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浅析电离辐射技术在水环境保护中的应用

2019-01-21周海强

资源节约与环保 2019年8期
关键词:丙烯腈电离辐射净化

董 涛 周海强 陈 杰

(1新疆维吾尔自治区辐射监督站 新疆乌鲁木齐 830011 2上海策安能源科技有限公司 上海 200231)

引言

电离辐射是指携带足以使物质原子或分子中的电子成为自由态,从而使这些原子或分子发生电离现象的能量的辐射,是一切能引起物质电离的辐射的总称。利用电离辐射对水中污染物进行分解,聚合,氧化变性、消毒灭菌等,达到去污和保护水环境的效果。

1 水体消毒

电离辐射水体消毒作用方式分别是直接作用和间接作用。其中,直接作用指的是电离辐射直接作用于水中生物体分子,造成生物体损伤而被去除;间接作用指的是电离辐射与水分子发生作用,产生氢原子、水合电子等活性粒子,此类活性粒子再与生物分子发生作用,达到对水体进行消毒的目的[1]。一般来说,对水环境进行消毒时,较为常见的作用形式为间接作用,例如,细菌、微生物等生存在水中的生物,其体内含水率往往可以达到80%,电离辐射可以产生能够与酶、蛋白酸等发生作用的氢原子和水电合子,使生物的代谢、功能和结构发生变化,从而实现水环境中生物的灭活。目前氯作为较为常用的饮用水消毒剂,易产生卤乙酸、三卤甲烷等具有致癌、致畸作用的消毒副产物,而电离辐射技术则可以很好的解决该问题,可以在对饮用水进行消毒的同时避免有毒副产物的产生,同时还能够保持水中营养元素的含量,如,钾、氮和磷等。由此可见,在水体消毒方面,电离辐射技术具有十分突出的优势。

2 水体净化

电离辐射对不同水中污染物进行去除的机理,存在着明显的差异,以不同物质具有的特点为依据,将电离辐射的应用范围划分为无机污染物和有机污染物的净化。

2.1 无机污染物净化

电离辐射净化水体中无机污染物主要是以治理重金属污染为主。传统的物化方法和生物方法,导致经过净化的废水中重金属含量较高,无法被二次利用,废水资源化的目标难以实现。而将辐射技术应用于含重金属离子废水的处理中,重金属离子在辐照作用下,被还原为低价或单质金属,从溶液中沉淀出来从而达到净化水体的目的。

2.2 有机污染物净化

(1)降解

一般情况下,传统的物化方法和生物方法,无法达到彻底去除废水中有机污染物的效果。例如,医药、染料等企业所排放的苯胺类化合物、含酚废水;工业生产排放的具有致癌、致畸的作用多环芳烃类污染物;染料行业中所使用的具有致癌的作用的芳香胺等有机污染物均具有较高的降解难度,利用常规工艺对此类废水进行降解,往往无法取得良好的效果。而利用电离辐射降解此类废水,可有效提高氧化性自由基的产额,同时抑制还原性物质的产生,加快降解速度,取得效果十分突出[2]。

(2)聚合

利用电离辐射使污染物聚合是指胶体颗粒聚集,形成可以被捕捉的沉淀物并从水相中分离出来,从而实现对废水的处理。例如,广泛应用于合成纤维、合成化学和合成橡胶等许多工业领域的丙烯腈,在生产过程中通常会产生大量含有毒有害物质的工业废水,主要含有高浓度的无机氰化物和丙烯腈、乙腈等有机腈类物质,由于其有毒有害和难降解的特性,难以用传统的物化方法和生物方法进行有效的处理。而合理应用电离辐射诱导丙烯腈发生聚合反应的原理,使丙烯腈发生聚合作用,生成相应的白色沉淀物,然后用过滤的办法将丙烯腈聚合体沉淀物从水相中分离出来,从而实现从废水净化的目的;另外,在制造业、纺织业得到广泛应用的聚乙烯醇,同样属于降解难度极高的有机污染物,传统工艺对其进行去除的效果有限,而聚乙烯醇在受到电离辐射的作用后,会生成具有不溶性的凝胶进行分离,以达到去除聚合物,保护水环境的效果。电离辐射在水体有机污染物净化中起到了无法被替代的重要作用。

结语

综上所述,电离辐射技术对水环境保护作用较为突出的,但是通过电离辐射处理废水技术在我国出现的时间较短,其经济性尚未达到预期,只有不断加强该项技术的应用,使其所具有的作用得到充分的发挥,以提高该项技术在水环境保护工作中的竞争力[3]。希望上文中讨论的内容,可以在某些方面给人以启发,使电离辐射技术的作用得到充分发挥。

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