放射性污染及其控制.ppt

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1、放射性污染及其控制 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望目录一 概述二 放射性废物与防护标准三 放射性废物处理技术四 放射性污染去污技术 一、概述1、定义放射性污染放射性污染是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。2、来源 环境中的放射性的来源分环境中的放射性的来源分天然放射源天然放射源天然放射源天然放射源和和人工放射源人工放射源人工放射源人工放射源 天然放射源天然放射源天然放射源天然放射源主要来自

2、宇宙辐射、地球和人体内的放射主要来自宇宙辐射、地球和人体内的放射性物质，这种辐射通常称为天然本底辐射。性物质，这种辐射通常称为天然本底辐射。对公众造成自然条件下原本不存在的辐射的辐射源称对公众造成自然条件下原本不存在的辐射的辐射源称为为人工辐射源人工辐射源人工辐射源人工辐射源，主要有核试验造成的全球性放射性污染，主要有核试验造成的全球性放射性污染，核能生产、放射性同位素的生产和应用导致放射性物质以核能生产、放射性同位素的生产和应用导致放射性物质以气态或液态的形式释放而直接进入环境，核材料贮存、运气态或液态的形式释放而直接进入环境，核材料贮存、运输或放射性固体废物处理与处置和核设施退役等则可能造

3、输或放射性固体废物处理与处置和核设施退役等则可能造成放射性物质间接地进入环境。成放射性物质间接地进入环境。3，辐射对人体的危害 辐射对人体的危害主要表现为受到射线过量照射而引起辐射对人体的危害主要表现为受到射线过量照射而引起的急性放射病，以及因辐射导致的远期影响。的急性放射病，以及因辐射导致的远期影响。1.1.急性放射病急性放射病 急性放射病是由大剂量的急性照射所引起的，多为意外急性放射病是由大剂量的急性照射所引起的，多为意外核事故、核战争所造成。按射线的作用范围，短期大剂量核事故、核战争所造成。按射线的作用范围，短期大剂量外照射引起的辐射损伤可分成全身性辐射损伤和局部性辐外照射引起的辐射损伤

4、可分成全身性辐射损伤和局部性辐射损伤。射损伤。2.2.远期影响远期影响 辐射危害的远期影响主要是慢性放射病和长期小剂量照辐射危害的远期影响主要是慢性放射病和长期小剂量照射对人体健康的影响，多属于随机效应。射对人体健康的影响，多属于随机效应。二 放射性废物与防护标准 1.1.放射性废物及处理途径放射性废物及处理途径放射性废物及处理途径放射性废物及处理途径 放射性废物是含有放射性核素或被放射性核放射性废物是含有放射性核素或被放射性核素所污染，其浓度或比活度大于审管部门确定的素所污染，其浓度或比活度大于审管部门确定的清洁解控水平，预期不会再被利用的废弃物。清洁解控水平，预期不会再被利用的废弃物。放射

5、性废物处理基本途径是将气载和液体放放射性废物处理基本途径是将气载和液体放射性废物作必要的浓缩及固化处理后，在与环境射性废物作必要的浓缩及固化处理后，在与环境隔绝的条件下长期安全地存放。净化后的废物则隔绝的条件下长期安全地存放。净化后的废物则可有控制地排放，使之在环境中进一步弥散和稀可有控制地排放，使之在环境中进一步弥散和稀释，固体废物则经去污、装备后处置，污染物料释，固体废物则经去污、装备后处置，污染物料有时可经去污后再循环利用。有时可经去污后再循环利用。2.放射性废物的来源和分类放射性废物的来源和分类（1 1）放射性废物的来源和特点）放射性废物的来源和特点 1.1.放射性废物的来源放射性废物

