核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

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2、Technology in Environmental ProtectionWU Jian, LI Yumin, LI Xiangquan(Zhejiang Radiation Environment Monitoring Stations, Hangzhou, Zhejiang 310012 AbstractFacing the environmental pollution in the world today, nuclear technology in the field of environmental protection has a very broad application

3、prospects, this paper discusses the role of nuclear technology played in environmental protection. .Key wordsnuclear technology; nuclear applications; environmental protection 1 當(dāng) 前我國環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)狀 眾所周知，社會(huì)發(fā)展取決于生產(chǎn)發(fā)展，人類的活 動(dòng)又主導(dǎo)著各類社會(huì)活動(dòng)，因此，伴隨著人類的活動(dòng)，尤其是工業(yè)化革命以來，各 種類型的環(huán)境污染與日俱增。 2007 世界人口狀況報(bào)告中指出， 2008 年，世界 人口總數(shù)約為 6

4、6 億，這樣一個(gè)巨大的數(shù)字，對(duì)于我們?nèi)祟愘囈陨娴牡厍騺碚f， 意味著每天會(huì)產(chǎn)生大量的污水向河流海洋中傾倒，各種有害的氣體向空氣中排放， 各種固體廢棄物大量被拋棄等 這一切引起了全世界人民對(duì)自身未來的焦慮，因 此尋找有效的治理三廢方法成為當(dāng)務(wù)之急。 隨著人類自身科技水平的發(fā)展， 當(dāng)前我們已經(jīng)開發(fā)出了多種類型的環(huán)保技術(shù)，譬如膜分離技術(shù)、超過濾技術(shù)、核技 術(shù)、活性碳技術(shù)等。在人類歷史上，核能的開發(fā)與應(yīng)用曾經(jīng)為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類生 活帶來重大的影響，包括俄羅斯的切爾諾貝利核電站泄漏事件以及近期發(fā)生的日本 地震導(dǎo)致核電站泄露及爆炸，都對(duì)居民本身以及當(dāng)?shù)啬酥寥澜绲纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生重 大影響。因此，現(xiàn)代人往往談

5、 “核”色變，尤其是災(zāi)難發(fā)生后，遍布全世界的核反應(yīng) 往往使人們感到恐懼。不過在人們發(fā)現(xiàn)核技術(shù)的發(fā)展有可能使人類健康和地球環(huán)境 帶來巨大威脅的同時(shí)，也必須注意到一個(gè)曾經(jīng)一直被忽略的事實(shí)：先進(jìn)的核技術(shù)也可以在改善環(huán)境的過程中發(fā)揮出積極的作用。歷史上已經(jīng)得到過證實(shí)，正確的應(yīng)用 核技術(shù)不僅不會(huì)對(duì)人類的健康和自然環(huán)境產(chǎn)生危害作用，還能夠在其他方面做出巨 大的貢獻(xiàn)。因此，將核技術(shù)良好的運(yùn)用于環(huán)境保護(hù)，給子孫后代造福，對(duì)當(dāng)代的環(huán) 境工作者來說，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 核技術(shù)目前已經(jīng)在大氣環(huán)境、水環(huán) 境、土壤環(huán)境、泥沙侵蝕環(huán)境、宇宙環(huán)境以及災(zāi)變環(huán)境等方面取得了令人振奮的成 果。這些顯著的成果具有十分重要的意義。

6、它們?yōu)橹卫砦覈沫h(huán)境污染問題提供了 嶄新的一種思路。該項(xiàng)技術(shù)一旦投入實(shí)際應(yīng)用中來，必定會(huì)給全社會(huì)帶來巨大的環(huán) 境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。盡管人們或許還心存疑慮，但是從當(dāng)前全世界各國 在研究核技術(shù)應(yīng)用工作方面的進(jìn)展情況來看，用核技術(shù)來解決環(huán)境問題已成為一種 不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，核技術(shù)在環(huán)境污染治理中所起到的作用將會(huì)越來越大，甚至是在 某些環(huán)境問題的處理之中，核技術(shù)甚至是惟一的解決方案。因此，核技術(shù)在環(huán)境保 護(hù)領(lǐng)域有著很大的潛力和應(yīng)用前景。2 核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用2.1 核技術(shù)應(yīng)用于廢氣治理 廢氣之中最有危害性的主要是硫化物和氮化物。運(yùn) 用核技術(shù)通過對(duì)廢氣中的 NOX 和 SO2 進(jìn)行輻射處理，

7、在有效去除具有危害性的物 質(zhì)的同時(shí)還能夠生成有用的肥料。該過程的原理為：在使用輻射處理廢氣的過程中 與空氣接觸并發(fā)生反應(yīng)，致使空氣中的水分和氧氣逐漸被分離生成一些具有很強(qiáng)氧 化能力的活性粒子，這些粒子通過與 NOX、 SO2接觸并發(fā)生反應(yīng)，生成稀硝酸和 稀硫酸。在這個(gè)反應(yīng)的過程之中如果再定量加入少量的氨使之發(fā)生反應(yīng)，就可以在 提高廢氣去除率的同時(shí)生成含硝酸銨和硫酸銨的肥料。對(duì)于煙道氣凈化，由于入射 的電子束的能量大部分能夠與煙道氣體中的某些基質(zhì)氣體發(fā)生作用使其母體分子產(chǎn) 生電離和破碎，形成活性物質(zhì)，再與水結(jié)合分別生成硝酸和硫酸。假使在輻照前預(yù) 先在煙道氣中加入一定量的氨，就可以使硝酸和硫酸轉(zhuǎn)化

