淺談輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的作用

樓淑芬 王亮 舒暢

（浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站浙江杭州310012）

輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。隨著研究和實(shí)踐的不斷深入，通過對更安全高效更易于被公眾接受的現(xiàn)代電子加速器技術(shù)的發(fā)展，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，輻射技術(shù)都將會更廣泛應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域之中，特別是在處理難降解的有機(jī)污染物方面將會有更大的前途。

1 目前輻射技術(shù)的現(xiàn)狀

用輻射技術(shù)來治理環(huán)境污染一般是在常溫壓下進(jìn)行的，工藝都比較簡單，而且具有處理能力強(qiáng)，不會對環(huán)境造成影響的特點(diǎn)，因此輻射技術(shù)在現(xiàn)階段有很大的應(yīng)用前景。

1.1 輻射化學(xué)概念

輻射技術(shù)是指通過由輻射源發(fā)出的射線和粒子照射到水流上引起水質(zhì)發(fā)生變化的一種技術(shù)。它是在輻射化學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種技術(shù)，因?yàn)橹凶涌梢宰尡蛔饔玫奈镔|(zhì)具有輻射性。但是因重電荷粒子的穿透能力極為有限，甚至于無，所以在環(huán)境保護(hù)中經(jīng)常會用到的電離輻射只有兩種類型，也就是加速電子和γ射線。

1.2 輻射源分類

γ輻射源，γ射線是放射性核元素在其衰變過程當(dāng)中發(fā)射出的電磁波。這些放射性核元素所放射出的γ射線就其能量而言，可能是單一的，也有可能是多種能量的。此類放射性核元素的衰變規(guī)律為指數(shù)定律:A(t)=A0e-λt此式中，A(t)為在t時刻放射的強(qiáng)度，A0為初始放射強(qiáng)度，λ為衰變常數(shù)。在對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的應(yīng)用當(dāng)中，一般都希望放射強(qiáng)度越強(qiáng)越好。當(dāng)前應(yīng)用最多的γ射源強(qiáng)度一般為60Co的輻射源，其放射性強(qiáng)度能達(dá)到百萬居里；電子束源，電子束輻射法即利用加速器所產(chǎn)生的高能量電子束來處理水中有毒，有害物質(zhì)的一種方法。一般根據(jù)它能量作用模式可以分為兩大類:一類是高能量電子束本身穿透介質(zhì)對污染物進(jìn)行處理，另一類是通過高能量電子束來沖擊高原子金屬產(chǎn)生輻射或X光來對污染物處理。

2 輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 輻射技術(shù)在水處理過程中的應(yīng)用

水體中的特別難降解的有機(jī)污染物大多數(shù)都含有一個或者多個苯環(huán)，而且有的苯環(huán)上的氫原子被氯原子所取代，像多氯聯(lián)苯，有機(jī)氯農(nóng)藥等，這些污染物的化學(xué)性質(zhì)一般都很穩(wěn)定，但毒性非常強(qiáng)，而且還具有溶脂性大的特點(diǎn)，所以導(dǎo)致他們很容易在生物體內(nèi)富集。近些年來，AOP技術(shù)逐漸成為水處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其中的輻射降解法由于它的高效的性能獲得巨大的研究潛力和應(yīng)用價(jià)值。輻射技術(shù)在處理水中降解有機(jī)污染物的基本原理是：水體在輻射的作用下分解，產(chǎn)生H·，OH·，H2O2以及eaq-等反應(yīng)活性特別高的物質(zhì)。H·是極具氧化活性的自由基，OH·，eaq-則是極具還原活性的自由基。在輻射降解法水處理過程當(dāng)中，主要就是以上這三種所涉及的反應(yīng)。OH·是很強(qiáng)的氧化劑，幾乎可以氧化所有的有機(jī)物，eaq-是極強(qiáng)的還原劑，可以迅速使有機(jī)物脫去鹵代基。利用輻射技術(shù)處理廢水已經(jīng)在美國，意大利等國家實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

