A 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 contaminee par des matières nucléaires. Cette catastrophe a suscité de vives inquietudes 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 generale des douanes de Chine : Suspensio 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 usees nucléaires, comme leur nom l'indique, sont des eaux usees contenant de la radioactivité. Il s'agit par exemple d'eaux usées hautement radioactive produites lors d'accidents dus à des fuites nucléaires, ou d'eaux de refroidissement en contact direct avec du combustibili nucléaire. Les experts affirment que les eaux usees nucléaires ne sont pas égales aux eaux usees nucléaires. Les eaux usees nucléaires sont encore plus nocives, car elles contiennent 64 types de substantiis radioactives nucléaires, dont le tritium.
Les eaux usees nucléaires contiennent de nombreux elements radioactifs, tels que l'uranium, le plutonium, le césium, le strontium, l'iode et le cobalt. Quidam d'entre eux ont une longue demi-vie, comme celle de l'uranium 238, qui est de 4,5 milliards d'années, et celle du plutonium 239, qui est de 24 000 ans. Ces éléments radioactifs présentent de graves danger pour le corps humain et l'environnement, tels que la cancérogénicité, la tératogénicité et la mutagénicité. Selon les sources et les circonstances, les concentrationes et les proportions de divers elements 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 un impact sérieux sur l'écosystème et la santé humaine. Les substantiae 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 usées nucléaires doivent respecter des normes de sécurité strictes afin d'éviter toute fuite et tout accident.
Les technologies de traitement des eaux usees nucléaires couramment utilisées dans différents pays sont les suivantes :
- Méthode de précipitation chimique
La méthode de précipitation chimique est une méthode de coprécipitation de l'agent précipitant et des traces de radionucleides dans les eaux usées. Les hydroxydes, carbonates, phosphates et autres composés de radionucleides présents dans les eaux usées sont pour la plupart insolubles et peuvent donc être éliminés au cours du traitement. L'objectif du traitement chimique est de transférer et de concentrer les radionucleides présents dans les eaux usées dans un petit volume de boues, de sorte que les eaux usées déposées contiennent peu de radioactivité résiduelle et peuvent satisfaire aux normes de rejet.
Les avantages de cette méthode sont son faible coût, son bon effet d'élimination des radionucleides logarithmiques et sa capacité à traiter les composants non radioactifs et leurs concentrationes, ainsi que les eaux usees fluidifiées avec une fluidisation considerable. Les installations de traitement et les technologies utilisées ont une expérience assez mûre.
A l'heure actuelle, les précipitants tels que les sels de fer, les sels d'aluminium, les phosphates et la soude sont les plus couramment utilisés. Afin de favoriser le processus de coagulatione, des adjuvants de coagulatione tels que l'argile, la silice activée 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 doivent être utilisés. Par exemple, le césium peut être éliminé par coprécipitation de ferrocyanure ferrique et de ferrocyanure de cuivre. Quaedam personnes utilisent le xanthate d'amidon insolubiles pour traiter les eaux usées 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 avec d'excellentes spectacula. Comme il n'y a pas de sulfure résiduel lors du traitement des eaux usees, il convient mieux au traitement des eaux usees.
- Méthode d'échange d'ions
De nombreux radionucleides sont ionisés dans l'eau, en particulier dans les eaux usees radioactives après traitement par précipitation chimique. En raison de l'élimination des radionucleides en suspension et colloïdaux, il ne reste que des espèces presque ioniques, dont la plupart sont des cations. En outre, les radionucleides existent 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 periode. 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, et la resine cationique microporeuse peut non seulement éliminer les cations radioactifs, mais aussi le zirconium, le niobium, le cobalt sous forme de colloïdes et le ruthénium sous adsor forme de colloïdes et le ruthénium sous adsor forme de de colloïdes et le ruthénium sous adsor forme de l'e. Toutefois, cette loi presente une faiblesse fatale. Lorsque la teneur en nucléides radioactifs ou en ions non radioactifs du liquide résiduaire est élevée, le lit de résine pénètre rapidement et devient invalide. Habituellement, la resine utilisée pour traiter les eaux usees radioactives n'est pas régénérée, de sorte que lorsqu'elle est défaillante, elle doit être remplacee immédiatement.
La méthode d'échange d'ions utilize une resine échangeuse d'ions, qui convient aux liquides residuaires a faible teneur en sel. Lorsque la teneur en sel est élevée, le coût du traitement par résine échangeuse d'ions est plus élevé que celui du processus selectif. Cela est principalement dû à la faible sélectivité de la résine, qui présente une forte corrélation avec la teneur en sel.
- Methodus d'adsorption
L'adsorption est une méthode efficace pour éliminer les ions de métaux lourds de l'eau en utilisant des substantiae 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 utilisés sont le charbon actif, la zéolite, le kaolin, la bentonite, l'argile, etc. Parmi eux, la zéolite est bon marché, sure et facile à obtenir. Comparée à d'autres adsorbants inorganiques, la zéolithe a une plus grande capacité d'adsorption et un meilleur effet de purificatione. La capacité de purification de la zéolithe est 10 fois supérieure à celle des autres adsorbants inorganiques, ce qui en fait un agent de traitement de l'eau très compétitif. Elle est souvent utilisée 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 et un taux d'élimination élevé, mais l'efficacité de la régénération du charbon actif est faible, et la qualité de l'eau traitee repond difficilement aux exigences de réutilisation. Le prix est élevé et l'application est limitée. Ces dernières années, divers matériaux adsorbants dotés d'une capacité d'adsorption ont ete progressivement mis au point. Des études pertinentes ont montré que le chitosan et ses dérivés sont de bons adsorbants pour les ions de métaux lourds. Après reticulation, la resine de chitosane peut être réutilisée plusieurs fois sans que sa capacité d'adsorption ne diminue de manière significative. L'utilisation de sepiolite modifiee pour traiter les eaux usées contenant des métaux lourds présente une bonne capacité d'adsorption pour le Co et l'Ag, et la teneur en métaux lourds des eaux usées traitées est nettement normeuseure de la rejériees de la teneur en métaux lourds des eaux usées traitées est nettement normeuseure de la rej.
