אתגר גדל והולך של זיהום מים רדיואקטיבי

מכשירי רדיונוקלידים – איזוטופים בלתי חוקיים הנפלטים קרינה מקרינה מתעתקים – מהווים איום מתמשך ומקיף באיכות המים ברחבי העולם.מזהמים אלה מקורם ממגוון מקורות: תאונות כוח גרעיניות (Chernobyl, Fukushima), סילוק לא תקין של פסולת רדיואקטיבית, ייצור איזוטופים רפואיים, פעולות כרייה ואפילו היווצרות גיאולוגיות טבעיות המכילות אורניום ו-fremium, כאשר הן יכולות להיכנס לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים חיוניים, או לזיהומים סביבתיים, או לזיהומים עירוניים, או לזיהומים חיוניים, הם עלולים, או לחדורים, או לזיהומים סביבתיים מתקדמים, כאשר הם עלולים, הם עלולים, כדי לגרום לזיהומים סביבתיים מתקדמים, כדי לגרום נזקי דם, לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים סביבתיים, או לזיהומים סביבתיים, או לזיהומים סביבתיים, כדי לגרום נזקי דם, או לזיהומים סביבתיים, או לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים סביבתיים, כאשר הם עלולים, או לזיהומים סביבתיים מתקדמים, או לזיהומים חיוניים, הם עלולים, הם עלולים, כדי לגרום נזקיצינורמסוגים לזיהומים סביבתיים מתקדמים, כדי לזיהומים סביבתיים מתקדמים, כאשר הם עלולים

שיטות להסרת מסורתיות – כגון חילופי ion, אוסמוזה הפוכה, ומודעות פחמן מופעלות - כבר עשרות שנים, אבל הם לעתים קרובות לייצר כמויות גדולות של פסולת רדיואקטיבית משנית, דורשים קלטות אנרגיה גבוהות, או נאבקים עם זיהום ברמת העקב.המחקר של היום מתמקד בחומרים ותהליכים המציעים סלקטיבית גבוהה יותר, יכולת גדולה יותר, והשפעה סביבתית נמוכה יותר.

הבנת רדיונוקלידים במים: מקורות, סוגים וסיכון

(ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

רדיונוקלידים טבעיים כגון רדיום-226, radon-222, ו-עופרת-210 מופיעים גם במי קרקעי, במיוחד באזורים עם פקדות גרניט או פוספט. ארגון הבריאות העולמי (WHO) הקימו הנחיות מים לשתייה עבור מספר קווי רדיונוקלידים, וסוכנות ההגנה הסביבתית של ארה"ב (EPA) מאכיפת רמות זיהום מקסימליות (MCLs) עבור alpha וצריכה פעילות גרעינית, במיוחד לאחר מתן טיפול.

שיטות ביטול האמנה: מגבלות וקרנות

לפני צלילה לטכניקות מתקדמות, חשוב להבין את היכולות - וחולשות - של גישות קונבנציונליות.שיטות אלה נשאר עמוד השדרה של רוב צמחי טיפול במים, אך הן מוגדלות יותר ויותר עם טכנולוגיות חדשות יותר כדי לעמוד במגבלות פריקה מחמירות יותר.

Ion Exchange

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אוסמוזה הפוכה (RO)

RO כוחות מים תחת לחץ גבוה באמצעות קרום למחצה שניתן לדחות מוצקות מתמוססות, כולל רדיונוקלידים.It משיגה יעילות של 90-99% עבור רוב האיזוטופים, מה שהופך אותו פתרון מוכח לתגובת חירום.אבל RO צורכת אנרגיה משמעותית (3-6 קילוואט/m3 של מים מטופלים) ומייצר זרם מרוכז (מעקביות) שעשוי להכיל רמות רדיו גבוהות יותר.

פיתוח: Carbon Adsorption

שטח פני השטח הגבוה של פחמן יכול לפרסם כמה רדיונוקלידים, במיוחד מינים אורגניים ו-iodine.יעילותו של איזוטופים אורגניים כמו cesium ו סטרנטייום מוגבל. מסננים פחמן משמשים לעתים קרובות כצעד מלוטש או לטעם / שליטה או לטעם / או פיקוח במקום הסרת עיקרי פחמן Spent הופך לבזבוז רדיואקטיבי מוצק כי יש צורך להיות מאוחסן או מאוחסן כראוי.

