Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Radyoaktif Contaminants'ı yeniden şekillendirmeye Yenilikçi Yaklaşımlar
Table of Contents
Nükleer enerji santral kazalarından radyoaktif kirlenme, silah testlerinden ve uygunsuz atıklar kalıcı çevresel ve sağlık tehlikelerini oluşturur. cesium-137 gibi siteler, strontium-90 ve uranyum, biyolojik süreçlerden daha verimli, güvenli ve maliyete sahip olan bilimsel yaklaşımlara karşı daha fazla bilgi edinir.
Bioremediation Techniques
Biyoremediasyon mikroorganizmaları – bakteri, mantarlar ve mayalar – radyoaktif kirleticilerin dönüştürülmesi veya taşınması için. Bu mikroplar, mikroplerin kimyasal şeklini değiştirebilir, çevredeki çözünürlük ve hareketliliği azaltmaktadır.Çünkü biyoremediasyon sitedeki uygulanabilir ve büyük miktardaki kontraksiyon malzemeleri taşıma ve taşıma maliyetlerini azaltır.
Genetik olarak Mikrobessüme Edildi
Bilim adamları, örneğin radyoaktif izotopları üreten proteinleri [DDD.D.T:2) ve cescherichia coli) olarak, örneğin, radyoaktif izotopları üretmek için metal-binding proteinleri ifade etmek için mühendislere sahip olabilirler.Foroccus radyodurans[FLT: 5) ve göksel gelişimi dahil ederken yüksek radyasyon seviyelerini hayatta kalabilirler.
Biyoaugmentasyon ve Biyostimülasyon
Genetik mühendisliğin ötesinde, iki anahtar strateji, çözülmemiş uranyum (VI) ve biyostimülasyonu (birleşmiş Amerika'daki yerli mikrobiyal aktiviteyi teşvik etmek için besinler sunar), araştırmacılar, çözülmemiş uranyum konsantrasyonlarını azaltmak için laktat veya etanol enjekte ederler.
Fungal Bioremediation
Fungi, toprak ve suya nüfuz eden geniş hipnoz ağları dahil olmak üzere eşsiz avantajlar sunar. Bazı beyaz-rot mantarları, radyonukliitler tutan enzimleri üretebilecektir. Örneğin, [[DÜye:0)Pleurotus ostreatus[FLT)[FLT) düşük maliyetlidir ve besleyici ortamlardan beslenmeye devam etmektedir.
Phytor postalandı
Phytor, bitkilerin doğal yukarı ve depolama yeteneklerini ortadan kaldırmak, stabilize etmek veya degrad radyoaktif kirleticiler için kullanır. Bu yeşil teknoloji görsel olarak önemsizdir ve minimum enerji girişi ile büyük bir ölçek üzerinde uygulanabilir.
- [FONT:0)Phytoextraction:) Bitkiler köklerden radyonuklitleri absorbe eder ve onları hasat edilebilir atışlara devretmeye zorlar. Sunflowers ().Helianthus annuus) ünlü olarak Çernobil Exclusion Bölgesi'nde göllerden göller döküldü.
- [FONT:0]Rhizott:[Dönetici:[Dönetici:) Bitki kökleri sudan gelen kirleticiler sudan yağdırır.Su hyacinth ve örtülmüşler, uranyum-kontaminasyon effluentlere tedavi etmek için kullanılmıştır.
- [FONT:0)Phytostabilizasyon:), Bitkiler kök bölgede kirleticileri atlattır, erozyonu ve ıssızlığı önlemek. Grasses ve ağaçlar bu amaç için kullanılır.
- [FONT:0)Phytovolatilization:) Bitkiler atmosfere salıverilen uçucu formlara dönüşür, ancak bu ağır radyoyukliitler için daha az yaygındır.
Radyonuclide için bitki türleri
Bazı hiperaccumulator bitkiler doğal olarak yüksek metal seviyelerini konsantre eder. Örneğin, [[DÜDÜD:0)Brasica juncea) uranium için bir araya gelir, ancak dikkatli yönetim radyasyon veya aşırı metal yükleme için ölüm önlemek için gereklidir.
Avantajları ve Challenges
- [FONT:0]Cost- effective:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0) Phytor tarafından yönetilenleştirme fiziksel veya kimyasal yöntemlerden 50-80 daha ucuz olabilir.
- [FONT:0)Sustainable:[Dönetici:[Dönetici:0) Bu, elde edilebilir ve kompaktlaştırılabilir biyokütleler yaratır.
- [FONT:0) Düşük çevresel etki: Hiçbir kazı veya ağır makine gerekli değildir, üst petrol yapısını korur.
