Alle 13 ore locali, il 24 agosto 2023, la centrale nucleare giapponese di Fukushima Daiichi ha iniziato a dirigersi verso il mare dell'acqua contaminata da materiali nucleari. Cette catastrophe a suscité de vives inquiétudes dans le monde entier. L'ambasciatore cinese al Giappone, Wu Jianghao, si è rivolto a una protesta solenne al governo giapponese riguardo al rifiuto in mare delle acque inquinate dal nucleo di Fukushima; l'Administration générale des douanes de Chine: Sospensione totale delle importazioni di prodotti acquatici giapponesi; Premier ministre sud-coréen: La Corée du Sud maintiendra inchangée l'interdiction d'importation des produits aquatiques japonais de Fukushima.
Les eaux usées nucléaires, come il loro nome l'indique, sont des eaux usées contenant de la radioactivité. Il s'agita per esempio d'acque usate altamente radioattive prodotte in caso di incidenti ai combustibili nucleari o di acque di raffreddamento in contatto diretto con il combustibile nucleare. Gli esperti affermano che le acque usate nucleari non sono uguali alle acque usate nucleari. Les eaux usées nucléaires sont ancora più nocive, car elles contiennent 64 tipi di sostanze radioattive nucléaires, dont le tritium.
Le acque nucleari contengono numerosi elementi radioattivi, come l'uranio, il plutonio, il cesio, lo stronzio, lo iodio e il cobalto. Alcuni di loro hanno una lunga demi-vie, come la cella dell'uranio 238, che dura 4,5 miliardi di anni, e la cella del plutonio 239, che dura 24 000 anni. Questi elementi radioattivi presentano gravi pericoli per il corpo umano e l'ambiente, come la cancro, la teratogenesi e la mutagenicità. A seconda delle fonti e delle circostanze, delle concentrazioni e delle proporzioni di diversi elementi radioattivi negli effluenti nucleari, tuttavia, in generale si rispettano le norme internazionali e i limiti di sicurezza.
Se le acque usate nucleari vengono respinte dall'ambiente senza trattamenti adeguati, esercitano un impatto significativo sull'ecosistema e sulla salute umana. Le sostanze radioattive possono essere trasmesse dall'acqua, dal sole, dall'aria, dalle catene alimentari, ecc., ciò che comporta un aumento delle dosi di rayonnement negli organismi, provocando diverse malattie e mutazioni genetiche. Di conseguenza, il trattamento e l'eliminazione delle acque nucleari devono rispettare le norme di sicurezza rigorose per evitare qualsiasi rischio.
Le tecnologie di trattamento delle acque nucleari utilizzate nei diversi paesi sono le seguenti:
- Metodo di precipitazione chimica
Il metodo di precipitazione chimica è un metodo di coprécipitazione dell'agente precipitante e delle tracce di radionucleidi nelle acque utilizzate. Gli idrossidi, i carbonati, i fosfati e altri composti di radionucleidi presenti nelle acque utilizzate servono a versare la maggior parte delle sostanze insolubili e possono quindi essere eliminati durante il trattamento. L'obiettivo del trattamento chimico è quello di trasferire e concentrare i radionucleidi presenti nelle acque utilizzate in un piccolo volume di bocce, in modo che le acque depositate contengano pochi residui di radioattività e possano soddisfare le norme di rifiuto.
I vantaggi di questo metodo sono faible coût, sono un buon effetto nell'eliminazione dei radionuclidi logaritmici e nella capacità di trattare i componenti non radioattivi e le loro concentrazioni, così come le acque utilizzate fluidificate con una fluidificazione considerevole. Gli impianti di trattamento e le tecnologie utilizzate costituiscono un'esperienza molto più valida.
Al momento, i precipitati come i sali di ferro, i sali di alluminio, i fosfati e il sudore sono i più coraggiosamente utilizzati. Per favorire il processo di coagulazione, vengono aggiunti coadiuvanti della coagulazione, come l'argilla, il silice attivo e gli elettroliti polimerici. Per il cesio, il rutenio, lo iodio e altri nuclei radioattivi concentrati che sono difficili da eliminare, è necessario utilizzare precipitati chimici speciali. Ad esempio, il cesio può essere eliminato mediante coprécipitazione di ferrocianuro ferrico e ferrocianuro di rame. Alcune persone utilizzano lo xantato di amido insolubile per trattare le acque radioattive contenenti metalli. L'effetto del trattamento è buono, l'applicabilità è elevata e il tasso di eliminazione della radioattività è >90%. Il s'agit d'un floculant échangeur d'ions avec d'excellentes performance. Comme il n'y a pas de sulfure résiduel lors du traitement des eaux usées, il convient mieux au traitement des eaux usées.
