核廢水處理手段這么多，日本為什么選擇稀釋排放？

據央視新聞消息，北京時間今天中午12點（日本當地時間13點），日本福島第一核電站啟動核污染水排海。

按照東京電力公司之前公布的計劃，會有一條約1公里長的海底隧道從福島第一核電站海岸邊的儲水槽延伸至太平洋，隧道出口距離海面約12米，所謂“經過處理”的核污染水就是通過此隧道排海。

東京電力（東電）公司計劃，從24日下午1時開始對福島第一核電站的處理水進行海洋釋放，將在17天內排放第一批共7800噸核污染水。整個排放過程預計長達30年。根據清華大學研究團隊的一則報告，宏觀模擬結果表明，核污染水在排放后240天就會到達我國沿岸海域，1200天后將到達北美沿岸并覆蓋幾乎整個北太平洋。

小日本為何選擇稀釋排放？

對于如何處理這些核污染水，日本政府此前曾提出5種處理核廢水的方案，分別是：

將核廢水稀釋100倍排入海洋

這是日本政府最終選擇的方案，也是成本最低的方案。日本政府聲稱，經過多核素去除裝置（ALPS）凈化的核廢水，只含有微量的氚，而氚是一種低放射性物質，對人體和環(huán)境的影響很小。日本政府還表示，將在稀釋100倍后才排放核廢水，使其達到世界衛(wèi)生組織提出的飲用水標準的七分之一。這種方案得到了國際原子能機構（IAEA）的支持，稱其符合國際慣例。

將核廢水變成水蒸氣排入大氣

這是日本政府認為比較合理的另一種方案，但成本較高。這種方案的原理是利用蒸發(fā)裝置將核廢水中的水分蒸發(fā)成水蒸氣，而放射性物質則留在水中。然后將水蒸氣排入大氣中，而含有放射性物質的濃縮液則儲存在儲罐中。這種方案可以減少核廢水的總量，但也會增加儲存濃縮液的難度和風險。

將核廢水排入地底深處

這是一種利用地下管道將核廢水排入地下深層巖石層中的方案。這種方案可以避免核廢水對海洋和大氣的污染，但也存在一些技術難題和安全隱患。比如，如何保證地下管道不會發(fā)生泄漏或堵塞？如何防止地震或其他自然災害對地下管道造成破壞？如何監(jiān)測和管理地下管道中的核廢水？

將核廢水電解處理

這是一種利用電解技術將核廢水中的氚轉化為氚氣，并將其儲存或排放的方案。這種方案可以有效去除核廢水中的氚，但也需要大量的電力和設備。此外，氚氣也是一種放射性物質，如果儲存或排放不當，也會對環(huán)境造成危害。

將核廢水固態(tài)化后埋入地底

這是一種利用固化劑將核廢水固化成固體，并將其埋入地下深層巖石層中的方案。這種方案可以最大限度地減少核廢水對環(huán)境的影響，但也是最昂貴、最耗時、最復雜的方案。需要大量的固化劑、固化設備、運輸工具和儲存場所。而且，固化后的核廢物仍然具有放射性，需要長期監(jiān)測和管理。

根據央視新聞此前報道，在這5種方案中，將核污染水排入海里是成本最低的，預估需要17億—34億日元，約合人民幣1.02億—2.03億元。最昂貴的辦法是將其固態(tài)化埋入地底，預估其成本是排放入海的幾十倍甚至上百倍。

出于短期私利，日本沒有窮盡安全處置手段，而是單方面選擇對自身經濟代價最小的海洋排放方案，卻把最大的環(huán)境健康安全風險留給世界，將本該由自身承擔的責任轉嫁給全人類。

核廢水處理技術匯總

核廢水還有哪些處理技術，本文做一下總結：

1、化學沉淀法

化學沉淀法是將沉淀劑與廢水中微量的放射性核素發(fā)生共沉淀作用的方法。廢水中放射性核素的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等化合物大都是不溶性的，因而能在處理中被除去。化學處理的目的是使廢水中的放射性核素轉移并濃集到小體積的污泥中去，而使沉積后的廢水剩余很少的放射性，從而能夠達到排放標準。

