулі. Соңғы жылдары адсорбциялық қабілеті бар әр түрлі адсорбциялық материалдар біртіндеп дамып келеді. Тиісті зерттеулер хитозан мен оның туындыларының ауыр металдар иондары үшін жақсы адсорбенттер екенін көрсетті. Айқас байланыстырудан кейін хитозан шайыры адсорбциялық қабілетін айтарлықтай төмендетпей бірнеше рет қайта пайдалануға болады. Ауыр металл ағынды суларын тазарту үшін модификацияланған сепиолитті пайдалану Co және Ag үшін жақсы адсорбциялық сыйымдылыққа ие және тазартылған ағынды сулардағы ауыр металдардың мөлшері ағынды суларды төгу стандартынан айтарлықтай төмен.
- Булану және концентрация
Буландырғыш концентрация әдісі жоғары концентрация коэффициентіне және тазарту коэффициентіне ие және көбінесе орташа және жоғары радиоактивті ағынды суларды тазарту үшін қолданылады. Булану әдісінің жұмыс принципі: радиоактивті ағынды су булану құрылғысына жіберіледі, сонымен бірге суды су буына айналдыру үшін қыздыру буы енгізіледі, ал радионуклидтер суда қалады. Булану процесінде пайда болған конденсацияланған су ағызылады немесе қайта пайдаланылады, ал концентрленген сұйықтық одан әрі қатаяды. Булану концентрациясы әдісі құрамында ұшпа нуклидтері бар және оңай көбіктенетін ағынды суларды тазарту үшін жарамсыз; ол көп жылу энергиясын тұтынады және пайдалану шығындары жоғары; сонымен бірге жобалау және пайдалану кезінде коррозия, масштабтау және жарылыс сияқты ықтимал қауіптерді ескеру қажет. Буды пайдалануды жақсарту және эксплуатациялық шығындарды азайту үшін елдер бу компрессиялық буландырғыштар, жұқа қабықшалы буландырғыштар, вакуумды буландырғыштар және басқа да жаңа буландырғыштар сияқты жаңа буландырғыштарды әзірлеуде күш-жігерін аямады.
- Мембрананы бөлу технологиясы
Мембраналық технология радиоактивті ағынды суларды тазартудың салыстырмалы түрде тиімді, үнемді және сенімді әдісі болып табылады. Мембраналық бөлу технологиясы ағынды сулардың жақсы сапасының сипаттамаларына ие болғандықтан, материалдардың фазалық өзгерісі жоқ және энергияны аз тұтыну, мембраналық технология белсенді түрде зерттелді.
Шетелде қолданылатын мембраналық технологиялар: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация , суда еритін полимер-мембраналық сүзу, кері осмос (RO), электродиализ, мембраналық айдау, электрохимиялық ион алмасу, сұйық мембрана, феррит адсорбциялық сүзу, мембраналық бөлу және анион алмасу қағаз мембранасы және басқа да әдістер.
Меламин көбігі, наноөлшемді тұрақты үш өлшемді таза органикалық фильтрация субстратының бір түрі, оның кеуек өлшемі 1 нм дейін, кеуек сыйымдылығы 0.297 см/г дейін, кеуекті ашу жылдамдығы 98% дейін. Ол ядролық ағынды сулардың тиімді адсорбциясы мен сүзілуіне қол жеткізе алады, тіпті көптеген адсорбенттерді қосуға болады.
- Биологиялық өңдеу
Биологиялық тазарту әдістеріне фиторемедиация және микробтық әдістер жатады. Фиторемедиация қоршаған ортаны ластаушы заттарды жою үшін бірге жұмыс істеу үшін жасыл өсімдіктер мен олардың ризосферасының жергілікті микроорганизмдерін қолданатын жаңа in-situ өңдеу технологиясын білдіреді.
Қолданыстағы зерттеу нәтижелерінен биоремедиация технологияларының қолданылатын түрлеріне негізінен салынған сулы-батпақты жер технологиясы, ризосфералық сүзу технологиясы, өсімдіктерді алу технологиясы, өсімдіктерді қатаю технологиясы және өсімдікті булану технологиясы жатады. Сынақ нәтижелері су айдынындағы барлық дерлік уранды өсімдіктердің тамырында байытуға болатынын көрсетті.
Төмен радиоактивті ағынды суларды микробиологиялық тазарту 1960 жылдары зерттеле бастаған жаңа технология болып табылады. Радиоактивті ағынды сулардағы уранды осы әдіспен шығару бойынша елімізде және шетелде біршама зерттеулер жүргізілді, бірақ олардың көпшілігі қазіргі уақытта тәжірибелік-зерттеу сатысында.
Биотехнологияның дамуымен және микроорганизмдер мен металдар арасындағы өзара әрекеттесу механизмін терең зерттеген кезде, адамдар бірте-бірте ағынды сулардың радиоактивті ластануын тазарту үшін микроорганизмдерді пайдалану өте перспективалы әдіс екенін түсінді. Микробтық жасушалар су ерітіндісіндегі уран сияқты радионуклидтерді сіңіру, байыту және қалпына келтіру үшін биологиялық тазарту агенттері ретінде пайдаланылады, оның тиімділігі жоғары, құны төмен және энергияны аз тұтыну. Сонымен қатар, радиоактивті қалдықтарды қысқарту мақсатына қол жеткізуге және нуклидтердің регенерациясына немесе геологиялық көмілуіне қолайлы жағдай туғызатын екінші реттік ластаушы жоқ.
