化学污染物处理中的电子束辐照技术运用

王璐

摘 要：电子束辐照技术是一种新型的高氧化技术，具有很多的优点，如操作简单、利用安全、环保性能优良等，在化学污染物的降解处理中受到了密切的关注。本文首先简述了电子束辐照技术的在化学污染物处理中的应用原理和特征，然后介绍了电子束辐照技术在一些领域中的应用进程，以及推动这一技术的进一步发展。

关键词：电子束辐照技术；化学污染物；运用；降解

中图分类号：Q691.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）07-0004-02

现阶段，我国的工业化进程不断加快，促进了经济的发展，与此同时，出现了很多的化学污染事件，对化学污染物的降解处理已经成为一个急需解决的现实性问题。近年来，电子束辐照技术得到了进一步的发展，已经在作物育种、食品保鲜等领域得到了广泛的应用。经有关专家的研究，这种新型的高氧化技术在化学污染物的降解处理中具有积极的意义。

1 电子束辐照技术的原理和特点

1.1 电子束辐照技术的原理

电子束辐照技术，主要是利用电子加速器这一器件，产生高能电子束射线或者低能电子束射线，然后通过高能脉冲的间接或者直接作用，利用化学或者物理手段产生活性自由基，如正离子、-OH、水合电子、-H等，这些活性自由基具有一个共同的特征，氧化性能十分强[1]，可以把对机污染物进行分解，甚至可将有机污染物彻底的降解，形成一些新的物质，如水、矿物盐等，值得注意的是，电子束辐照技术在处理有机污染物的过程中，不会产生新的污染物，因此其操作处理过程是十分环保的。

1.2 电子束辐照技术的特征

电子束辐照技术是一种新型的高氧化技术，与传统的有机污染物处理技术相比，具有很多的优势，具体来说，主要包括以下几个：（1）操作安全，可控性强。在进行辐照室设置时，其设计方案和施工过程都十分的科学合理，而且在施工完成后有规范的管理章程，因此在使用的过程中十分的安全，可以很大程度的避免电子射线泄露问题；另外，加速器在断电时，完全不需要辐射源，操作安全性十分高。但是，γ射线辐照在操作过程中需要利用辐射源，并且要通过一些特殊设备的设置来避免电子射线泄露，在每次操作结束后一定要将辐射源放在水中，以此终止辐照，对废弃的放射源也需要进行一定的处理[2]。（2）操作简单，可以进行大规模化生产。电子束是通过电子加速器的作用产生的，所以在电子加速器的电源开关的帮助下，我们可以轻易的决定电子束的产生和消失，而且还可以通过电子加速器调节电离辐射能量的大小，因此操作十分的简单。（3）环保性能良好。电子束辐照技术最重要的优势就是具备良好的环保性能，在使用的过程中无任何毒性、无化学残留和放射残留，不会对我们的环境造成污染。（4）降解化学污染物。当前，已经有一定的专家证明电子束辐照技术在化学物降解中的潜力和优势。

2 电子束辐照技术在水处理中的应用

电子束辐照技术具有清洁、高效、无二次污染的优点，而且可以很好的处理传统方式无法处理的污染物，因此在国外很早就大规模的将其应用在污水处理行业中[3]。近年来，随着我国对电子束辐照技术的研究不断深入，电子束辐照技术被应用于污水处理中。当前，电子束辐照技术在污水处理中的应用主要包括以下几个方面：

2.1 电子束辐照去除污染物

第一，电子束辐照降解有机物。边绍伟等人对0.5mmol/L的苯胺类水溶液进行电子束辐照降解实验，根据实验结果，电子束辐照技术可以十分有效的破坏苯胺的分子结构，進而实现降解污染物的目的。中国是一个纺织业大国，因此印染废水的排放量十分大，印染废水具有有机污染物成分复杂、色度深、含量高、碱性大等特征，在全世界范围内都是一种十分难处理的工业废水。在印刷废水的处理过程中，采用电子束辐照技术具有很好的效果，而且经顾建忠等人的研究，将电子束辐照技术和生物处理技术结合在一起使用，将会更加彻底的将废水中的污染物降解，处理效果更加理想[4]。中国首个电子束辐照项目落户浙江金华，对印染废水进行深度处理，目前每天处理量为1500至2000m3，可以高度去除废水中残留的污染物，实现废水的高标准排放或者中水回用。