- Metodo di scambio di ioni
Numerosi radionuclidi sono ionizzati nell'acqua, in particolare nelle acque radioattive utilizzate dopo il trattamento con precipitazione chimica. A causa dell'eliminazione dei radionucleidi in sospensione e colloidali, non resta che le specie ioniche, la cui parte non è cationica. Inoltre, i radionucleidi esistenti in piccole quantità nell'acqua e convenienti sono quasi interamente trattati con lo scambio di ioni. In assenza di interferenze da parte di ioni non radioattivi, lo scambio di ioni può funzionare in modo efficace durante un lungo periodo. La maggior parte delle resine scambiatrici di cationi ha un'elevata capacità di eliminazione e una grande capacità di scambio per lo stronzio radioattivo. La resina cationica fenolica può eliminare efficacemente il cesio radioattivo, e la resina cationica microporosa non può eliminare solo i cationi radioattivi, ma anche lo zirconio, il niobio, il cobalto sotto forma di colloidi e il rutenio sotto forma di complessi di adsorbimento. Toutefois, cette loi présente une faiblesse fatale. Quando il contenuto di nuclei radioattivi o di ioni non radioattivi del residuo liquido è elevato, la luce della resina penetra rapidamente e diventa invalida. Abituellement, la résine utilisée pour traiter les eaux uses radioactives n'est pas régénérée, del tipo che quando è défaillante, deve essere sostituita immediatamente.
Il metodo di scambio degli ioni utilizza una resina scambiatrice di ioni, che si adatta ai liquidi residui a debole conservazione. Quando il tenore in sale è elevato, il costo del trattamento con resina scambiatrice di ioni è più elevato di quello del processo selezionato. Ciò è principalmente dovuto alla scarsa selettività della resina, che presenta una forte correlazione con il tenore in sale.
- Metodo di adsorbimento
L'adsorbimento è un metodo efficace per eliminare gli ioni di metalli pesanti dall'acqua utilizzando sostanze solide porose per assorbire ed eliminare gli ioni di metalli pesanti. La tecnologia chiave del metodo di adsorbimento è la scelta dell'adsorbente. Les adsorbants couramment utilisés sont le charbon actif, la zéolite, le kaolin, la bentonite, l'argile, etc. Parmi eux, la zéolite est bon marché, sûre et facile da ottenere. Confrontato con altri adsorbenti inorganici, la zeolite ha una maggiore capacità di assorbimento e un migliore effetto di purificazione. La capacità di purificazione della zeolite è superiore a 10 rispetto ad altri adsorbenti inorganici, che in realtà sono un agente di trattamento dell'acqua molto competitiva. Viene spesso utilizzato come adsorbente nel processo di trattamento dell'acqua e serve come scambiatore di ioni e agente filtrante.
Il carbone attivo ha una forte capacità di assorbimento e un tasso di eliminazione elevato, ma l'efficacia della rigenerazione del carbone attivo è debole e la qualità dell'acqua trattata risponde difficilmente alle esigenze di riutilizzo. Il prezzo è elevato e l'applicazione è limitata. Negli ultimi anni diversi materiali adsorbenti dotati di una capacità di assorbimento sono stati progressivamente messi a punto. Dagli studi pertinenti è emerso che il chitosano e i suoi derivati sono dei buoni assorbenti per gli ioni di metalli pesanti. Dopo la reticolazione, la resina di chitosano può essere utilizzata più volte senza che la sua capacità di adsorbimento non diminuisca in modo significativo. L'utilisation de sépiolite modifiée pour traiter les eaux usées contenant des métaux lourds présente una buona capacità di adsorbimento per le Co et l'Ag, et il teneur en métaux lourds des eaux usées traitées est nettement inférieure à la norme globale de rejet des eaux usées.
