Saa 13:00 kwa saa za huko tarehe 24 Agosti 2023, kiwanda cha kuzalisha nishati ya nyuklia cha Fukushima Daiichi cha Japan kilianzisha utiririshaji wa maji machafu ya nyuklia baharini. Iliamsha wasiwasi ulioenea ulimwenguni. Balozi wa China nchini Japan Wu Jianghao amefanya maandamano makubwa kwa serikali ya Japan kuhusu kutiwa maji machafu ya nyuklia ya Fukushima baharini; Utawala Mkuu wa Forodha wa China: Kusimamisha kabisa uagizaji wa bidhaa za majini za Kijapani; Waziri Mkuu wa Korea Kusini: Korea Kusini itadumisha marufuku ya kuagiza bidhaa za majini za Fukushima ya Japan bila kubadilika.
Maji taka ya nyuklia, kama jina linamaanisha, ni maji taka yaliyo na mionzi. Kama vile maji machafu yenye mionzi ya juu yanayotolewa katika ajali za uvujaji wa nyuklia, au maji ya kupoeza yanapogusana moja kwa moja na mafuta ya nyuklia. Wataalamu wanasema kuwa maji machafu ya nyuklia si sawa na maji machafu ya nyuklia. Maji taka ya nyuklia yana madhara zaidi, yana aina 64 za dutu zenye mionzi ya nyuklia ikiwa ni pamoja na tritium.
Maji taka ya nyuklia yana vitu vingi vya mionzi, kama vile urani, plutonium, caesium, strontium, iodini na cobalt. Baadhi yao wana nusu ya maisha marefu, kama vile nusu ya maisha ya uranium-238, ambayo ni miaka bilioni 4.5, na nusu ya maisha ya plutonium-239, ambayo ni miaka 24,000. Vipengele hivi vya mionzi huleta hatari kubwa kwa mwili wa binadamu na mazingira, kama vile kasinojeni, teratogenicity na mutagenicity. Kulingana na vyanzo na hali tofauti, viwango na uwiano wa vipengele mbalimbali vya mionzi katika uchafu wa nyuklia hutofautiana, lakini kwa kawaida huzidi kwa mbali viwango vya kimataifa na mipaka ya usalama.
Ikiwa maji taka ya nyuklia yatatolewa kwenye mazingira bila matibabu sahihi, itakuwa na athari kubwa kwa mfumo wa ikolojia na afya ya binadamu. Dutu zenye mionzi zinaweza kupitishwa kupitia maji, udongo, hewa, minyororo ya chakula, nk, na kusababisha kuongezeka kwa viwango vya mionzi katika viumbe, na kusababisha magonjwa mbalimbali na mabadiliko ya jeni. Kwa hivyo, matibabu na utupaji wa maji taka ya nyuklia lazima yafuate viwango na kanuni kali za usalama ili kuzuia uvujaji na ajali zinazowezekana.
Teknolojia za matibabu ya maji machafu ya nyuklia zinazotumika sana katika nchi mbalimbali ni kama ifuatavyo:
- Mbinu ya mvua ya kemikali
Mbinu ya unyushaji wa kemikali ni mbinu ya kupeana kiambatanisho na kiasi cha kufuatilia radionuclides katika maji machafu. Hidroksidi, kabonati, fosfeti na misombo mingine ya radionuclides katika maji machafu kwa kiasi kikubwa hayawezi kuyeyushwa na hivyo inaweza kuondolewa wakati wa matibabu. Madhumuni ya matibabu ya kemikali ni kuhamisha na kuzingatia radionuclides katika maji machafu kwa kiasi kidogo cha sludge, ili maji machafu yaliyowekwa yana mionzi kidogo iliyobaki na inaweza kufikia viwango vya kutokwa.
Faida za njia hii ni gharama ya chini, athari nzuri ya uondoaji wa radionuclides ya logarithmic, na uwezo wa kutibu vijenzi visivyo na mionzi na viwango vyake na maji machafu yaliyotiwa maji na umwagikaji mwingi. Vifaa vya matibabu na teknolojia zinazotumiwa zina uzoefu wa kukomaa kabisa.
