湖南日报·新湖南客户端 2025-12-16 17:04:38
湖南日报·新湖南客户端12月16日讯(通讯员 唐赞 汤荔淳 龚斯晨)“如果把铀比作水中四处游弋的小鱼,那我们研发的新型纳米材料,就像一张‘精准捕铀’的神奇渔网——如果水中有10000条鱼,它便能精准捕获9999条”,南华大学“铀尾守护”团队负责人刘梓豪的比喻,生动揭示了其核心技术的精髓。
铀一直承载着和平利用核能的强国梦,而铀尾库治理则是关乎生态安全与人民健康的关键挑战。如何阻断核素在环境中的迁移,实现水域、土壤、大气污染的有效治理?南华大学“铀尾守护”团队,以“三代核工业人”40年的精神接力和科技攻坚,用“水-土-气”协同治理的方案和技术给出了答案,并凭此荣获了2025年中国国际大学生创新大赛总决赛银奖。
长期以来,铀尾矿库普遍采取水、土、气单方面治理的方式,然而单一的治理往往会面临二次污染的困境——治理了水,坝体开缝后、土壤中的氡气又进入大气,随雨水回落造成二次污染,形成“按下葫芦浮起瓢”的恶性循环。这种分而治之的模式不仅效果有限,更伴随着沉重的经济负担与可持续性难题。
刘梓豪大一便加入了彭国文教授的课题组,通过多次实地调研,他深切体会到了这一行业痛点。转机源于彭国文提出的“协同治理”的创新理念,团队决定不再“单打独斗”,而要同步治理水、土、气的三个污染源头,打破水、土、气污染介质间的循环链条,方能治标也治本。理念的革新,指引团队走上了系统攻关之路。
真正的突破,源自无数次失败后的坚韧。2024年7月,暑气难耐,实验过程中静态吸附的效果仅达到百分之五十左右,与理想效果相差甚远;在士气低迷时,彭国文教授通过仔细观察后指导改用动态吸附的方案,团队通过24小时不间断的轮番作战,最终达到了99.99%的效果,打通了技术至为关键的一环。
团队持续攻关,一步一个脚印,成功筑起“水土气”三重立体防线:精准“治水”,研发新型碳纤维负载零价铁纳米材料,对水中铀去除率高达99.99%,从源头遏制污染扩散;长效“固土”,采用放射性污染土壤固核修复技术,将安全周期从300年延长至1000年,牢牢锁住地下隐患;高效“控气”,开发放射性氡气屏蔽控制技术,氡气屏蔽率达到99.99%,坚决阻断气载途径。
科技的价值在于服务社会。目前,该技术已成功应用于中核集团、南京三乐公司等企业,累计降本增效1.6亿元;同时,将土壤治理成本从行业均值800元/㎡降至400元/㎡,修复土地发展生态农业120亩,助力乡村振兴与生态农业发展;团队还着力构建县域技术员培训体系,推动治理方案在更广范围内落地生根,更好地为社会服务。
目前,铀尾守护团队由5名博士生、10名硕士生和7名本科生组成,涵盖安全科学与工程、核科学技术和公共管理等专业,兼有多学院导师的联合指导,共同开展技术攻坚之路。四十年铀尾矿库治理的研究基础,是开展协同技术探索和研发的重要优势;团队多层次学生、多交叉学科的特色,也为开展技术研究提供了宝贵的土壤。团队的公共管理专业的博士生刘珍对此深有体会“不同专业学生的学科交叉,常常让我们形成头脑风暴,碰撞出更多的火花”这种协作氛围难能可贵。
团队已申请专利22项,发表论文20篇,并获批国家级装备研发项目支持。团队还邀请柴之芳院士等专家指导,持续提升项目水平。本科生刘陈宏感慨“在共同实验、撰写计划书的过程中,我们深切感受到了学校和导师的全力支持、同门的情谊和团结一心的力量”。
展望未来,团队计划建成三大示范基地,培训千名环保技术人员,向世界输出‘水土气’一体化治理的中国方案。从实验室到铀尾矿区,从理论到实践,南华大学“铀尾守护”团队正以青春与智慧,守护绿水青山,筑牢核安全屏障,在建设美丽中国的画卷上,描绘着久久为功、生机盎然的未来。
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来源:湖南日报·新湖南客户端
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