Descoberta de material de purificação de solo contaminado com urânio sem poluição ambiental secundária
O mecanismo de adsorção de urânio (VI) por nitreto de boro hexagonal (h-BN). Crédito:Instituto Coreano de Engenharia Civil e Tecnologia de Construção A energia nuclear é há muito considerada uma fonte de energia da próxima geração, e os principais países em todo o mundo estão a competir para garantir tecnologias de ponta, aproveitando a elevada eficiência económica e a sustentabilidade da energia nuclear. No entanto, o urânio, que é essencial para a geração de energia nuclear, tem sérias implicações tanto para os ecossistemas do solo como para a saúde humana.
Apesar de ser um material radioativo importante, o urânio apresenta riscos significativos à saúde devido à sua toxicidade química para os rins, ossos e células. Como resultado, tanto a Agência de Proteção Ambiental dos EUA quanto a Organização Mundial da Saúde recomendam permitir e defender que as concentrações de urânio nas águas residuais sejam inferiores a 30 μg/L.
O Instituto Coreano de Engenharia Civil e Tecnologia de Construção (KICT) conduziu pesquisas sobre um processo de adsorção baseado em nanomateriais para remover eficientemente águas residuais de urânio extraídas de solo contaminado com radioatividade. Propuseram também a sua aplicabilidade na prevenção de poluições ambientais secundárias.
As águas residuais radioactivas, um subproduto inevitável da geração de energia nuclear, requerem pós-tratamento para minimizar o impacto ecológico e os riscos associados. Embora este processo envolva procedimentos complexos e custos substanciais, vários métodos têm sido empregados para tratar águas residuais radioativas de solo contaminado com urânio. Esses métodos incluem precipitação química, evaporação, técnicas eletroquímicas, separação por membrana e adsorção/troca iônica.
Entre estes, a precipitação química utilizando agentes químicos injetados é comumente empregada em aplicações práticas. No entanto, considerando factores como a relação custo-eficácia, o respeito pelo ambiente, a praticidade e a capacidade de renovação, os processos de adsorção surgem como particularmente adequados para o tratamento de águas residuais de urânio.
Solo real contaminado com urânio. Crédito:Instituto Coreano de Engenharia Civil e Tecnologia de Construção
O nitreto de boro (BN), um material que tem chamado a atenção como um adsorvente eficaz devido à sua alta resistência mecânica, resistência a ácidos e área superficial significativa, é conhecido por seu desempenho impressionante no tratamento de águas residuais através de processos de adsorção.
No entanto, a investigação sobre o tratamento real de águas residuais de urânio utilizando nitreto de boro hexagonal (h-BN) ainda não foi conduzida, deixando a aplicabilidade do nitreto de boro (BN) para o tratamento de águas residuais de urânio real como um factor desconhecido.
A equipe de pesquisa do KICT, liderada pelo Dr. Rho, Hojung, avaliou exaustivamente o desempenho de adsorção de nanomateriais h-BN para tratamento de águas residuais de urânio. Eles exploraram várias condições ambientais operacionais e hídricas, incluindo tempo de exposição, temperatura, concentração inicial de urânio, íons de fundo (como NaCl e MgCl2 ) e ácido húmico (AH).
O estudo sugere que o nitreto de boro (BN) pode ser efetivamente aplicado no tratamento de águas residuais com urânio. Além disso, eles conduziram um teste de reutilização em h-BN, que adsorveu eficientemente o urânio dissolvido, demonstrando ainda mais sua alta reutilização.
Além disso, através da análise de variáveis experimentais, como concentração inicial de urânio, tempo de exposição, temperatura, pH e presença de íons de fundo ou matéria orgânica, a equipe de pesquisa conduziu uma “análise de importância de recursos” usando o algoritmo Random Forest baseado em inteligência artificial. .
Como resultado, eles descobriram que a temperatura, os cátions e a matéria orgânica têm impacto mínimo no desempenho de adsorção, marcando este estudo como o primeiro desse tipo no mundo.
Espera-se que este estudo contribua para minimizar potenciais danos ao meio ambiente e à saúde humana, permitindo um tratamento mais eficiente do solo contaminado com águas residuais radioativas geradas em usinas nucleares.
Dr. Rho disse:"O método convencional de precipitação para purificar solo contaminado com urânio usando agentes químicos leva à poluição ambiental secundária."
"A utilização de nanoadsorventes de nitreto de boro (BN) para o tratamento de urânio garante alta reutilização sem a necessidade de agentes químicos, tornando-o um novo método de eliminação de resíduos nucleares ecologicamente correto."
O trabalho está publicado no Journal of Hazardous Materials .
