鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役后分類長期監(jiān)護(hù)工作初探

貝新宇

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

我國60 余年的鈾礦地質(zhì)勘探工作，取得了豐碩成果，滿足了工業(yè)、核電等領(lǐng)域?qū)︹欃Y源的需求。曾經(jīng)的勘探開采工作未全面考慮對周圍環(huán)境的影響［1］，遺留地表的坑口、淺（豎）井、廢石堆、剝土、探槽、工業(yè)場地等鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施未能全部及時地進(jìn)行退役治理，對周圍環(huán)境產(chǎn)生了一定影響。

自1990 年以來我國核工業(yè)地質(zhì)系統(tǒng)全面開展了鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理工作［2］，形成了一套比較完整的封閉坑口、筑堆攔渣、覆蓋土層、植被綠化等綜合治理方法。實(shí)施后較好地改善了當(dāng)?shù)剌椛洵h(huán)境質(zhì)量，消除了環(huán)境安全隱患，獲得顯著的環(huán)境效益和社會效益。鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理完成后，即進(jìn)入長期監(jiān)護(hù)期。為確保鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施長期穩(wěn)定，保證退役治理效果，需在監(jiān)護(hù)期間開展一系列相關(guān)工作。

1 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理概況

1.1 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施基本特點(diǎn)

1.1.1設(shè)施分布廣泛

由于鈾礦地質(zhì)勘探工作的特殊性，普查勘探易產(chǎn)生廢（礦）石、露天的坑口、淺（豎）井、探槽等。從全國范圍來看，鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施分布于20 余個省區(qū)市［3］。

以“十二五”退役治理工作為例，分兩個期次進(jìn)行，共完成退役治理礦床（點(diǎn)）278個，分布在華東、中南、西北、西南、華南、東北6 大片區(qū)的21 個省、自治區(qū)、直轄市，涉及工程子項包括坑口、淺（豎）井、廢石堆、剝土、探槽、工業(yè)場地、污染道路等。其中坑口、淺（豎）井、廢石堆退役治理是工作重點(diǎn)，也是退役治理工作完成后需進(jìn)行長期監(jiān)護(hù)的重點(diǎn)工程子項。

1.1.2環(huán)境影響多樣

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施對周圍環(huán)境可能產(chǎn)生放射性和非放射性影響。

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施屬于開放場所，主要工程子項遺留在地表，公眾易自由出入，地表勘探設(shè)施釋放的氡氣或殘留的放射性物質(zhì)可能對公眾產(chǎn)生照射?？碧竭^程開發(fā)地表，使原有地形地貌、植被發(fā)生改變，堆積的廢石因降雨沖刷易造成水土流失。

1.1.3退役治理深度不同

根據(jù)相關(guān)法規(guī)和治理技術(shù)，鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理深度分為無限制開放使用和有限制開放使用兩種。對于治理后達(dá)到無限制開放使用的設(shè)施，如污染農(nóng)田、污染道路等，已恢復(fù)原有功能且基本不存在環(huán)境危害和安全隱患［4］。對于治理后為有限制開放使用的設(shè)施，如坑口、淺（豎）井、廢石堆，仍然存在一定的環(huán)境危害因素和安全隱患，需采取措施進(jìn)行長期監(jiān)護(hù)。

1.1.4長期監(jiān)護(hù)難度大

相比鈾礦冶退役設(shè)施而言，鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役后殘留的放射性水平可能較低，但其分布范圍更廣、退役單個個體更小，開展長期監(jiān)護(hù)具有更大難度［5］。

1.2 退役治理方案

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施需要進(jìn)行治理的工程子項包括坑口、淺（豎）井、廢石堆、剝土、探槽、采場、污染建筑物等，其中治理的重點(diǎn)是坑口和廢石堆。

坑口分為無水坑口、有水坑口兩類。無水坑口采用兩道毛石墻封堵、中間充填廢石的方案治理；有水坑口采用兩道混凝土墻封堵、中間設(shè)置疏水過濾池的方案治理（圖1）［6］。

根據(jù)地形、地貌、運(yùn)輸條件等因素，廢石堆采用原地覆蓋或遷移集中的方案治理。原地覆蓋首先平整場地、消除土包；然后覆土至足夠厚度并分層壓實(shí)，修砌擋土墻、截水溝；最后植被，設(shè)置警示標(biāo)志。遷移集中治理是將具備條件的廢石及下部污染土一并清挖，回填至就近坑口內(nèi)，或運(yùn)至相鄰廢石堆集中處置；最后平整原址、進(jìn)行植被恢復(fù)。

圖1 坑口治理方案示意圖Fig.1 Schematic diagram of tunnel treatment scheme

2 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施分類監(jiān)護(hù)思路

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理完成后，即進(jìn)入長期監(jiān)護(hù)期?！垛櫟V地質(zhì)設(shè)施退役輻射環(huán)境安全規(guī)程》（EJ 913—94）［7］、《鈾礦冶設(shè)施退役環(huán)境管理技術(shù)規(guī)定》（GB 14586—93）［8］等均不同程度提出了對長期監(jiān)護(hù)期的工作要求。監(jiān)護(hù)的目的是為了有效維護(hù)已完成治理設(shè)施的長期穩(wěn)定。

退役后長期監(jiān)護(hù)工作缺乏標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)，資金來源、責(zé)任主體、監(jiān)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等均需要明確［4］，目前監(jiān)護(hù)工作主要由退役治理主體責(zé)任單位自行開展，優(yōu)劣各異。因此，亟需建立有的放矢、程序標(biāo)準(zhǔn)的分類監(jiān)護(hù)方式。