- Магнитомолекула әдісі
Америка Құрама Штаттарының Электр қуатын зерттеу институты (EPRI) түзілетін стронций, цезий және кобальт сияқты радиоактивті қалдықтардың санын азайту үшін Mag-Mole-clue әдісін әзірледі. Әдіс ферритин деп аталатын ақуызға негізделген, ол ластаушы заттарды таңдамалы түрде байланыстыру үшін магниттік молекулаларды пайдалану үшін өзгертілген, содан кейін олар ерітіндіден магниттер арқылы жойылады, содан кейін байланыстырылған металдар магниттік сүзгі қабатын кері жуу арқылы қалпына келтіріледі. Ферритин сұйылтылған қышқылдарға (рН<2.0), сұйылтылған негіздерге (рН= 12.0) және жоғары температураға (70～75°C су температурасына дейін инвариантты) төзімділіктің ерекше сипаттамаларына ие, әдетте тірі ағзаларда кездесетін жоғары дәрежеде сақталған көп функциялы көп бірлікті ақуыз болып табылады. Ферритинді зерттеуді тереңдете отырып, оның ақуыз қабығының нано кеңістігін пайдаланып in vitro жаңа функцияларды зерттеуде үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. In vitro зерттеулер ферритиннің ауыр металл иондарын in vitro сақтау қабілетіне ие екенін көрсетті. Бұдан басқа, алдыңғы зерттеулер темір иондарымен бәсекелесетін зондтар ретінде басқа ауыр металл иондарын пайдалана отырып, темірді сақтау және ферритиннен босату механизміне бағытталған. Керісінше, жақында жүргізілген зерттеулер ферритиннің металл иондарын ұстау және кері айналуға төзімділік қасиетін ферритин реакторын құру және оны ағынды судың ауыр металл иондарымен ластану дәрежесін үздіксіз бақылау үшін далада пайдалану үшін пайдалануға болатынын көрсетті. Белгілі бір жағдайларда in vitro жағдайында FeS ядролары, CdS ядролары, Mn3O4 ядролары, Fe3O4 магниттік темір ядролары және радиоактивті материалдардың уран ядролары сияқты кейбір металл ядролары ферритин ақуызының қабықшаларының нано кеңістігіне сәтті жиналды.
- Инертті емдеу әдісі
Пенсильвания мемлекеттік университеті мен Саванна өзенінің ұлттық зертханасы кейбір төмен деңгейлі радиоактивті қалдықтарды қауіпсіз кәдеге жарату үшін қатайтылған күйге қайта өңдеудің жаңа әдісін әзірледі. Бұл жаңа процесс жоғары сілтілі, белсенділігі төмен радиоактивті қалдық сұйықтықты тұрақтандыру үшін, яғни қалдық сұйықтықты инертті қатайған денеге айналдыру үшін төмен температуралы (< 90°C) коагуляция әдісін пайдаланады. Ғалымдар соңғы өңделген денені «гидрокерамика» (бискпен пісірілген кеуекті керамика) деп атады. Олар соңғы қатайған дененің өте қатты, тұрақты және ұзаққа созылатынын және оның цеолиттік құрылымында радионуклидтерді бекітетінін айтады. Бұл дайындық процесі табиғаттағы тау жыныстарының түзілу процесіне ұқсас.
- Нөлдік валентті темір перколяция реакциясының қабырғасының технологиясы
Өткізгіш реактивті тосқауыл (PRB) - Еуропа мен Америка Құрама Штаттары сияқты дамыған елдерде ластанған жер асты суларының ластаушы компоненттерін in-situ жою әдісі. PRB әдетте жер асты суларының ағынының бағытына перпендикуляр жерасты сулы горизонттарында орнатылады. Ластанған жер асты сулары өзінің гидравликалық градиентінің әсерінен реакциялық қабырға арқылы ағып жатқанда, ластаушы заттар ластануды қалпына келтіру мақсатына жету үшін қабырғадағы реакциялық материалдармен физикалық және химиялық реакциялар арқылы жойылады.
Бұл аз техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін және қымбат емес пассивті қалпына келтіру әдісі. PRB технологиясының маңызды саласы ретінде Fe0-PRB технологиясы көптеген елдерде және жер асты суларының ластануын тазартудың көптеген аспектілерінде зерттелді және әзірленді. Реакция механизмін, PRB құрылымын және орнатуын зерттеуде және жаңа белсенді материалдарды зерттеуде қуантарлық нәтижелерге қол жеткізілді. Қытай ғалымдары уран қалдықтарының радиоактивті ағынды суларын ремедиациялау (тазалау) үшін нөлдік валентті темірмен ұсынылған белсенді перколяциялық қабырға технологиясын зерттеуге кірісті және қазіргі зерттеулер белгілі нәтижелерге қол жеткізді.
SINOYQX меламин көбікті нанофильтрация өнімдері туралы қосымша ақпарат алу үшін бізге [email protected] электрондық поштасы арқылы хабарласыңыз немесе +86-28-8411-1861 дауыстық қоңырау шалыңыз.
Кейбір суреттер мен мәтіндер интернеттен көшірілген, ал авторлық құқық түпнұсқа авторға тиесілі. Егер қандай да бір бұзушылық болса, жою үшін бізге хабарласыңыз.