2.2 輻射技術(shù)在煙道廢氣治理中的應(yīng)用

在中國酸雨的形成與SO2的排放有著密不可分的關(guān)系。四川是中國酸雨的重災(zāi)區(qū)，當(dāng)?shù)氐耐寥馈⒑?、森林植被和建筑文物等都因此遭到了不同程度的破壞。氮氧化物和SO2是大氣中的主要污染物。氮氧化物和SO2的主要來源是煤炭等化石燃料的燃燒。SO2的排放與酸雨的形成有很大的關(guān)系，而氮氧化物的過量排放則會導(dǎo)致形成光化學(xué)煙霧（最著名的就是美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件）。輻射技術(shù)是目前較為有效的脫除SO2和氮氧化物的方法。其原理是氣體中的SO2、N、O等吸收輻射過程中電子束的能量，形成激發(fā)的離子及分子，其向基態(tài)躍遷的過程中會產(chǎn)生很多的自由基，自由基可以和SO2及氮氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸和硫酸等，然后用收集器將其收集起來。如果在反應(yīng)過程中加入少量的氨，這樣不僅可將廢氣去除率提高，還能得到硝酸銨和硫酸銨的復(fù)鹽，這是有用的肥料。

2.3 固廢處理

在固廢處理當(dāng)中，對廢塑料和污泥里的病原菌的處理從來都是很棘手的問題。輻射技術(shù)在此方面更顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。如：在日本利用γ射線和加熱聯(lián)用，再由機(jī)械磨碎，就可以得到聚四氟乙烯粉末，能夠作為潤滑劑來使用。同樣，對污泥加以輻射滅菌處理后，可以當(dāng)做肥料用于田地，既能滅菌又能提高經(jīng)濟(jì)效益。纖維素是城市廢物與和農(nóng)業(yè)廢物的主要成分，在日本曾經(jīng)用輻照法處理木屑、稻草等，通過糖化與發(fā)酵從而得到了酒精。美國則采用對這類纖維素加酸后輻照處理的方法就可以得到葡萄糖，其回收率可高達(dá)56%。腐敗的食物在經(jīng)過輻照處理后都可作為動物的飼料。

3 環(huán)境保護(hù)的發(fā)展

隨著人類對環(huán)境認(rèn)識的深入，環(huán)境是資源的觀點(diǎn)，越來越為人們所接受?？諝?、水、土壤、礦產(chǎn)資源等，都是社會的自然財(cái)富和發(fā)展生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)成了生產(chǎn)力的要素。由于空氣污染嚴(yán)重，國外曾有空氣罐頭出售；由于水體污染、氣候變化、地下水抽取過度，世界許多地方出現(xiàn)水荒；由于人口猛增、濫用耕地、土地沙漠化，使得土地匱乏等等。由此我們可以看到，不保護(hù)環(huán)境，不保護(hù)環(huán)境資源，就會威脅到人類社會的生存，也關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)能否持續(xù)發(fā)展下去。根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的規(guī)定，環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容包括保護(hù)自然環(huán)境和防治污染和其他公害兩個方面。也就是說，要運(yùn)用現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)的理論和方法，在更好的利用資源的同時深入認(rèn)識、掌握污染和破壞環(huán)境的根源和危害，有計(jì)劃的保護(hù)環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)，預(yù)防環(huán)境質(zhì)量的惡化，控制環(huán)境污染，促進(jìn)人類與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。環(huán)境保護(hù)所要解決的問題大致包括兩個方面的內(nèi)容，一是保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)人類身心的健康，防止機(jī)體在環(huán)境的影響下變異和退化；二是合理利用自然資源，減少或消除有害物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，以及保護(hù)自然資源(包括生物資源)的恢復(fù)和擴(kuò)大再生產(chǎn)，以利于人類生命活動。

4 結(jié)語

本文通過對輻射技術(shù)原理以及輻射技術(shù)處理某些污染物的介紹，展示了輻射技術(shù)對于處理污染物方面的優(yōu)勢，隨著研究和實(shí)踐的不斷深入，通過對更安全高效更易于被公眾接受的現(xiàn)代電子加速器技術(shù)的發(fā)展，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，輻射技術(shù)都將會更廣泛應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域之中，特別是在處理難降解的有機(jī)污染物方面將會有更大的前途。

[1]田龍，劉廣榮.高強(qiáng)度輻射場環(huán)境下電子設(shè)備的防護(hù)與設(shè)計(jì)[J].航空計(jì)算技術(shù)，2010，(4).

[2]吳明紅，卜葶葶，徐剛，郭瑞云.輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].自然雜志，2010，(2).

[3]吳小平.室內(nèi)輻射環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)的探討[J].黑龍江科技信息，2009，(14).