核技术在环境保护中的应用探究

摘 要：新时期，环境保护工作任务艰巨。要想有效治理环境污染，打造出一个更加生态、健康的生活环境，就必须注重新技术的研发，其中核技术被逐渐地推广与运用，成为支持环境保护与污染治理最具开发潜力的技术之一。文章首先简单介绍了核技术，然后分析了其在环境保护、三废治理中的应用。

关键词：核技术；环境保护；三废治理；应用

核技术在环保中的应用正在成为一种主流趋势，同传统的三废处理技术相比，核技术具有更大的发展潜力、更独到的优势，将其用于环境保护工作中，可以提高环保工作效率，创造更好的工作效果，有效维护和改善环境质量，全面提升环保工作质量。

1 核技术的内涵

核技术是指以核性质、核反应、核效应和核谱学为基础，以反应堆、加速器、辐射源和核辐射探测器为工具的现代高新技术。具有高的灵敏度、特异性、选择性、抗干扰性、穿透性等特点。广泛应用于国民经济各个领域，亦为自然科学的深入发展提供了可能性。

核技术应用于环境保护工程中，能够有效用来处理工业三废，从目前来看已经获得一定的发展，作为三废处理技术，在实际应用中，同传统三废处理技术对比有着得天独厚的优势，优势大体概括为：节省能源、资源、成本低、处理效率高、节能环保、防止二次污染、安全易操作、适用范围广等。

基于以上的诸多优势处理功能，目前，核技术已经形成了多类技术分支，例如：辐射源核技术、电子束辐射技术、等离子体辐照技术等。每一类技术都在环境保护、工业三废处理中发挥着有效作用，能够有效提升环境污染处理工作效率，控制成本、节省能源资源、预防二次污染等。从目前来看，核技术已经在环境污染处理工作中发挥了重要且积极的作用，各个发达国家也加大了核技术研究力度，使其有效支持于环境污染问题的治理，维护生态环境安全。

2 核技术在环境保护中的应用探究

2.1 核技术治理大气污染

污染性大气中含有大量的氮化物NOX、硫化物SO2，引入核技术，利用其辐射处理功能，能够有效缓解污染，同时还能生成肥料。具体的辐射处理过程如下图1所示。

通过图1能够看出，在核辐射技术的作用下，空气中的氧气、水分能够被有效分解，最终形成氧分子、过氧化氢等，这些活性粒子相对活跃，能够同空气中的污染性物质，例如：硫化物、氧化物等进行反应，最终生成化学物质，H2SO4，HNO3，将其收集储存起来，可以被重新用作化学原料。假设在这一反应中添加NH4+，则能够加速空气中污染物的净化效率，并生成了硝酸铵等盐类物质，作为农业肥料。

同时，多级辐射能够提高污染空气的净化效率，既能及时除去空气中的硝酸、硫酸粒子，也能排除空气中的污染物质，形成化学肥料而且不掺杂任何杂质和污物。

世界先进国家正在研发电子束辐照技术，其优势体现在：高效清污，干法处理，不会产生废水，处理后能生成副产品，可以被再回收使用，反应不需添加催化剂，成本低廉、易操作。然而，电子束辐照技术对电力、电能有着较高需求，节能方面有待改善。电子束辐照技术适用于多类污染性气体的净化，例如：交通尾气、锅炉排除废气、工业毒气等。该技术在实际应用过程中，涉及到多重反应机制，例如：能量吸收、固气转化等。

电子束净化技术主要应用于排烟道废气的处理，国内外都有所研究，并已经应用于工业烟道废气处理中，例如：我国于上个世纪末就已经开始投运电子束脱硫工厂，利用电子束净化技术来清理煤电厂的烟道气，具体清理成果见表1。

2.2 核技术处理废水的应用

以电子束辐射技术为代表的核技术能够有效处理废水、污水，有效清洁污染性水体和水源，使其应用于污水中，使其中产生OH-，该自由基能够有效分解污水内的各类污染成分，也能有效控制废水中的BOD与COD等的含量，并扼杀水体内的毒性细菌，消除水体臭味等。

同时，水体中含有的一些化学残留物，例如：洗涤剂、农药、苯酚等也能在辐射技术的处理下逐步分解，直至消失，从而防止水体富营养化，为水内动植物的健康生长创造生态化水体条件。特别是内含染料的污水，经辐射处理后染料将分解，同时，也能有效消灭水体内细菌，这其中水体性质、水内病菌类型、所处理水层厚等都将影响灭菌效果。

