化學污染物處理中的電子束輻照技術運用

王璐

摘 要：電子束輻照技術是一種新型的高氧化技術，具有很多的優點，如操作簡單、利用安全、環保性能優良等，在化學污染物的降解處理中受到了密切的關注。本文首先簡述了電子束輻照技術的在化學污染物處理中的應用原理和特征，然后介紹了電子束輻照技術在一些領域中的應用進程，以及推動這一技術的進一步發展。

關鍵詞：電子束輻照技術；化學污染物；運用；降解

中圖分類號：Q691.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0004-02

現階段，我國的工業化進程不斷加快，促進了經濟的發展，與此同時，出現了很多的化學污染事件，對化學污染物的降解處理已經成為一個急需解決的現實性問題。近年來，電子束輻照技術得到了進一步的發展，已經在作物育種、食品保鮮等領域得到了廣泛的應用。經有關專家的研究，這種新型的高氧化技術在化學污染物的降解處理中具有積極的意義。

1 電子束輻照技術的原理和特點

1.1 電子束輻照技術的原理

電子束輻照技術，主要是利用電子加速器這一器件，產生高能電子束射線或者低能電子束射線，然后通過高能脈沖的間接或者直接作用，利用化學或者物理手段產生活性自由基，如正離子、-OH、水合電子、-H等，這些活性自由基具有一個共同的特征，氧化性能十分強[1]，可以把對機污染物進行分解，甚至可將有機污染物徹底的降解，形成一些新的物質，如水、礦物鹽等，值得注意的是，電子束輻照技術在處理有機污染物的過程中，不會產生新的污染物，因此其操作處理過程是十分環保的。

1.2 電子束輻照技術的特征

電子束輻照技術是一種新型的高氧化技術，與傳統的有機污染物處理技術相比，具有很多的優勢，具體來說，主要包括以下幾個：（1）操作安全，可控性強。在進行輻照室設置時，其設計方案和施工過程都十分的科學合理，而且在施工完成后有規范的管理章程，因此在使用的過程中十分的安全，可以很大程度的避免電子射線泄露問題；另外，加速器在斷電時，完全不需要輻射源，操作安全性十分高。但是，γ射線輻照在操作過程中需要利用輻射源，并且要通過一些特殊設備的設置來避免電子射線泄露，在每次操作結束后一定要將輻射源放在水中，以此終止輻照，對廢棄的放射源也需要進行一定的處理[2]。（2）操作簡單，可以進行大規模化生產。電子束是通過電子加速器的作用產生的，所以在電子加速器的電源開關的幫助下，我們可以輕易的決定電子束的產生和消失，而且還可以通過電子加速器調節電離輻射能量的大小，因此操作十分的簡單。（3）環保性能良好。電子束輻照技術最重要的優勢就是具備良好的環保性能，在使用的過程中無任何毒性、無化學殘留和放射殘留，不會對我們的環境造成污染。（4）降解化學污染物。當前，已經有一定的專家證明電子束輻照技術在化學物降解中的潛力和優勢。

2 電子束輻照技術在水處理中的應用

電子束輻照技術具有清潔、高效、無二次污染的優點，而且可以很好的處理傳統方式無法處理的污染物，因此在國外很早就大規模的將其應用在污水處理行業中[3]。近年來，隨著我國對電子束輻照技術的研究不斷深入，電子束輻照技術被應用于污水處理中。當前，電子束輻照技術在污水處理中的應用主要包括以下幾個方面：

2.1 電子束輻照去除污染物

第一，電子束輻照降解有機物。邊紹偉等人對0.5mmol/L的苯胺類水溶液進行電子束輻照降解實驗，根據實驗結果，電子束輻照技術可以十分有效的破壞苯胺的分子結構，進而實現降解污染物的目的。中國是一個紡織業大國，因此印染廢水的排放量十分大，印染廢水具有有機污染物成分復雜、色度深、含量高、堿性大等特征，在全世界范圍內都是一種十分難處理的工業廢水。在印刷廢水的處理過程中，采用電子束輻照技術具有很好的效果，而且經顧建忠等人的研究，將電子束輻照技術和生物處理技術結合在一起使用，將會更加徹底的將廢水中的污染物降解，處理效果更加理想[4]。中國首個電子束輻照項目落戶浙江金華，對印染廢水進行深度處理，目前每天處理量為1500至2000m3，可以高度去除廢水中殘留的污染物，實現廢水的高標準排放或者中水回用。

