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彼得堡科学家如何消除瓦西里夫斯基岛上的放射性土壤污染

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3 月是日本福岛 1 号核电站事故 10 周年。其后果并不像人们所预判的那样,过几年就好了,但现在核电站周边地区仍然不适合居住,污染区收集的放射性废物都存放在临时仓库中,没有人真正知道如何处理。

一个类似的问题,或者是说是一个更本地化的问题,但在 90 年代必须由商人解决,他们买下了瓦西里耶夫斯基岛上的一块建设用地。上世纪中叶,那里有一个军工综合体,用过的核废料储存在特殊的矿山中。它们在苏联时期就被处理掉了,但事实证明,建造井壁的混凝土并不是放射性元素——锶 90 和铯 137 的严重障碍。它们渗入土壤,使该地区不适合建造任何结构。

对于商人来说,这件事的转变是令人不快的意外。毕竟,当时主要是通过建造混凝土屏障来防止放射性核素迁移,从而与污染作斗争。但在这种情况下,建筑物的建造将不得不被遗忘。唯一可以避免陷入混乱的方法是“从经济周转中去除土壤”,即去除并换上新的,但在这里也行不通。

企业家们被告知,没有这种规模的免费墓地,即使他们突然出现,这样的申请也没有获得批准的机会。从市中心清除大量受污染土地的行动是一项麻烦的业务(WHSD 建得晚得多),至少会引起不必要的关注并引起不健康的公众抗议。最好一切都保持原样,尤其是这个地方已经荒废了,放射性迟早会恢复正常。

该怎么办?事实上,大量资金被用于购买一项乍一看似乎是有价值的资产。带着这个问题,建设者们求助于圣彼得堡矿业大学,该大学的科学家们从事专业研究。他们特别研究了通过放射性同位素的离子交换置换将土壤清洁到允许标准的可能性。这项创新已经在切尔诺贝利核电站地区异化领土上采集的样本进行了部分测试,但距离调查还很远。

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© Форпост Северо-Запад

“原工业区境内土壤中锶的扩散系数比铯的扩散系数高两个数量级。因此,如果将第一个元素固定在 20-30 厘米厚的上层,那么第二个元素就会渗透到几米的深度。因此,估计需要净化的土壤量不少于五千立方米。这大约是两千五千吨。此外,该地区散落着建筑垃圾,也受到了污染,”圣彼得堡矿业大学物理化学系主任 奥尔加·切雷米西娜 回忆道(在 90 年代,该系由德米特里·奇克斯特 领导)。

科学家开发的技术类似于堆浸,用于从低品位矿石中提取黄金。其本质在于将岩石放置在略微倾斜的混凝土平台上,并浇上酸溶液,经过一定时间后,酸溶液与贵金属一起流入一个特殊的托盘。在这种情况下,锶和铯将扮演后者的角色。

研究人员面临的主要问题是所谓的洗脱液的选择,即能够置换土壤中放射性同位素的液体的基础。如果在堆浸过程中使用酸,那么这里需要一种完全不同的解决方案,更加环保。事实上,否则,它的所有有机层都会被烧焦,建筑物附近的树木、灌木甚至草丛都无法生长。

最终,根据科学实验的结果,科学家们依赖于添加了氯化铵的氯化铁溶液,这是稳定酸度所必需的。 1994 年开始批准在污染区进行放射性核素的离子交换置换方法。三年后,化学家开始实际清理该区域。

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“受污染最严重的土壤样品,重 80-100 公斤,我们将其放置在混凝土基座上的设计塑料托盘上(在其上方安装了一个简单的聚乙烯屋顶以防止雨淋)。这些土壤被来自灌溉系统的洗脱溶液均匀润湿。洗涤水缓慢地渗入它们,并通过集水槽下部带有排水管的孔与锶和铯同位素一起流入特殊的接收器。奥尔加·切雷米西娜 说,使用已开发的用盐溶液离子交换浸出土壤的技术使其达到预定的净化程度,符合建筑和结构的建造标准。

工作于八月开始,直到十一月才完成,当时气温已经降至负值。科学家们不得不在下班后匆匆忙忙地工作,因为冻土不会让溶剂通过,工作将不得不推迟到春天。然而,他们设法 - 将土壤清理到标准值并与新土壤混合,以排除当地的激活中心,之后投资者终于能够开始建造这个命运多舛的场地。

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放射性同位素的离子交换置换技术已被证明是有效的。在“强制检查”之后,它立即获得了专利,随后被反复用于消除局部放射性污染。

顺便说一下,十多年来,受污染土地和垃圾场的复垦问题一直是俄德原材料论坛小组讨论的中心议题之一。双方都高度要求德国和俄罗斯科学家的经验。论坛会议的组织者之一是联合国教科文组织赞助的采矿工程教育国际能力中心。