À 13 heures, heure locale, le 24 août 2023, la centrale nucléaire japonaise de Fukushima Daiichi a commencé à déverser dans la mer de l'eau contaminée par des matières nucléaires. This catastrophe a suscité de vives inquiétudes dans le monde entier. L'ambassadeur de Chine au Japon, Wu Jianghao, a adressé une protestation solennelle au gouvernement japonais concernant le rejet en mer des eaux polluées par le nucléaire de Fukushima ; l'Administration générale des douanes de Chine : Suspension totale des importations de produits aquatiques japonais ; Premier ministre sud-coréen : La Corée du Sud maintiendra inchangée l'interdiction d'importation des produits aquatiques japonais de Fukushima.
Les eaux usées nucléaires, comme leur nom l'endique, sont des eaux usées contenant de la radioactivité. Il s'agit par exemple d'eaux usées hautement radioactives produit lors d'accidents dus à des fuites nucléaires, ou d'eaux de refroidissement an contact direct with du combustible nucléaire. Les experts affirment ke les eaux usées nucléaires ne sont pas égales aux eaux usées nucléaires. Les eaux itilize nucléaires sont encore plus nocives, machin yo genyen 64 types de substances radioactives nucléaires, don't le tritium.
Les eaux usées nucléaires contiennent de nombreux éléments radioactifs, tels que l'uranium, le plutonium, le césium, le strontium, l'iode ak le cobalt. Certains d'entre eux ont une longue demi-vie, comme celle de l'uranium 238, ki est de 4,5 milliards d'années, et celle du plutonium 239, ki est de 24 000 ans. Ces éléments radioactifs présentent de graves dangers pour le corps humain et l'environnement, tels que la cancérogénicité, la tératogénicité ak la mutagénicité. Selon les sources et les circonstances, les concentrations et les proportions de divers éléments radioactifs dans les effluents nucléaires varient, mais dépassent généralement de loin les normes internationales et les limites de sécurité.
Si les eaux usées nucléaires sont rejetées dans l'environnement sans traitement approprié, elles auront yon impact sérieux sur l'écosystème ak sante humaine. Les substances radioactives peuvent être transmises par l'eau, le sol, l'air, les chaînes alimentaires, etc., ce qui entraîne une augmentation des doses de rayonnement dans les organismes, provoquant diverses maladies et mutations génétiques. Par conséquent, le traitement et l'élimination des eaux uses nucléaires doivent respecter des normes de sécurité strictes afin d'éviter tout fuite ak tout aksidan.
Les technologies de traitement des eaux uses nucléaires couramment used in different pays are les suivantes :
- Méthode de précipitation chimique
La méthode de précipitation chimique se yon metòd de coprécipitation de l'agent précipitant ak des traces de radionucléides nan les eaux itilize. Les hydroxydes, carbonates, phosphates et autres composés de radionucléides présents dans les eaux usées sont pour la plupart insolubles Et peut donc être éliminés au cours du traitement. L'objectif du traitement chimique est de transférer Et de concentrer les radionucléides présents nan les eaux itilize nan yon ti volim boues, de sorte ke les eaux usées déposées contiennent peu de radioactivité résiduelle Et peut satisfaire aux normes de rejet.
Les avantages de cette méthode sont son faible coût, son bon effet d'élimination des radionucléides logarithmiques ak sa capacité à traiter les composants non radioactifs et leurs concentrations, ainsi que les eaux usées fluidifiées ak yon fluidisation considérable. Les installations de traitement et les technologies used ont une expérience assez mûre.
À l'heure actuelle, les précipitants tels que les sels de fer, les sels d'aluminium, les phosphates Et la soude sont les plus couramment itilize. Afin de favoriser le processus de coagulation, des adjuvants de coagulation tankou l'argile, la silice active Et les électrolytes polymères sont ajoutés. Pour le césium, le ruthénium, l'iode et d'autres nucléides radioactifs concentrés qui sont difficiles à éliminer, des précipitants chimiques spéciaux must be used. Par egzanp, le césium peut être éliminé par coprécipitation de ferrocyanure ferrique et de ferrocyanure de cuivre. Sèten moun itilize le xanthate d'amidon insoluble pour traiter les eaux uses radioactives contenant des métaux. L'effet de traitement est bon, l'applicabilité est large et le taux d'élimination de la radioactivité est >90%. Il s'agit d'un floculant échangeur d'ions ak d'excellentes performances. Comme il n'y a pas de sulfure résiduel lors du traitement des eaux usées, il convient mieux au traitement des eaux usées.