此法優(yōu)點是費用低廉，對數放射性核素具有良好的去除效果，能夠處理那些非放射性成分及其濃度以及流化相當大的廢水，使用的處理設施和技術都有相當成熟的經驗。

目前，鐵鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇打等沉淀劑最為常用，為了促進凝結過程，加助凝劑，如粘土、活性二氧化硅、高分子電解質等。對銫、釕、碘等集中難以去除的放射性核素要用特殊的化學沉淀劑例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共沉淀去除。有人用不溶性淀粉黃原酸酯處理含金屬放射性廢水，處理效果較好，適用性寬，放射性脫除率>90%， 是一種性能優(yōu)良的離子交換絮凝劑,在處理廢水時因沒有殘余硫化物存在,因而更適用于對廢水處理。

許多放射性核素在水中呈離子狀態(tài)，特別是經過化學沉淀處理后的放射性廢水，由于除去了懸浮的和膠體的放射性核素，剩下的幾乎是呈離子狀態(tài)的核素，其中大多數是陽離子。并且放射性核素在水中是微量存在的，因而很適合離子交換處理，并且在沒有非放射性離子干擾的情況下，離子交換能夠長時間有效工作。大多數陽離子交換樹脂對放射性鍶有高的去除能力和大的交換容量；酚醛型陽樹脂能有效去除放射性銫，大孔型陽樹脂不僅能去除放射性陽離子，還能通過吸附去除以膠體形式存在的鋯、鈮、鈷和以絡合物形式存在的釕等。但是，該法存在一個較致命的弱點，當廢液中放射性核素或非放射性離子含量較高時，樹脂床很快會穿透而失效，而通常處理放射性廢水的樹脂是不進行再生處理的，所以一旦失效應立即更換。

離子交換法采用離子交換樹脂，適用于含鹽量較低的廢液。當含鹽量較高時，用離子交換樹脂來處理所花的費用比選擇性工藝要高。這主要是低選擇性的樹脂對放射性核素有很大的關聯。在放射性廢水凈化中，利用電滲析的方法可以增加離子交換工藝的利用效率。

吸附法是利用多孔性固態(tài)物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇。常用的吸附劑有活性炭、沸石、高嶺土、膨潤土、黏土等。其中沸石價格低廉，安全易得,與其他無機吸附劑相比,沸石具有較大的吸附能力和較好的凈化效果。沸石的凈化能力比其他無機吸附劑高達10倍，因而是一種很有競爭力的水處理藥劑，它在水處理工藝中常用作吸附劑，并兼有離子交換劑和過濾劑的作用。

活性炭有很強吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，價格貴，應用受到限制。近年來，逐漸開發(fā)出有吸附能力的多種吸附劑材料。有相關研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯后，可重復使用多次，吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對 Co、Ag 有很好的吸附能力，處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標準。

蒸發(fā)濃縮法具有較高的濃縮因子和凈化系數，多用于處理中、高水平放射性廢水。蒸發(fā)法的工作原理是：將放射性廢水送入蒸發(fā)裝置，同時導入加熱蒸汽將水蒸發(fā)成水蒸氣，而放射性核素則留在水中。蒸發(fā)過程中形成的凝結水排放或回用，濃縮液則進一步進行固化處理。蒸發(fā)濃縮法不適合處理含有揮發(fā)性核素和易起泡沫的廢水；熱能消耗大，運行成本較高；同時在設計和運行時還要考慮腐蝕、結垢、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸汽利用率，降低運行成本，各國在新型蒸發(fā)器的研制方面一直不遺余力，如在蒸汽壓縮式蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、真空蒸發(fā)器等新型蒸發(fā)器方面都有顯著成效。

膜技術是處理放射性廢水的比較高效、經濟、可靠的方法。由于膜分離技術具有出水水質好、物料無相變、低能耗等特點，膜技術受到了積極的研究。

國外所采用的膜技術主要有：微濾、超濾、納濾、水溶性多聚物-膜過濾、反滲透（RO）、電滲析、膜蒸餾、電化學離子交換、液膜、鐵氧體吸附過濾膜分離及陰離子交換紙膜等方法。

