韓國科學家研發太陽能人工植物,20天可淨化95%放射性銫污染土壤
【環球網科技綜合報道】9月25日消息,韓國大邱慶北科學技術院(DGIST)研究團隊近日宣佈,成功開發出一種太陽能驅動的人工植物裝置。該裝置可在20天內將受放射性銫污染的土壤淨化率提升至95%以上,為核事故污染區域治理及受污染農田修復提供了開創性解決方案,相關成果引發全球環保與核安全領域廣泛關注。
據研究負責人成景均教授介紹,這款人工植物裝置的核心創新在於模擬自然界植物的蒸騰作用原理。裝置無需外部電力供應與額外水源補給,僅依靠太陽能即可實現持續運行,實際應用中只需簡單安裝,無需配套複雜輔助設施,大幅降低了現場操作難度與使用成本。

放射性銫尤其是銫-137同位素,因具有約30年的半衰期,對生態環境和人類健康構成長期威脅。該物質易溶於水,可在生態系統中快速擴散,不僅會被農作物、牧草等吸收,還能通過食物鏈進入動物體內,最終積聚在人體肌肉與骨骼中,顯著增加癌症發病風險及器官損傷概率。2011年日本福島核事故發生後,大片土地受銫污染,當地農產品、海產品安全性長期備受擔憂,凸顯土壤放射性污染治理的緊迫性與重要性。
當前,含銫廢水雖可通過吸附材料進行處理,但土壤放射性銫污染淨化仍是全球性難題。研究團隊在新聞稿中指出,長期以來,業界應對土壤放射性污染的主要手段是將污染土壤挖出後集中處理,這種方式不僅成本高昂,還會對地表植被、土壤結構造成破壞,引發新的生態問題。此前,科研人員也曾嘗試利用天然植物吸收土壤中的放射性物質,但天然植物淨化效率低下,且受氣候、季節等自然條件影響顯著,更關鍵的是,吸收了放射性物質的植物本身會成為新的放射性廢物,面臨二次處理難題。
相比之下,韓國團隊研發的人工植物裝置有效突破了這些侷限。該裝置可直接插入污染土壤中,其“莖幹”結構在太陽能驅動下,能將土壤中含放射性銫的水分抽取出來,攜帶溶解態銫離子輸送至裝置頂部的“葉片”部分。“葉片”內部搭載特製吸附材料,可高效捕獲銫離子;淨化後的水分則通過自然蒸發重新迴歸土壤,形成閉環循環,整個過程無需額外補充水分。
更值得關注的是,該裝置具備優異的可重複使用性能。當“葉片”內的吸附材料達到銫飽和狀態時,可便捷更換;廢棄“葉片”經酸性溶液清洗後,其中的銫元素可被有效去除,吸附劑還能多次回收利用,既降低了長期使用成本,又減少了二次廢棄物產生,進一步減輕環境負擔。
實驗數據顯示,傳統土壤放射性銫污染修復往往需要數月甚至更長時間,而該人工植物技術將這一週期大幅縮短至20天,且淨化率超過95%。由於裝置完全依賴太陽能運行,無需接入電網,在偏遠核污染現場、農村污染農田等電力基礎設施薄弱區域具有極強的適用性。(純鈞)