- Methode d'échange d'ions
De nombreux radionucléides sont ionisés nan dlo, an patikilye nan eaux itilize radioactives apre tretman par précipitation chimique. En raison de l'élimination des radionucléides en suspension et colloïdaux, il ne reste que des espèces presque ioniques, dont la plupart sont des cations. En outre, les radionucléides existant en petites quantités dans l'eau et conviennent donc parfaitement au traitement par échange d'ions. En l'absence d'interférence d'ions non radioactifs, l'échange d'ions peut fonctionner efficacement pendant une longue période. La plupart des résines échangeuses de cations ont une capacité d'élimination élevée Et une grande capacité d'échange pour le strontium radioactif. La résine cationique phénolique peut éliminer efficacement le césium radioactif, ak la résine cationique microporeuse peut non seulement éliminer les cations radioactifs, mais aussi le zirconium, le niobium, le cobalt sous forme de colloïdes ak le ruthénium sous forme de complexes par adsorption. Sepandan, cette loi présente une faiblesse fatale. Lè la teneur en nucléides radioactifs ou en ions non radioactifs du likid résiduaire est élevé, le lit de résine pénètre rapidement et devient invalide. Habituellement, la résine utilisé pour traiter les eaux uses radioactives n'est pas régénérée, de sorte que lorsqu'elle est défaillante, li dwe ranplase imedyatman.
La méthode d'échange d'ions utilise une résine échangeuse d'ions, qui convient aux liquides résiduaires à faible teneur en sel. Lè la teneur en sel est élevé, le coût du traitement par résine échangeuse d'ions est plus élevé que celui du processus sélectif. Cela est principalement dû à la faible sélectivité de la résine, qui présente une forte corrélation avec la teneur en sel.
- Metòd adsorption
L'adsorption est une méthode efficace pour éliminer les ions de métaux lourds de l'eau en utilisant des substances solides poreuses pour adsorber et éliminer les ions de métaux lourds. La technologie clé de la méthode d'adsorption est le choix de l'adsorbant. Les adsorbants couramment used sont le charbon actif, la zéolite, le kaolin, la bentonite, l'argile, etc. Parmi eux, la zéolite est bon marché, sûre et facile à obtenir. Comparée à d'autres adsorbants inorganiques, la zéolithe a une plus grande capacité d'adsorption ak yon pi bon efè pirifikasyon. La capacité de purification de la zéolithe est 10 fois supérieure à celle des autres adsorbants inorganiques, sa ki fè yon ajan de traitement de l'eau très compétitif. Elle est souvent utilisé comme adsorbant dans les processus de traitement de l'eau Et sert également d'échangeur d'ions Et d'agent filtrant.
Le charbon actif a une forte capacité d'adsorption ak yon taux d'élimination élevé, mais l'efficacité de la régénération du charbon actif est faible, Et la qualité de l'eau traitée répond difficilement aux exigences de réutilisation. Le prix est élevé Et l'application est limite. Ces dernières années, divers matériaux adsorbants dotés d'une capacité d'adsorption ont été progressivement mis au point. Des études pertinentes ont montré ke le chitosan ak ses dérivés sont de bons adsorbants pour les ions de métaux lourds. Après réticulation, la résine de chitosane peut être réutilisée plusieurs fois sans ke sa capacité d'adsorption ne diminue de manière significative. L'utilisation de sépiolite modifiée pour traiter les eaux usées contenant des métaux lourds présente une bonne capacité d'adsorption pour le Co et l'Ag, ak la teneur en métaux lourds des eaux usées traitées est nettement inférieure à la norme globale de rejet des eaux usées.
