Opdagelse af uranforurenet jordrensningsmateriale uden sekundær miljøforurening
Atomenergi har længe været betragtet som en næste generations energikilde, og store lande rundt om i verden konkurrerer om at sikre banebrydende teknologier ved at udnytte atomkraftens høje økonomiske effektivitet og bæredygtighed. Imidlertid har uran, som er afgørende for atomkraftproduktion, alvorlige konsekvenser for både jordens økosystemer og menneskers sundhed.
På trods af at det er et centralt radioaktivt materiale, udgør uran betydelige sundhedsrisici på grund af dets kemiske toksicitet for nyrer, knogler og celler. Som følge heraf anbefaler både U.S. Environmental Protection Agency og Verdenssundhedsorganisationen at tillade og advokerer for, at urankoncentrationer i spildevand er under 30 μg/L.
Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) har forsket i en nanomateriale-baseret adsorptionsproces for effektivt at fjerne uranspildevand udvundet fra faktisk radioaktivt forurenet jord. De har også foreslået dets anvendelighed til at forhindre sekundære miljøforurening.
Radioaktivt spildevand, et uundgåeligt biprodukt af nuklear energiproduktion, kræver efterbehandling for at minimere den økologiske påvirkning og dermed forbundne risici. Selvom denne proces involverer indviklede procedurer og betydelige omkostninger, er forskellige metoder blevet anvendt til at behandle radioaktivt spildevand fra uranforurenet jord. Disse metoder omfatter kemisk udfældning, fordampning, elektrokemiske teknikker, membranseparation og adsorption/ionbytning.
Blandt disse er kemisk udfældning under anvendelse af injicerede kemiske midler almindeligvis anvendt i praktiske anvendelser. Men i betragtning af faktorer som omkostningseffektivitet, miljøvenlighed, praktisk anvendelighed og fornybarhed, fremstår adsorptionsprocesser som særligt velegnede til uranspildevandsbehandling.
Bornitrid (BN), et materiale, der har fået opmærksomhed som en effektiv adsorbent på grund af sin høje mekaniske styrke, syrebestandighed og betydelige overfladeareal, er kendt for sin imponerende ydeevne i spildevandsbehandling gennem adsorptionsprocesser.
Der er dog endnu ikke udført forskning i den faktiske behandling af uranspildevand ved hjælp af hexagonal bornitrid (h-BN), hvilket efterlader anvendeligheden af bornitrid (BN) til rensning af ægte uranspildevand som en ukendt faktor.
Forskerholdet på KICT, ledet af Dr. Rho, Hojung, har grundigt evalueret adsorptionsevnen af h-BN nanomaterialer til uranspildevandsbehandling. De udforskede forskellige drifts- og vandmiljøforhold, herunder eksponeringstid, temperatur, initial urankoncentration, baggrundsioner (såsom NaCl og MgCl2 ) og humussyre (HA).
Undersøgelsen tyder på, at bornitrid (BN) effektivt kan anvendes til behandling af uranspildevand. Derudover gennemførte de en genanvendelighedstest på h-BN, som effektivt adsorberede opløst uran, hvilket yderligere demonstrerede dets høje genanvendelighed.
Gennem analysen af eksperimentelle variabler såsom initial urankoncentration, eksponeringstid, temperatur, pH og tilstedeværelsen af baggrundsioner eller organisk materiale, gennemførte forskerholdet desuden en 'egenskabsvigtighedsanalyse' ved hjælp af den kunstige intelligens-baserede Random Forest-algoritme .
Som et resultat opdagede de, at temperatur, kationer og organisk materiale har minimal indflydelse på adsorptionsevnen, hvilket markerede denne undersøgelse som verdens første af sin slags.
Denne undersøgelse forventes at bidrage til at minimere potentielle skader på miljøet og menneskers sundhed ved at muliggøre mere effektiv behandling af jord, der er forurenet med radioaktivt spildevand genereret fra atomkraftværker.
Dr. Rho sagde:"Den konventionelle udfældningsmetode til rensning af uranforurenet jord ved hjælp af kemiske midler fører til sekundær miljøforurening."
"Anvendelse af bornitrid (BN) nano-adsorbenter til uranbehandling sikrer høj genanvendelighed uden behov for kemiske midler, hvilket gør det til en ny miljøvenlig metode til bortskaffelse af nukleart affald."
Værket er offentliggjort i Journal of Hazardous Materials .
Flere oplysninger: Byung-Moon Jun et al., Adsorption af uranylion på hexagonal bornitrid til oprensning af ægte U-forurenet jord og dens fortolkning ved hjælp af tilfældig skov, Journal of Hazardous Materials (2024). DOI:10.1016/j.jhazmat.2024.134072
Journaloplysninger: Journal of Hazardous Materials
Leveret af National Research Council of Science and Technology
Varme artikler
-
Grafenbaserede transparente elektroder til højeffektive fleksible OLED'erOLED med den sammensatte struktur af TiO2/grafen/ledende polymerelektrode i drift. OLEDen udviser 40,8 % af ultrahøj ekstern kvanteeffektivitet (EQE) og 160,3 lm/W strømeffektivitet. Enheden, der er f -
Udfordringen med at præsentere ny nanostrukturel bimetallisk komposit til katalyseDet grafitiske carbonnitrid (g-C3N4) er rig på heteroatomer, afslører katalytiske egenskaber, og er en fremragende platform til hosting af bimetalliske nanopartikler. Kredit:IPC PAS, Grzegorz Krzyzews -
Fleksibel lægemiddelleveringsmikroenhed til at fremme præcisionsmedicinDen fleksible lægemiddelleveringsanordning til kontrolleret frigivelse fremstillet via uorganisk laserlift. Kredit:KAIST Et KAIST-forskerhold har udviklet en fleksibel medicinafgivelsesanordning m -
Siliciumchip med integreret laser:Lys fra en nanotrådBenedikt Mayer og Lisa Janker er på den molekylære stråleepitaxi-facilitet på Walter Schottky Institute, Münchens tekniske universitet. Kredit:Uli Benz / TUM Fysikere ved det tekniske universitet
- Tundra mister kulstof med hurtig permafrost-optøning
- Hvordan får et hønsæg sin skal?
- Fransk politi på Mont Blanc-tjenesten forsøger at holde klatrere i kø
- Forskere søger nye måder at forbedre kommunikationen om jordskælvsrisiko
- Forskning afslører effektiv metode til at kontrollere algevækst på hawaiiske koralrev
- Ny tilgang giver et bedre overblik over kulstof dybere under jorden