《给水排水杂志》-2011年第11期(1)

书给水排水Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１１２０１１１·水业导航·核沾染水处理技术及饮用水安全保障北京二炮工程设计研究院侯立安院士２０１１年３月１１日，日本东北部海域发生里氏９级地震，地震引发的海啸导致福岛核电站出现严重的核泄漏事故。根据媒体报道，３月２２日，日本共有１３个都县检测出自来水含有放射性物质；３月２３日，在东京一家水处理中心自来水中测出含放射性碘２１０Ｂｑ／Ｌ，是日本规定的婴幼儿可承受限定值１００Ｂｑ／Ｌ的两倍多；５月１８日，东京电力公司推算，福岛第一核电站放射性污水总量已超过１０万ｍ３，估计在１２月前，污水总量将达到２０万ｍ３。福岛核事故致使周边区域饮用水和海水受到污染，一时之间，民众谈“核”色变。东京超市和便利店的矿泉水在短时间内被抢购一空，民众的恐惧心理由此可见一斑。这次核事故使日本政府承受着巨大压力。我们在回顾这次核事故的同时，应从中吸取教训，居安思危，未雨绸缪，开展特种污染防控技术研究，加强饮用水安全保障与应急系统建设，提高我国应对和处理核沾染饮用水的能力，防范于未然。１核沾染饮用水的危害核工业在保障国家安全、社会发展、经济建设和人民生活中起着基础支撑作用，是国家战略实力的重要组成部分，这也使其成为军事战争或恐怖袭击的重要目标。战争、恐怖袭击或自然灾害等非传统安全事件一旦发生，将可能导致核物质泄漏，污染水体。放射性物质沉降会造成地表水污染。核工业排放的废水，以及冲刷放射性污染物的地面径流水，常会造成附近水域的放射性污染。地下水受到放射性污染的主要途径有：放射性废水直接注入地下含水层或排往地面渗透池及放射性废物埋入地下等。地下水中的放射性核素也可能迁移扩散到地表水中，造成地表水污染。放射性核素污染地表水和地下水，影响饮用水水质，并且污染水生生物和土壤，通过食物链对人体产生内照射。核沾染饮用水的危害主要来自于水中的放射性核素。它们可以蓄积在骨骼、肌肉、皮肤及各个器官部位，成为体内的辐射源，发生内照射，诱发全身性病变。其危害主要表现为：（１）致死效应。人体接受一次全身照射后的致死剂量，据估计，照射后６０天内造成９９％死亡的照射剂量约为５．５Ｇｙ，剂量范围为４．７５～６．２５Ｇｙ；半数死亡的剂量约为３．５Ｇｙ，剂量范围为３～４Ｇｙ。但当大剂量不是一次接受，而是间隔几次接受，每次均低于致死剂量时，则人能够耐受的较大剂量与人体自身的修复作用有关。（２）致病及遗传效应。人体一次接受中等全身剂量，没有致死的近期效应。但在这种情况下并不是没有损伤作用，据国外报道，往往２０年后才能表现出来一些症状，主要表现为癌症，包括白血病、骨癌、肺癌及甲状腺癌，还可表现为不同程度的寿命缩短，能导致头昏、疲乏无力、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少等病症。并且放射性物质的慢性作用会遗留后患，可遗传给子孙后代。在低于１０ｍＳｖ的小剂量照射下未发现对人体有任何效应。然而通常假设辐射剂量无阈值，即最低剂量水平的辐射也会诱发恶性肿瘤，其发病率与剂量成正比。２核沾染水处理方法核沾染水由于易浸透、有腐蚀性、不易储存等原因，其处理显得尤为重要。传统的核沾染水处理技术，如蒸发浓缩法、生物处理法、化学沉淀法等，技术成熟，应用广泛。但在实际应用中都存在一定缺陷。蒸发浓缩法是利用大部分放射性废水中放射性核素不具蒸发性的特性，使用加热蒸发法使放射性核素残留在浓缩液中，达到浓缩放射性废水的目的。蒸发法的最大优点之一是去污倍数高。使用单效蒸发器处理时，去污倍数可达到１０４以上，而使用多效蒸发器和带有除雾沫装置的蒸发器更可高达１０６～１０８的去污倍数。蒸发处理对绝大多数废水有良２给水排水Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１１２０１１好的适应性，但其操作环境恶劣复杂，耗能大，处理含有机物的废液时安全性不佳，运行和维护成本过高。化学沉淀法是向废水中投放一定量的化学絮凝剂，如硫酸钾铝、铝酸钠、硫酸铁、氯化铁等，有时还需投加助凝剂，如活性二氧化硅、黏土、聚合电解质等，使废水中的胶体物质失去稳定而凝聚成细小的可沉淀的颗粒，并能与水中原有的悬浮物结合为疏松绒粒。该绒粒对水中的放射性元素具有很强的吸附能力，从而净化水中的放射性物质、胶体和悬浮物。化学沉淀法常用于处理铀矿山、水冶厂排放的低浓度废液或预处理的废液，具有处理设备和工艺简单，成本低等优点，但处理后的废液往往不达标，还需二次处理，沉淀物也需二次处理。离子交换法处理放射性废水的原理是，离子交换树脂与放射性沾染水相接触时，能通过树脂上的可交换离子与污染水中的放射性离子互相交换，而将污染水中的放射性核素（呈离子状态的）有选择地去除，从而使污染水净化。离子交换法在核工业生产和废液处理中广泛应用，但成本较高，树脂吸附容量较低，废树脂产生量大，大量废树脂至今尚无理想处理方法。吸附法是用多孔性的固体吸附剂处理放射性废水，使其中所含的一种或数种元素吸附在吸附剂的表