- Evaporasyon ak konsantrasyon
La méthode de concentration par évaporation présente un facteur de concentration Et yon faktè de purification élevés Et principalement utilisé pour traiter les eaux usées moyennement Et hautement radioactives. Le principe de fonctionnement de la méthode d'évaporation est le suivant : les eaux uses radioactives sont envoyées dans le dispositif d'evaporation et, en même temps, la vapeur de chauffage est entwodui pou évaporer l'eau en vapeur d'eau, tandiske les radionucléides restent dans l'eau. L'eau condensée formée au cours du processus d'évaporation est évacuée ou réutilisée, ak likid concentré est solidifiée. La méthode de concentration par évaporation n'est pas adaptée au traitement des eaux uses contenant des nucléides volatils et moussant fasil ; elle consomme beaucoup d'énergie thermique et a des coûts d'exploitation élevés ; en même temps, les menaces potentielles telles que la corrosion, l'entartrage et l'explosion doivent être prises en compte lors de la conception et de l'explosion. Afin d'améliorer l'utilisation de la vapeur Et de réduire les coûts d'exploitation, les pays n'ont pas ménagé leurs efforts pour développer de nouveaux évaporateurs, tels que les évaporateurs à compression de vapeur, les évaporateurs à couche mince, les évaporateurs sous vide ak lòt nouvo évaporateurs, ki ont obtenu des résultats.
- Teknoloji separasyon par manbràn
Teknoloji Membranè a se yon metòd relativman efikas, ekonomik ak fiable pou traiter les eaux uses radioactives. La technologie de séparation par membrane présente les caractéristiques suivantes : bonne qualité des effluents, pas de changement de phase des matériaux Et faible consommation d'énergie, c'est pourquoi elle a fait l'objet de recherches actives.
Les technologies membranaires utilisées à l'étranger sont : la microfiltration, l'ultrafiltration, la nanofiltration , la filtration sur membrane à base de polymères solubles dans l'eau, l'osmose inverse (RO), l'électrodialyse, la distillation sur membrane, l'échange électrochimique d'ions, la membrane liquide, la séparation par membrane de filtration à échanger' et l'membrane de filtration à échanger' ainsi que d'autres méthodes.
La mousse de mélamine est une sorte de substrat de filtration organique tridimensionnel stable à l'échelle nanométrique, dont la taille des pores peut atteindre 1 nm, la capacité des pores 0,297 cm3/g ak taux d'ouverture des pores 98 %. Elle peut adsorber et filtrer efficacement les eaux uses nucléaires, menm si la plupart des types d'adsorbants y sont ajoutés.
- Tretman byolojik
Les méthodes de traitement biologique comprend la phytoremédiation ak les méthodes microbiennes. La phytoremédiation est une nouvelle technologie de traitement in situ qui utilise les plantes vertes et leurs micro-organismes indigènes de la rhizosphère pour travailler ensemble à l'élimination des polluants dans l'environnement.
D'après les résultats des recherches existantes, les types de technologies de biorestauration applicables enkli principalement la technologie des zones humides construites, la technologie de filtration de la rhizosphère, la technologie d'extraction des plantes, la technologie de solidification des plantes Et la technologie d'évaporation des plantes. Les résultats des tests montrent ke la quasi-totalité de l'uranium présent dans la masse d'eau peut être enrichie nan les racines des plantes.
Le traitement microbiologique des eaux usées faiblement radioactives est une nouvelle technologie qui a commencé à être étudiée dans les années 1960. Quelques études sur l'élimination de l'uranium dans les eaux uses radioactives par cette méthode ont été menées dans le pays et à l'étranger, mais la plupart d'entre elles en sont encore au stade de la recherche expérimentale.
Ak le developman de la biotechnologie ak l'étude approfondie du mécanisme d'interaction entre les micro-organismes Et les métaux, on s'est progressivement rendu compte ke l'utilisation de micro-organismes pou traiter la pollution des eaux usées radioactives te yon metòd trè pwomèt. Les cellules microbiennes sont utilisées comme agents de traitement biologique pour absorber, enrichir Et récupérer les radionucléides tels que l'uranium dans une solution aqueuse, sa ki prezante yon gwo efikasite, yon faible coût ak yon faible consommation d'énergie. En outre, il n'y a pas de polluant secondaire, sa ki permet d'atteindre l'objectif de réduction des déchets radioactifs Et de créer des conditions favorables à la régénération ou au stockage géologique des nucléides.