- [FONT:0]Limitations:[[Dönetici:0) Remediasyon yavaştır - birkaç büyüyen mevsim almak - ve sığ kirlenme ile sınırlı. Yüksek radyasyon seviyeleri bitki büyümesini engelleyebilir ve bazı kirleticiler düzgün hasat olmasa da gıda zincirine transfer edilebilir.
Bu zorluklara rağmen, fitremediasyon genellikle daha agresif tedaviler uygulamadan önce bitkileri kullanan bir hibrit yaklaşımdaki diğer tekniklerle birleştirilir.
Yenilikçi Malzemeler ve Teknolojiler
Malzeme bilimindeki ilerlemeler, yüksek spesifikite ve kapasiteye sahip radyonuklileri yakalamak için yeni şeytanlar ve reaktif medyalar üretti. Bu malzemeler permeable reaktif engeller, filtrasyon sütunları veya situ değişiklikleri olarak dağıtılabilir.
Nanoteknoloji Uygulamaları Uygulamaları
Nanopartiküller, nanoparçacıklar ve grafikten urane oranları ve tonable yüzey kimyası ile işlevselleştirilmiş mikroskop grupları ile seçici olarak bağlanıyor, ancak nanopartikülasyon ve grafikteki oksit çarşafları ile ilgili endişeler, uyarı ve hedeflenme yoluyla cezminyumun etkili bir şekilde ortadan kaldırılmasıyla ele alınmaktadır. Nanoscale zero-valent, demir oksit nanopartiküller, radyoaktif maddelerle çözülebilir.
Metal-Organic Frameworks (MOFs)
MOF'ler belirli iyonları yakalamak için uyarlanabilir göz ardı edilebilir kristal malzemelerdir. Araştırmacılar MOF'leri teknoloji-99 için yüksek oranda teknolojili ve yeni sentetik rotalar için geliştirilmiş olan, ünlü bir mobil ürüne sahip olan uzun ömürlü bir fission ürünüdür. Bu malzemeler ikincil atıkları azaltılabilir ve yeniden kullanılabilir.
Biopolimer-Based büyücüler
Chitosan gibi doğal polimerler, alginate ve cellulose bol ve biyodegrad edilebilirdir. Alt bağlantılı veya değiştirilmiş olduğunda, hidrojektelerin veya ertelenmişlerin daha güçlü bir şekilde bağlayıcılıklarını azaltırlar. Örneğin, chitosan beads greftler, cesium için yüksek seçiciliğe sahiptir.Bu büyücüler düşük maliyetli sütun filtreleriyle dağıtılır ve incinerasyonda tasarruf edilebilirler.
Elektrokinetic Remediation
Elektrokintik remediasyon, toplandığı veya önceden toplandığı elektrokintik-şimdilik elektrik alanlarının toprağındaki şarj kirleticilerin hareketini teşvik etmek için düşük-yönemli elektrik alanları kullanır.En son zamanlarda, uranyum ve strontium gibi radyozitler, aynı anda toplanan veya önceden toplanan elektrokintik remedikçeler.Bu teknik, biyolojik yöntemlerden daha hızlı ve derin bir kirlenmeye uygulanabilir.
Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları
2011 yılında Fukushima Daiichi nükleer felaketi, sudan pluton cesyumu absorbe etmeye başladı. Chernobyl, güneşçiçeği bazlı rhizofiller gün içinde% 90 oranında azaltıldı. Washington Eyaleti'ndeki Hanford Site'de biyoremedi, metal oksitlerle değiştirilmiş, plutonyum ve teknoloji kirliliği için test edildi.
Meydanlar ve Future Outlook
İlerlemeye rağmen, tek teknoloji tüm radyoaktif olarak enfekte olan siteleri tamamen yeniden yönetemez. Anahtar zorluklar laboratuvardan alana kadar ölçeklendirmeyi, karışık atıkları yönetmeyi, uzun vadeli tükenme kirleticilerini sağlamak ve çevredeki genetik olarak değiştirilmiş organizmaların kabul edilmesini sağlamak için bitkilerin kullanılmasını içerir. Örneğin, mikrobiyologlar ve mikrobiyologlar arasındaki işbirliğini sağlamak için, elektrokinetikleri kullanarak.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Radyo kirleticilerin yeniden aracı, araştırma ve alan denemelerinde pahalı, yıkıcı yaklaşımlardan gelişmektedir ve onları küresel ölçekte ekonomik olarak uygulanabilir hale getirmek için, ekosistemleri ve toplulukları, kirliliğin ve elektrokinetik her biri, kontraseptif arazilerin güvenli bir şekilde yeniden kullanılmasına olanak tanır.