קידוד ו Flocculation

הוספת coagulants (למשל, אלומיניום, צ'ורריד פנירי) יכול לעזור לאסוף רדיונוקלידים לתוך flocs גדול יותר כי להתיישב. שיטה זו פועלת הטובה ביותר עבור רדיונוקלידים טופס הידרוקסידים ללא פתור, כגון אורניום (VI) תחת pH נייטרלי.

חומרים אדסנסטיביים מתקדמים: Selective and Regenerable

פריצות דרך מדעיות חומרים אחרונים הניבו פרסומות עם סלקטינות משופרת באופן דרמטי עבור רדיונוקלידים ספציפיים, אפילו בנוכחות של בצלים מתחרים.חומרים אלה פועלים לעתים קרובות בתנאים קלים, ניתן לשחזר עבור מחזורים מרובים, צמצום פסולת משנית.

Zeolites ו- Modified Zeolites

(ב) zeolites טבעי וסינטטי (למשל, קלינטופלולייט, chabazite) הם aluminosilicates גבישי עם micropores אחידים, יכולת שינוי גבוהה שלהם עושה אותם מצוינים להסרת (FLT:0reaciofers) ב- ALT5 חומרים מדווחים על ידי LT290F3Sr 3R) יש שיפור ביצועים zeolite באמצעות ânbsp;

Metal-Organic Frameworks (MOFs)

(MOFs) הם חומרים גבישיים מאוד מקבצי מתכת וקישורים אורגניים. הגודל שלהם טונהפול ופונקציונליות כימית לאפשר הכרה מדויקת של רדיונוקלידים היעד (לדוגמה, MOF UiO-66 פונקציונלי עם קבוצות carboxylate הראו מודעות שיא של אורניום (VI) ממים ימיים (<200 מ"ג /g) באופן דומה, כפולקס (HLD) לוכדים (H) סקירות אוריינות) יכולות ללכידתיות) ומאובטחות של מחזוריות של מחזוריות (F2F) סודיות) מקיפים של טיפול גרעיניות).

ביושר ומופעל פחמן Composites

(הופנה מהדף Biochar המיוצר מפסולת חקלאית (rice husks, קוקוס קליפות) יכול להיות מופעל באופן כימי כדי ליצור מודעות בעלות נמוכה, בת קיימא. Doping biochar עם תחמוצת ברזל או חלקיקים כחולים פרוסיה משפר באופן משמעותי את זיקה שלה עבור cesium ו סטרואנטיום.

Membrane-based Technologies: Beyond Reverse Osmosis

תהליכי Membrane מתפתחים להציע דרישות אנרגיה נמוכות יותר, מופחתת רעוע, ושילוב טוב יותר עם שלבים אחרים טיפול. membranes מתקדם ניתן לתכנן עם גדלים ספציפיים, מטענים על פני השטח, או קבוצות פונקציונליות כדי לכוון רדיונוקלידים.

NF)

NF membranes יש גדלים בין RO ו אולטרה-פרופיל (UF), בדרך כלל דוחה מושגים די-שוויון (כולל FLT:090FLT:1Sr) תוך מתן אפשרות לגוון מונו-ערך לעבור.סלקטיביות זו מפחיתה לחץ אוסמוטי וצריכת אנרגיה (1-2 קילוואט (1–2h / m3).NF יעיל במיוחד להסרת אורניום (VI) ורדיום, אך פחות ערך (monum).

אוסמוזה (FO)

FO משתמש בפתרון שואב כדי ליצור לחץ אוסמוטי שמשק מים דרך קרום ללא לחץ הידראולי חיצוני.זה יכול להשיג דחייה גבוהה של מכשירי רדיונוקלידים תוך הפעלת לחץ מסובך, צמצום עלויות רעיעה ואנרגיה.האתגר הוא ליצור מחדש את המגירה solute; עבודה עדכנית באמצעות הידרוגלים תרמורספוניים כגורמים מושכים הבטחות עבור מערכות סגורות.