第二，电子束辐照去除无机物。对污水中的无机污染物进行处理，也可以采用电子束辐照技术。电子束辐照技术在去除无机污染物的过程中，主要是以还原反应为主，另外在含氧量十分低的条件下电子束辐照技术可以十分有效的提高还原物质的产量。M.Chaychian等人对水体中的铅离子和汞离子采用电子束辐照去除进行了研究。根据研究结果，在溶液之中，溶解氧的含量对铅离子的去除不起到主要的作用。根据研究，在100kGy的电子束辐照剂量下，1mmol/L的PbCl2溶液中的铅可以去除92%，而且铅的去除率不会受到碳酸盐的影响。为了使Pb-EDTA2-得到高效的降解，并使铅离子的去除率更高，在进行辐照和过滤操作时，应该在隔绝氧气的环境之下来进行。

2.2 电子束辐照杀菌

在污水中，存在着很多种类的细菌，这些细菌将会导致疾病的传播，因此需要对其进行充分的处理，处理后才可以作为生活和生产用水。以往，对污水中的细菌进行处理时，多采用传统的消毒方式，如采用二氧化氯和液氯对我们的应用水进行消毒，这种方式在进行杀菌的同时，十分有可能在饮用水引入其他的不利物质。细菌是由有机复合物组成的，如果采用电子束辐照技术就可以对其有效失活。国外的学者很早就对其进行了大量的研究，我国的学者张玉宝等人也对不同电子束辐照剂量对污水中细菌的影响进行了研究。根据其研究结果，电子束辐照可以十分有效的去除五种的大肠杆菌。大肠杆菌对电子束的反应十分的敏感，2kGy的辐照量，菌群的数量可以降低2个数量级，如果在辐照量达到3kGy的情况下，菌群的数量将会降低3个数量级。

2.3 电子束辐照技术与其他工艺联合应用

在进行电子束辐照技术在污水中的应用过程中，S.M.Kim等人对韩国联合采用电子辐照技术和生物化学技术进行污水处理进行了研究，根据研究结果，对经过生物化学技术处理过的水体再进行电子束辐照技术，将会提高瞬间改变污水组成的可靠性，进而最大程度的优化处理工艺。电子束辐照技术可以使污水的颜色脱落，而且可以使有机物进行氧化分解，不仅可以减少化学污染物的使用，而且可以很大程度的缩短处理污水的时间，污水处理的效率也将会提升30%～40%左右[5]。

2.4 电子束辐照废水中污泥的处理

污泥是废水处理中不可避免的副产物，污泥中包含大量的水分，而且具有大量的磷、氮、钾等物质，可以作为农作物的肥料。但是污泥中的污染物质、重金属以及病原体十分多，只有在对其经过充分的处理之后，才可以进行利用。如果采用传统方式进行处理，可以会造成二次污染，但是如果采用电子束辐照技术，不仅会提升杀菌率，而且可以十分充分的分解其中的有机物质，降低其中的有毒物质残存量。

3 展望

综上所述，电子束辐照技术在处理化学污染物中具有巨大的发展潜力，市场前景十分好，它不仅具备操作简单、反应速率快、安全经济的优势，而且可以处理以往采用常规方法不能很好降解的有毒物质。但是需要注意的是，电子束辐照技术作为一种新型高氧化技术，在化学污染物的降解处理中仍然处于初级阶段，技术上相对不是十分的成熟，应用机理的研究不是十分的深入，要想大规模的应用还需要一段时间。

参考文献

[1]陈倩，陈昭斌.高能电子束辐照技术在消毒领域的应用[J].中国消毒学杂志，2017，34（10）：966-969.

[2]崔玉民，朱良俊，张西坤，师瑞娟，苗慧，李慧泉，吴福芳.含锌光催化材料在污染物处理中的应用进展[J].环境污染与防治，2017，39（01）：111.

[3]汪德进，徐刚，向甲甲，吴明红.电子束辐照技术对甲醇-水溶液中艾司唑仑降解研究[J].计算机与应用化学，2015，32（01）：75-78.

[4]范林林，韩鹏祥，冯叙桥，段小明，李萌萌，张蓓，蔡茜彤.电子束辐照技术在食品工业中应用的研究与进展[J].食品工业科技，2014，35（14）：374-380.

[5]张娟琴，袁大伟，郑宪清，李双喜，何七勇，吕卫光.电子束辐照技术在化学污染物处理中的应用[J].环境科技，2012，25（03）：75-78.