福島核廢水再傳“意外泄漏”事件 核廢水處理難點何在？

據海外網6月2日報道，當地時間1日，福島核電站再次傳出“意外泄漏”事件。事實上，這並非福島核廢水的首次泄漏。報道稱，3月份，福島第一核電站內的另一處核廢棄物集裝箱就曾發生過泄漏事件。

“目前來看，日本核廢水中不同放射性核素如何高效率、低成本的分離、回收是他們的痛點和難點，這同時也是一個世界性的、共同的難題與迫切需求。”6月3日，國家核技術工業應用工程技術研究中心副主任、環境友好能源材料國家重點實驗室（西南科技大學）環境修復材料國際研究中心主任晏敏皓在接受科技日報記者採訪時表示。

“減容固化+深地質處置”是公認方案

“核廢水按照放射性水平可分為高、中、低和極低四類。其處理處置採取‘廢物最小化’的原則，通常的做法是對其進行減容處理，比如：過濾、吸附、蒸發、電解等。”晏敏皓説。

一般來説，中、低放和極低放水平的放射性廢水經處理後，若達到安全排放標準則可解控並排入普通污水處理系統中，若不能達到安全排放標準，則多采用水泥固化的方式封存處理後進行地質處置。高放廢液則會考慮通過玻璃固化的方式封存處理後進行深地質處置。

“實際上受限於技術水平、處理能力，經濟性等因素，相當一部分核廢水被暫存在不鏽鋼容器中，等到有技術能力或者確實無法繼續暫存時再對其進行減容固化處理處置。這樣的處理方式是目前國際公認且較為可行的方案。”晏敏皓説。

“多核素去除裝置”並非一勞永逸

除了上述“減容固化+深地質處置”方案，還有學者提出通過核反應使其嬗變成短壽命或穩定核素。這種方法的優點是耗時短、廢物量小，但在實際情況中嬗變方法無法直接處理富含多種放射性核素的核廢料，必須先將廢水中的各種放射性核素進行有效分離，再有針對性地嬗變。

“但是，完全分離核廢水中放射性核素是目前世界性難題之一。”晏敏皓説。

根據東京電力公司數據顯示，其核廢水中有63种放射性核素。日方採用“多核素去除裝置（ALPS）”對廢水進行處理，據2020年8月數據顯示，處理後73%的核廢水中仍含有超標的放射性元素，還需進行二次處理。

“可見‘多核素去除裝置’並非一勞永逸，它無法將核廢水處理至豁免水平。”晏敏皓指出。

放射性核素高效率低成本回收是難點

目前核廢水處理的核心思路是“廢物最小化”，即將核廢水通過濃縮和淨化處理，讓廢水的大部分體積淨化到安全排放標準後排放，把濃縮後的小體積廢物做固化處理後再進行處置。

晏敏皓指出，不同來源的核廢水所含核素的種類、數量和形態不同，廢水本身的酸鹼度、鹽離子濃度也不同，所以要有針對性的選擇方法處理核廢水。總的來説有五大類方法：沉澱法、吸附法、蒸發濃縮法、膜處理法、萃取法。

“而尋求低成本、高安全性、高效率的提取材料與回收技術，將放射性核素從核廢水中高性價比、高選擇性的回收則是日本核廢水處理的難點和痛點。特別是日本核廢水中含有的放射性氚，氚是氫的同位素，分離難度較大，對處理設備要求高。”晏敏皓説。

離子交換法、萃淋樹脂吸附法等廣受關注

晏敏皓介紹，在核廢水處理技術方面，高選擇性離子交換法是目前較為先進的處理技術，利用特效活性基團交換劑、磁性交換劑、兩性交換劑、液體交換劑、分子篩交換劑、熱再生交換劑和離子交換纖維等材料，有選擇性地提取廢水中的一些核素，此方法的優點是去污因子高、寬適用範圍廣。

此外，還有萃淋樹脂吸附法，將具有高選擇性的萃取劑掛載到高度穩定的樹脂骨架上，得到集高選擇性和強穩定性於一身的萃淋樹脂。此類材料能應用於極端環境中，並選擇性吸附關鍵核素，再通過合適的方法將吸附後的核素反萃到單一溶液體系中，實現關鍵核素的回收利用。

“上述先進技術在各涉核單位都有應用，基於萃淋樹脂的交換柱動態吸附、淨化、回收法由於操作簡便，工序流程簡化，且具有批量化大規模應用的潛力，廣受關注。”晏敏皓説。

文/科技日報記者 馬愛平

編輯/範輝