某放射性礦床地質(zhì)勘探結(jié)束后的環(huán)境問(wèn)題與生態(tài)恢復(fù)

張阿萍 王文博 ?；⒘?/p>

1，陜西省輻射環(huán)境監(jiān)督管理站 710054；2，核工業(yè)二八大隊(duì) 014010；3，陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二一四大隊(duì) 723200

某放射性礦床地質(zhì)勘探結(jié)束后的環(huán)境問(wèn)題與生態(tài)恢復(fù)

張阿萍1王文博2?；⒘?

1，陜西省輻射環(huán)境監(jiān)督管理站 710054；2，核工業(yè)二八大隊(duì) 014010；3，陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二一四大隊(duì) 723200

本文以陜西隴縣××礦床勘探退役設(shè)施為例，分析了鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施的狀況和特點(diǎn)及其對(duì)環(huán)境的影響，提出了生態(tài)恢復(fù)方法以及相關(guān)結(jié)論和建議。

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施；退役；環(huán)境污染；治理

前言

1960～1978年，原二一九大隊(duì)和二一四大隊(duì)先后在陜西省隴縣地區(qū)進(jìn)行鈾礦勘探、普查工作，并落實(shí)了現(xiàn)在規(guī)模的鈾礦床。該礦床的普查勘探為核工業(yè)的發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)的同時(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)一定程度的負(fù)面影響。如已挖掘的坑(井)口可能給人畜造成誤入(或墜入)的危害；堆積或排放地表的廢(礦)石、廢水不僅破壞了自然環(huán)境、污染了農(nóng)田及水體，而且給周?chē)木用駧?lái)了放射性危害。經(jīng)調(diào)查，該勘探區(qū)仍有32個(gè)坑口半敞或全敞開(kāi)；28個(gè)廢（礦）石堆沿河邊、山坡堆放，未任何處置；2個(gè)探井未回填。2002年，二一四大隊(duì)在核工業(yè)地質(zhì)系統(tǒng)全面開(kāi)展對(duì)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役和放射性廢(礦)石治理的大背景下，根據(jù)上級(jí)主管部門(mén)的安排，對(duì)其中10個(gè)坑口和8個(gè)廢(礦)石堆場(chǎng)進(jìn)行了治理。該項(xiàng)工作的開(kāi)展，很好地解決了該礦區(qū)的環(huán)境問(wèn)題，初步取得了顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。本文擬就鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施狀況及其對(duì)環(huán)境的污染特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了對(duì)勘探設(shè)施治理方法以及相關(guān)結(jié)論和建議。

1 勘探退役設(shè)施狀況及環(huán)境污染特點(diǎn)

分析該鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施狀況，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1.1 污染源項(xiàng)數(shù)量多分布廣，但普遍偏小

由于勘探工作的特殊性，使勘探遺留在地表的坑（井)口、廢（礦）石場(chǎng)具有數(shù)量多、分散，且分布廣的特點(diǎn)。隴縣地區(qū)××鈾礦床勘探后，坑(井)口、廢石場(chǎng)分布在約6 km范圍內(nèi)不同海拔、不同坡度的6個(gè)溝段內(nèi)，有32個(gè)坑口，28個(gè)廢（礦）石堆，2個(gè)探井。這些勘探退役設(shè)施有的比較接近居民區(qū)，有的分布在人跡罕至的峭壁上，坑(井)口有的單獨(dú)存在，有的4、5個(gè)硐口密集在一起，表現(xiàn)出早期地質(zhì)勘探一定的隨意性。

據(jù)調(diào)查，這些污染源項(xiàng)普遍偏小，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施及其所產(chǎn)生廢（礦）石的裸露面積一般較小，絕大多數(shù)小于5×103m2；（2）鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施的污染物排放均不屬于組織排放。氣載污染物的排放主要依靠大氣擴(kuò)散和對(duì)流等自然作用；水載污染物的排放主要受大氣降水和地表徑流作用的影響；廢（礦）石中雖然含有一定品位的礦石，但總量有限，坑探過(guò)程中大多為沿礦脈、穿礦脈方向掘進(jìn)，排出的礦石不多。根據(jù)對(duì)各地污染源源項(xiàng)的實(shí)地監(jiān)測(cè)和取樣分析，所有污染源放射性污染物的年排放量大都不超過(guò)1×1012Bq，排放率通常維持在1×106Bq!s-1以下，絕大多數(shù)低于1×104Bq!s-1。