Kwa sasa, vimiminika kama vile chumvi za chuma, chumvi za alumini, fosfeti, na soda ndivyo vinavyotumiwa sana. Ili kukuza mchakato wa kuganda, visaidizi vya mgando kama vile udongo, silika iliyoamilishwa, na elektroliti za polima huongezwa. Kwa cesium, ruthenium, iodini na nuclides nyingine za mionzi zilizojilimbikizia ambazo ni vigumu kuondoa, precipitants maalum za kemikali zinapaswa kutumika. Kwa mfano, cesium inaweza kuondolewa kwa kupeana hewa ya ferrocyanide ya feri na ferrocyanide ya shaba. Watu wengine hutumia xanthate ya wanga isiyoyeyuka kutibu maji machafu yenye mionzi yenye chuma. Athari ya matibabu ni nzuri, utumiaji ni pana, na kiwango cha kuondolewa kwa mionzi ni> 90%. Ni flocculant ya kubadilishana ion na utendaji bora. Kwa sababu hakuna sulfidi iliyobaki wakati wa kutibu maji machafu, inafaa zaidi kwa matibabu ya maji machafu.
- Njia ya kubadilishana ion
Radionuclides nyingi hutiwa ionized katika maji, hasa maji machafu ya mionzi baada ya matibabu ya kemikali ya mvua. Kwa sababu ya kuondolewa kwa radionuclides zilizosimamishwa na colloidal, kinachobaki ni karibu spishi za ionic, ambazo nyingi ni cations. Zaidi ya hayo, radionuclides zipo kwa kiasi kidogo katika maji, hivyo zinafaa sana kwa ajili ya matibabu ya kubadilishana ion, na kwa kutokuwepo kwa kuingiliwa na ions zisizo za mionzi, kubadilishana ioni kunaweza kufanya kazi kwa ufanisi kwa muda mrefu. Resini nyingi za ubadilishanaji wa mawasiliano zina uwezo wa juu wa kuondoa na uwezo mkubwa wa kubadilishana kwa strontium ya mionzi. Resin ya cation ya phenolic inaweza kuondoa kwa ufanisi cesium ya mionzi, na resin ya cation ya microporous haiwezi tu kuondoa cations ya mionzi, lakini pia kuondoa zirconium, niobium, cobalt kwa namna ya colloids, na ruthenium kwa namna ya complexes kwa njia ya adsorption. Hata hivyo, sheria hii ina udhaifu mbaya. Wakati maudhui ya nuclides ya mionzi au ioni zisizo na mionzi katika kioevu cha taka ni ya juu, kitanda cha resin kitapenya haraka na kuwa batili. Kawaida, resin inayotumiwa kutibu maji machafu ya mionzi haijazaliwa upya, kwa hivyo mara inaposhindwa, inapaswa kubadilishwa mara moja.
Njia ya kubadilishana ioni hutumia resin ya kubadilishana ion, ambayo inafaa kwa kioevu cha taka na maudhui ya chini ya chumvi. Wakati maudhui ya chumvi ni ya juu, gharama ya matibabu na resin ya kubadilishana ion ni ya juu kuliko ya mchakato wa kuchagua. Hii ni hasa kutokana na kuchagua chini ya resin ambayo ina uwiano mkubwa na radionuclides. Katika utakaso wa maji machafu ya mionzi, matumizi ya electrodialysis inaweza kuongeza ufanisi wa matumizi ya mchakato wa kubadilishana ioni.
- Mbinu ya adsorption
Adsorption ni njia madhubuti ya kuondoa ayoni za metali nzito kutoka kwa maji kwa kutumia vitu vikali vya porous ili kufyonza na kuondoa ayoni za metali nzito. Teknolojia muhimu ya njia ya adsorption ni uchaguzi wa adsorbent. Adsorbents ya kawaida hutumiwa kaboni, zeolite, kaolin, bentonite, udongo, nk Kati yao, zeolite ni nafuu, salama na rahisi kupata. Ikilinganishwa na adsorbents nyingine isokaboni, zeolite ina uwezo mkubwa wa utangazaji na athari bora ya utakaso. Uwezo wa utakaso wa zeolite ni mara 10 zaidi kuliko ule wa adsorbents nyingine za isokaboni, kwa hiyo ni wakala wa matibabu ya maji yenye ushindani sana. Mara nyingi hutumiwa kama adsorbent katika michakato ya matibabu ya maji, na pia hufanya kazi kama kibadilishaji cha ioni na wakala wa chujio.