6、的来源 按使用方法分，放射性废物主要有核设施、伴按使用方法分，放射性废物主要有核设施、伴生矿和和技术应用三个来源。生矿和和技术应用三个来源。2.2.放射性废物的特点放射性废物的特点 （1 1）长期危害性）长期危害性 （2 2）处理难度大）处理难度大 （3 3）处理技术复杂）处理技术复杂（2）放射性废物的分类1.1.国家分类标准国家分类标准 我国根据国家原子能机构（我国根据国家原子能机构（IAEAIAEA）提出的放射性）提出的放射性废物分类的建议，修订颁布了放射性废物分类废物分类的建议，修订颁布了放射性废物分类标准（标准（GB133-1995GB133-1995）。该标准从处理和处置角）。该标准

7、从处理和处置角度，按比活度和半衰期将放射性废物分为高放长度，按比活度和半衰期将放射性废物分为高放长寿命、中放长寿命、低放长寿命、中放短寿命和寿命、中放长寿命、低放长寿命、中放短寿命和低放短寿命五类。寿命长短的区分按半衰期低放短寿命五类。寿命长短的区分按半衰期3030年年为限。为限。2.2.其他分类方法其他分类方法 按放射性核素半衰期长短分为长半衰期（大于按放射性核素半衰期长短分为长半衰期（大于100100天）、天）、中半衰期（中半衰期（1010010100天）、短半衰期（小于天）、短半衰期（小于1010天）。这种天）。这种分类方法是利用半衰期的含义，便于采用贮存法去除放射分类方法是利用半衰期的

8、含义，便于采用贮存法去除放射性沾污。因为任何一种放射性核素，当其经过性沾污。因为任何一种放射性核素，当其经过1010倍半衰期倍半衰期之后，其放射性强度将低于原来强度的之后，其放射性强度将低于原来强度的1 1 10001000，对短半衰，对短半衰期废水，采用贮存法将是一种简单而又经济的出来措施。期废水，采用贮存法将是一种简单而又经济的出来措施。此外尚有按射线种类分为甲、乙、丙种放射性废物。按此外尚有按射线种类分为甲、乙、丙种放射性废物。按废液的废液的phph值分为酸性放射性废水、碱性放射性废水等，但值分为酸性放射性废水、碱性放射性废水等，但较少采用。较少采用。（3）放射性废物的处理原则国际原子能

9、机构（国际原子能机构（1AEA1AEA）在放射性废物管理原则在放射性废物管理原则中提出了中提出了九条基本原则九条基本原则：（1 1）保护人类健康：保护人类健康：工作人员和公众受到的照射在工作人员和公众受到的照射在国家规定的允许限值之内。国家规定的允许限值之内。（2 2）保护环境：保护环境：确保向环境的释放最少，对环境的确保向环境的释放最少，对环境的影响达到可接受的水平。影响达到可接受的水平。（3 3）超越国界的保护超越国界的保护：保护他国人员健康和环境影：保护他国人员健康和环境影响。及时交换信息和保证越境转移条件。响。及时交换信息和保证越境转移条件。（4）保护后代：后代的健康。（5）给后代的负

10、担：不给后代造成不适当的负担。应尽量不依赖于长期对处置场的监测和对放射性废物进行回取。（6）国家法律框架：放射性废物管理必须在适当的国家法律框架内进行，明确划分责任和规定独立的审管职能。（7 7）控制放射性废物产生：控制放射性废物产生：尽可能少。尽可能少。（8 8）放射性废物产生和管理间的相依性：放射性废物产生和管理间的相依性：必须适当考虑放必须适当考虑放射性废物产生和管理的各阶段间的相互依赖关系。射性废物产生和管理的各阶段间的相互依赖关系。（9 9）设施的安全：设施的安全：必须保证放射性废物管理设施使用寿期必须保证放射性废物管理设施使用寿期内的安全。内的安全。据此原则我国制定了放射性废物管理