總體情況是：一部分放射性污染物的排放量向周?chē)寥篮退w的遷移，如放射性核素（天然鈾、釷、鐳等）；另一部分放射性污染物的排放量保持相對(duì)穩(wěn)定的水平，不斷向大氣環(huán)境的釋放，如氡氣。

1.2 相對(duì)位置相似且歸屬開(kāi)放場(chǎng)所

鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施多為山地工程，雖具體位置有一定差別，但它們所處的相對(duì)位置基本一致。絕大多數(shù)工程及其所產(chǎn)生的廢（礦）石堆位于山腰、山坡、山溝和河溝邊。也就是說(shuō)，在這些污染源的一側(cè)或多個(gè)側(cè)面，一般有山體、山頭或樹(shù)林等障礙物存在。這說(shuō)明，一方面由于各種障礙物的存在，會(huì)阻擋或延緩氣載污染物的排放，單就氣載污染源而言，大多可以視作地面點(diǎn)源或面源處理；另一方面，可能會(huì)因?yàn)楦叨炔畹年P(guān)系，有利于放射性核素向臨近環(huán)境土壤、水體遷移和擴(kuò)散。

這些勘探設(shè)施絕大多數(shù)屬于開(kāi)放型工作場(chǎng)所，特別是在這些設(shè)施處于停閉狀態(tài)或者退役治理終結(jié)以后，附近的居民和有關(guān)人群隨意進(jìn)入該區(qū)域，導(dǎo)致其接受一定的輻射劑量；同時(shí)，部分廢（礦）石會(huì)受自然力因素和人為因素的影響而造成流失，有關(guān)的治理工程也可能會(huì)受到人為侵?jǐn)_或損壞。

1.3 鈾含量的不均勻性

在地質(zhì)鉆探、硐探、槽探及井探等揭露工作中，堆積地表的廢石、副產(chǎn)礦石天然鈾含量為8.21～560.7 mg／kg，放射性濃度為1.62×103～14.58×104Bq／kg，很不均一。由此可見(jiàn)，這些廢物有的是一般廢石，有的是鈾礦廢物，需要用黃土覆蓋或回填到坑道中存放。

1.4 具有一定的隱蔽性、交通運(yùn)輸不便

鈾礦地質(zhì)勘探具有區(qū)域性、間斷性、流動(dòng)性，某個(gè)地區(qū)(點(diǎn))的地質(zhì)勘探結(jié)束后，地質(zhì)隊(duì)往往都會(huì)撤離該地區(qū)轉(zhuǎn)移到其它地區(qū)繼續(xù)新的勘探和普查工作。就使得原地區(qū)(點(diǎn))地表遺留污染源項(xiàng)的種類、數(shù)量、分布、污染程度以及探礦生產(chǎn)過(guò)程中的一些參數(shù)不易為公眾所知，使得公眾不能積極地、主動(dòng)地進(jìn)行輻射及其它危害的防護(hù)。

在眾多廢（礦）石場(chǎng)中，除5個(gè)廢（礦）石場(chǎng)在低海拔高度，多數(shù)坑(井)口和廢（礦）石場(chǎng)處在山高林密處。由于地質(zhì)勘探隊(duì)伍早已撤離，原有的道路等交通運(yùn)輸設(shè)施已基本不復(fù)存在，只有源項(xiàng)所在山地的使用者比較熟悉廢（礦）石場(chǎng)在其經(jīng)濟(jì)林中的具體位置和通往便道。要將一些儀器設(shè)備、材料運(yùn)至這些地方完全要靠手提肩扛，給源項(xiàng)的監(jiān)測(cè)、治理帶來(lái)很大的困難。

2 退役設(shè)施對(duì)周?chē)h(huán)境和公眾的影響

鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響可分為非放射性影響和輻射影響。非放射性影響包括有退役坑(井)口可能造成的人畜誤入或墜入，廢石堆零亂分布對(duì)自然地形地貌的破壞，雨水沖刷造成的廢石和水土流失，對(duì)土地的正常使用及其它生態(tài)方面的影響。輻射影響主要包括有222Rn及其子體所致劑量，受污染農(nóng)田或水體所致劑量，以及污染源項(xiàng)附近公眾因γ輻射造成的外照射劑量。