Mkaa ulioamilishwa una uwezo mkubwa wa kufyonza na kiwango cha juu cha uondoaji, lakini ufanisi wa kuzaliwa upya kwa kaboni iliyoamilishwa ni mdogo, na ubora wa maji ya maji yaliyosafishwa ni vigumu kukidhi mahitaji ya matumizi tena. Bei ni ghali na maombi ni mdogo. Katika miaka ya hivi karibuni, aina mbalimbali za vifaa vya adsorbent na uwezo wa adsorption zimetengenezwa hatua kwa hatua. Uchunguzi unaofaa umeonyesha kuwa chitosan na derivatives yake ni adsorbents nzuri kwa ioni za metali nzito. Baada ya kuunganishwa, resini ya chitosan inaweza kutumika tena mara nyingi bila kupunguza kwa kiasi kikubwa uwezo wa utangazaji. Kutumia sepiolite iliyorekebishwa kutibu maji machafu ya metali nzito kuna uwezo mzuri wa utangazaji wa Co na Ag, na maudhui ya metali nzito katika maji machafu yaliyosafishwa ni ya chini sana kuliko kiwango cha kina cha utiririshaji wa maji taka.
- Uvukizi na mkusanyiko
Mbinu ya mkusanyiko wa uvukizi ina kipengele cha ukolezi wa juu na kipengele cha utakaso, na hutumiwa zaidi kutibu maji machafu ya mionzi ya kiwango cha kati na cha juu. Kanuni ya kazi ya njia ya uvukizi ni: maji taka ya mionzi hutumwa kwa kifaa cha uvukizi, na wakati huo huo, mvuke inapokanzwa huletwa ili kuyeyusha maji ndani ya mvuke wa maji, wakati radionuclides inabaki ndani ya maji. Maji yaliyofupishwa yaliyoundwa wakati wa mchakato wa uvukizi hutolewa au kutumika tena, na kioevu kilichojilimbikizia kinaimarishwa zaidi. Mbinu ya mkusanyiko wa uvukizi haifai kwa kutibu maji machafu yenye nuclides tete na kutoa povu kwa urahisi; hutumia nishati nyingi za joto na ina gharama kubwa za uendeshaji; wakati huo huo, vitisho vinavyowezekana kama vile kutu, kuongeza na mlipuko lazima izingatiwe wakati wa kubuni na uendeshaji. Ili kuboresha utumiaji wa mvuke na kupunguza gharama za uendeshaji, nchi zimekuwa zikiacha juhudi zozote katika uundaji wa vivukizi vipya, kama vile vivukizi vya kukandamiza mvuke, vivukizi vyembamba vya filamu, vivukizi ombwe na vivukizi vingine vipya vimepata matokeo ya ajabu.
- Teknolojia ya kutenganisha membrane
Teknolojia ya utando ni njia ya ufanisi, ya kiuchumi na ya kuaminika ya kutibu maji machafu ya mionzi. Kwa sababu teknolojia ya kutenganisha utando ina sifa za ubora mzuri wa maji taka, hakuna mabadiliko ya awamu ya nyenzo, na matumizi ya chini ya nishati, teknolojia ya utando imefanyiwa utafiti kikamilifu.
Teknolojia ya utando inayotumika nje ya nchi ni: kuchuja kwa njia ndogo, kuchuja kwa njia ya juu, kuchuja kwa nano , kuchuja kwa utando kwa kutumia polima inayoyeyuka katika maji, osmosi ya nyuma (RO), uchakataji wa umeme, kunereka kwa utando, ubadilishanaji wa ioni za kielektroniki, utando wa kioevu, utenganishaji wa utando wa kuchuja wa feri na utando wa karatasi wa kubadilishana anioni na njia zingine.