- Evaporazione e concentrazione
Il metodo di concentrazione per evaporazione presenta un fattore di concentrazione e un fattore di purificazione elevato ed è principalmente utilizzato per trattare le acque usate in misura minore e altamente radioattive. Il principio di funzionamento del metodo di evaporazione è il seguente: le acque radioattive vengono inviate al dispositivo di evaporazione e, nello stesso tempo, viene introdotto il vapore di riscaldamento per evaporare l'acqua in vapore, mentre i radionucleidi restano nell'acqua. L'acqua condensata formatasi durante il processo di evaporazione viene evacuata o riutilizzata e il liquido concentrato viene solidificato. Il metodo di concentrazione per evaporazione non è adatto al trattamento delle acque usate contenenti nuclei volatili e moussant facilmente; elle consomme beaucoup d'énergie thermique et a des coûts d'exploitation élevés ; Nello stesso tempo, le minacce potenziali dicono che la corrosione, l'ingresso e l'esplosione devono essere presi in considerazione durante la concezione e lo sfruttamento. Per migliorare l'utilizzo del vapore e ridurre i costi di sfruttamento, non è necessario spendere i propri sforzi per sviluppare nuovi evaporatori, ad esempio gli evaporatori a compressione di vapore, gli evaporatori a divano tritato, gli evaporatori sottovuoto e quelli sottovuoto. da altri nuovi evaporatori che hanno ottenuto risultati notevoli.
- Tecnologia di separazione a membrana
La tecnologia membranaia è un metodo relativamente efficace, economico e affidabile per trattare le acque radioattive utilizzate. La tecnologia di separazione a membrana presenta le caratteristiche seguenti: buona qualità degli effluenti, senza cambiamento di fase dei materiali e debole consumo di energia, questo è il motivo per cui è l'oggetto di ricerche attive.
Les technologies membranaires utilisées à l'étranger sont: la microfiltrazione, l'ultrafiltrazione, la nanofiltrazione , la filtrazione su membrana a base di polimeri solubili nell'acqua, l'osmosi inversa (RO), l'elettrodialisi, la distillazione su membrana, lo scambio elettrochimico di ioni, la membrana liquida, la separazione tramite membrana di filtrazione ad adsorbimento di ferrite e membrana di carta a scambio di anioni, così come altri metodi.
La schiuma di melamina è un tipo di substrato di filtraggio organico tridimensionale stabile a livello nanometrico, dove la dimensione dei pori può raggiungere 1 nm, la capacità dei pori è di 0,297 cm3/g e il tasso di apertura dei pori è del 98%. Può assorbire e filtrare efficacemente le acque nucleari utilizzate, anche se la maggior parte dei tipi di adsorbenti sono aggiunti.
- Trattamento biologico
I metodi di trattamento biologico comprendono la fitorimedicina e i metodi microbici. La phytoremediation è una nuova tecnologia di trattamento in situ che utilizza le piante verdi e i loro microrganismi indigeni della rizosfera per lavorare insieme all'eliminazione degli agenti inquinanti dall'ambiente.
Dopo i risultati delle ricerche esistenti, i tipi di tecnologie di biorestauro applicabili comprendono principalmente la tecnologia delle zone umide costruite, la tecnologia di filtrazione della rizosfera, la tecnologia di estrazione delle piante, la tecnologia di solidificazione delle piante e la tecnologia di evaporazione delle piante. I risultati dei test mostrano che la quasi totalità dell'uranio presente nella massa d'acqua può arricchirsi nelle racine delle piante.
Il trattamento microbiologico delle acque debolmente radioattive è una nuova tecnologia che ha iniziato a essere studiata negli anni 1960. Quegli studi sull'eliminazione dell'uranio nelle acque radioattive di questo metodo sono stati menzionati nel paese e all'estero, ma mai più la maggior parte di loro è ancora allo stadio della ricerca sperimentale.
Con lo sviluppo della biotecnologia e lo studio approfondito del meccanismo di interazione tra i microrganismi e i metalli, si sta progressivamente rendendo conto che l'utilizzo dei microrganismi per trattare l'inquinamento delle acque radioattive è un metodo molto promettente. Le cellule microbiche vengono utilizzate come agenti di trattamento biologico per assorbire, arricchire e recuperare i radionucleidi come l'uranio in una soluzione acquosa, ciò che presenta una grande efficacia, un debole consumo e un debole consumo di energia. Inoltre, non c'è alcun inquinante secondario che permetta di raggiungere l'obiettivo di riduzione dei rifiuti radioattivi e di creare condizioni favorevoli alla rigenerazione o allo stoccaggio geologico dei nuclei.
