3.2.3.7. Радиационная экология

Обычно жидкие промышленные отходы представляют собой водные растворы органических и неорганических веществ. При радиационном воздействии на стоки с небольшим содержанием растворенных веществ основная часть излучения поглощается водой. При этом происходит радиолиз воды с образованием  продуктов, обладающих повышенной реакционной способностью. В воде накапливаются такие сильные окислители, как радикал ОН и пероксид водорода, сильные восстановители, как гидратированный электрон и радикал водорода, а также частицы Н2О+ и ОН-, вызывающие кислотно-основные превращения. Эти активные частицы вовлекают в окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакции  примеси стока. При большом содержании растворенных веществ в сточной воде возможен  также радиолиз самих веществ. Радиационно-химические выходы этих процессов невысоки – 1-10 молекул на 100 эВ.

Ионизирующие излучения могут быть использованы для водоподготовки (обесцвечивания и дезодорации природных вод); обеззараживания навозных и бытовых стоков инфекционных больниц, для очистки сточных вод от ПАВ, фенолов, красителей, интексицидов, лигнина и  др. токсичных веществ.

Радиационный способ очистки может быть с успехом применен  для очистки дымовых и промышленных газов. Наибольшее количество работ посвящено радиационному окислению  оксида серы (IV) и оксидов азота в газовой фазе с целью разработки метода очистки  отходящих газов химических  производств и тепловых электростанций. Показана возможность прямого окисления дымовых газов облучением быстрыми электронами, а также радиационно-каталитический метод окисления диоксида серы до серной кислоты, радиационно-химический выход которого составляет 103 молекул SO2 на 100 эВ. Последний способ разработан для промышленных газов сернокислотного производства и не годится для очистки дымовых газов, так как процесс ингибируется фенолами.

Во многих случаях под воздействием ионизационных облучений достаточно эффективно ускоряется переработка твердых отходов. Особенно интересна радиационная деструкция не разлагающихся естественным путем полимеров типа тефлона, резин и т.п. или плохо растворимых и нерастворимых твердых отходов, например, отходов лесной и лесообрабатывающей промышленности. Получены также хорошие результаты по ускорению биохимического превращения органических отходов в биогаз в результате их предварительного облучения.

Наиболее перспективными являются процессы, в которых в результате радиационной очистки получаются продукты, находящие практическое применение. Так, при облучении отходов, содержащих целлюлозу, - получают глюкозу (кормовые добавки), при радиационной очистке от оксидов серы и азота – серную и азотную кислоты и соли, которые можно использовать в качестве удобрений.

Необходимые масштабы процессов очистки и обеззараживания отходов велики, поэтому промышленная реализация этих процессов будет определяться мощностью, доступностью и стоимостью источников излучения. В настоящее время наиболее часто используют источники -излучения и ускорители электронов (последние особенно эффективны при очистке газов). Однако крупномасштабная переработка отходов возможна лишь при использовании более мощных источников ионизационного излучения – радиационных контуров ядерных реакторов, преобразующих нейтроны утечки в γ-излучение, и хемоядерных процессов.