Способ очистки окружающей среды от радиоактивных загрязнений Советский патент 1992 года по МПК G21F9/18 

Изобретение касается экологии.

Известны способы дезактивации радиоактивных загрязнений низкой и средней активности, включающие операцию уменьшения объемов отходов с радиоактивными загрязнениями (упаривание), ионный обмен, химическое осаждение, отверждение, например различными видами стекла или битумировани- ем, прессование отходов, сжигание и захоронение.

Способ может быть применен для обезвреживания радиоактивных отходов, например продуктов ядерных реакций атомных реакторов.

Известен также способ дезактивации и очистки поверхностей от находящихся на них активных продуктов ядерных реакций, включающий нанесение на заражённую поверхность твердой углекислоты, подачу к поверхности струи пара или горячего воздуха, применение принудительной вентиляции, вызывающее полное испарение путем возгонки твердой углекислоты.

Недостатком способа являете невозможность его применения на больших территориях, загрязненных радиоактивными отходами местности. К тому же способ не позволяет извлечь радиоактивные загрязнения из почвы, которые далее переходят в растения и организмы человека и животных.

Частичная очистка больших территорий от радиоактивных загрязнений происходит выпадающими осадками, при этом поток воды с радиоактивными включениями загрязняет бассейны рек и морей.

В настоящее время в литературе освещены теоретические способы очистки окружающей среды от радиационного заражена местности, основанные на способности отдельных видов растений поглощать радионуклиды, создавать биологические барьеры путем концентрирования вредных веществ в своем организме, не допуская их риссеивэVJч|

СП

со

fcb

со

ния в воде, почве, воздухе. При этом отдельные виды растений содержат в своей назем- ной части значительно больше радионуклидов, чем в окружающей среде, т.е. могут быть использованы для ее биологической очистки, в том числе от наиболее опасных для человека, животных и растений долгоживущих радионуклидов, например таких как 13 Cs (Ti/2 30 лет), 9°Sr (Ti/2 - 28 лет), С (Ti/2 5570 лет). Эти элементы вовлекаются в биогенный круговорот и накапливаются в тканях растений и животных, а также в приповерхностном слое почвы, являясь постоянным источником облучения организма изнутри.

Наиболее близким к изобретению является способ биологической очистки окружающей среды от радиоактивных загрязнений с помощью,растений различных трав и водорослей.

Однако данный способ не достаточно эффективен для очистки глубоких слоев почвы, так как корневая система трав не позволяет извлечь радионуклиды из глубоких слоев почвы ( Sr проникает в почву со временем на глубину 40-50 см). К тому же применение деревьев с высокой пушистой кроной предпочтительнее, так как они являются физическим барьером на пути распространения радиоактивных загрязнений.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки окружающей среды от радиоактивного заражения местности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки окружающей среды от радиоактивных загрязнений с помощью растений в качестве растений, поглощающих радионуклиды, используют широколиственные ореховоплодовые растения, в частности маньчжурский орех, а также амурский проб- конос. плоды которых после замера радиоактивности собирают в специальные контейнеры, сжигают, а радиоактивный зольный остаток подвергают захоронению.

Поставленная цель достигается также тем. что листовой опад после замера радиоактивности собирают в контейнеры, измельчают, компонуют в гранулы, сжигают, а радиоактивный зольный остаток подвергают захоронению

В естественных условиях радиоактивные загрязнения попадают в растения вследствие поглощения их надземными органами непосредственно из осадков или корнями из почвы Об этом свидетельствует известная информация об усвоении расте- ниями 90Sr. mCs wCeM1 Известно, что растения являются активными накопителями радионуклидов и могут использоваться для биологической очистки

Как отмечено выше, радионуклиды попадают в растения вследствие поглощения их надземными органами непосредственно с осадков или корнями из почвы. Причем

применение лиственных пород деревьев для аккумуляции радиационных загрязнений намного предпочтительнее. Это обусловлено более высокой радиационной стойкостью лиственных деревьев к облуче0 нию по сравнению с хвойными, деревьями, кустарниками и травами.