第二，電子束輻照去除無機物。對污水中的無機污染物進行處理，也可以采用電子束輻照技術。電子束輻照技術在去除無機污染物的過程中，主要是以還原反應為主，另外在含氧量十分低的條件下電子束輻照技術可以十分有效的提高還原物質的產量。M.Chaychian等人對水體中的鉛離子和汞離子采用電子束輻照去除進行了研究。根據研究結果，在溶液之中，溶解氧的含量對鉛離子的去除不起到主要的作用。根據研究，在100kGy的電子束輻照劑量下，1mmol/L的PbCl2溶液中的鉛可以去除92%，而且鉛的去除率不會受到碳酸鹽的影響。為了使Pb-EDTA2-得到高效的降解，并使鉛離子的去除率更高，在進行輻照和過濾操作時，應該在隔絕氧氣的環境之下來進行。

2.2 電子束輻照殺菌

在污水中，存在著很多種類的細菌，這些細菌將會導致疾病的傳播，因此需要對其進行充分的處理，處理后才可以作為生活和生產用水。以往，對污水中的細菌進行處理時，多采用傳統的消毒方式，如采用二氧化氯和液氯對我們的應用水進行消毒，這種方式在進行殺菌的同時，十分有可能在飲用水引入其他的不利物質。細菌是由有機復合物組成的，如果采用電子束輻照技術就可以對其有效失活。國外的學者很早就對其進行了大量的研究，我國的學者張玉寶等人也對不同電子束輻照劑量對污水中細菌的影響進行了研究。根據其研究結果，電子束輻照可以十分有效的去除五種的大腸桿菌。大腸桿菌對電子束的反應十分的敏感，2kGy的輻照量，菌群的數量可以降低2個數量級，如果在輻照量達到3kGy的情況下，菌群的數量將會降低3個數量級。

2.3 電子束輻照技術與其他工藝聯合應用

在進行電子束輻照技術在污水中的應用過程中，S.M.Kim等人對韓國聯合采用電子輻照技術和生物化學技術進行污水處理進行了研究，根據研究結果，對經過生物化學技術處理過的水體再進行電子束輻照技術，將會提高瞬間改變污水組成的可靠性，進而最大程度的優化處理工藝。電子束輻照技術可以使污水的顏色脫落，而且可以使有機物進行氧化分解，不僅可以減少化學污染物的使用，而且可以很大程度的縮短處理污水的時間，污水處理的效率也將會提升30%～40%左右[5]。

2.4 電子束輻照廢水中污泥的處理

污泥是廢水處理中不可避免的副產物，污泥中包含大量的水分，而且具有大量的磷、氮、鉀等物質，可以作為農作物的肥料。但是污泥中的污染物質、重金屬以及病原體十分多，只有在對其經過充分的處理之后，才可以進行利用。如果采用傳統方式進行處理，可以會造成二次污染，但是如果采用電子束輻照技術，不僅會提升殺菌率，而且可以十分充分的分解其中的有機物質，降低其中的有毒物質殘存量。

3 展望

綜上所述，電子束輻照技術在處理化學污染物中具有巨大的發展潛力，市場前景十分好，它不僅具備操作簡單、反應速率快、安全經濟的優勢，而且可以處理以往采用常規方法不能很好降解的有毒物質。但是需要注意的是，電子束輻照技術作為一種新型高氧化技術，在化學污染物的降解處理中仍然處于初級階段，技術上相對不是十分的成熟，應用機理的研究不是十分的深入，要想大規模的應用還需要一段時間。

參考文獻

[1]陳倩，陳昭斌.高能電子束輻照技術在消毒領域的應用[J].中國消毒學雜志，2017，34（10）：966-969.

[2]崔玉民，朱良俊，張西坤，師瑞娟，苗慧，李慧泉，吳福芳.含鋅光催化材料在污染物處理中的應用進展[J].環境污染與防治，2017，39（01）：111.

[3]汪德進，徐剛，向甲甲，吳明紅.電子束輻照技術對甲醇-水溶液中艾司唑侖降解研究[J].計算機與應用化學，2015，32（01）：75-78.

[4]范林林，韓鵬祥，馮敘橋，段小明，李萌萌，張蓓，蔡茜彤.電子束輻照技術在食品工業中應用的研究與進展[J].食品工業科技，2014，35（14）：374-380.

[5]張娟琴，袁大偉，鄭憲清，李雙喜，何七勇，呂衛光.電子束輻照技術在化學污染物處理中的應用[J].環境科技，2012，25（03）：75-78.