זיהום רדיואקטיבי מתאונות כוח גרעיניות, בדיקות נשק, ופסולת פסולת לא נכונה מציבה סכנות סביבתיות ובריאות מתמשך. אתרי ניהול מזוהמים עם איזוטופים כמו cesium-137, סטרנטיום-90, ודורשים שיטות תיווך כי הם יעילים, בטוחים, עלות-תועלת.

טכניקות ביו-ריגולציה

ביוירמידציה מעסיקה מיקרואורגניזמים - חיידקים, פטריות, וצוענים - כדי להפוך או משבש חומרים רדיואקטיביים.מיקרובים אלה יכולים לשנות את הצורה הכימית של רדיונוקלידים, להפחית את הניזלות והניידות שלהם בסביבה. כי ביו-remediation ניתן ליישם ב- situ, הוא מצמצם את האתר ולהימנע מעלויות של שינוי ופגיעה גדולה של נפחים גנטיים מזוהמים, יש שיפור יכולת מחקרית.

מיקרובים מהונדסים גנטית

מדענים פיתחו חיידקים כגון FLT:0 (Deinococcus radioduransFua1LT ו-FLT:2Escherichia coliveFLT 3 כדי לבטא חלבונים המכילים מתכת אשר מצטברים באופן סלקטיבי את האיזוטופים הרדיואקטיביים, למשל, שינויים ב-FLT:4D.

ביו-הגנציה וביוסנסציה

מעבר להנדסה גנטית, שתי אסטרטגיות מפתח הן ביו-אידוי (ההפחתת קונסוררציה מיקרוביאלית מיוחדת) ו ביוסנסציה (החומרים מזינים ממריצים לעודד פעילות מיקרוביאלית של הילידים) בצנרת מי קרקע מזוהמת, החוקרים הזריקו לקטט או אתנול כדי לעורר חיידקים ילידים אשר להפחית אורניום כהלול (VI) אורניום בלתי פתיר (IV), תוך מלכודת אותו במקום זה נבדקו ב-90% מהתיקים, אם כי הם זקוקים להפחתה של אורניום.

המונחים: fungal bioremediation

פטריות מציעות יתרונות ייחודיים, כולל רשתות היפיל רחבות שחודרות אדמה ומים. פטריות לבן מסוימים לייצר אנזימים שיכולים לדרג קומפלקסים אורגניים המחזיקים רדיונוקלידים.לדוגמה, FLT:0Pleurotus osrapusvesFLT:1 שימש כדי לצבור ציום ו סטרנטיום מקרקעות מזוהמות.

המונחים:

Phytoremediation רותמת את יכולות ההתעלות והאחסון הטבעיות של צמחים כדי להסיר, לייצב או לגוון את contaminants רדיואקטיביים. טכנולוגיה ירוקה זו היא ויזואלית בלתי אובססיבית, וניתן ליישם אותה בקנה מידה גדול עם קלט אנרגיה מינימלי.

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ,Rhizofiltration:FLT:1 שורשי צמחים מסננים contaminants מן המים. ⁇ מים וברווז שימשו לטיפול בפוחיות של אורניום.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : ⁇ 1 (ב) צמחים שאינם משגשגים באזור השורש, מונעים שחיקה וכריתה.
  • (FLT:0)Phytovolatilization: פלאפלר 1 צמחים להמיר contaminants לתוך צורות תנודתיות אשר משוחררים לתוך האווירה, אבל זה פחות נפוץ עבור רדיונוקלידים כבדים.

צמחים ל- Radionuclide Uptake

צמחי היפרקומולטור מסוימים מתמקדים באופן טבעי ברמות גבוהות של מתכות.לדוגמה, (FLT:0Brasica JunceaFLT:1 ( חרדל הודי) מצטבר, בעוד FLT:2Amaranthus רטרוflexusasFLT:3 נחקר עבור cesium.

יתרונות ואתגרים

  • (ב) חסכוני:0 (FLT:1) , Phytoremediation יכול להיות 50-80% זול יותר מאשר שיטות פיזיות או כימיות.
  • (ב) ,0) , ⁇ : "ה', הוא יוצר ביומסה שניתן לקצור אותה ולהקפיץ אותה.
  • (ב) יש צורך בירידה:0 (לא) ב'לא' (ב') אין צורך בחפירה או במכונות כבדות, שמירה על מבנה הפסגות.
  • (FLT:0) התחייבויות: התחדשות 1:1 איטי - לעתים קרובות לוקח כמה עונות גדלות - ומוגבל לזיהום רדום. רמות קרינה גבוהות יכולות לעכב את צמיחת הצמח, וכמה contaminants עשויים להיות מועברים לשרשרת המזון אם לא ננקט כראוי.

למרות האתגרים הללו, phytoremediation משולב לעתים קרובות עם טכניקות אחרות בגישה היברידית, כגון שימוש בצמחים כדי להפחית בתחילה את רמות הזיהום לפני החלת טיפולים אגרסיביים יותר.