现阶段，废水辐射处理技术已经在西方国家工业领域得以发展，同普通的废水处理技术相比，该技术无论在废水处理工作效率、效果还是清洁度方面都更具优势。

以脉冲放电等离子体为代表的核技术也是废水处理技术之一，特别适合硝基苯废水的清洁、处理。

2.3 核技术处理污泥

污泥在人类社会无处不见，其中城市废水中就含有大量的污泥，内含众多细菌、病菌、有害物质等，如果不经处理直接排放势必会极大地影响生态环境，对人类社会带来非常不利的影响。然而，在核辐射技术的灭菌处理后，污泥则能转化为肥料，用于农业土地中，发挥良好的肥力作用。经过辐射处理的污泥不仅有效灭菌，也使污泥脱水、成为颗粒，发挥良好的沉降性能，经处理后的活性污泥用在农业土壤中，能够让土壤更肥沃。

现阶段，污泥辐射处理技术已经在世界发达国家得以发展与应用，例如：电子束灭菌法，能够将污泥变成堆肥用于农田肥料。例如：啤酒加工后的污泥，在辐射处理后变干，可以用来养鱼。

2.4 核技术处理固体废弃物

固体废弃物是环境污染的又一大物质，在工业三废中占据较大比例，无论是生产、生活领域都将产生大规模的固体废弃物，威胁着环境安全、影响着人们的身体健康，特别是难以降解的废弃物，长期存留于环境将带来巨大的污染性危害。固体废弃物如果长期堆放不仅浪费了资源，也占据了空间，采用核技术处理不失为明智之举。

2.4.1 等离子体辐照技术的应用

等离子体辐照技术作为一项代表性的核技术，用在固体废弃物污染处理中，不仅成效好、成本低、无污染，而且操作便捷。目前，该技术已经应用在工业三废处理中，事实证明效果明显，能够让固体废物生态化，减少其对空间的占领，有效缓解日益沉重的环境问题。

等离子体辐射技术已经用在固体废物处理中，并在世界发达国家成功运用，发挥了实用功能，例如：等离子体火炬就是典型的废物处理系统，其应用中体现出以下优势：

第一，广泛的适用性。该系统能够用来处理各类毒害物质、废弃物，例如：有机物、无机物、固液毒物等。

第二，高效的转化性能。毒废弃物质经该系统处理后，毒物散去，并能转变成无毒物质，兼具一定的利用价值。

第三，无污染排放。该系统在废弃物处理中，所排放的物质的污染程度达到国家规定等级。

第四，控制废物空间。经该系统的处理，废物占据空间变小，缓解了环境污染的空间压力，减容比达99.8%。

等离子体火炬系统的应用原理体现为：重组并分解垃圾内部的分子、原子等，从而减少垃圾焚烧带来的污染问题，该系统可以适用于以下废弃物的处理，具体包括：废弃的电池、线路板、医药废物、农业化学废料、重金属废料、石棉废料等。特别是一些高危废料、污染性毒物等的处理，该系统都能发挥积极的功效，而且实验过程无污染、安全、合理，有效缩小固体废物的体积。

2.4.2 电离辐射技术

环保新时期，整个社会正在加大力度研发一种全新的节能环保技术，人们在试图研究如何变废弃物为可回收利用的宝物，对此，电离辐射技术则相应派上用场，发挥一定的作用。其中电离辐照技术属于高端的能量处理技术，能够用来处理毒性物质，例如：污染性废弃物、液体等，其应用的技术原理为：辐照三态靶子，使其发生电离作用，随着离子浓度上升，超出热平稳浓度，则将具有一定的化学活性。

研究表明，垃圾内部的有机物多数来源于纤维素，通过处理这些纤维素能够有效缓解废物污染，具体操作方法为：向纤维素材料内添水调浆，让其在光照下100kGy，再填入添加剂，并提高其温度、压力等，催促其发生反应，最终将形成全新的可发挥利用价值的化学物质，也就是塑料。

如果适度地提高照射度，从100kGy上升至200kGy，这些固体废弃物则可以被有效降解，生成一种官能团物质，是油、活性剂等理想的材料。

3 结束语

核技术在环保中的应用虽然已经取得了一定的成效，然而，其深入开发与广泛普及应用依然需要一个过程，要积极加大核技术的研发力度，使其支持于环境保护工程建设，依靠核技术提高人类生活环境质量。

参考文献

[1]王晓涛，陈栋梁，周晓剑，等.核技术利用在线监控平台的建设与设想[J].中国科技信息，2012（15）：36-54.

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[3]郭玉芳，叶代启.废气治理的低温等离子体-催化协同净化技术[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（7）：41-46.