化學(xué)污染物處理中的電子束輻照技術(shù)運(yùn)用

王璐

摘 要：電子束輻照技術(shù)是一種新型的高氧化技術(shù)，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如操作簡(jiǎn)單、利用安全、環(huán)保性能優(yōu)良等，在化學(xué)污染物的降解處理中受到了密切的關(guān)注。本文首先簡(jiǎn)述了電子束輻照技術(shù)的在化學(xué)污染物處理中的應(yīng)用原理和特征，然后介紹了電子束輻照技術(shù)在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)程，以及推動(dòng)這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子束輻照技術(shù)；化學(xué)污染物；運(yùn)用；降解

中圖分類號(hào)：Q691.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）07-0004-02

現(xiàn)階段，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與此同時(shí)，出現(xiàn)了很多的化學(xué)污染事件，對(duì)化學(xué)污染物的降解處理已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的現(xiàn)實(shí)性問題。近年來，電子束輻照技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，已經(jīng)在作物育種、食品保鮮等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)有關(guān)專家的研究，這種新型的高氧化技術(shù)在化學(xué)污染物的降解處理中具有積極的意義。

1 電子束輻照技術(shù)的原理和特點(diǎn)

1.1 電子束輻照技術(shù)的原理

電子束輻照技術(shù)，主要是利用電子加速器這一器件，產(chǎn)生高能電子束射線或者低能電子束射線，然后通過高能脈沖的間接或者直接作用，利用化學(xué)或者物理手段產(chǎn)生活性自由基，如正離子、-OH、水合電子、-H等，這些活性自由基具有一個(gè)共同的特征，氧化性能十分強(qiáng)[1]，可以把對(duì)機(jī)污染物進(jìn)行分解，甚至可將有機(jī)污染物徹底的降解，形成一些新的物質(zhì)，如水、礦物鹽等，值得注意的是，電子束輻照技術(shù)在處理有機(jī)污染物的過程中，不會(huì)產(chǎn)生新的污染物，因此其操作處理過程是十分環(huán)保的。

1.2 電子束輻照技術(shù)的特征

電子束輻照技術(shù)是一種新型的高氧化技術(shù)，與傳統(tǒng)的有機(jī)污染物處理技術(shù)相比，具有很多的優(yōu)勢(shì)，具體來說，主要包括以下幾個(gè)：（1）操作安全，可控性強(qiáng)。在進(jìn)行輻照室設(shè)置時(shí)，其設(shè)計(jì)方案和施工過程都十分的科學(xué)合理，而且在施工完成后有規(guī)范的管理章程，因此在使用的過程中十分的安全，可以很大程度的避免電子射線泄露問題；另外，加速器在斷電時(shí)，完全不需要輻射源，操作安全性十分高。但是，γ射線輻照在操作過程中需要利用輻射源，并且要通過一些特殊設(shè)備的設(shè)置來避免電子射線泄露，在每次操作結(jié)束后一定要將輻射源放在水中，以此終止輻照，對(duì)廢棄的放射源也需要進(jìn)行一定的處理[2]。（2）操作簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行大規(guī)?；a(chǎn)。電子束是通過電子加速器的作用產(chǎn)生的，所以在電子加速器的電源開關(guān)的幫助下，我們可以輕易的決定電子束的產(chǎn)生和消失，而且還可以通過電子加速器調(diào)節(jié)電離輻射能量的大小，因此操作十分的簡(jiǎn)單。（3）環(huán)保性能良好。電子束輻照技術(shù)最重要的優(yōu)勢(shì)就是具備良好的環(huán)保性能，在使用的過程中無任何毒性、無化學(xué)殘留和放射殘留，不會(huì)對(duì)我們的環(huán)境造成污染。（4）降解化學(xué)污染物。當(dāng)前，已經(jīng)有一定的專家證明電子束輻照技術(shù)在化學(xué)物降解中的潛力和優(yōu)勢(shì)。

2 電子束輻照技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

電子束輻照技術(shù)具有清潔、高效、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，而且可以很好的處理傳統(tǒng)方式無法處理的污染物，因此在國外很早就大規(guī)模的將其應(yīng)用在污水處理行業(yè)中[3]。近年來，隨著我國對(duì)電子束輻照技術(shù)的研究不斷深入，電子束輻照技術(shù)被應(yīng)用于污水處理中。當(dāng)前，電子束輻照技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 電子束輻照去除污染物

第一，電子束輻照降解有機(jī)物。邊紹偉等人對(duì)0.5mmol/L的苯胺類水溶液進(jìn)行電子束輻照降解實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，電子束輻照技術(shù)可以十分有效的破壞苯胺的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降解污染物的目的。中國是一個(gè)紡織業(yè)大國，因此印染廢水的排放量十分大，印染廢水具有有機(jī)污染物成分復(fù)雜、色度深、含量高、堿性大等特征，在全世界范圍內(nèi)都是一種十分難處理的工業(yè)廢水。在印刷廢水的處理過程中，采用電子束輻照技術(shù)具有很好的效果，而且經(jīng)顧建忠等人的研究，將電子束輻照技術(shù)和生物處理技術(shù)結(jié)合在一起使用，將會(huì)更加徹底的將廢水中的污染物降解，處理效果更加理想[4]。中國首個(gè)電子束輻照項(xiàng)目落戶浙江金華，對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理，目前每天處理量為1500至2000m3，可以高度去除廢水中殘留的污染物，實(shí)現(xiàn)廢水的高標(biāo)準(zhǔn)排放或者中水回用。