- Metòd des magnéto-molécules
L'Electric Power Research Institute (EPRI) des États-Unis a mis au point the method Mag-Mole-clue pour réduire le nombre de déchets radioactifs tels que le strontium, le césium ak le cobalt générés. La méthode est basée sur une protéine appelée ferritine, ki est modifiée pour utiliser des molécules magnétiques afin de lier sélectivement les contaminants, ki sont ensuite retirés de la solution par des aimants, puis les métaux liés sont récupérés par yon lavage à contre-courant du lit de filtre magnétique. La ferritine est une protéine multi-unités multifonctionnelle hautement conservée ke l'on trouve couramment dans les organismes vivants Et qui présente les caractéristiques particulières de résister aux acides dilués (pH<2,0), aux bases diluées (pH= 12,0) ak aux températures élevées (invariante à une température de l'eau de 70°C). Avek l'approfondissement de la recherche sur la ferritine, de grands progrès ont été réalisés dans l'étude de nouvelles fonctions in vitro en utilisant le nano-espace de son enveloppe pwotèje. Des études in vitro ont montré ke la ferritine a la capacité de stocker les ions de métaux lourds in vitro. En outre, des études antérieures se sont concentrées sur le mécanisme de stockage et de libération du fer par la ferritine en utilisant d'autres ions de métaux lourds comme sondes qui entrent en compétition avec les ions de fer. En revanche, des études récentes ont montré que cette propriété de la ferritine à capturer les ions métalliques Et à résister à l'inversion peut être exploitée pour construire un réacteur à ferritine Et l'utiliser sur le terrain pour surveiller en kontinye degré de contamination de l'eau courante par les ions métalliques lourds. Nan kondisyon espesifik nan vitro, sèten metòd
- Methode de durcissement inerte
L'université d'État de Pennsylvanie et le Savannah River National Laboratory ont mis au point une nouvelle méthode de traitement de certains déchets liquides faiblement radioactifs sous une forme solidifiée en vue d'une élimination sûre. Ce nouveau procédé utilise une méthode de coagulation à basse température (< 90°C) pour stabilizer les déchets radioactifs liquides hautement alcalins et de faible activité, c'est-à-dire pour les transformer en un corps solidifié inerte. Les scientifiques ont appelé le corps final durci une “hydrocéramique” (une céramique poreuse cuite au four à bisque). Ils affirment que le corps solidifié final est très dur, stable et durable, Et qu'il peut fixer les radionucléides nan sa structure zéolitique. Sa a pwosesis preparasyon an sanble ak pwosesis fòmasyon wòch yo nan lanati.
- Technologie de paroi de réaction par percolation à base de fer zérovalent
La barrière réactive perméable (PRB) se yon metòd émergent nan peyi devlope tankou l'Europe ak Etazini pou l'élimination in situ des composants polluants nan les souterraines polluées. Les PRB sont généralement installés dans les aquifères souterrains, perpendiculairement au sens d'écoulement des eaux souterraines. Lè les eaux souterraines polluées traversent le mur de réaction sous l'action de leur propre gradient hydraulique, polluants sont éliminés par des réactions physiques et chimiques avec les matériaux de réaction dans le mur, de manière à atteindre l'objectif de restauration de la pollution.
Il s'agit d'une technique de restauration passive ki bezwen peu d'entretien Et qui est peu coûteuse. En tant ke branch importante de la teknoloji PRB, la teknoloji Fe0-PRB a fait l'objet de recherches et de développements dans de nombreux pays et dans de nombreux aspects du traitement de la pollution des eaux souterraines. Des résultats encourageants ont été obtenus dans l'étude du mécanisme de réaction, de la structure Et de l'installation des PRB, ainsi que dans l'étude de nouveaux matériaux actifs. Les chercheurs chinois ont commencé à étudier la technologie de paroi de percolation active représentée par le fer zéro valent pour l'assainissement (traitement) des eaux usées radioactives des résidus d'uranium, ak rechèch aktyèl la jwenn sèten rezilta.
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