Дезактивація - очищення води від радіоактивних ізотопів - являє собою досить складну і порівняно нову гігієнічну і санітарно-технічну проблему, розробка якої почалася лише з кінця 40-х років цього століття, коли економічно розвинені країни стали на шлях широкого використання атомної енергетики.
В першу чергу використовуються наявні очисні споруди водопроводу. Однак загальноприйняті на водопроводах методи очищення води з метою дезактивації мало ефективні. Концентрації радіоактивних ізотопів передбачаються значно нижче роздільної здатності зазвичай використовуваних методів обробки води. Тому необхідна ступінь дезактивації води може бути досягнута лише при внесенні в застосовувану технологію очищення води ряду доповнень.
Радіоактивні ізотопи можуть бути присутніми у воді в багатьох формах (розчини, колоїди, грубі дисперсії), причому кількісні співвідношення різних форм кожного ізотопу залежать від ряду причин. Деяка частка радіоактивності пов'язана з водоростями і іншими гідробіонтами або утворює комплексні органо-мінеральні сполуки.
Практично ніякими доступними методами не можна прискорити або сповільнити розпад радіоактивних речовин у воді. Тому певною мірою дезактивувати воду можна тільки двома способами:
1) витримуванням її перед подачею споживачеві протягом певного проміжку часу (10-20 періодів напіврозпаду);
2) видаленням з неї зважених або розчинених радіоактивних речовин.
Перший спосіб застосовується лише в рідкісних випадках, коли вода забруднена тільки короткоживущими ізотопами.
Видалення з води радіоактивних ізотопів може бути здійснено способами, розглянутими вище: відстоюванням, коагулированием, хімічним осадженням, фільтруванням, сорбцией, іонним обміном, дистиляцією, електродіалізом і іншими методами, а також їх поєднанням. Вибір найбільш раціональної технології дезактивації води в кожному конкретному випадку залежить від складу, хімічних властивостей і концентрації радіоактивних ізотопів, від форми знаходження їх у воді, кількості дезактівіруемой води, необхідного ступеня дезактивації та інших обставин. Ефективність і умови застосування методів дезактивації води розглядаються в курсі радіаційної гігієни.
Після дезактивації отримують очищену воду і радіоактивні відходи (опади, промивні води та ін.), Які в свою чергу підлягають знешкодженню. Оскільки найбільш реальним шляхом знешкодження відходів є поховання, кращі і ті методи дезактивації води, при яких менше обсяг відходів.
При розгляді методів дезактивації води особливий інтерес представляє дезактиваційних ефективність зазвичай застосовуються на водопроводах методів і технологічних схем очищення води. При відстоюванні осідають радіоактивні речовини, що знаходяться у воді в підвішеному стані. Якщо тривалість відстоювання дорівнює 10-20 періодам напіврозпаду містяться у воді короткоживучих ізотопів, то при цьому часто досягається необхідна ступінь дезактивації води. Проте в переважній більшості випадків відстоювання використовується не в якості самостійного методу дезактивації води, а в комплексі з коагулированием, хімічним осадженням і іншими методами.
Проведене на очисних станціях водопроводів коагулирование з метою освітлення і знебарвлення води дає значний дезактивирующий ефект щодо тих ізотопів, які знаходяться у воді в колоїдному стані, у вигляді суспензій або сорбованих на природних грубодисперсних домішок, що обумовлюють каламутність води. Якщо ж радіоактивні ізотопи знаходяться в воді в розчиненому стані, то ефективність коагулирования менш дієва. Ілюстрацією можуть служити дані показали, що при коагуляції води видаляється від 97 до 100% радіоактивних ізотопів, асоційованих зі зваженими частками, і лише від 2 до 58% розчинених в ній.
Порівняльні дослідження показали, що одні ізотопи краще видаляються при коагулюванні води алюмінієвими, а інші - залізними коагулянтами, внаслідок чого з метою кращої дезактивації іноді раціонально застосовують змішаний коагулянт.
Для підвищення ефективності коагулирования доцільно:
1) дослідним шляхом підібрати для води з даними складом радіоактивних ізотопів найбільш активний коагулянт, суміш їх або флокулянти;
2) застосовувати підвищені проти звичайного дози коагулянтів;
3) в ряді випадків подщелачивать воду (вапном, содою), оскільки підвищення рН (до 9,0-11,0) покращує осадження багатьох (радіоактивних ізотопів, в тому числі і суміші продуктів ядерного ділення;
4) додавати до води різні сорбенти (глини, порошкоподібний активоване вугілля, порошок пемзи і т. П.) І інші речовини, що зв'язують і облягати ізотопи.
У комунальному водопостачанні застосовується метод хімічного осадження, гару якому утворюються нерозчинні сполуки, осідаючи, можуть захоплювати з собою радіоактивні ізотопи. До основних варіантів хімічного осадження відноситься содово-вапняне пом'якшення питної води. Виявляється, що навіть помірні дози реагентів призводять до видалення з води 90% і більше радіоізотопів лантану, кадмію, скандію, цирконію, ніобію, ітрію, і в той же час навіть великі кількості їх знижують концентрацію ізотопів цезію, барію, вольфраму тільки до 50% , радіоактивного йоду видаляється ще менше.
Радіоактивний ізотоп стронцію в залежності від дози соди і вапна та інших умов видаляється на 50-75%. Хоча фосфатная коагуляція в загальноприйнятих технологічних схемах комунального водопостачання не застосовується, використання цього методу з метою дезактивації становить певний інтерес, оскільки численні дослідження виявили, що з його допомогою досягається краще знешкодження води, ніж при звичайних методах очищення. Пояснюється ця обставина тим, що число нерозчинних фосфатів металів значно перевищує число нерозчинних гідроксидів.
При дезактивації води описуваних методом в неї додають фосфати калію або натрію, а якщо вода м'яка, то і солі кальцію. Вода, що містить суміш продуктів розщеплення, дезактивируется цим методом на 85-95%, але набуває неприємного присмаку.
Фільтрування води через швидкі піщані фільтри вкрай мало ефективно внаслідок незначної сорбційної здатності річкового піску. Більш успішно затримуються на фільтрах суспендовані радіоактивні частинки. Зазвичай на водопроводах застосовуються послідовно коагулирование, відстоювання і фільтрування через швидкі фільтри. Залежно від умов ефект дезактивації значно коливається (від 12 до 84%). При фільтруванні води через повільно діючі піщані фільтри основну роль у витягу з неї радіоактивних ізотопів грає біологічна плівка. Про це свідчать результати пошарового дослідження піщаної загрузнемо фільтра: від 90 до 99% загальної активності, поглинутої фільтром, знаходиться в верхньому шарі (5-8 см) піску, який є носієм біологічної плівки.
На підставі всього викладеного напрошується висновок про те, що зазвичай застосовуються методи очищення на комунальних річкових водопроводах можуть лише частково дезактивувати воду. Тому звичайні очисні споруди водопроводів в разі необхідності повинні бути доповнені спеціальними установками для глибокої дезактивації води.