11、的据此原则我国制定了放射性废物管理的4040字方针：字方针：减少产生、减少产生、分类收集、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、分类收集、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测。就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测。3.环境放射性防护标准环境放射性防护标准 为了有效地进行核安全与辐射环境监督管理，我国在学习和借鉴世界核先进国家的经验，并参照IAEA制定的核安全与辐射防护法规、标准的基础上，结合我国国情，在较短的时间内组织制定发布了一批核安全与辐射环境监督管理的条例、规定、导则和标准，初步建立了一套具有较高起点，并与国际接轨的核安全与辐射环境管理法规体

12、系。1960 1960年年2 2月，发布了我国第一个放射卫生法规放射性月，发布了我国第一个放射卫生法规放射性工作卫生防护暂行规定。依据此法同时发布了电离辐射工作卫生防护暂行规定。依据此法同时发布了电离辐射的最大容许标准、放射性同位素工作的卫生防护细则的最大容许标准、放射性同位素工作的卫生防护细则和放射性工作人员的健康检查须知三个执行细则。和放射性工作人员的健康检查须知三个执行细则。19641964年年1 1月，发布了放射性同位素工作卫生防护管理办法月，发布了放射性同位素工作卫生防护管理办法；19741974年年5 5月发布了放射防护规定（月发布了放射防护规定（GBJ8-74GBJ8-74）集管

13、）集管理法规和标准为一体；理法规和标准为一体；19841984年年9 9月月5 5日发布了核电站基本日发布了核电站基本建设环境保护管理办法；建设环境保护管理办法；19881988年年3 3月月1111日发布辐射防护日发布辐射防护规定（规定（GB 8703-88GB 8703-88）；）；19891989年年1010月施行放射性同位素月施行放射性同位素与射线装置放射防护条例；与射线装置放射防护条例；20032003年年1010月月1 1日施行中华人日施行中华人民共和国放射性污染防治法。民共和国放射性污染防治法。我国现已发布实施的辐射环境管理的专项、标准等计我国现已发布实施的辐射环境管理的专项、标

14、准等计5050多项。多项。4.辐射防护一般措施外照射的防护外照射的防护距离防护：实际操作应尽量远离放射源距离防护：实际操作应尽量远离放射源时间防护：工作人员须熟悉操作，尽量缩时间防护：工作人员须熟悉操作，尽量缩 短操短操作时间，从而减少所受辐射剂量。作时间，从而减少所受辐射剂量。屏蔽防护：是射线防护的主要方法，依射线的穿透性采取屏蔽防护：是射线防护的主要方法，依射线的穿透性采取相应的屏蔽措施。相应的屏蔽措施。内照射的防护内照射的防护防止呼吸道吸收防止呼吸道吸收防止胃肠道吸收防止胃肠道吸收防止由伤口吸收防止由伤口吸收三 放射性废物处理技术1.放射性固体废物处理技术 放射性固体废物种类繁多，可分为

15、湿固体（蒸发残渣、沉淀泥浆、废树脂等）和干固体（污染劳保用品、工具、设备、废过滤器芯、活性炭等）两大类。为了减容和适于运输、贮存和最终处置，要对固体废物进行焚烧、压缩、固化或固定等处理。（1）固化技术 固化是在放射性废物中添加固化剂，使其转变为不易向环境扩散的固体的过程，固化产物是结构完整的整块密实固体。通常，固化的途径是将放射性核素通过化学转变，引入到某种稳定固体物质的晶格中去；或者通过物理过程把放射性核素直接掺入到惰性基材中。固化的一般要求固化的一般要求 固化的目标是使废物转变成适宜于最终处置的稳定的固化的目标是使废物转变成适宜于最终处置的稳定的废物体，固化材料及固化工艺的选择应保证固化体