חומרים חדשניים וטכנולוגיות

ההתקדמות בחומרים מדע הפיקה סוברים חדשים ומדיה תגובתית שלוכדת את מכשירי הרדיונוקלידים עם מפרט גבוה ויכולת.חומרים אלה יכולים להיות מוצבים במחסומים תגובתיים בלתי ניתנים לפשר, בעמודות סינון, או כמו בתיקוןים.

יישומים ננוטכנולוגיה

חלקיקים מציעים מאוד גבוה פני השטח-שטח-הכולה-to-ume יחס וכימיה משטח טונה.לדוגמה, חלקיקים תחמוצת ברזל ממופקדים עם קבוצות פוספטים נקשרים באופן סלקטיבי אורניום (VI) מן המים. nanotubes ו גרף oxide oxide הראו הסרת יעילה של cesium ו סטרנטיום באמצעות מודעות, Nanoscale Zero-valent יכול להפחית את הברזל soble רדיואקטיביים טפסים כדי להיות ממוקדים לתוך הסביבה.

Metal-Organic Frameworks (MOFs)

MOFs הם חומרים גבישיים עם מבנים ⁇ שניתן להתאים כדי ללכוד מושגים ספציפיים. חוקרים פיתחו MOFs עם זיקה גבוהה של טכנולוגיהnetium-99, מוצר ארוך-הזמן ארוך-הזמן שהוא ידוע לשמצה ניידים.חומרים אלה יכולים להיות regenerated ו reuse, צמצום פסולת משנית. בעוד MOFs עדיין יקרים לסנתז, כלכלות של קשקשים סינתטיים חדשים וחדשים עושים עבורם מסלולים סביבתיים יותר.

המונחים: biopolymer- Based Sorbents

פולימרים טבעיים כמו שיטוסאן, אלג'ינאטה, ו cellulose הם בשפע ו biodegradable.כאשר cross-linked או שונה, הם יוצרים הידרוגלס או חרוזים כי מאוד לקשור רדיונוקלידים. לדוגמה, Chitosan beads grafted עם ethers הכתר יש בחירה גבוהה עבור cesium. sorbents אלה יכול להיות פרוס בעמודות בעלות נמוכה ופילטרים של מפונקציה עוד יותר.

המונחים: Electrokinetic Remediation

היערכות אלקטרוקיטית משתמשת בשדות חשמליים בעלי עקיפה נמוכה כדי לגרום לתנועת contaminants טמונה באדמה. Radionuclides כגון אורניום ו סטרואנטיום מועברים לכיוון אלקטרודות שבו ניתן לאסוף או להדבק.טכניקה זו יעילה באדמה טבועה בסדר, שבו פלושציה קונבנציונלית היא לא יעילה.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

האסון הגרעיני Fukushima Daiichi בשנת 2011 עורר מחקר אינטנסיבי על טכנולוגיות ניתוק מהיר. bioremediation ו phytoremediation הוצבו לצד שיטות מסורתיות. Rice husk biochar, שונה עם תחמוצת מתכת, שימש לספוג cesium מן המים. in Chernobyl, rhizotration מבוסס כיפת רמות אלומיניום מופחתת על ידי עד 90% לדלקת אלקטרונים, היו תוצאות איטיות של אלקטרון, 000, 000 אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 עבור בדיקות אלקטרון מבטיחות, 000 בדיקות אלקטרו-ידי דלקתיות, 000 בדיקות אלקטרון מבטיחות, 000 אלקטרון, 000 בדיקות אלקטרון, 000 בדיקות אלקטרון, 000, 000 בדיקות אלקטרון, 000 בדיקות אלקטרונים בדיקות.

אתגרים ו-Outlook עתידיים

למרות ההתקדמות, טכנולוגיה אחת לא יכולה לתווך באופן מלא את כל האתרים המזוהמים באופן רדיואקטיבי.אתגרי מפתח כוללים דרוג ממעבדה לשדה, ניהול פסולת מעורבת, הבטחת יציבות ארוכת טווח של contaminants ללא מעצורים, וקבלה ציבורית של אורגניזמים מהונדסים גנטית בסביבה.מחקר עתידי צפוי להתמקד במערכות משולבות המשלבות, פיזיות וכימיקליות.

מסקנה

היערכות רדיואקטיבית מתפתחת מגישות יקרות, משבשות לטכניקות יעילות יותר, בר-קיימא וממוקדות יותר.ביורנסציה, phytoremediation, sorbents מתקדמות, ואלקטרוקינזיות כל אחת מציעה יתרונות ברורים שניתן להתאים לתנאי האתר הספציפיים.המשך ההשקעה במחקר ובניסויים בשטח חיוני לייעל טכנולוגיות אלה ולהפוך אותן ליעילות מבחינה כלכלית בקנה מידה עולמי על ידי אימוץ, אנו יכולים להיות החידושים הגרעיניים יותר, תוך הגנה על הסביבה של פעילויות בטוחות יותר, תוך הגנה מפני הסביבה.