占地面积大
10 处理后的污水和污泥对环境不产生 处理后的污水和污泥可能对环境产生
二次污染问题
二次污染问题
11 基建费用高
基建费用低
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辐射——臭氧处理
臭氧的氧化选择性很强，对只含有饱和键的有机化合物几乎 不起反应，例如，乙二醇基本上不能被臭氧氧化。对带有不 饱和键的有机物及-OH、=NH、-NH2 官能团均易于反应。
基三氯乙烷）等物质进行降解的研究表明，辐照剂量为 100 kGy时，PCBs的去除率达85%，而DDT辐照50kGy 的去除率就已接近100%。GC-MS（气相色谱)分析表明， 降解产物为低分子量的含氯物质。
表面活性物质：辐射技术可以使其分子发生断裂而分解
成较轻的易于排除的物质，失去发泡能力。
染料：辐射技术可以使含有染料的废水退色。 其他：辐射技术还可以对木质素、硝基苯胺、增塑剂、亚
核分析技术
环境样品分析探测：具有众多常规非核技术无可替代的特点， 例如高灵敏度、准确度和精密度、高分辨率（包括空间分辨 率和能量分辨率）、非破坏性、多元素测定能力等
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第一节 辐射技术在环境中的应用
绝大多数电离辐射是由核 反应堆、加速器以及放射 性同位素源产生的。
辐射技术
电离辐射
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废塑料
聚四氟乙烯（PTFE）
形势：全球氟树脂的消费量约为12万吨，其中70%左右为 PTFE。而我国每年大约有1000t左右的废旧PTFE有 待回收利用。
PTFE价格昂贵——回收经济又环保
PTFE处理难度： PTFE极其稳定，不能生化分解，难机械 破碎，用高温处理会产生大量有毒的氟化物。
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辐照去除无机污染物
1979年新英格兰水族馆和麻省理工大学研究组指出，足够对 液体污泥消毒的剂量也能有效还原水溶性有毒金属盐，而使金 属不易被植物吸收。
Schmelling、Mahnaz等分别利用电子束和γ射线对含Pb2+ 和Hg2+的废水进行处理。研究表明，金属离子在辐照产生的 水合电子和氢原子作用下，可被还原为低价或单质金属，并从 溶液中沉淀出来。
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废橡胶
辐射技术可用于橡胶的硫化和废旧橡胶的脱硫化——成熟技术 辐射回收橡胶原理
辐射处理主要是利用橡胶对电子束和γ射线独有的敏感性， 使废旧橡胶发生化学链解聚，从而获得有价值的加工特性和 改进它们的耐用性。在辐照剂量达到70kGy时可以明显增强 原始橡胶树脂和回收橡胶混合物的可塑性质，而对“拉长” 等其他物理性质影响不大。
硝胺类、氯酚类和有机溶剂等进行有效的处理。
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辐照杀菌
灭菌原理 细菌是由有机复合物构成的，辐照可以有效地使细菌失去活性。
灭菌效果影响因素
辐照剂量、辐照区域内水的温度、水的稳定状态、水中存在 的化学试剂以及不同类型病菌对辐射的敏感度等。
微生物对于给定剂量辐射的敏感性既取决于物理因素（温 度和辐射质量）和化学因素（激活剂和保护剂），又取决于 生物的或生理的因素（生长阶段和DNA总量）。辐照之前 对废水做适当的预处理，有利于达到微生物最大的致死效应。
物去除等设备
去除等设备
3 脱色效果好，出水无色透明
脱色效果一般，出水色度在15度以 下
4 出水悬浮物浓度较低
出水悬浮物浓度较高
5 臭强度可达到一级，除臭效果明显 臭强度在二级以上
6 不产生大量的污泥
产生大量的污泥
7 处理效果不受环境因素的影响
处理效果受环境因素的影响
8 有机物去除率低
有机物去除率高
9 占地面积小
目前我国丁基橡胶的回收再利用已经达到了每年2000t的 水平。商业产品中的橡胶树脂25%是基于被回收利用的 橡胶。回收的橡胶还可以用在屋顶和船只的防水材料中。
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例如
波兰用俄罗斯生产的加速器净化劣质煤燃烧产
生大量SO2与NOx 。 日本利用俄罗斯生产的加速器净化烧垃圾时所
产生的烟雾。
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脱硫脱硝工业化试验装置工艺流程简图
实验装置组成：烟气参数调节系统、加速器辐照处理系统、 氨投加装置、副产物收集装置、监测控制系统。
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非电离辐射
电磁辐射
带电粒子射线 不带电粒子射线
X射线 射线
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射线，+射线 电子束，射线，质子射线
氘核射线，重离子束 介子束等
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中子
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一、废气处理
主要大气污染物：SOx与NOx 烟气脱硫脱硝技术主要有：固相吸附与再生技术、湿法同
时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法等，绝大多数遇到成本过 高或装置复杂的困难，例如以石灰喷雾法脱硫，用酸、碱 吸收或催化还原法脱硝等。 电子束照射法(EBA)脱硫脱硝