אלקטרודיאליזה ואלקטרודה

אלקטרודיאליזה (ED) משתמשת שדה חשמלי כדי להניע מושגים באמצעות קרום יון-selective, ריכוז רדיונוקלידים בזרם דוחה. אלקטרודהיזציה (EDI) משלבת ED עם reschange Resins כדי להשיג טוהר גבוה מאוד.

טכניקות מתפתחות ו היברידיות

ההתקדמות המבטיחה ביותר משלבת לעתים קרובות מנגנוני הסרת מרובים - מנגנונים מרובים - הסתגלות אלקטרוכימית, לכידת ביולוגית - במערכות משולבות המתמודדות עם מגוון רחב של מכשירי רדיונוקלידים בו זמנית.

התעמלות ומיקרוביאלית ביופטריה

(ב) צמחים מימיים מסוימים (למשל, ברווזים, מים hyacinth) והאצה יכולים לצבור רדיונוקלידים ברקמות שלהם באמצעות ביוסורציה ועלייה לא רצויה:0Chlorella vulgarisFLTways 1 הוכח להסיר עד 80% של אורניום מפתרונות דילוליים.

שיטות אלקטרו-כימיקליות

(הההתחמצות אלקטרו-כימית) יכולה להפוך את מכשירי הרדיו-מסלולים לצורות פחות ניידות או פחות רעילות.לדוגמה, אלקטרורדוקציה של pertechnetate (TcOphFLT:0403FLT:1FLT:2-FLT3) ל-Tc(IV) יוצרת רצף בלתי פתור שניתן לסינון אותו באמצעות אלקטרו-Flastication (Digrects) ו-Digitals) של 2.

צילום: Sono-Chemical Degradation

טיטניום דו-חמצני (TiOveFLT:0) photocatalysts, כאשר מזועזע עם אור UV, לייצר מינים תגובתיים שיכולים לגוון קומפלקסים אורגניים רדיונוקליים ואפילו להפחית מתכות מסוימות. Ultrasound-windvitation יוצר כתמים חמים מקומיים אשר שוברים השעיה קולואידית עדיין בקנה מידה מעבדה, שיטות אלה להראות פוטנציאל להרוס רדיו-מסלולאריות עם מודעות אורגניות.

רכבת טיפול משולבת

שום טכנולוגיה אחת לא יכולה להתמודד עם כל מכשירי רדיונוקליד תחת כל התנאים.מערכות נדל"ן בדרך כלל משלבות טיפול (מסך, הסתגלות pH, הסרת ions מתחרים) עם צעד הסרת ראשוני (למשל, RO או מודעות סלקטיבית) ואחריו שימת שימת כניסה (למשל, חילופי יון או EDI). לדוגמה, מערכת "הנרי" שהופצה ב Fukushima משתמשת בשילוב של פרסומות של פרופיל של תכנות עם עיצובים.

ניהול פסולת וקיימות

היבט חיוני שלעתים קרובות התעלם הוא גורלם של מכשירי הרדיו-נוקלידים הוסרו פעם.מודעות ספונטניות, מלמבריות, וגליונות הופכים לבזבוז רדיואקטיבי שיש לשמור בבטחה או לחסרונות. Vitrification (הפסולת בזכוכית), מלטציה גיאו-פומרית הם שיטות סטנדרטיות עבור ניהול אנרגיה קבועה, אשר ניתן לשלב מודעות ביו-חסן (למשל, שיטות טיפוליות) של צריכת אנרגיה משנית (F) כדי להפחית את מטרות חיוניות עבור פסולת (כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, שימוש בפסולת) של אנרגיה מתחדשת (כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, שימוש בצריכת אנרגיה).

תוצאות חיפוש: Real-World Applications

בחינת מספר אירועי זיהום עיקריים ממחישה כיצד טכניקות מתקדמות מבוצעות בתנאי משבר.

פוקושימה Daiichie תאונה גרעינית

בעקבות האסון של 2011, כמויות עצומות של מים זורמים וממים קרקעיים הפכו מזוהמים עם ה-FLT:01371373sFLT:1Cs, באמצעות טיפול רב-תכליתי:290FLT 3Sr, ו- 3tium. The ALPS (מערכת עיבוד נוזלית מתקדמת) הוצבה באמצעות תהליך רב-שלבי, לאחר מכן פרסומות עם fercyancercaernide מקוטיום (ב) ו-ofretoium) הפחתת מגבלות על ידי הגבלת זמן של עד כהונה.