16、的质量，废物体，固化材料及固化工艺的选择应保证固化体的质量，应能满足长期安全处置的要求和进行工业规模生产的需要，应能满足长期安全处置的要求和进行工业规模生产的需要，对废物的包容量要大，工艺过程及设备应简单、可靠、安对废物的包容量要大，工艺过程及设备应简单、可靠、安全、经济。对固化工艺的一般要求，高放废物的固化应能全、经济。对固化工艺的一般要求，高放废物的固化应能进行远距离控制和维修；低、中放废物的固化操作过程应进行远距离控制和维修；低、中放废物的固化操作过程应简单，处理费用应低廉。理想的废物固化体要具有阻止所简单，处理费用应低廉。理想的废物固化体要具有阻止所含放射性核素释放的特性，其主要特性指

17、标如下：低浸出含放射性核素释放的特性，其主要特性指标如下：低浸出率、高热导率、高耐辐射性、高生化稳定性和耐腐蚀性、率、高热导率、高耐辐射性、高生化稳定性和耐腐蚀性、高机械强度、高减容比。高机械强度、高减容比。常用固化方法常用固化方法项目项目水泥固化水泥固化沥青固化沥青固化塑料固化塑料固化玻璃固化玻璃固化陶瓷固化陶瓷固化干废物包容量干废物包容量（质量百（质量百分数）分数）54054030603060306030601030103015301530密度密度（g.cmg.cm3 3）1.52.51.52.5 1.11.91.11.9 1.11.51.11.5 2.53.02.53.0 2.53.02

18、.53.0浸出率浸出率（g.cmg.cm2.d2.d1 1）1010-3-31010-1-11010-5-51010-3-31010-6-61010-3-31010-7-71010-4-41010-8-81010-5-5抗压强度抗压强度 mpampa10301030塑性塑性2010020100（或塑性）（或塑性）脆性脆性高高耐辐射耐辐射 GyGy约约10108 8约约10107 7约约10107 7约约10109 9约约10109 9投资投资低低中中中中高高高高操作和维修操作和维修简单简单中等中等中等中等复杂复杂复杂复杂适用性适用性低、中放废物低、中放废物低、中放废物低、中放废物低、中放废物低

19、、中放废物高放、高放、废物废物高放、高放、废物废物应用状况应用状况工业规模工业规模工业规模工业规模工业应用工业应用工业应用工业应用研究开发研究开发（2）减容技术固体废物减容的目的是减少体积，降低废物包装、贮存、运输和处置的费用。处理方法主要有两种：压缩或焚烧。压缩压缩 压缩是依靠机械力作用，使废物密实化，减少废物体积。压缩是依靠机械力作用，使废物密实化，减少废物体积。压缩处理操作简单，设备投资和运行成本低。压缩处理操作简单，设备投资和运行成本低。压缩可分为：常规压缩和超级压缩压缩可分为：常规压缩和超级压缩焚烧焚烧 焚烧时是将可燃性废物氧化处理成灰烬（或残渣）的过焚烧时是将可燃性废物氧化处理成灰

20、烬（或残渣）的过程。程。焚烧分为干法焚烧和湿法焚烧，前者如过剩空气焚烧、焚烧分为干法焚烧和湿法焚烧，前者如过剩空气焚烧、控制空气焚烧、裂解、流化床、熔盐炉等；后者如酸煮解、控制空气焚烧、裂解、流化床、熔盐炉等；后者如酸煮解、过氧化氢分解等。过氧化氢分解等。2.放射性废液处理技术 核工业放射性工艺废液一般需要多级净化处理，低、中放废液常用的处理方法有絮凝沉淀、蒸发、离子交换（或吸附）和膜技术（如电渗析、反渗透、超滤膜）。高放废液比活度高，一般只经过蒸发浓缩后贮存在双壁不锈钢贮槽中。处理技术处理技术去污系去污系数数使用对象使用对象絮凝沉淀、吸附絮凝沉淀、吸附110110低中放废液，洗衣淋浴水低中放