2.1 氣載途徑所致個(gè)人附加劑量

退役的28個(gè)廢（礦）石場(chǎng)的222Rn析出率均值超過(guò)0.74 Bq／m2.s，范圍值0.79～1.43 Bq／m2.s。由劑量估算公式可計(jì)算出因吸入氡子體所致附加劑量。以28個(gè)廢（礦）石場(chǎng)為中心，半徑10 km范圍內(nèi)各子區(qū)因氣載途徑所致個(gè)人附加劑量值范圍為0.041～0.056mSv／a。各氣載源項(xiàng)所致的最大個(gè)人附加劑量為0.306 mSv／a，出現(xiàn)位置為礦區(qū)東東北方位0～1 km處的居民區(qū)，關(guān)鍵途徑為吸入。通過(guò)計(jì)算分析可知，28個(gè)廢（礦）石場(chǎng)和32個(gè)坑口釋放222Rn氣體所致個(gè)人附加劑量分別占最大個(gè)人附加劑量的49.14%～68.45%，是主要的氣載污染源項(xiàng)。

2.2 γ輻射所致個(gè)人附加劑量

28個(gè)廢（礦）石場(chǎng)附近有居民居住，周?chē)娨?8個(gè)廢（礦）石場(chǎng)輻射的γ輻射而受到外照射劑量。因放射性廢（礦）石的存在造成附近場(chǎng)所的γ輻射水平增加值為6.9×10-8Gy／h，其所致個(gè)人附加劑量為0.136mSv／a。

2.3 受污水體所致個(gè)人附加劑量

因廢（礦）石場(chǎng)和有水坑口滲出水量很少，約為0.22m3／h，其中天然鈾含量為0.042～0.071mg／L，226Ra含量1.35～1.59Bq/L。液態(tài)排放物所致最大個(gè)人附加劑量約0.27～0.89mSv／a。

2.4 所致附加劑量綜合

通過(guò)上述計(jì)算分析，隴縣××礦區(qū)鈾礦地質(zhì)退役設(shè)施對(duì)周?chē)娝碌淖畲髠€(gè)人附加劑量為0.407mSv／a，超出管理限值0.24mSv／a。最大個(gè)人附加劑量中γ輻射所致劑量占68.0%，吸入氡子體所致劑量占85.0%。在氣載源項(xiàng)中28個(gè)廢（礦）石場(chǎng)和32個(gè)坑口是主要的污染源項(xiàng)。

2.5 集體劑量

隴縣××鈾礦區(qū)勘探退役設(shè)施對(duì)10km范圍公眾造成的集體劑量為0.192人!Sv／a。各距離的集體有效劑量：0～1km范圍內(nèi)為0.017人!Sv／a；0～2km范圍內(nèi)為0.031人!Sv／a；0～3km范圍內(nèi)為0.012人!Sv／a；0～4km范圍內(nèi)為0.002人!Sv／a；0～5km范圍內(nèi)為0.001人!Sv／a。

3 鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施環(huán)境治理技術(shù)與方法

坑道口封閉具體方法：對(duì)于無(wú)涌水的坑道，距坑口2m處，嵌入坑道斷面周?chē)?.2m，砌1.0m厚的水泥砂石抹面墻，然后用砂礫石和黃土覆蓋；對(duì)有涌水的坑道采取雙層砼墻封閉，其間用水泥涵管將礦坑水經(jīng)過(guò)濾直接排出，其外側(cè)用砂礫石和黃土覆蓋，夯實(shí)并種草植樹(shù)。對(duì)于槽深和井探工程，首先進(jìn)行回填，然后進(jìn)行黃土覆蓋、植被綠化，恢復(fù)自然面貌。

對(duì)于含有付產(chǎn)礦石的廢（礦）石堆場(chǎng)的治理主要是進(jìn)行黃土覆蓋，采用“邊覆蓋邊監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)指導(dǎo)覆蓋”的方法施工。為了防止水土流失，黃土覆蓋前，先砌筑截水石骨架護(hù)坡；黃土覆蓋后的廢（礦）石場(chǎng)還需進(jìn)行植被綠化。為了防止廢（礦）石受雨水、山洪及河水的沖刷而不流失，在其下方或臨近河溝邊砌筑擋土墻及其護(hù)坦和片石護(hù)坡，在其上方砌排（截）水溝。鈾礦地質(zhì)勘探工程的坑口及廢（礦）石場(chǎng)實(shí)施治理后.經(jīng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，廢（礦）石場(chǎng)的氡析出率降至0.74Bq／m2.s以下，γ外照劑量率扣除本底后不超過(guò)17.4×10-8Gy／h，最終達(dá)到屏蔽γ射線，抑制氡及其子體的逸出和擴(kuò)散，改善大氣質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)平衡，恢復(fù)自然面貌、保障人民健康的目的。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