- Metodo delle molecole magnetiche
L'Electric Power Research Institute (EPRI) degli Stati Uniti ha messo a punto il metodo Mag-Mole per ridurre il numero di rifiuti radioattivi come lo stronzio, il cesio e il cobalto generati. Il metodo è basato su una proteina a base di ferritina, che è stata modificata per l'utilizzo di molecole magnetiche al fine di raccogliere selettivamente i contaminanti, che vengono ritirati dalla soluzione per scopi, quindi i metalli liquidi vengono recuperati mediante un lavaggio contro corrente del filtro magnetico. La ferritina è una proteina multiunità multifunzionale altamente conservata che si trova coraggiosamente negli organismi viventi e che presenta caratteristiche particolari di resistenza agli acidi diluiti (pH<2,0), alle basi diluite (pH= 12,0) e alle temperature elevate (invariante a una temperatura dell'acqua di 70～75°C). Con l'approfondimento della ricerca sulla ferritina, sono stati realizzati grandi progressi nello studio di nuove funzioni in vitro utilizzando il nano-spazio del loro involucro protettivo. Negli studi in vitro è stato dimostrato che la ferritina ha la capacità di immagazzinare gli ioni di metalli preziosi in vitro. Inoltre, gli studi precedenti si concentrano sul meccanismo di stoccaggio e liberazione del ferro dalla ferritina utilizzando altri ioni di metalli preziosi come le sonde che entrano in competizione con gli ioni di ferro. In seguito, studi recenti hanno dimostrato che questa proprietà della ferritina per catturare gli ioni metallici e resistere all'inversione può essere sfruttata per costruire un reattore a ferritina e utilizzarla sul terreno per sorvegliare continuamente il grado di contaminazione dell'acqua corrente da parte degli ioni metalli forti. In condizioni specifiche in vitro, alcuni metalli
- Metodo di durcissement inerte
L'Università di Stato della Pennsylvania e il Savannah River National Laboratory hanno messo a punto un nuovo metodo di trattamento di alcuni rifiuti liquidi debolmente radioattivi sotto una forma solidificata in vista di un'eliminazione sicura. Questo nuovo procedimento utilizza un metodo di coagulazione a bassa temperatura (< 90°C) per stabilizzare i residui radioattivi liquidi altamente alcalini e con debole attività, questo è ciò che serve per trasformare il trasformatore in un corpo inerte solidificato. Gli scienziati hanno chiamato il corpo finale durci une “idrocéramique” (une céramique poreuse cuite au four à bisque). Affermano che il corpo solidificato in definitiva è molto resistente, stabile e durevole, e che può fissare i radionuclei nella sua struttura zeolitica. Questo processo di preparazione è simile al processo di formazione delle rocce nella natura.
- Tecnologia di reazione rapida per percolazione a base di ferro zerovalente
La barriera reattiva permeabile (PRB) è un metodo emergente nei paesi sviluppati come l'Europa e gli Stati Uniti per l'eliminazione in situ dei componenti inquinanti nelle acque sotterranee inquinate. I PRB sono generalmente installati nelle falde acquifere sotterranee, perpendicolarmente al senso dell'acqua sotterranea. Quando le acque sotterranee inquinano attraversando il muro di reazione sotto l'azione del proprio gradiente idraulico, gli inquinanti vengono eliminati dalle reazioni fisiche e chimiche con i materiali di reazione nel muro, in modo da raggiungere l'obiettivo di ripristino dell'inquinamento.
Il s'agit d'une tecnica di restauro passivo qui nécessite peu d'entretien et qui est peu coûteuse. Poiché è un ramo importante della tecnologia PRB, la tecnologia Fe0-PRB è diventata l'oggetto della ricerca e dello sviluppo in numerosi paesi e in numerosi aspetti del trattamento dell'inquinamento delle acque sotterranee. I risultati incoraggianti sono stati ottenuti nello studio del meccanismo di reazione, della struttura e dell'installazione di PRB, così come nello studio dei nuovi materiali attivi. I ricercatori cinesi hanno cominciato a studiare la tecnologia di paroi di percolazione attiva rappresentata dal ferro zero valente per l'assassinio (trattamento) delle acque radioattive dei residui di uranio, e la ricerca attuale per ottenere certi risultati.
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