אורניום מינון אפרים בדרום אפריקה

מכרות זהב נטושים באגן Witwatersrand לשחרר אורניום-contaminated חומצה מכרה ניקוז. צמח טיפול בקנה מידה שדה משתמש שילוב של ניטרליזציה של אבן גיר (מרכיבים מורכבים אורניום-פחמימנים), ואחריו מודעות עם שרף קנייני (PULITE S940) כי באופן סלק אורניום באופן סלקטיבי.הצמחים עקבי מתחת 10 מיקרו / μ / Ug / מדריך (L).

Isotope הפקה

בתי החולים המייצרים את הפסולת הרדיואקטיבית של ה-FLT:099mFLT 3:1Tc עבור הדמיה מייצרים פסולת נוזלית נמוכה המכילה פסולת נוזלית רדיואקטיבית ברמה נמוכה המכילה את ה-FLT:2993Mo ו-FLT:499mFLT:5Tc. A קומפקטי באמצעות שילוב של סינון מסנום ומודעות של MOFbent (MIL-101) הפחיתהפצה על ידי מספר מרפאות ו-95%.

דרישות מחקר ודרכים לעתיד

למרות התקדמות משמעותית, הפערים נשארים.ההסרת טריטיום (ראה:0) .3.3FIRLT:1H) קשה לשמצה כי זה חלק ממולקולה המים עצמה; שיטות הפרדה איזוטופיות (למשל, דינקייה מבועתת, החלפת קטליטי) הם חומרים עמידים באנרגיה ויקרים.

גבול נוסף הוא ניטור בזמן אמת של ריכוזי רדיונוקל כדי להתאים את הטיפול.שלב חיישנים מתקדמים (למשל, מעבדה-on-a-chip gamma גלאי) עם לולאות בקרת מכונות יכול לאפשר מערכות הסתגלות להגיב לעומסי זיהום פלוגנציה. שותפויות ציבוריות-פרטיות והמשיך מימון לפרויקטים הדגמה הן קריטיות כדי להעביר טכנולוגיות אלה מתחום המעבדה לשדה.

מסקנה: בניית מערכות טיפול עצמאי

טכניקות מתקדמות להסרת מכשירי רדיונוקלידים ממקורות מים מזוהמים התבגרו באופן משמעותי במהלך שני העשורים האחרונים.פרסומות סלקטיות (זהירולטים, MOFs, תרכובות ביו-כריזמיות), הדור הבא (NF, FO, EDI), ותהליכים היברידיים (פיזיות, צמצום אלקטרוכימי) מציעים יעילות גבוהה יותר, פסולת נמוכה יותר, ועלויות מופחתות לכדי יעילות של מערכות הדמיה, כלומר, כלומר, כלומר, היא אמצעי טיפול כימי, כלומר, כלומר, כלומר, היא אמצעי טיפול ספציפי, כלומר, טיפול כימי, כלומר, טיפול כימי, כלומר, כלומר, טיפול ספציפי, טיפול, טיפול, טיפול, טיפול, טיפול, טיפול תרופתי, הוא אמצעי טיפול בגמישות, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, הוא אמצעי מניעה, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, אמצעי מניעה, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, הוא אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, הוא אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי מניעה, הוא אמצעי מניעה, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, הוא אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, הוא אמצעי טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי, אמצעי טיפול תרופתי

בעוד אנרגיה גרעינית ממשיכה להיות חלק מתערובת האנרגיה העולמית, וככל שהזיהום המורשתי נמשך, השקעה במחקר ובתשתית אינה אופציונלית – זהו צורך רפואי ציבורי בתחום הבריאות.על ידי שילוב של חומרים מתקדמים עם עקרונות הנדסיים מוכחים, אנו יכולים להגן על משאבי מים לדורות הבאים.עבור קריאה נוספת על תקני טיפול ופתרונות חדשניים, עובדה של FLT:0EPA על מים רדיואקטיביים מספק טיפול סמכותי 1.