環(huán)境保護中核技術的應用探討

張攸

（核工業(yè)二三〇研究所，長沙410007）

1 環(huán)境保護中核技術基本概述

環(huán)境保護中核技術是指以核反應以及核效應等基本原理為主組成的一門專業(yè)性的技術，其在研究過程中會以各種的加速器、輻射源和核輻射探測器作為研究工具。核技術本身屬于時代進步過程中科技衍生下的重要產物，所具備的靈敏性和特異性很顯著，而且相對于其他類型的技術而言，核技術具有較強的抗干擾性和穿透性，這是一般技術所不能達到的。這些特殊性質的存在使得核技術被廣泛應用在多個領域中，已經引起很多專業(yè)學者的青睞。

2017 年，第三屆聯(lián)合國環(huán)境大會上環(huán)境署報告《邁向零污染地球》稱，超過80%的城市不符合聯(lián)合國的空氣質量標準。世界上80%以上的污水未經處理直接排入環(huán)境，污染了人們種植糧食的田地和3 億人賴以為生的湖泊和河流。環(huán)境惡化導致全世界每年1260 萬人死亡，每4 名死者中，就有1 名死于環(huán)境問題；其中空氣污染每年奪走650 萬人生命，被稱為是第一大環(huán)境問題殺手。土地、淡水、海洋污染、化學品和廢物污染對人自身和地球造成的傷害也是觸目驚心。

隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視對環(huán)境的保護，各類環(huán)境保護技術的開發(fā)十分的必要，將核技術應用在環(huán)境保護中也將帶來巨大的環(huán)境效益。本文中所指的環(huán)境保護，主要是指“三廢”的處理?！叭龔U”就是人們日常生產和生活過程中產生的廢水、廢氣和固體廢物，尤其是工業(yè)背景下所產生的“三廢”廢危害性最大。為了解決“三廢”的問題，加強對環(huán)境的保護力度，傳統(tǒng)的環(huán)保技術雖然被大范圍地進行研究和應用，但是會不可避免地出現(xiàn)二次污染，而核技術的出現(xiàn)則在一定程度上解決了傳統(tǒng)技術應用下的缺陷，其有消毒效果好、對危害生物徹底殺滅、可避免二次污染、使用安全可靠、適用性強、應用范圍廣等特點[1]。

2 核技術在環(huán)境保護方面的應用

核技術的用原理是指射線與相關物質之間由于電離等刺激性作用而產生的活化原子與分子，這些小物質微粒經過長期性的物理和化學變化之后也會導致內部的物質出現(xiàn)降解和聚合，但神奇的是其內部的性質不會發(fā)生改變。因此，采用這種核技術可以有效地為部分不可處理的污染物提供新清潔方式，從而達到治理和回收利用的目的。

2.1 水處理中的應用

核技術可以用于對人們日常飲用水、生活污水以及多種行業(yè)的工業(yè)廢水進行處理，特別是對于那些采用常規(guī)的生化法、化學法等難以處理的污染物，核技術是一種有效的解決手段，而且不會產生二次污染。這種核技術的處理方式可以使水分子在輻射作用下產生強活性降解物質，進而與水中的有機物產生氧化反應，使得水中的污染物質分離，逐步分解并起到精華的效果，也可以有效殺死水中微生物及滅菌。蘇聯(lián)曾建成一座日處理量15 000m3的放射源輻照處理試驗廠，這個地方用于處理廢水，且經過長期處理后的廢水的各項指標均能達到國家規(guī)定的要求，且處理技術優(yōu)異化效果顯著。在我國利用電子加速器處理工業(yè)廢水已經進入產業(yè)化的初級階段，如浙江投入試運行的5000m3/d 印染廢水深度處理示范裝置，可將廢水中COD 濃度從200mg/L 降至60mg/L 以下。