Кроме того, большая расчлененность и опушен ность листьев и других надземных органов, большая листовая поверхность

5 способствуют большей эффективности удерживания растениями значительной части оседающих на листовой поверхности частиц радиоактивной пыли и атмосферных осадков. У лиственных деревьев из-за еже0 годного опада кумулятивный эффект многолетнего облучения и обусловленные им физиологические нарушения проявляются в меньшей степени, чем у хвойных.

Применение маньчжурского ореха и

5 амурского пробконоса в качестве накопителей радионуклидов для очистки окружающей среды дает максимальный положительный эффект очистки. Это обусловлено, главным образом, большой радиа0 ционной стойкостью этих растений. Семена растений этого семейства выдерживают о б- лучение до 10000 Р (летальная доза), для хвойных растений летальная доза 1200 Р. т.е. радиационная стойкость ореха в 5-10

5 раз выше, чем у хвойных растений и в несколько раз выше, чем у других лиственных растений. Данные породы деревьев обладают также большой способностью к вегетативному восстановлению (корневой, пневой

0 и стволовой порослью) даже при облучении надземной части деревьев в сверхлетальных дозах.

Кроме того, даИМые культуры обладают большой аккумулирующей Способностью к

5 радионуклидам благодаря свойствам их листьев. Например, листья маньчжурского ореха имеют огромную поверхность (длина их 45-60 см), густоволосистые, клейкие, что очень важно для захвата радиоактивных ча0 стиц.

Мощная корневая система этих растений глубоко уходит в почву и поглощает радионуклиды, локализующиеся на глубине 20-40 см. Таким образом, радионуклиды по5 глощаются корнями и широкими листьями растений, а затем локализуются в ветках, коре, древесине и, что особенно важно, в плодах растений.

Плоды растений измеряют на радиоактивность (так как количество поглощенной

дозы определяет степень предосторожности последующей с ними работы). Далее плоды собирают в специальные контейнеры, сжигают, например, в конвейерной печи, а остатки радиоактивных включений, сконцентрированные в золе, подвергают захоронению, причем зола может быть переведена в неизвлекаемые для радиоактивных веществ формы.

Так же поступают и с листовым опадом, однако перед сжиганием измельчают биомассу и формуют ее в гранулы, что значительно уменьшает объем радиоактивных отходов.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа является большая эффективность очистки окружающей среды от радиоактивных загрязнений за счет осуществления возможности очистки глубоких слоев почвы; большая разветвленная крона деревьев с большими листьями более эффективна для очистки воздуха. Большая радиационная стойкость, способность к вегетативному восстановлению после облучения, зимостойкость и большой период жизни (20СМОО лет) позволяют эффективно использовать эти растения для очистки окружающей среды в течение длительного времени.

Большим преимуществом является также накопление радионуклидов в плодах растений (орехах), которые удобно собирать и утилизировать.

Биологическая очистка территорий от радиоактивных загрязнений - одна из са- мых актуальных задач нашего времени. Создание заповедников с многолетними растениями, хорошо концентрирующими долгоживущие радиоизотопы, пока что единственная реальная возможность вос- становления огромных зараженных радиацией территорий.

Формула изобретения

1.Способ очистки окружающей среды от радиоактивных загрязнений с помощью

растений, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, в качестве растений, поглощающих радионуклиды, используют амурский пробконос, а также широколиственные ореховоплодные растения, в том числе маньчжурский орех, плоды которых после замера радиоактивности и ее превышения допустимого уровня собирают в контейнеры, сжигают, а радиоактивный зольный остаток подвергают захоронению.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что листовой опад после замера радиоактивности собирают в контейнеры измельчают, компонуют в гранулы, сжигают, а

радиоактивный зольный остаток подвергают захоронению.

Использование: дезактивация почв и очистка воздуха от радиоактивной пыли. Сущность изобретения: применяют амурский пробконос, а также широколиственные ореховоплодные растения, в частности манчжурский орех, плоды которых поело замера радиоактивности собирают в контейнеры, сжигают и подвергают захоронению зольный остаток. Сжигают также листовой опад. 1 з.п. ф-лы.