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废水辐照处理的功能
去除有机污染物（TOC、BOD、 COD）
杀菌
去除无机污染物
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辐照去除有机污染物
有机物辐照降解一般以氧化反应为主，保持较高的氧气含量， 可有效提高氧化性自由基的产额，抑制还原性物质的产生。
农药：利用γ射线对PCBs（多氯联苯）和DDT（双对氯苯
大多数橡胶弹性体在射线作用下发生交联反应，只有极少 数含4价碳原子基团的胶种如丁基硫化胶等在高能辐射场下 呈现降解反应。
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废橡胶
丁基橡胶
丁基硫化胶主要用来制造汽车轮胎，而丁基橡胶是生产丁 基硫化胶的主要原料。
丁基硫化胶在辐照下发生降解反应，降解程度取决于辐照 剂量，所以通过调节辐射剂量就可以方便地产生不同相对 分子质量和不同塑性值的丁基再生橡胶，再生的效果非常 理想。
辐射-絮凝沉淀处理 辐射-臭氧处理
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17பைடு நூலகம்
辐射——微生物处理
辐射-微生物处理法必须在有充分溶解氧的情况下进行， 辐射处理含有溶解氧的有机污染废水时，可以使若干难 于被微生物降解的有机污染物成为具有 -OH、-CO、CHO、-COOH等官能团的容易被微生物分解的氧化物。
所需的照射剂量小于单独使用照射时的三分之一。 辐射-微生物处理法对于含酚、氯化苯酚、木质素、腐殖
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电子束辐照法
EBA的反应机理：
（1）自由基生成（2）SO2及NOx的氧化（3）硫铵和硝铵的生 成
EBA的优点： 能同时脱硫脱硝，脱硫率>90%，脱硝率>80%。 是一种干法处理技术，不产生废水废渣；无需催化剂。
反应生成的副产品可用作化肥。
EBA能有效净化其它工业废气，如：汽车尾气，有气味、有 毒的气体及焚烧炉的废气等。
第七章 核技术在环境领域 中的应用
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主要内容
➢第一节 辐射技术在环境中的应用 ➢第二节 核分析技术在环境领域中的应用 ➢第三节 环境科学中核技术的应用前景
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我国的10MeV直线感应加速器
中国第一颗原子弹爆炸烟云
环境污染 治理和分 析检测
环境
军事
核物理和 放射化学 等基础研 究。
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废塑料
辐射诱发塑料降解：可通过所使用的剂量、剂量率和温度来 控制辐射诱发过程。
▪ 日本曾用γ射线辐照与加热法联合处理，再机械破碎，得到 分子量不同的纳米级聚四氟乙烯蜡状粉末，可作为优良的润 滑剂（耐高温）和添加剂，加入润滑油、润滑脂中，可大大 提高这些产品的质量。
▪ 对废弃的聚四氟乙烯粉末进行辐照制造墨水、衣服以及润滑 剂的主要成分，现在也成为工业界的一个热点 。
辐照-絮凝处理也可以减少需要照射的剂量。对于用作表 面活性剂的聚乙二醇辛基苯基醚和用作聚合剂的聚乙烯醇 等辐照后采用沉淀处理都很有效。
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辐射——絮凝法与生化处理城市污水的优缺点对照
编号 辐射——絮凝法
生化处理法
1 能同时对污水和污泥进行消毒
不能解决污水和污泥的消毒问题
2 无需增加杀菌、脱色、除臭、悬浮 需要增加杀菌、脱色、除臭、悬浮物
辐射-臭氧处理的优点： 1. 既能使水漂白，又能大大降低溶解有机碳(DOC) 。
O3处理废水，先与水分解产生羟基自由基·OH，然后通 过这些·OH自由基与有机污染物分子反应，当采用辐射-臭
氧作联合处理时，除产生·OH自由基外，还产生水合电子
eaq-、氢自由基·H等其他活性粒子，使有机物发生连锁氧化 反应。
针对辐照射线的特点合理地设计辐照条件（如辐照剂量、 时间、温度、废水厚度等）可以有效地实现废水的处理， 另外，通过改变其他辐照反应体系和条件(如氧气浓度、 pH、微量添加物等)，可控制主要辐照产物的产额，继而 使反应朝着所需的方向进行。
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三、固体废弃物处理
可回收的高分子固体废物 需消毒的固体废物
酸等有机物的水溶液十分有效。
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——最有希望获得财政支持液体废物处理方法
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活性炭吸附——辐射处理
活性炭——吸附有机污染物质——吸附能力下降——吸附 能力完全丧失——“饱和炭”。
采用吸附浓集与辐射联合处理，可以提高处理效率。 途径1：活性炭吸附的同时进行辐照，可以在吸附的同时
加拿大原子能公司报道完成从工业废水中辐照-浮选回收汞， 并实现在醋酸存在下将水合酸性Cr(VI)被电离辐射有效还原为 Cr(III)。
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