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全球淡水资源短缺且污染加剧,海水淡化意义重大。研究人员开展低剂量 γ 辐射(≤1.0 kGy)海水淡化研究,对比不同海域海水及 NaCl 溶液处理前后光、电特性。结果显示,处理后海水相关指标改变。该技术为海水淡化提供新方法。
在地球这个蓝色星球上,水的身影无处不在,约 70% 的地表被水覆盖。可令人揪心的是,淡水仅占全球总水量的约 2.7%,而能被人类直接使用的淡水更是少得可怜,只有约 0.3% 。随着全球经济一路高歌猛进,人口数量持续攀升,淡水消耗与日俱增,过去约 50 年里,全球人均淡水资源占有量竟惨遭 “腰斩”。那些繁华的发达城市、四面环海的岛屿地区,还有漂泊在茫茫大海上的船只,对淡水资源的渴求愈发强烈,用水压力如泰山压顶。更糟糕的是,新冠疫情的冲击让淡水资源污染雪上加霜。在这样的困境下,海水淡化技术成为了人们眼中的 “救星”,众多科研人员纷纷投身于相关研究,期望能找到更高效、更环保的海水淡化方法。
在这场科研攻坚战中,来自未知研究机构的科研人员另辟蹊径,将目光聚焦于 γ 辐射,开展了一项别具一格的研究。他们尝试利用低剂量 γ 辐射(最高 1.0 kGy),结合过滤技术,探索海水淡化的新路径。经过不懈努力,他们发现 γ 辐射能够改变海水的光学和电学特性,为海水淡化提供了一种全新的方法。这一成果发表在《Applied Radiation and Isotopes》上,犹如一颗投入科研湖面的巨石,激起层层涟漪,为海水淡化领域带来了新的希望和方向。
为了深入探究 γ 辐射对海水淡化的作用,研究人员采用了多种关键技术方法。在光学特性研究方面,运用 UV-Vis 光谱仪(Specord 210 plus)对海水样本进行分析。海水样本分别采集自埃及地中海海岸(亚历山大以西约 79 千米处)和红海海岸(苏伊士以南约 35 千米处) 。电学特性研究则通过测定海水的电阻率来实现。此外,还借助多孔玻璃过滤器对海水进行处理,以便对比辐射前后的变化。
研究人员从多个角度展开研究,收获了一系列关键成果:
- 衍生光谱分析:衍生光谱技术用于多组分分析,通过计算 UV 曲线下面积,研究辐射前后海水吸收特性变化。在对地中海海水(MS)研究中,过滤后,0.0 kGy、0.1 kGy 和 1.0 kGy 下,T=10 - 95% 区间曲线下面积分别为 3.7×103、2.5×103 和 2.7×103,而对照的陷阱水(TW)仅为 1.3×103,这表明 γ 辐射显著改变了海水的吸收特性。
- 光学特性研究:利用 UV-Vis 光谱仪测定海水透射率。研究发现,海水和 NaCl 溶液在 UV 范围内透射率急剧上升。MS 和 RS 海水透射率起始波长为 210 nm,不同浓度 NaCl 溶液起始波长各异。在 λ=240 nm 时,经 1.0 kGyγ 辐射并通过多孔玻璃过滤后的 MS 海水,折射率 n 和实部 εr分别下降至 75% 和 63% ,说明 γ 辐射对海水光学性质影响明显。
- 电学特性研究:测定红海海水(RS)电阻率发现,0.0 kGy 时的电阻率在 1.0 kGy 下增加了约 6 倍。同时,0.0 kGy 时的相角从 53.0 弧度降至 1.0 kGy 时的 7.0 弧度 ,显示 γ 辐射显著改变了海水的电学性质。
综合来看,该研究利用 γ 辐射对海水进行处理,通过一系列光学和电学特性分析,成功验证了低剂量 γ 辐射结合过滤用于海水淡化的可行性。这一研究成果意义非凡,为海水淡化领域开辟了一条新道路,在未来的工业、农业以及生活用水等领域,有望发挥重要作用,缓解全球日益严峻的淡水资源危机,让更多人能用上清洁的淡水。不过,目前该技术仍处于研究阶段,在实际应用推广前,还需进一步探索优化,比如研究 γ 辐射对不同成分海水的长期影响,评估大规模应用时的成本效益和环境影响等,从而更好地服务于社会。