ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АРКТИЧЕСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ И ТИТАНО-СИЛИКАТЫ КОЛЬСКИХ ХИБИН: ОТ БИОНИКИ К ГЕОНИКЕ

С.В. Кривовичев, А.И. Николаев, В.Н. Яковенчук, Ю.Г. Покровский, Л.П. Чурилов, В.Ф. Марарица, Ю.Т. Демидов

Аннотация


В связи с осуществляемой программой по очистке арктического побережья России от жидких радиоактивных отходов (ЖРО), накопленных за время функционирования атомного флота, возникает проблема дезактивации больших объемов регламентных ЖРО, а также малых и средних объемов ЖРО, для которых технологические регламенты переработки отсутствуют. В настоящее время не существует технологических процессов, позволяющих производить комплексную одностадийную очистку жидких радиоактивных отходов с возможностью дальнейшего долговременного захоронения продуктов очистки. Наши исследования показали, что для очистки нерегламентных ЖРО может быть успешно использован новый нанокристаллический сорбент LHT-9 (слоистый титанат гидразина), способный удалять из водных растворов более 50 химических элементов, в том числе большинство радионуклидов, включая 137Cs, 90Sr, 93Zr, 151Sm, 154Eu, 99Tc, 79Se, 107Pd, 126Sn, 238U, 235U, 239Pu, 237Np, 243Am. Быстрая одноактная очистка регламентных ЖРО реакторов водно-водяного энергетического типа от радионуклидов Cs, Sr и Co может быть проведена при помощи еще одного нового сорбента – минерала иванюкита (микропористый титаносиликат натрия), селективного в отношении этих элементов. Одновременное либо последовательное использование разработанных сорбентов с учетом их устойчивости в растворах любой кислотности-щелочности позволяет полностью решить проблему дезактивации и отверждения ЖРО практически любого химического состава. В статье вводится понятие «геоника» – инженерно-технологическое воспроизведение и использование уникальных свойств природных минералов для решения прикладных задач, по аналогии с бионикой.

Ключевые слова


Арктическое побережье, титанатные сорбенты; жидкие радиоактивные отходы, минералоподобная керамика, одностадийная очистка, иванюкит, радионуклидные загрязнения.

Полный текст:

PDF

Как процитировать материал

Литература


Бритвин СН, Герасимова ЛГ, Иванюк ГЮ, Калашникова ГО, Кржижановская МГ, Кривовичев СВ, Марарица ВФ, Николаев АИ, Огинова ОА, Пантелеев ВН, Хандобин ВА, Яковенчук ВН, Яничева НЮ. Применение титансодержащих сорбентов для очистки жидких радиоактивных отходов с последующей консервацией радионуклидов в титанатных керамиках типа Synroc. Химическая технология. 2015;4:229-38.

Вернадский ВИ. Биосфера. М.: Издательский дом Ноосфера; 2001.

Герасимова ЛГ, Николаев АИ, Щукина ЕС, Маслова МВ, Селиванова ЕА. Титаносиликаты с каркасной структурой, синтез и сорбционные свойства. Перспективные материалы. 2014;(3):21-7.

Маркс К. К критике политической экономии. Предисловие. В кн.: Маркс К, Энгельс Ф. Сочинения. Том. 13. Изд. 2-е, М.: Государственное издательство политической литературы; 1959. С. 1-167.

Менделеев ДИ. Докладная записка об исследовании Северного полярного океана Его Превосходительству Сергею Юльевичу Витте от 14 ноября 1901 г. Советская Арктика. 1937;(6):72-6.

Николаев АИ, Герасимова ЛГ, Маслова МВ. Обезвреживание радиоактивных и токсичных объектов с использованием сорбентов, полученных из техногенных отходов ОАО «АПАТИТ». Вестник КНЦ РАН, 2014; 2:89-97.

Николаев АИ, Иванюк ГЮ, Кривовичев СВ, Яковенчук ВН, Пахомовский ЯА, Герасимова ЛГ, Маслова МВ, Селиванова ЕА, Спиридонова ДВ, Коноплева НГ. Нанопористые титаносиликаты: кристаллохимия, условия локализации в щелочных массивах и перспективы синтеза. Вестник КНЦ РАН. 2010;3:51-62.