2.2 廢氣處理中的應用

工業(yè)廢氣是當前我國大氣污染的一個主要原因，主要的污染物有二氧化硫和氮氧化物。核技術作為當前先進技術的一種體現(xiàn)，在廢氣處理中發(fā)揮了重要作用，其原理為煙氣中的氮、氧等可以吸收電子輻射能量，從而生成活性強的自由基，二氧化硫和氮氧化物被自由基等活性物氧化，生成硫酸和硝酸；硫酸和硝酸與事先注入的氨進行中和反應。這種技術能夠同時脫硫脫硝，并且相對于傳統(tǒng)脫硫脫硝工藝而言，具有處理效果高的優(yōu)勢，在處理過程中常?？梢杂行У嘏懦鰪U水廢渣，實際的工藝效果顯著。不僅如此，這種系統(tǒng)操作簡單，控制力度小，對于不同的含硫量煙氣和煙氣量的處理具有較強的適應性，可以有效地凈化工業(yè)廢氣。

2.3 污泥處理中的應用

污泥處理與廢水處理之間有著緊密的聯(lián)系，其也可以看作是廢水處理的一部分。傳統(tǒng)廢水處理技術由于其存在較強的滯后性，在技術處理中會產生污泥，這種污泥中蘊含的生物價值在合理應用下可以有效改善土壤，增加產量。但是其中會攜帶過多的病原體，需要凈化后方可以使用，輻射技術可以克服常規(guī)處理方法的缺點，利用γ 放射源和電子束輻照均將污泥中的病毒殺死，起到一種消毒作用，還可以在不破壞污泥中的有機氮化物，使得污泥的生物價值得到進一步的提升。當前這種技術在多個國家均已得到推廣和應用，比如，在德國和美國已經大范圍應用核技術對污泥進行處理，處理量達到1500t/d的污泥輻射處理裝置已經使用了很多年。

2.4 固體廢物處理中的應用

工業(yè)生產過程中會產生大量的工業(yè)固體廢物，現(xiàn)在我國每年排放的工業(yè)固體廢棄物產生量已達到1.2×109t，目前已積存垃圾近1.0×1010t，占地近8.0×108m2，一個擁有約百萬人口的城市，差不多每天要產生1000t 各種類型的固體廢棄物。如果將這些廢物直接排放將會占用大量土地資源，并對土壤環(huán)境、大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、地表水和地下水都造成污染，并且威脅公眾健康[2]。目前，針對固體廢物的處理一般都有3 種方式：（1）焚燒法，能夠對工業(yè)固體廢物進行減量化和無害化的處理，但是其處理過程中如果溫度控制不合理就會導致致癌物質二噁英的出現(xiàn)，此外焚燒處置還會產生大量的焚燒煙氣，焚燒后還會有飛灰、灰渣等固體廢物的產生，都需要進行進一步的處理；（2）安全填埋，安全填埋會占用土地資源，存在污染地下水和土壤環(huán)境的風險；（3）垃圾分類以及資源回收，目前的綜合回收利用效率還較低，只能處置少量的業(yè)固體廢物。而核技術在固體廢物處理的過程中的應用具體表現(xiàn)為核輻射廢物處理技術與等離子體廢物處理技術。日本已經將輻照法應用在處理木屑和廢紙等物質中，可以通過發(fā)酵而產生較大的酒精，從而應用到其他的層面中，再次進行消毒處理。

3 結語

總而言之，環(huán)境的保護已經成為全人類必須要面臨且亟待解決的問題，核技術的應用可以解決傳統(tǒng)技術應用過程中存在的不足，并為環(huán)境的保護提供較強的技術保障。為了能夠進一步促進核技術的普及和應用，加強環(huán)境保護的力度，首先，要加強對核技術的應用研究，使其更好地作用于廢水、廢氣、固體廢物的處理；其次，還需要將核技術和傳統(tǒng)的環(huán)境保護技術結合在一起，形成完善的治理體系；最后，需要在日常工作和生活中加強對核技術應用的宣傳，消除人們對于核能的消極的、片面的認知，以此更好地促進環(huán)境保護過程中核技術的應用和發(fā)展。