Povu ya melamine, aina ya sehemu ndogo ya kuchuja ya kikaboni ya nanoscale yenye sura tatu, saizi yake ya pore hadi 1nm, uwezo wa pore hadi 0.297cc/g, kiwango cha ufunguzi wa pore hadi 98%. Inaweza kufikia utangazaji na uchujaji wa maji taka ya nyuklia, hata aina nyingi za adsorbents kuongezwa.
- Matibabu ya kibaolojia
Mbinu za matibabu ya kibiolojia ni pamoja na phytoremediation na njia za microbial. Phytoremediation inarejelea teknolojia mpya ya matibabu ya ndani ambayo hutumia mimea ya kijani kibichi na vijidudu vya asili vya rhizosphere kufanya kazi pamoja ili kuondoa uchafuzi wa mazingira.
Kutokana na matokeo ya utafiti yaliyopo, aina zinazotumika za teknolojia ya urekebishaji wa viumbe hasa ni pamoja na teknolojia ya ardhioevu iliyojengwa, teknolojia ya uchujaji wa rhizosphere, teknolojia ya uchimbaji wa mimea, teknolojia ya uimarishaji wa mimea, na teknolojia ya uvukizi wa mimea. Matokeo ya mtihani yanaonyesha kwamba karibu uranium yote katika mwili wa maji inaweza kurutubishwa katika mizizi ya mimea.
Matibabu ya kibayolojia ya maji machafu ya chini ya mionzi ni teknolojia mpya ambayo ilianza kuchunguzwa katika miaka ya 1960. Kumekuwa na baadhi ya tafiti juu ya uondoaji wa urani katika maji machafu ya mionzi kwa njia hii nyumbani na nje ya nchi, lakini wengi wao wako katika hatua ya utafiti wa majaribio kwa sasa.
Pamoja na maendeleo ya teknolojia ya kibayoteknolojia na uchunguzi wa kina wa utaratibu wa mwingiliano kati ya viumbe vidogo na metali, watu walitambua hatua kwa hatua kwamba matumizi ya microorganisms kutibu uchafuzi wa maji machafu ya mionzi ni njia ya kuahidi sana. Seli za vijidudu hutumika kama mawakala wa matibabu ya kibayolojia kunyonya, kurutubisha na kurejesha radionuclides kama vile urani katika mmumunyo wa maji, ambao una ufanisi wa juu, gharama ya chini na matumizi ya chini ya nishati. Zaidi ya hayo, hakuna uchafuzi wa sekondari, ambao unaweza kufikia lengo la kupunguza taka za mionzi na kuunda hali nzuri kwa ajili ya kuzaliwa upya au utupaji wa kijiolojia wa nuclides.
- Njia ya magneto-molekuli
Taasisi ya Utafiti wa Nishati ya Umeme ya Marekani (EPRI) imeunda mbinu ya Mag-Mole-kidokezo kwa ajili ya kupunguza idadi ya taka zenye mionzi kama vile strontium, cesium na cobalt zinazozalishwa. Njia hiyo inategemea protini inayoitwa ferritin, ambayo hubadilishwa ili kutumia molekuli za sumaku ili kuunganisha kwa kuchagua uchafu, ambao huondolewa kutoka kwa suluhisho na sumaku, na kisha metali zilizofungwa hupatikana kwa kuosha nyuma kwa kitanda cha chujio cha sumaku. Ferritin ni protini ya multiunit iliyohifadhiwa sana ambayo hupatikana kwa kawaida katika viumbe hai, ambayo ina sifa maalum ya upinzani dhidi ya asidi ya dilute (pH<2.0), besi za dilute (pH= 12.0), na joto la juu (kinyume na joto la maji 70～75°C). Pamoja na kuongezeka kwa utafiti wa ferritin, maendeleo makubwa yamepatikana katika utafiti wa kazi mpya katika vitro kwa kutumia nafasi ya nano ya shell yake ya protini. Uchunguzi wa in vitro umeonyesha kuwa ferritin ina uwezo wa kuhifadhi ioni za metali nzito katika vitro. Kwa kuongeza, tafiti za awali zimezingatia utaratibu wa kuhifadhi na kutolewa kwa chuma kutoka kwa ferritin kwa kutumia ioni nyingine za metali nzito kama probes zinazoshindana na ioni za chuma. Kinyume chake, tafiti za hivi majuzi zimeonyesha kuwa mali hii ya ferritin kunasa ioni za chuma na kustahimili kugeuzwa inaweza kutumiwa kutengeneza kinu cha ferritin na kuitumia shambani kwa ufuatiliaji unaoendelea wa kiwango cha uchafuzi wa maji yanayotiririka na ayoni za metali nzito. Chini ya hali maalum katika vitro, baadhi ya viini vya chuma, kama vile viini vya FeS, viini vya CdS, viini vya Mn3O4, viini vya chuma vya sumaku vya Fe3O4 na viini vya urani vya nyenzo zenye mionzi, vimeunganishwa kwa ufanisi katika nafasi ya nano ya maganda ya protini ya ferritin.
