АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ В РАДИОЭКОЛОГИИ МИРОВОГО ОКЕАНА
Аннотация
Текущий 2021 год знаменателен важнейшим 125-летним Юбилеем открытия явления радиоактивности Анри Беккерелем и Марии Кюри. Сегодня ядерные технологии являются основой в продвижении электроэнергетики, медицины, использования изотопной продукции и др. Однако широкая эксплуатация объектов использования атомной энергии привела к крупным антропогенным изменениям окружающей среды, прежде всего, Мирового океана, приведших к негативным экологическим последствиям. Во многом они были связаны с неумением оценить последствия технических и экономических решений, а также с отсутствием компетенций в области реабилитации загрязненных территорий, в том числе, морских. С целью недопущения возможных экологических катастроф, развития новых радиоэкологических технологий на пути перехода к устойчивому развитию общества в 1994 году Президентом РФ был утвержден Указ № 236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития». Настоящая статья посвящена решению поставленной выше задачи создания и внедрения новых современных технологий радиоэкологической реабилитации акваторий, загрязненных радиоактивными и токсическими химическими элементами, путем их локализации сорбционными методами с применением разработанных эффективных, недорогих и доступных, в основном, природных, отечественных сорбционных материалов. Среди таковых наиболее перспективными, по мнению авторов, выступают функционализированные наноматериалы, обладающие уникальными физико-химическими и эксплуатационными свойствами. В статье приводятся результаты по получению и исследованию сорбционных свойств высокопористых активированных углей; новых модификаций углерода (углеродные нанотрубки, фуллерены, графен); модифицированных древесных углей; наноалмазов детонационного синтеза; пенокорунда, ПУМа ( пористого углеродного материала), а также высокопористых природных минералоподобных матриц с допированными нанодисперсными Fe°, Cu°, Se° применительно к концентрированию и выделению наиболее опасных радионуклидов: 137Cs; 90Sr; 99Tc; 238U; 237Np; 239Pu; 241,243Am и др. Показано, что упомянутые сорбционные материалы, обладая эффективными сорбционными и высокими эксплуатационными характеристиками, количественно извлекают из сложных высокосолевых систем долгоживущие радионуклиды и токсичные элементы с коэффициентами распределения от 104 до 106 см3/г.
Литература
Sivintsev Yu.V., Vakulovsky S.M., Vasiliev A.P., Vysotsky V.L., Gubin A.T., Danilyan V.A., Kobzev V.I., Kryshev I.I., Lavkovsky S.A., Mazokin V.A., Nikitin A.I., Petrov O.I., Pologikh B.G., Skorik Yu.I. Techno-genic radionuclides in the seas washing Russia. Radioecological consequences of the disposal of radioactive waste in the Arctic. Ecology of the Arctic and Far Eastern seas ("White Book-2000"). M.: IzdAT. 2005. 624 p. (in Russian).
Abramov V.A., Molev V.P. Ecological and radiometric monitoring of Southern Primorye. Vladivostok: Dalnauka. 2005. 314 p. (in Russian).
Report on the environmental situation in the Primorsky Territory in 2019. Vladivostok: Izd-vo Administratsii Primorskogo kraya. 2019. 269 p. (in Russian).
Tananaev I.G., Avramenko V.A., Kryukov D.G., Pislyak V.G. Prospects for the development of nuclear education and science in the Far East. Sat. reports at the 6th International Symposium "Chemistry and Chemical Education". Vladivostok: Izd-vo Dalnevost. Federal. Un-ta. 2014. 285-287 p. (in Russian).
Inventory of Radioactive Material Entering the Marine Environment: Sea Disposal of Radioactive Waste. IAEA. TECDOC-588. Vienna. 1991. 173 p.
Sarkisov A.A., Vysotsky V.L., Sivintsev Yu.V., Nikitin V.S. Problems of radiation rehabilitation of the Arctic seas, methods and ways of their solution. Arktika. Ecologiya Ekonomika. 2011. N 1. P. 70-81 (in Russian).
Jones S.R., Smith A.D., Williams S.M. Review of the discharge history and population doses from the Sella-field reprocessing plant in Cumbria, United Kingdom. Proceedings of a Symposium, Environmental Impact of Radioactive Releases. Vienna. IAEA-SM-339. 1995. P. 165–189.
Polovinkin V.N., Fomichev A.B. Pollution by radionuclides of the World Ocean. 12/26/2012. / Electronic re-source. Electronic journal ProAtom http://www.proatom.ru/modules.php?file=article&name=News&sid=42319 (in Russian).