- Evaporatio et concentration
La méthode de concentration par évaporation présente un facteur de concentration et un facteur de purification élevés et est principalement utilisée pour traiter les eaux usees moyennement et hautement radioactives. Le principe de fonctionnement de la méthode d'evaporation est le suivant : les eaux usees radioactives sont envoyees dans le dispositif d'evaporation et, en même temps, la vapeur de chauffage est introduite pour evaporer l'eau en vapeur d'eau, tandis que les radionucleides. L'eau condensée formée au cours du processus d'evaporation est évacuée ou réutilisée, et le liquide concentré est solidifié. La méthode de concentration par evaporation n'est pas adaptée au traitement des eaux usées contenant des nucléides volatils et moussant facilement ; elle consomme beaucoup d'énergie thermique et a des couts 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'exploitation. Afin d'améliorer l'utilisation de la vapeur et de réduire les coûts d'exploitation, les pays n'ont pas ménagé leurs effort pour développer de nouveaux evaporateurs, tels que les evaporateurs à compression de vapeur, les evaporateurs à couche soveurs noveaux evaporateurs. evaporateurs, qui ont obtenu des résultats remarquables.
- Technologie de séparation par membrane
La technologie membranaire est une méthode relativo efficace, économique et fiable pour traiter les eaux usees radioactivos. 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 activos.
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 filtration à adsorption de ferrite et la membrane de papier à échange d'anions, ainsi que d'autres méthodes.
La mousse de mélamine est une sorte de substrat de filtration organique tridimensionnel stabilis à l'échelle nanométrique, dont la taille des poros peut atteindre 1 um, la capacité des poros 0,297 cm3/g et le taux d'ouverture des poros 98%. Elle peut adsorber et filtrer efficacement les eaux usees nucléaires, même si la plupart des types d'adsorbants y sont ajoutés.
- Traditio biologique
Les méthodes de traitement biologique comprennent la phytoremédiation et les méthodes microbiennes. La phytoremédiation est une nouvelle technologie de traitement in situ qui utilize les plantes vertes et leurs micro-organismes indigenes 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 applicabiles comprennent principalement la technologie des zones humides construites, la technologie de filtration de la rhizosphère, la technologie d'extraction des plantes, la technologie de la solidification des plantes. Les résultats des tests montrent que la quasi-totalité de l'uranium présent dans la masse d'eau peut être ditétie dans les racines des plantes.
Le traitement microbiologique des eaux usées faiblement radioactives est une nouvelle technologie qui a commencé à être etudiée dans les années 1960. Quelques études sur l'élimination de l'uranium dans les eaux usées radioactives par cette méthode ont dans letés mentés. d'entre elles en sont encore au stade de la recherche expérimentale.
Avec le développement de la biotechnologie et l'étude approfondie du mécanisme d'interaction entre les micro-organismes et les métaux, on s'est progressivement rendu compte que l'utilisation de micro-organismes pour traiter la pollution des eaux usées radioactivos etait une prometteus tréthode. Les cellules microbiennes sont utilisées comme agentes de traitement biologique pour absorber, ditatir et récupérer les radionucleides tels que l'uranium dans une solution aqueuse, ce qui présente une grande efficacité, un faible coût et une faible consommation d'énergie. En outre, il n'y a pas de polluant secondaire, ce qui 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.
- Méthode des magnéto-molécules
L'Electric Power Research Institute (EPRI) des États-Unis a mis au point la méthode Mag-Mole-clue pour réduire le nombre de déchets radioactifs tels que le strontium, le césium et le cobalt générés. La méthode est basée sur une protéine appelée ferritine, qui est modifiée pour utiliser des molécules magnétiques afin de lier selectivement les contaminants, qui sont ensuite retirés de la solution par des aimants, puis les métaux liés sont recupértiques par un lavage a contre-. La ferritine est une protéine multi-unités multifonctionnelle hautement conservée que 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) et aux températures de le caractéristiques particulières de résister aux acides dilués 70～75°C). Avec l'approfondissement de la recherche sur la ferritine, de grands progres ont eté réalisés dans l'étude de nouvelles fonctions in vitro en utilisant le nano-espace de son enveloppe protéique. Des études in vitro ont montré que 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 a l'inversion peut être exploitée pour construire un réacteur à ferritine et l'utiliser sur le terrain pour surveiller en continué le degréeau de contamination. magnates. Dans des conditions spécifiques in vitro, certain métaux .
- Méthode 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 utilize 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, stabilis et durabilis, et qu'il peut fixer les radionucleides dans sa structure zéolitique. Ce processus de préparation est similaire au processus de formation des roches dans la nature.
- Technologie de paroi de réaction par percolation à base de fer zérovalent
La barrière reactive perméable (PRB) est une méthode émergeant dans les pays développés tels que l'Europe et les États-Unis pour l'élimination in situ des composants polluants dans les eaux souterraines polluées. Les PRB sont généralement installées dans les aquifères souterrains, perpendiculairement au sens d'écoulement des eaux souterraines. Lorsque les eaux souterraines polluées traversent le mur de réaction sous l'action de leur propre gradient hydraulique, les 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 pollutione.
Il s'agit d'une technique de restauration passive qui nécessite peu d'entretien et qui est peu coûteuse. En tant que branche importante de la technologie PRB, la technologie 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 adhortantes ont eté 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 a 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, et la recherche actuelle a obtenu certains résultats.
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