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核电站核泄漏—沸石材料可以有效吸附水中放射性锶和铯

发布时间:2021-04-21     浏览次数:74

众所周知,放射性锶和铯是核工业生产过程中重要的核裂变产物,也是放射性废水中含有的大量放射性污染物,其半衰期长且具有持续的生物毒性。近年来,国内外使用天然沸石,合成沸石和复合沸石等天然环保材料来吸附和去除水中的放射性锶和铯,并已得到有效利用。 

一、背景阐述

随着国内外核工业的快速发展,诸多核电站已经产生了大量的核废液。90Sr137Cs是这类废液中最常见的放射性核素,半衰期约为30年,具有连续的放射性和生物毒性。90Sr是β射线辐射的来源,其在进入人体后,很容易在骨骼中积聚,抑制钙化过程,导致人体患上骨折,骨质疏松等疾病,并可能引起骨肉瘤。137Cs主要释放β和γ射线,这些射线在人体肌肉中富集,使整个身体都受到辐射。同时,其也可能会引起细胞癌,导致长期影响和遗传危害,例如白血病,不育症和胎儿畸形。2011年日本福岛第一核电站核泄漏造成的持续伤害再次给人类敲响了警钟。因此,水中放射性锶和铯的去除受到国内外许多学者的广泛关注。沸石是吸附剂中的经典材料之一。它具有独特的结构,多种类型,价格合理,易于获得,热稳定性高,对放射性核素的选择性好以及吸附能力强。

沸石材料可以有效吸附水中放射性锶和铯 

沸石材料可以有效吸附水中放射性锶和铯 

二、沸石材料可以有效吸附水中放射性锶和铯

天然沸石是用于吸附法的一种优秀材料,对其研究开始于18世纪50年代。目前发现的天然沸石总共有80多种,用于去除水中放射性核素的主要是斜发沸石等

20世纪以来,天然沸石已用于去除核事故废液中的放射性核素。1979年,在美国三哩岛核事故中,天然沸石被用于处理放射性废水。1986年,切尔诺贝利事故后,对水中锶和铯具有高选择性的天然斜发沸石被广泛用于环境修复。在2011年福岛核电站事故后的高浓度放射性废水(137Cs活度:107109Bq/L)的处理中,相继建立了两套铯吸附设备,以填充的菱镁矿去除废水中的铯。在吸附柱核素中。两组设备并行运行。第一套铯吸附设备包含4根柱子,每根柱子的处理能力为300m3/d137Cs的去污系数为102-104;第二套铯吸附设备包含2根色谱柱,每根色谱柱的处理能力为600m3/d137Cs的去污系数为104106。废液中的油(重油和汽轮机油)几乎不会影响Herschelite的铯吸附能力,海水中的盐含量(质量分数3.4%)将使沸石对铯的吸附能力急剧下降至纯净水的1/10

沸石材料可以有效吸附水中放射性锶和铯 

吸附材料在工程中的应用,是吸附法在放射性废水处理中的未来发展趋势。从目前的角度来看,沸石材料的吸附研究主要局限于实验室吸附机理和吸附性能的研究。为了使其未来的开发具有更大的工程实用价值,建议对沸石材料在水中吸附放射性锶和铯方面的研究可以更深入。