3.輻解機理
在物質吸入輻射后,其中的分子和原子被電離或者激發(fā),形成了離子及激發(fā)分子,與此同時在水中或有機物中產(chǎn)生自由基,然后激發(fā)分子、離子以及自由基來驅動粒子從而發(fā)生鏈式化學反應,從而達到降解目的,當中化學機理是十分復雜的。輻射降解的原理可用輻射誘發(fā)氘和氫的反應加以說明:
H2+D2→2HD
此反應時通過下屬具體過程實現(xiàn)的:
H2→H2++e-
H2→H2+ (激發(fā)粒子)
離子會快速的以離子、分子的反應方式來與未電離開的分子發(fā)生頻繁反應:
H2++H2→H3++H
它的產(chǎn)物H3+再與氘反應從而引發(fā)其它離子以及分子反應以形成鏈式反應:
H3++D2→HD2++H2
HD2++H2→H2D++HD
H2D++D2→HD2++HD
它們可能會重復幾千次直到因為失去鏈增長離子并與雜質反應或者得到非離子型產(chǎn)物而終止,最終成功輻射降解。在進行降解的物質中,不管是有機體系,水溶體系,或者氣態(tài)體系,輻照過程當中的離子分解中和或者自由基重合這一系列反應都為構成化學輻射降解過程機理的一些典型反應。
三、環(huán)境保護中輻射技術的應用
1.輻射技術在水處理過程中的應用
輻射技術用于水處理過程中對有機毒物的降解。在水體中常含有難降解的苯、氯苯、苯酚等有機物質,其具有穩(wěn)定的物理化學性質,而且毒性強,易在生物體富集。傳統(tǒng)的水處理方法無法實現(xiàn)對此類物質的高效降解。近些年來,AOP技術成為水處理領域研究的熱點,其中的輻射降解法以其高效的性能獲得巨大的應用價值和研究潛力。
輻射技術在水處理中降解有機污染物的基本原理是:水體在輻射的作用下分解,產(chǎn)生H·、OH·、H2O2以及eaq-等反應活性極高的物質。H·是極具氧化活性的自由基,而OH·、eaq-則是極具還原活性的自由基。在輻射降解法水處理過程中,主要就是以上三種所涉及的反應。OH·是極強的氧化劑,可以氧化幾乎所有的有機物,eaq-是極強的還原劑,可以迅速使有機物脫去鹵代基。利用輻射技術處理廢水已經(jīng)在美國、韓國、意大利等國家實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應用。
2.輻射技術在煙道廢氣治理中的應用
氮氧化物和SO2是大氣的主要污染物。SO2和氮氧化物的主要來源是煤炭等化石燃料的燃燒。眾所周知,SO2的排放與酸雨的形成有很大的關系,而氮氧化物的過量排放導致光化學煙霧的形成。最近幾年,全世界已經(jīng)采取了從煙道中治理SO2的有效措施,但是對于氮氧化物,由于其反應活性較低,一直很難找到具有實際價值的脫除措施。輻射技術是目前較為有效的脫除SO2及氮氧化物較為有效的方法。其原理是氣體中的SO2、氮、O等吸收輻射過程中電子束的能量,形成激發(fā)的離子及分子,其向基態(tài)躍遷的過程中會產(chǎn)生很多的自由基,自由基可以與SO2及氮氧化物反應,產(chǎn)生硫酸和硝酸等,然后使用收集器將其收集起來。目前,輻射技術用于煙道廢氣治理中的應用已經(jīng)從實驗室階段走向工業(yè)化應用[3]。
3.固廢處理
在固廢處理當中,對廢塑料與污泥里的病原菌的處理一直是比較棘手的問題。輻射技術在此方面顯現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。如,日本利用γ射線以及加熱聯(lián)用,再由機械磨碎,得到聚四氟乙烯粉末,可作為潤滑劑使用。同樣對污泥加以輻射滅菌處理后,可當做肥料用于田地,既能滅菌又能獲得經(jīng)濟效益。
四、結束語
本文通過對輻射技術原理以及輻射技術處理某些污染物的介紹,展現(xiàn)了輻射技術對于處理污染物方面的顯著優(yōu)勢,然而該方面技術還有待提高,需要我們加大力度去研究。
參考文獻:
[1] 吳明紅,卜葶葶,徐剛,郭瑞云. 輻射技術在環(huán)境保護中的應用[J]. 自然科學, 2010,(12)
[2] 劉萍,王永剛. 輻射技術處理環(huán)境污染物的研究[J]. 西安文理學院學報(自然科學版), 2010,(10)
[3] 王彥麗,張小安,肖國青. 環(huán)境保護中輻射技術的應用研究[J]. 原子核物理評論, 2011,(18)
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