8、為粉末狀的氨鹽，在通過 靜電沉降等方法將這些固體粉末狀的氨鹽收集起來，使用多級(jí)輻射可以獲得更高的 去除效率。而目前技術(shù)含量較高的電子束干法除塵凈化煙道氣技術(shù)可以在去除硫化 物和氮化物的同時(shí)清除其他污染物，而其最終產(chǎn)物也能用作化肥，因?yàn)樵诜磻?yīng)過程 中不會(huì)產(chǎn)生需要處理的沉渣和泥漿，因而不會(huì)產(chǎn)生污染物的處置問題。此外，電子 束輻照方法也能夠有效的凈化其他種類的工業(yè)廢氣，如：汽車尾氣，易揮發(fā)的有機(jī) 物，焚燒爐的廢氣以及其他有氣味、有毒的氣體等。另外，當(dāng)前開來比較有前景的 還有等離子體技術(shù)在大氣污染控制中的應(yīng)用，如用于氮氧化合物的脫除、汽車尾氣凈化、揮發(fā)性有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化、煙氣脫硫脫硝工業(yè)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

9、 等方面。 2.2 核技術(shù)應(yīng)用于固體廢棄物處理 現(xiàn)在我國每年排放的工業(yè)固體 廢棄物產(chǎn)生量已達(dá)到 12 億噸，目前已積存垃圾近一百億噸，占地近八億平方米， 其中工業(yè)危險(xiǎn)廢物大約占到總量的 3%5%。由于經(jīng)濟(jì)上的種種原因的限制，當(dāng)前 我國對(duì)危險(xiǎn)廢棄物的處理方法大多是暫時(shí)堆放或者直接填埋。這種廢棄物處理的方 法不僅需要大量的土地，還會(huì)直接導(dǎo)致地下水、土壤和大氣污染嚴(yán)重。一個(gè)擁有百 萬人口左右的城市，差不多每天要產(chǎn)生 1000 噸各種類型的固體廢棄物。它們在造 成環(huán)境污染的同時(shí)也浪費(fèi)了大量的地球資源。到目前為止，世界上的大多數(shù)國家處 理垃圾的方法主要有：填埋、焚燒、垃圾分類以及資源回收。根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、易

10、操作 性、無害性三個(gè)方面來進(jìn)行綜合評(píng)定，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為焚燒是較好的一種方法。因 此全世界各國處理固體廢棄物的處理大部分都采用此種方法。用于焚燒處理用的普 通爐子的平均溫度一般在 800，基本上是依靠垃圾自身燃燒產(chǎn)生的熱值進(jìn)行焚 燒，這種垃圾焚燒的方法存在著以下一些主要缺點(diǎn)：（ 1）低溫焚燒能夠?qū)е略S多 對(duì)環(huán)境有害的化合物不能夠分解完全，直接揮發(fā)到空氣之中，從而對(duì)環(huán)境造成二次 污染，即使使用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)焚燒爐產(chǎn)生的廢氣再次處理，也肯定會(huì)提高固體 垃圾的處理成本，而且會(huì)對(duì)技術(shù)有較高的要求；（ 2）垃圾焚燒設(shè)備的投資大，運(yùn) 行的費(fèi)用高；（ 3）低溫焚燒是利用垃圾自身燃燒產(chǎn)生的熱值進(jìn)行焚燒，因此對(duì)

11、垃 圾自身所含有的熱值有較高的要求，即垃圾的熱值每千克不能夠低于 5000 焦耳。 這樣就對(duì)垃圾本身提出了新的要求。2.3 核技術(shù)應(yīng)用于廢水處理當(dāng)我們使用電子束輻射法來處理各種污水、清潔水源的時(shí)候，輻射可以使水中產(chǎn)生多種活性 物質(zhì)，例如 OH-自由基。 OH-自由基是一種可以使水中的任何有機(jī)污染物分解的物 質(zhì)。除此之外，使用輻射處理污水還可以通過降低污水中的化學(xué)需氧量和生化需氧 量，而達(dá)到有效地殺死水中的病菌等有害微生物的目的，順便去除掉污水中含有的 臭味。當(dāng)水中存在著大量的合成洗滌劑時(shí)，誰知就會(huì)富營養(yǎng)化，導(dǎo)致魚類很難在水 里活下去，使用輻射法可以使污水中的合成洗滌劑大量的分解掉，使其失去發(fā)泡能 力。除此之外，使用輻射法對(duì)污水中含有的農(nóng)藥、苯酚、染料和其他種類的有機(jī)溶劑進(jìn)行處理，使其發(fā)生分解和脫色。目前在美國、意大利、俄羅斯等國家已經(jīng)普及 使用輻射法來處理各種廢水，還有許多的國家也陸續(xù)在試驗(yàn)當(dāng)中。 參考 文獻(xiàn)