按照“輕重緩急，分期治理”的原則。采用因地制宜，分堆就地砌筑擋土墻，覆蓋黃土，封閉坑口，植被綠化，疏通溝道等措施，在“十五”期間對(duì)其中8個(gè)廢（礦）石堆和10個(gè)坑口進(jìn)行了治理。治理后的局部地段達(dá)到了一定效果：

（1）廢(礦)石堆平均氡析出率由治理前的1.09Bq/m2!s降至0.44Bq/m2!s；

（2）γ輻射劑量率由治理前38.2～76.5×10-8Gy/h降至9.2～16.8×10-8Gy/h；

（3）關(guān)鍵居民組個(gè)人年有效劑量從治理前的1.21mSv/a降至治理后的0.355mSv/ a，降幅58%；

（4）封閉坑口降氡4.89×109Bq/a，渣堆覆土削減氡3.31×1011Bq/a，總削減氡3.36×1011Bq/a；

（5）坑道涌出水削減量0.53×104m3/ a，鈾含量104.16μg/L，削減率100%。

剩余的22個(gè)坑口和20個(gè)廢（礦）石堆仍存在不可忽視的環(huán)境問(wèn)題，有必要盡快實(shí)施退役治理，使整個(gè)礦區(qū)輻射環(huán)境質(zhì)量達(dá)到《放射性廢物管理規(guī)定》(GB14500-2002)、《鈾礦地質(zhì)設(shè)施退役輻射環(huán)境安全規(guī)程》(EJ913-94)、《鈾礦地質(zhì)輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)規(guī)定》(GB15848-95)和《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB18871-2002)等有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，最終達(dá)到有限制使用。

4.2 建議

(1) 組織人員對(duì)治理區(qū)的群眾和有關(guān)單位宣傳治理工程的重要性以及破壞治理工程的嚴(yán)重性，防止廢渣遭受破壞或做它用。也可委托當(dāng)?shù)卣虼逦瘯?huì)對(duì)治理工程予以長(zhǎng)期的監(jiān)管。并建議治理工程單位宣傳當(dāng)?shù)厝罕姴灰谥卫砗蟮脑焉戏N植蔬菜或糧食。

(2) 廢渣治理工程是利國(guó)利民的環(huán)保工程，國(guó)家投入大量人力、物力和財(cái)力，其目的是切實(shí)有效地控制污染。治理工程單位要嚴(yán)肅、認(rèn)真地對(duì)待該工程，對(duì)治理工程應(yīng)進(jìn)行定期的檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。對(duì)治理工程存在的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)予以糾正，把立項(xiàng)報(bào)告提出的各項(xiàng)治理措施真正落到實(shí)處，使該工程造福子孫后代。

[1]潘自強(qiáng). 核和輻射環(huán)境影響及有關(guān)評(píng)價(jià)中一些問(wèn)題的探討 [J]. 輻射防護(hù),1998.18 (3)

[2]潘自強(qiáng). 輻射防護(hù)的現(xiàn)狀與未來(lái) [M]. 北京：原子能出版社, 1997

[3]EJ913-94，鈾礦地質(zhì)設(shè)施退役輻射環(huán)境安全規(guī)程 [S].中國(guó)核工業(yè)總公司，1994

[4]張洪. 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役過(guò)程中環(huán)境影響評(píng)價(jià)若干問(wèn)題的討論 [J]. 鈾礦地質(zhì)，2006.11 (22).

[5]鈾礦地質(zhì)西北214大隊(duì)隴縣、略陽(yáng)兩勘探區(qū)勘探設(shè)施退役治理工程竣工環(huán)境影響報(bào)告書(shū) .核工業(yè)二!三研究所 ,2003.12

[6]鈾礦地質(zhì)西北二一四大隊(duì)隴縣、略陽(yáng)勘探區(qū)勘探設(shè)施退役治理工程竣工報(bào)告. 陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二一四大隊(duì),2004.4

[7]西北地區(qū)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十一五”退役整治工程項(xiàng)目建議書(shū)（代可行性研究報(bào)告）,2007.3

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.004

祝虎林，男，1964年生，本科學(xué)歷，工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)勘探和工程地質(zhì)勘察工作?，F(xiàn)從事鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理工作。