- Njia ya kuponya ya inert
Chuo Kikuu cha Jimbo la Pennsylvania na Maabara ya Kitaifa ya Savannah River wamebuni mbinu mpya ya kuchakata vimiminika fulani vya kiwango cha chini cha mionzi kuwa njia iliyoimarishwa kwa utupaji salama. Mchakato huu mpya unatumia mbinu ya mgando ya halijoto ya chini (< 90°C) ili kuleta utulivu wa maji taka yenye mionzi yenye alkali nyingi, yenye shughuli kidogo, yaani, kubadilisha maji taka kuwa mwili ulioimarishwa ajizi. Wanasayansi waliuita mwili ulioponywa wa mwisho "kauri ya maji" (kauri ya vinyweleo inayorushwa na bisque). Wanasema kwamba mwili wa mwisho ulioimarishwa ni ngumu sana, imara na ya muda mrefu, na inaweza kurekebisha radionuclides katika muundo wake wa zeolite. Utaratibu huu wa maandalizi ni sawa na mchakato wa malezi ya miamba katika asili.
- Teknolojia ya ukuta wa athari ya kutoboa chuma isiyo na valent
Kizuizi tendaji kinachoweza kupenyeza (PRB) ni njia inayojitokeza katika nchi zilizoendelea kama vile Uropa na Marekani kwa ajili ya uondoaji wa vijenzi vichafuzi ndani ya maji yaliyo chini ya ardhi. PRBs kwa ujumla huwekwa kwenye vyanzo vya maji chini ya ardhi, perpendicular kwa mwelekeo wa mtiririko wa maji ya chini ya ardhi. Maji ya chini ya ardhi yaliyochafuliwa yanapotiririka kupitia ukuta wa mmenyuko chini ya utendakazi wa gradient yake ya hydraulic, uchafuzi huo utaondolewa na athari za kimwili na kemikali na nyenzo za athari kwenye ukuta, ili kufikia lengo la kurejesha uchafuzi.
Hii ni mbinu ya urejeshaji tulivu ambayo inahitaji matengenezo kidogo na ni ya bei nafuu. Kama tawi muhimu la teknolojia ya PRB, teknolojia ya Fe0-PRB imefanyiwa utafiti na kuendelezwa katika nchi nyingi na katika vipengele vingi vya matibabu ya uchafuzi wa maji chini ya ardhi. Matokeo ya kutia moyo yamepatikana katika utafiti wa utaratibu wa athari, muundo na usakinishaji wa PRBs, na utafiti wa nyenzo mpya amilifu. Wataalamu wa China wameanza kuchunguza teknolojia ya utoboaji wa ukuta inayowakilishwa na chuma cha valent sifuri kwa ajili ya kurekebisha (matibabu) ya maji machafu yenye mionzi ya maji taka ya urani, na utafiti wa sasa umepata matokeo fulani.
Kwa maelezo zaidi kuhusu bidhaa za SINOYQX melamine povu za nanofiltration, tafadhali wasiliana nasi kwa [email protected] au wasiliana nasi kwa: +86-28-8411-1861.
Baadhi ya picha na maandishi yametolewa tena kutoka kwa Mtandao, na hakimiliki ni ya mwandishi asilia. Ikiwa kuna ukiukaji wowote, tafadhali wasiliana nasi ili kufuta.