Shalyminova D.P., Cherezova E.N., Ponomarev A.V., Tananaev I.G. Phenolic products of radiation-thermal decomposition of lignin as inhibitors of styrene thermo-polymerization. High Energy Chem. 2008. V. 42. N 5. P. 342–345. DOI: 10.1134/S0018143908050020.
Ershov B.G. Radiation technologies: opportunities, state and prospects of application. Vestn. RAN. 2013. V. 83. N 10. P. 885-895 (in Russian). DOI: 10.7868/S0869587313100046.
Kholodkova E.M., Tananaev I.G., Ponomarev A.V. Electron beam synthesis of carbon sorbents. Sat. reports to the Fifth Anniversary Youth Scientific and Practical Conference "Nuclear-Industrial Complex of the Urals: Problems and Prospects". Ozyorsk: Izd-vo PO Mayak. 2009. P. 45-46 (in Russian).
Kholodkova E.M., Bludenko A.V., Chulkov V.N., Ponomarev A.V., Tananaev I.G. Influence of tempera-ture and dispersion on electron-beam distillation of cellulose. Sat. reports at the IV All-Russian conference "Actual problems of high-energy chemistry". M.: Izd-vo Mendeleev Russian Chemical Technical University. 2009. P. 96-97 (in Russian).
Popova N.N., Bykov G.L., Bludenko A.V., Chulkov V.N., Ponomarev A.V., Petukhova G.A., Tananaev I.G., Ershov B.G. Study of physicochemical properties of modified carbon nanomaterials intended for sorption extraction of radionuclides. II. Sorption properties of charcoal formed during electron-beam processing of plant materials. Fizikokhim. Pov-ti Zashchita Mater. 2013. V. 49. N 2. P. 204-210 (in Russian). DOI: 10.1134/S2070205113010073.
Popova N.N., Bykov G.L., Petukhova G.A., Pavlov Yu.S., Tananaev I.G., Ershov B.G. Study of physico-chemical properties of modified carbon nanomaterials in-tended for sorption extraction of radionuclides. III. Effect of oxidative treatment on the sorption of Am (III) from aqueous solutions. Fizikokhim. Pov-ti Zashchita Mater. 2013. V. 49. N 3. P. 289–293 (in Russian). DOI: 10.1134/S2070205113030131.
Popova N.N., Bykov G.L., Tananaev I.G., Ershov B.G. Physicochemical properties and sorption capacity of modified wood materials in relation to radionuclides. Khim. Tekhnol. 2011. N 4. P. 237-243 (in Russian).
Popova N.N., Bykov G.L., Morgalyuk V.P., Tananaev I.G., Ershov B.G. Concentration of Technetium (VII) by promising sorption materials. Sat. reports at the III Inter-national Symposium on Sorption and Extraction (ISSE-2001). Collection of works. Vladivostok: Izd-vo Far Eastern State National University. 2001. P. 142-145 (in Rus-sian).
Volkova T.S., Tananaev I.G., Volkov V.S., Slyunchev O.M. Removal of radionuclides from used industrial oils. Radiokhimiya. 2013. V. 55. N 1. P. 88–92 (in Russian). DOI: 10.1134 / S1066362213010256.
Sazonov A.B., Aung Joe Thun, Magamedbekov E.P., Ponomarev A.V., Tananaev I.G., Myasoedov B.F. Car-bon sorbents for immobilization of oily tritium-containing waste. Ros. Khim. Zhurn. 2010. V. LIV. N 3. P. 94-100 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070363211090465.
Volkova T.S., Tananaev I.G., Volkov V.S., Slyunchev O.M. Study of the chemical resistance of polymer com-pounds containing waste vacuum oil contaminated with radionuclides. Radiokhimiya. 2013. V. 55. N 4. P. 374 – 377 (in Russian). DOI: 10.1134/S1066362213040188.
Bondareva L.G., Tananaev N.I., Tananaev I.G. Scientific bases of technologies for purification of drinking water from long-lived radionuclides and toxic elements in emergency situations using nanostructured sorption materials. Sat. reports at the International Forum "Crimea Hi-Tech-2014". Sevastopol. 2014. P. 220-222 (in Russian).