第二，電子束輻照去除無機(jī)物。對(duì)污水中的無機(jī)污染物進(jìn)行處理，也可以采用電子束輻照技術(shù)。電子束輻照技術(shù)在去除無機(jī)污染物的過程中，主要是以還原反應(yīng)為主，另外在含氧量十分低的條件下電子束輻照技術(shù)可以十分有效的提高還原物質(zhì)的產(chǎn)量。M.Chaychian等人對(duì)水體中的鉛離子和汞離子采用電子束輻照去除進(jìn)行了研究。根據(jù)研究結(jié)果，在溶液之中，溶解氧的含量對(duì)鉛離子的去除不起到主要的作用。根據(jù)研究，在100kGy的電子束輻照劑量下，1mmol/L的PbCl2溶液中的鉛可以去除92%，而且鉛的去除率不會(huì)受到碳酸鹽的影響。為了使Pb-EDTA2-得到高效的降解，并使鉛離子的去除率更高，在進(jìn)行輻照和過濾操作時(shí)，應(yīng)該在隔絕氧氣的環(huán)境之下來進(jìn)行。

2.2 電子束輻照殺菌

在污水中，存在著很多種類的細(xì)菌，這些細(xì)菌將會(huì)導(dǎo)致疾病的傳播，因此需要對(duì)其進(jìn)行充分的處理，處理后才可以作為生活和生產(chǎn)用水。以往，對(duì)污水中的細(xì)菌進(jìn)行處理時(shí)，多采用傳統(tǒng)的消毒方式，如采用二氧化氯和液氯對(duì)我們的應(yīng)用水進(jìn)行消毒，這種方式在進(jìn)行殺菌的同時(shí)，十分有可能在飲用水引入其他的不利物質(zhì)。細(xì)菌是由有機(jī)復(fù)合物組成的，如果采用電子束輻照技術(shù)就可以對(duì)其有效失活。國外的學(xué)者很早就對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，我國的學(xué)者張玉寶等人也對(duì)不同電子束輻照劑量對(duì)污水中細(xì)菌的影響進(jìn)行了研究。根據(jù)其研究結(jié)果，電子束輻照可以十分有效的去除五種的大腸桿菌。大腸桿菌對(duì)電子束的反應(yīng)十分的敏感，2kGy的輻照量，菌群的數(shù)量可以降低2個(gè)數(shù)量級(jí)，如果在輻照量達(dá)到3kGy的情況下，菌群的數(shù)量將會(huì)降低3個(gè)數(shù)量級(jí)。

2.3 電子束輻照技術(shù)與其他工藝聯(lián)合應(yīng)用

在進(jìn)行電子束輻照技術(shù)在污水中的應(yīng)用過程中，S.M.Kim等人對(duì)韓國聯(lián)合采用電子輻照技術(shù)和生物化學(xué)技術(shù)進(jìn)行污水處理進(jìn)行了研究，根據(jù)研究結(jié)果，對(duì)經(jīng)過生物化學(xué)技術(shù)處理過的水體再進(jìn)行電子束輻照技術(shù)，將會(huì)提高瞬間改變污水組成的可靠性，進(jìn)而最大程度的優(yōu)化處理工藝。電子束輻照技術(shù)可以使污水的顏色脫落，而且可以使有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，不僅可以減少化學(xué)污染物的使用，而且可以很大程度的縮短處理污水的時(shí)間，污水處理的效率也將會(huì)提升30%～40%左右[5]。

2.4 電子束輻照廢水中污泥的處理

污泥是廢水處理中不可避免的副產(chǎn)物，污泥中包含大量的水分，而且具有大量的磷、氮、鉀等物質(zhì)，可以作為農(nóng)作物的肥料。但是污泥中的污染物質(zhì)、重金屬以及病原體十分多，只有在對(duì)其經(jīng)過充分的處理之后，才可以進(jìn)行利用。如果采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行處理，可以會(huì)造成二次污染，但是如果采用電子束輻照技術(shù)，不僅會(huì)提升殺菌率，而且可以十分充分的分解其中的有機(jī)物質(zhì)，降低其中的有毒物質(zhì)殘存量。

3 展望

綜上所述，電子束輻照技術(shù)在處理化學(xué)污染物中具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ袌?chǎng)前景十分好，它不僅具備操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)速率快、安全經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，而且可以處理以往采用常規(guī)方法不能很好降解的有毒物質(zhì)。但是需要注意的是，電子束輻照技術(shù)作為一種新型高氧化技術(shù)，在化學(xué)污染物的降解處理中仍然處于初級(jí)階段，技術(shù)上相對(duì)不是十分的成熟，應(yīng)用機(jī)理的研究不是十分的深入，要想大規(guī)模的應(yīng)用還需要一段時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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