通过基于能量的成本分析和混合策略设计，优化伽马射线辐照用于草酸降解的过程

《Scientific Reports》：Optimization of gamma-ray irradiation for oxalic acid degradation through energy based cost analysis and hybrid strategy design

　　

摘要

本研究评估了利用伽马射线辐照作为一种无添加剂的方法来降解含草酸的废水。对于浓度为10 mM的溶液，草酸的去除效率从5 kGy时的16.6%提升到了50 kGy时的92.2%，显示出在剂量范围内降解效率提高了5.5倍。然而，能量转化效率（G值）从17.0 μmol/J下降到了0.2 μmol/J，表明随着矿化过程的进行，能量利用效率降低了98%。这表明在处理的后期阶段，中间产物和自由基的重组过程消耗了大量的活性物质。值得注意的是，由于甲酸和乙二酸中间产物的形成，矿化速率明显慢于草酸的降解速率。急性毒性在50 kGy时从85.0%降低到了5.1%，实现了94%的解毒效果。成本分析显示，每立方米2.5美元的伽马射线辐照成本显著低于每立方米21.8美元的传统湿化学氧化方法。在10 kGy的剂量下，特定成本最低，仅为0.1美元/摩尔。因此，建议采用该剂量的伽马射线辐照作为经济可行的污染物初步处理手段，随后通过传统的高级氧化工艺完成最终矿化处理并满足相关法规要求。