Яничева НЮ, Калашникова ГО. Синтетический иванюкит – перспективный ионообменный материал. Вестник МГТУ. 2014;17(1):106-11.

Britvin SN, Gerasimova LG, Ivaniuk GYu, Kalashnikova GO, Krzhizhanovskaya MG, Krivovichev SV, Mararitsa VF, Nikolaev AI, Oginova OA, Panteleyev VN, Khandobin VA, Yakovenchuk VN, Yanicheva NYu. The use of titanium-containing sorbents for treating of liquid radioactive wastes and subsequent conservation of radionuclides in Synroc-type titanate ceramics. Khimicjeskaya Tkhnologiya 2015;4: 229-38.

Vernadsky VI. Biosfera. Moscow: Izdatelskiy Dom Noosfera; 2001.

Gerasimova LG, Nikolayev AI, Shchukina YeS, Maslova MV, Selivanova YeA. Titanosilicates having a carcass structure: Their synthesis and sorption properties. Perspektivnye Materialy. 2014;3:21-7.

Marх K. On critics of political economy. Foreword. In: Marx K, Engels F. Sochineniya. Izd. 2-e. Tom 13, Moscow: Gosudarstvennoye Izdatelstvo Politicheskoy Literatury; 1959. P. 1-167.

Mendeleyev DI. Memorandum on exploration of the Northern Polar Ocean to His Excellency Sergey Yulyevich Vitte dated 14 November 1901. Sovetskaya Arktika. 1937;(6):72-6.

Nikolaev AI, Gerasimova LG, Maslova MV. Decontamination of radioactive and toxic objects using sorbents manufactured from technological wastes of OAO Apatit. Vestnik KNTs RAN. 2014;(2):89-97.

Nikolaev AI, Ivaniuk GYu, Krivovichev SV, Yakovenchuk VN, Pakhomovsky YaA, Gerasimova LG, Maslova MV, Selivanova YeA, Spiridonova DV, Konopliova NG. Nanoporous titanosilicates: Their crystal chemistry, conditions for their localization in alkaline arrays, and prospects for their synthesis. Vestnik KNTs RAN. 2010;3:51-

Yanicheva NYu, Kalashnikova GO. Synthetic ivanyukite as a promising ion exchanging material. Vestnik MGTU. 2014;17(1):106-11.

Britvin SN, Korneyko YI, Burakov BE, Lotnyk А, Kienle L, Depmeier W, Krivovichev SV. Sorption of nuclear waste components by layered hydrazinium titanate: a straightforward route to durable ceramic forms. Mater Res Soc Symp Proc. 2012;(1475):191-6.

Britvin SN, Krivovichev SV, Depmeier W, Siidra OI, Spiridonova DV, Gurzhiy VV, Zolotarev AA. Layered Titanates. PCT WO 2011; 116788 A1.

Britvin SN, Lotnyk A, Kienle L, Krivovichev SV, Depmeier W. Layered hydrazinium titanate: advanced reductive adsorbent and chemical toolkit for design of titanium dioxide nanomaterials. J Am Chem Soc. 2011;133: 9516-25.

Nikolaev АI, Gerasimova LG, Maslova МV, Spiridonova DV, Yakovenchuk VN, Ivanyuk GYu. Synthesis and properties of nano-porous titanosilicates. J Int Sci Publ. 2012;6(2):18-26.

Yakovenchuk VN, Nikolaev AP, Selivanova EA, Pakhomovsky YaA. Korchak JA, Spiridonova DV, Zalkind OA. Krivovichev SV. Ivanyukite-Na-T, ivanyukite-Na-C, ivanyukite-K, and ivanyukite-Cu: New microporous titanosilicates from the Khibiny massif (Kola Peninsula, Russia) and crystal structure of ivanyukite-Na-T. Am Mineralogist. 2009; 94:1450-58.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v11i4.514

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"