Popova N.N., Yakshin V.V., Tananaev I.G., Zhilov V.I., Demin S.V., Tsivadze A.Yu. Extraction of radionuclides from multicomponent solutions using macrocyclic polyesters. Sat. reports to the Sixth Russian conference on radiochemistry "RADIOCHEMISTRY-2009". M.: Izd-vo RITs VRB FSUE PA Mayak. 2009. P. 132 (in Russian).
Milyutin V.V., Gelis V.M., Kulyukhin S.A., Tananaev I.G., Myasoedov B.F. Sorption concentration of radionu-clides by carbon nanostructured material "Taunit" and modified sorbents on its basis Coll. reports to the Sixth Russian conference on radiochemistry "RADIOCHEMIS-TRY-2009". M.: Publishing house of RITs VRB FSUE PA Mayak. 2009. P. 162 (in Russian).
Myasoedov B.F., Tananaev I.G. Modern methods of isolation, separation and concentration in radiochemistry. Technogenic radionuclides in underground systems - methods of concentration and determination of physical and chemical forms. Sat. reports to the All-Russian Scientific School of Analytical Chemistry. Krasnodar: Izd-vo LLC "Altalyux". 2011. P. 5-6 (in Russian).
Popova N.N., Bykov G.L., Petukhova G.A., Tananaev I.G., Ershov B.G. Sorption of Тс (VII) and Am(III) by Carbon Materials: Effect of Oxidation. J. Radioanalyt. Nucl. Chem. 2013. V. 298. N 3. P. 1463-1472. DOI: 10.1007/s10967-013-2659-8.
Popova N.N., Bykov G.L., Tananaev I.G., Ershov B.G. Extraction of radionuclides from natural and technogenic solutions using nanosized carbon sorbents. Sat. reports at the IX International Scientific and Practical Conference "Modern Scientific Achievements - 2013". Prague, Czech Republic. P. 66-68.
Popova N.N., Bykov G.L., Petukhova G.A., Tananaev I.G., Ershov B.G. Study of the porous structure and sorption properties in relation to Am (III) oxidized carbon nanomaterials. Sat. reports to the All-Ukrainian confer-ence with international participation "Chemistry, physics and technology of the surface". Kiev, Ukraine. 2013. P. 54 (in Russian).
Popova N.N., Bykov G.L., Petukhova G.A., Tananaev I.G., Ershov B.G. Influence of oxidative treatment of carbon nanosized materials on their sorption properties in relation to radionuclides. Sat. reports to the Seventh Russian conference on radiochemistry "RADIOCHEMIS-TRY-2012". Dimitrovgrad: Izd-vo LLC "VDV" PAK ". 2012. P. 439 (in Russian).
Popova N.N., Tananaev I.G., Myasoedov B.F. Sorption concentration and separation of Technetium-99 from various industrial wastes. Sat. reports at the IV All-Russian symposium with international participation "Separation and concentration in analytical chemistry and radiochemistry". Krasnodar: Izd-vo LLC "Altalyux". 2014. P. 161 (in Russian).
Tananaev I.G., Sarychev G.A., Myasoedov B.F. Nanomaterials in nuclear engineering and radioecology. Nanotechnol. Russia. 2016. V. 11. N 1. Р. 63–72. DOI: 10.1134/S1995078016010158.
Papynov E.K., Shichalin O.O., Mayorov V.Yu., Modin E.B., Portnyagin A.S., Tkachenko I.A., Belov A.A., Gridasova E.A., Tananaev I.G., Avramenko V.A. Spark Plasma Sintering as a High-Tech Approach in a New Generation of Synthesis of Nanostructured Functional Ceramics. Nanotechnol. Russia. 2017. V. 12. N 1–2. Р. 49–61. DOI: 10.1134/S1995078017010086.
Batorshin G.Sh., Kirillov S.N., Smirnov I.S., Sarychev G.A., Tananaev I.G., Fedorova O.V. Complex isolation of valuable components from technogenic radioactive waste as an option for creating a rentfree nuclear power plant. Vopr. Radiats. Bezopasti. 2015. N 3. P. 30-36 (in Russian).
Volkov I.V., Polyakov E.V. Interaction of humic acids with trace elements / radionuclides in sorption systems. Radiokhimiya. 2020. V. 62. N 2. P. 93–113 (in Russian). DOI: 10.31857/S003383112002001X.
Prilutskaya N.S., Korel'skaya T.A., Popova L.F. Study of structural and functional composition of soil humus acids of euro-arctic region by molecular absorption spectroscopy (UV / visible). ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 2. P. 97−103 DOI: 10.6060/tcct.20186102.5610.