生物處理法包括植物修復法和微生物法。植物修復是指利用綠色植物及其根際土著微生物共同作用以清除環(huán)境中的污染物的一種新的原位治理技術。

從現有的研究成果看,適用的生物修復技術類型主要有人工濕地技術、根際過濾技術、植物萃取技術、植物固化技術、植物蒸發(fā)技術。試驗結果表明，幾乎水體中所有的鈾都能富集于植物的根部。

微生物治理低放射性廢水是20世紀60年代開始研究的新工藝，用這種方法去除放射性廢水中的鈾國內外均有一定研究，但目前多處于試驗研究階段。

隨著生物技術的發(fā)展和微生物與金屬之間相互作用機制的深入研究，人們逐漸認識到利用微生物治理放射性廢水污染是一種極有應用前景的方法。用微生物菌體作為生物處理劑，吸附富集回收存在于水溶液中的鈾等放射性核素，效率高，成本低，耗能少，而且沒有二次污染物，可以實現放射性廢物的減量化目標，為核素的再生或地質處置創(chuàng)造有利條件。

美國電力研究所(EPRI)開發(fā)出Mag-Mole-cule法，用于減少鍶、銫和鈷等放射性廢物的產生量。該法以一種稱為鐵蛋白的蛋白質為基礎,將其改性后，利用磁性分子選擇性地結合污染物,再用磁鐵將其從溶液中去除,然后被結合的金屬通過反沖洗磁性濾床得到回收。鐵蛋白(Fer-ritin)是普遍存在于生物體內的一種保守性較高的多功能多亞基蛋白,該蛋白具有耐稀酸(pH<2.0)、耐稀堿(pH= 12.0)、耐較高溫度(70～ 75℃水溫下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研究的深入，在體外利用其蛋白殼納米空間的新功能研究取得了很大進展。體外研究表明鐵蛋白具有體外儲存重金屬離子能力。此外，以前的研究都著重于利用其他重金屬離子作為與鐵離子競爭的探針來研究鐵蛋白儲存和釋放鐵的機制,而最新的研究表明，可以利用鐵蛋白這種捕獲金屬離子及抗逆的特性，構建鐵蛋白反應器并用于野外連續(xù)監(jiān)測流動水體被重金屬離子污染的程度。在體外特定的條件下，一些金屬核如FeS核、CdS核、Mn3O4核、Fe3O4磁性鐵核及放射性材料的鈾核，已被成功地組裝到鐵蛋白蛋白殼的納米空間內。

美國賓夕法尼亞州立大學和薩凡納河國家實驗室，已開發(fā)出一種將某些低放射性廢液處理成固化體以便安全處置的新方法。這一新工藝利用低溫(< 90℃)凝固法來穩(wěn)定高堿性、低活度的放射性廢液，即將廢液轉化為惰性固化體?？茖W家們將最終的固化體稱作“ hydroceramic”(一種素燒多孔陶瓷)。他們稱，最終的固化體硬度非常大，性質穩(wěn)定持久，能夠將放射性核素固定在其沸石結構中，這種制備過程類似于自然界中巖石的形成過程。

滲濾反應墻(permeable reactive barrier,PRB)是目前在歐美等發(fā)達國家新興起來的用于原位去除污染地下水中污染組分的方法。PRB一般安裝在地下蓄水層中,垂直于地下水流方向，當污染的地下水流在自身水力梯度作用下通過反應墻時，污染物與墻體中的反應材料發(fā)生物理、化學反應而被去除，從而達到污染修復的目的。

這是一種被動式修復技術，很少需要人工維護、費用很低。Fe0-PRB技術作為PRB技術的一個重要分支，在許多國家和地下水污染處理的眾多方面得到了研究和發(fā)展，在反應機制研究、PRB的結構和安裝以及新型活性材料的研究等方面都取得了可喜的成果。我國學者已開始研究以零價鐵為代表的活性滲濾墻技術，以用于鈾尾礦放射性廢水的修復(治理)，目前研究已取得一定效果。

（來源：央視新聞、澎湃新聞、環(huán)保工程師等；環(huán)保工程師整理）

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編輯 | 排污許可大環(huán)保（轉載請注明）

來源 | 環(huán)保工程師