摘要
本文首先介紹了核輻射技術(shù)的基本概念，然后討論了電子束輻照和γ射線輻照在工業(yè)廢水，廢氣及於渣處理的機(jī)理及其應(yīng)用，說(shuō)明了輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中具有其它技術(shù)和方法不可替代的作用，指出了輻射技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中存在的問(wèn)題和發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞
環(huán)境保護(hù) 核輻射技術(shù) 環(huán)境污染治理 γ射線 電子束
正文
核輻射是原子核從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或另一種能量狀態(tài)過(guò)程中所釋放出來(lái)的微觀粒子流。核輻射可以使物質(zhì)引起電離或激發(fā)，故稱為電離輻射。電離輻射又分直接致電離輻射和間接致電離輻射。直接致電離輻射包括質(zhì)子等帶電粒子。間接致電離輻射包括光子、中子等不帶電粒子。核輻射主要是α、β、γ三種射線：α射線是氦核，β射線是電子，這兩種射線由于穿透力小，影響距離比較近，只要輻射源不進(jìn)入體內(nèi)，影響不會(huì)太大。γ射線的穿透力很強(qiáng)，是一種波長(zhǎng)很短的電磁波。
污染物的輻射處理方法是利用γ射線及快速電子對(duì)環(huán)境污染物進(jìn)行輻照。輻照時(shí)體系可產(chǎn)生物理化學(xué)效應(yīng)，化學(xué)效應(yīng)及生物學(xué)效應(yīng)等。核輻射技術(shù)在處理環(huán)境污染物應(yīng)用面廣，可用高能射線對(duì)燃燒廢氣、生活污水和工業(yè)廢水消化污水及固體廢物等進(jìn)行處理都已取得良好效果。輻射能有效地的降解三廢中的有機(jī)物；殺死廢物中的有害病毒，有害微生物；提高污泥的沉降和過(guò)濾性能；節(jié)省大量能源。輻射不會(huì)帶來(lái)二次污染，安全可靠，特別對(duì)于那些常規(guī)方法難以處理的污染物具有重要意義。
一、核輻射技術(shù)在治理環(huán)境廢水中的應(yīng)用
廢水處理主要有下面的四個(gè)方面：
1．降低廢水中的生化需氧量f BOD)和化學(xué)需氧量(COD)o
2．使廢水更穩(wěn)定，使難以降解的化合物轉(zhuǎn)變成比較容易被生物或化學(xué)氧化的形式降解。
3．消滅廢水中的病菌，病毒及有害微生物，設(shè)法破壞有毒化合物。
4．改善廢水中固體成分(污泥)的處理和運(yùn)輸。
用輻射方法可以完全解決上面的問(wèn)題，達(dá)到治理環(huán)境污染的目的。
采用γ射線或者加速電子對(duì)污染物進(jìn)行處理時(shí)，一方面，高能射線可以與污染物直接作用，引起它們分解和改性；另一方面，高能射線可以與介質(zhì)(水和空氣)發(fā)生作用產(chǎn)生一系列的自由基、離子、水合電子及離子基等，這些粒子具有相當(dāng)高的活性，能與污染物發(fā)生氧化或還原作用造成有機(jī)物的降解。通常情況，在高能射線輻照下，純水會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)

注：式中括號(hào)內(nèi)是G值，它的定義是每吸收1000V射線能量所生成產(chǎn)物的分子數(shù)
另外， 通過(guò)改變輻照反應(yīng)體系和條件 ( 如氧氣濃度、 p H、微量添加物等) ，可控制主要輻照產(chǎn)物的產(chǎn)額，繼而使反應(yīng)朝著所需的方向進(jìn)行。
對(duì)于廢水中的有機(jī)污染物的降解反應(yīng)一般以氧化反應(yīng)為主，保持較高的氧氣含量，可有效提高氧化性自由基( 如 OH? ) 的產(chǎn)額，同時(shí)抑制還原性物質(zhì)( 如 H?、e) 的產(chǎn)生。 Pi k a e v等利用 γ射線對(duì)含酚廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)，考察了氧氣 輻照劑量率(單位時(shí)間中的輻照劑量 ) 等參數(shù)的影響。結(jié)果表明，廢水中含有氧氣時(shí)，酚的分解率可大大加快，酚分解的產(chǎn)額 G也大幅度提高；另外酚分解的產(chǎn)額G隨輻照劑量率的增大而減小。
Ha s h i mo t o等研究了電子柬對(duì)工業(yè)含蒽醌染料廢水進(jìn)行輻照脫色、降解處理 。 結(jié)果表明，芳香環(huán)的脫色 、降解程度隨氧含量增加而增加，而氧含量達(dá) 2 5 ％時(shí)，其脫色效果與用純氧鼓泡體系幾乎相同。 此外，研究還表明染料脫色、降解效果與染料自身性質(zhì) 有關(guān)， 輻照劑量相差 2個(gè)數(shù)量級(jí)， 一般在 1 0 Gy以上。
P i k a e o等還曾用 γ射線對(duì)含氰廢水進(jìn)行處理，研究了輻照劑量率、氧濃度 、氰化物濃度等因素的影響，得出在靜態(tài)條件及流動(dòng)體系中，約2 k Gy的輻照劑量可使?jié)舛?為 2 6 mg ／ L的含氰廢水中的氰完全分解。殷敬文等曾研究不同劑量、不同 CN 濃度下氰化物的分解及其分解產(chǎn)物，結(jié)果表明，在稀水溶液中CN 的輻解是由輻射的間接效應(yīng)引起的，他們還進(jìn)一步研究了水中雜物存在時(shí)對(duì) CN分解效果的影響。
輻射技術(shù)還可用于含重金屬離子廢水的處理 ，S c h me l l i n g I 、 Ma h n a z等分別利用電子束和γ射線對(duì)含 Pb 和 Hg的廢水進(jìn)行處理 。 研究表明， 金屬離子在輻照產(chǎn)生的水合電子和氫原子作用下，可被還原為低價(jià)或單質(zhì)金屬，并從溶液中沉淀出來(lái)。 因此， 在 此情況下， 輻射反應(yīng)以還原反應(yīng)為主， 通過(guò)限制氧氣 含量而降低 OH的產(chǎn)額， 提高 H和 e 。的產(chǎn) 生量，同 時(shí)使用乙醇作為?OH 自由基的消除劑，以阻止金屬 被重新氧化。 當(dāng)使用劑量為3 k Gy時(shí)，濃度為0．O 01 mg ／ L 的Hg可完全去除； 而 0 ． 0 01 mg ／ L的 P b則較難去除，當(dāng)輻照劑量為4 0 k Gy時(shí)其去除率只有 9 6 ％。
然而，對(duì)于大部分工業(yè)廢水而言，單純依靠輻射處理所需的輻射劑量過(guò)高。 因此， 將該技術(shù)與常規(guī)水處理技術(shù)結(jié)合使用才具有更大的可行性。Sa k u mo t o 等研究認(rèn)為，輻射結(jié)合臭氧化處理含酚廢水可使去除率上升所需輻照劑量下降，兩者具有明顯協(xié)同效應(yīng)。還有人將常規(guī)吸附方法與輻射技術(shù)結(jié)合起來(lái)處理難降解廢水，利用輻射降解作用來(lái)對(duì)使用過(guò)的吸附劑進(jìn)行再生，達(dá)到了較好的效果。