21、废液，洗衣淋浴水蒸发蒸发10103 310106 6低中放废液，高放废液低中放废液，高放废液离子交换离子交换1010010100低中放废液（低含盐量）低中放废液（低含盐量）反渗透反渗透10401040低中放废液，洗衣淋浴水低中放废液，洗衣淋浴水絮凝沉淀 该法简便，成本低廉，在去除放射性物质的同时，还去除悬浮物、胶体、常量盐、有机物和微生物，一般与其他方法联用作为预处理方法。缺点是放射性去除效率较低，一般为50%70%，去污因数最多只有10左右，且产生含大量放射性的污泥。蒸发 蒸发的突出优点是净化效率较高，一般去污系数可达到105，但蒸发不适合处理含易起泡物质和易挥发核素的废水，且蒸发耗能大，处

22、理费用较高。膜分离膜分离 与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程简单、无变相、分离系数较大、节能高效、可在简单、无变相、分离系数较大、节能高效、可在常温下连续操作等特点。可分为反渗透、电渗析、常温下连续操作等特点。可分为反渗透、电渗析、微滤和超滤等。微滤和超滤等。离子交换和吸附离子交换和吸附 在处理中、低放射性废水时，离子交换树脂对在处理中、低放射性废水时，离子交换树脂对去除含盐类杂质较少的废水中放射性离子具有特去除含盐类杂质较少的废水中放射性离子具有特殊的作用。殊的作用。四 放射性污染去污技术1.概述 放射性污染是指沉积在材料、结构物或设备表面的放射

23、性物质。大致分为机械沾污、物理吸附和化学吸附。去污的定义 放射性去污定义为用化学或物理方法除去沉积在核设施结构、材料或设备内外表面上的放射性物质。去污的目的 去污总的目的是去除放射性污染物，降低残留的放射性水平。去污的目的一般分为：为运行管理和检修的去污；为退役进行的去污；为废物治理进行的去污；为长期监护进行的去污；为环境整治进行的去污；为其他目的进行的去污。去污技术有四种基本工艺类型：化学去污、人工和机械去污、电抛光去污和超声去污。2.2.化学去污技术化学去污技术 化学去污原理是用化学溶剂去除污染部件带有的放射性化学去污原理是用化学溶剂去除污染部件带有的放射性核素污染物、油漆涂层或氧化膜层，

24、达到去污目的。核素污染物、油漆涂层或氧化膜层，达到去污目的。化学去污的优缺点化学去污的优缺点 优点优点:化学试剂易得，适用于难以接近的表面的去污，化学试剂易得，适用于难以接近的表面的去污，所需工作时间少，且通常可遥控操作，产生放射性废气较所需工作时间少，且通常可遥控操作，产生放射性废气较少，一般清洗液经处理可回收再用。因其简单可靠，去污少，一般清洗液经处理可回收再用。因其简单可靠，去污效率能满足要求，目前是主要的去污方法。效率能满足要求，目前是主要的去污方法。缺点：对粗糙、多孔的表面去污效率低，清洗废液体积缺点：对粗糙、多孔的表面去污效率低，清洗废液体积较大，产生组分复杂的混合废水。较大，产生

25、组分复杂的混合废水。化学去污常用试剂化学去污常用试剂 按照化学去污试剂的性质和类型可分为水（水按照化学去污试剂的性质和类型可分为水（水蒸气）、酸、碱、盐或络合剂、氧化剂和还原剂、蒸气）、酸、碱、盐或络合剂、氧化剂和还原剂、去垢剂和表面活性剂；按照对去污对象的腐蚀性去垢剂和表面活性剂；按照对去污对象的腐蚀性可分为非腐蚀性、低腐蚀性和强腐蚀性化学去污可分为非腐蚀性、低腐蚀性和强腐蚀性化学去污剂等。剂等。化学去污常用工艺化学去污常用工艺 通常的化学去污工艺有浸泡法、循环冲洗发、通常的化学去污工艺有浸泡法、循环冲洗发、可剥离膜去污发、泡沫去污发和化学凝胶去污发可剥离膜去污发、泡沫去污发和化学凝胶去污发等。等。3.机械去污技术 机械去污技术大致可分为表面清洗法和表面去除法两大类。