淺談輻射技術在環境保護中的作用

樓淑芬 王亮 舒暢

（浙江省輻射環境監測站浙江杭州310012）

輻射技術在環境保護領域具有巨大的應用潛力。隨著研究和實踐的不斷深入，通過對更安全高效更易于被公眾接受的現代電子加速器技術的發展，無論是發達國家還是發展中國家，輻射技術都將會更廣泛應用到環境保護領域之中，特別是在處理難降解的有機污染物方面將會有更大的前途。

1 目前輻射技術的現狀

用輻射技術來治理環境污染一般是在常溫壓下進行的，工藝都比較簡單，而且具有處理能力強，不會對環境造成影響的特點，因此輻射技術在現階段有很大的應用前景。

1.1 輻射化學概念

輻射技術是指通過由輻射源發出的射線和粒子照射到水流上引起水質發生變化的一種技術。它是在輻射化學的基礎上產生的一種技術，因為中子可以讓被作用的物質具有輻射性。但是因重電荷粒子的穿透能力極為有限，甚至于無，所以在環境保護中經常會用到的電離輻射只有兩種類型，也就是加速電子和γ射線。

1.2 輻射源分類

γ輻射源，γ射線是放射性核元素在其衰變過程當中發射出的電磁波。這些放射性核元素所放射出的γ射線就其能量而言，可能是單一的，也有可能是多種能量的。此類放射性核元素的衰變規律為指數定律:A(t)=A0e-λt此式中，A(t)為在t時刻放射的強度，A0為初始放射強度，λ為衰變常數。在對環境進行保護的應用當中，一般都希望放射強度越強越好。當前應用最多的γ射源強度一般為60Co的輻射源，其放射性強度能達到百萬居里；電子束源，電子束輻射法即利用加速器所產生的高能量電子束來處理水中有毒，有害物質的一種方法。一般根據它能量作用模式可以分為兩大類:一類是高能量電子束本身穿透介質對污染物進行處理，另一類是通過高能量電子束來沖擊高原子金屬產生輻射或X光來對污染物處理。

2 輻射技術在環境保護中的應用

2.1 輻射技術在水處理過程中的應用

水體中的特別難降解的有機污染物大多數都含有一個或者多個苯環，而且有的苯環上的氫原子被氯原子所取代，像多氯聯苯，有機氯農藥等，這些污染物的化學性質一般都很穩定，但毒性非常強，而且還具有溶脂性大的特點，所以導致他們很容易在生物體內富集。近些年來，AOP技術逐漸成為水處理領域研究的熱點，其中的輻射降解法由于它的高效的性能獲得巨大的研究潛力和應用價值。輻射技術在處理水中降解有機污染物的基本原理是：水體在輻射的作用下分解，產生H·，OH·，H2O2以及eaq-等反應活性特別高的物質。H·是極具氧化活性的自由基，OH·，eaq-則是極具還原活性的自由基。在輻射降解法水處理過程當中，主要就是以上這三種所涉及的反應。OH·是很強的氧化劑，幾乎可以氧化所有的有機物，eaq-是極強的還原劑，可以迅速使有機物脫去鹵代基。利用輻射技術處理廢水已經在美國，意大利等國家實現了大規模的工業化應用。

2.2 輻射技術在煙道廢氣治理中的應用

在中國酸雨的形成與SO2的排放有著密不可分的關系。四川是中國酸雨的重災區，當地的土壤、湖泊、森林植被和建筑文物等都因此遭到了不同程度的破壞。氮氧化物和SO2是大氣中的主要污染物。氮氧化物和SO2的主要來源是煤炭等化石燃料的燃燒。SO2的排放與酸雨的形成有很大的關系，而氮氧化物的過量排放則會導致形成光化學煙霧（最著名的就是美國洛杉磯光化學煙霧事件）。輻射技術是目前較為有效的脫除SO2和氮氧化物的方法。其原理是氣體中的SO2、N、O等吸收輻射過程中電子束的能量，形成激發的離子及分子，其向基態躍遷的過程中會產生很多的自由基，自由基可以和SO2及氮氧化物反應，產生硝酸和硫酸等，然后用收集器將其收集起來。如果在反應過程中加入少量的氨，這樣不僅可將廢氣去除率提高，還能得到硝酸銨和硫酸銨的復鹽，這是有用的肥料。

2.3 固廢處理

在固廢處理當中，對廢塑料和污泥里的病原菌的處理從來都是很棘手的問題。輻射技術在此方面更顯示出獨特的優勢。如：在日本利用γ射線和加熱聯用，再由機械磨碎，就可以得到聚四氟乙烯粉末，能夠作為潤滑劑來使用。同樣，對污泥加以輻射滅菌處理后，可以當做肥料用于田地，既能滅菌又能提高經濟效益。纖維素是城市廢物與和農業廢物的主要成分，在日本曾經用輻照法處理木屑、稻草等，通過糖化與發酵從而得到了酒精。美國則采用對這類纖維素加酸后輻照處理的方法就可以得到葡萄糖，其回收率可高達56%。腐敗的食物在經過輻照處理后都可作為動物的飼料。

3 環境保護的發展

隨著人類對環境認識的深入，環境是資源的觀點，越來越為人們所接受。空氣、水、土壤、礦產資源等，都是社會的自然財富和發展生產的物質基礎，構成了生產力的要素。由于空氣污染嚴重，國外曾有空氣罐頭出售；由于水體污染、氣候變化、地下水抽取過度，世界許多地方出現水荒；由于人口猛增、濫用耕地、土地沙漠化，使得土地匱乏等等。由此我們可以看到，不保護環境，不保護環境資源，就會威脅到人類社會的生存，也關系到國民經濟能否持續發展下去。根據《中華人民共和國環境保護法》的規定，環境保護的內容包括保護自然環境和防治污染和其他公害兩個方面。也就是說，要運用現代環境科學的理論和方法，在更好的利用資源的同時深入認識、掌握污染和破壞環境的根源和危害，有計劃的保護環境，恢復生態，預防環境質量的惡化，控制環境污染，促進人類與環境的協調發展。環境保護所要解決的問題大致包括兩個方面的內容，一是保護和改善環境質量，保護人類身心的健康，防止機體在環境的影響下變異和退化；二是合理利用自然資源，減少或消除有害物質進入環境，以及保護自然資源(包括生物資源)的恢復和擴大再生產，以利于人類生命活動。

4 結語

本文通過對輻射技術原理以及輻射技術處理某些污染物的介紹，展示了輻射技術對于處理污染物方面的優勢，隨著研究和實踐的不斷深入，通過對更安全高效更易于被公眾接受的現代電子加速器技術的發展，無論是發達國家還是發展中國家，輻射技術都將會更廣泛應用到環境保護領域之中，特別是在處理難降解的有機污染物方面將會有更大的前途。

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