前文提到，我國鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施分布廣泛，不同地區(qū)具有不同的氣候特點(diǎn)、地質(zhì)特征和地質(zhì)背景，不宜用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)開展工作。為加強(qiáng)監(jiān)護(hù)工作針對性，本文按地域特點(diǎn)將鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施分為風(fēng)寒干旱地區(qū)類和炎熱潮濕地區(qū)類。

風(fēng)寒干旱地區(qū)主要包括西北、東北區(qū)域，其特點(diǎn)是地形地貌較為簡單，寒冷少雨，多風(fēng)害。退役治理的地質(zhì)勘探設(shè)施主要受到風(fēng)蝕作用侵害。

炎熱潮濕地區(qū)主要包括華南、華東、中南、西南區(qū)域，其特點(diǎn)是地形地貌復(fù)雜、炎熱多雨、地表水系發(fā)育。退役治理設(shè)施多位于河流附近，雨季有山洪暴發(fā)風(fēng)險。退役治理的地質(zhì)勘探設(shè)施主要受到水蝕作用侵害。

3 穩(wěn)定性監(jiān)護(hù)工作

3.1 風(fēng)寒干旱地區(qū)

3.1.1坑（井）口保護(hù)

在風(fēng)寒干旱地區(qū)，封閉井口、坑口可以防止氡氣向外釋放，防止人類和牲畜誤入造成傷害。在井口、坑口附近要設(shè)立警示牌。冬春季節(jié)，由于干旱和強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用，井口、坑口容易因干裂而損壞。應(yīng)定期巡查，發(fā)現(xiàn)隱患及時修復(fù)。

3.1.2廢石堆保護(hù)

在風(fēng)寒干旱地區(qū)，維護(hù)廢石堆穩(wěn)定性的主要工程措施是修筑擋土墻，個別廢石堆根據(jù)所處地區(qū)氣候氣象、地表水系分布情況可能需要修建截水溝。擋土墻和截水溝在冬春季強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用下可能損壞，發(fā)現(xiàn)后需及時修復(fù)。

3.1.3覆蓋層保護(hù)和修復(fù)

風(fēng)寒干旱地區(qū)一般氣候干燥，降雨稀少，屬于生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，植被覆蓋度普遍不高。在坑（井）口、廢石堆表面進(jìn)行大面積植被恢復(fù)難度較大，更應(yīng)及時維護(hù)。這些地區(qū)，植被生長周期較長，植被根系對覆土層的固定作用需要一定時間。鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理完畢初期，未完全穩(wěn)定的植被及覆土層在強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用下，容易遭到破壞、產(chǎn)生位移。需持續(xù)監(jiān)控，不斷補(bǔ)充土層以維護(hù)退役治理穩(wěn)定性。

3.1.4輻射環(huán)境監(jiān)測

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理后，除必須保證設(shè)施穩(wěn)定性外，還必須保證對周圍環(huán)境的放射影響滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

風(fēng)寒干旱地區(qū)的鈾礦地質(zhì)勘探退役治理設(shè)施主要受到風(fēng)蝕作用破壞，對設(shè)施周圍開展輻射環(huán)境監(jiān)測的重點(diǎn)是關(guān)注風(fēng)向影響。輻射環(huán)境監(jiān)測主要包括γ 輻射劑量率、氡析出率、氡濃度測量。除按照竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收要求對工程子項本身進(jìn)行監(jiān)護(hù)期監(jiān)測外，還要對下風(fēng)向鄰近區(qū)域加強(qiáng)監(jiān)測。

3.2 炎熱潮濕地區(qū)

3.2.1工程穩(wěn)定性維護(hù)

1）坑（井）口保護(hù)

在炎熱潮濕地區(qū)，封閉井口、坑口可以防止放射性廢水未經(jīng)處理外流及氡氣釋放，防止人類和牲畜誤入造成傷害。在雨季，退役治理的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施在雨水沖刷及地表水流的水蝕作用下，其工程結(jié)構(gòu)或覆蓋層可能受到損害。因此每年雨季要定期巡查，發(fā)現(xiàn)損壞及時修復(fù)。

2）廢石堆保護(hù)

原地覆蓋的廢石堆在覆土分層壓實(shí)后，還要修砌擋土墻、截水溝，保持廢石堆穩(wěn)定，防止放射性廢石擴(kuò)散。擋土墻是為了防止放射性廢石產(chǎn)生滑坡或位移；截水溝具有疏導(dǎo)水流功能，可有效避免上游水體沖刷。

在雨季，擋土墻、截水溝等在雨水沖刷或泥石流沖蝕下可能受到破壞，因此每年雨季要定期巡查，發(fā)現(xiàn)損壞及時修復(fù)。

3.2.2覆蓋層保護(hù)和修復(fù)

覆土、植被是鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理的重要手段，可有效防止放射性粉塵和氡氣排放，也是炎熱潮濕地區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的主要方法。覆蓋層除因自然因素發(fā)生破壞外，還存在人畜誤入造成的影響。

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理工作在施工設(shè)計階段已經(jīng)確定各工程子項土層覆蓋厚度，需要定期維護(hù)，特別是雨季后加強(qiáng)巡查，出現(xiàn)沖刷坑、裂縫等及時修補(bǔ)。另外對植被長勢也要定期巡查，確保生態(tài)恢復(fù)效果。

3.2.3輻射環(huán)境監(jiān)測

放射性廢石、廢渣內(nèi)238U、232Th、226Ra 等核素含量相對較高，在炎熱潮濕地區(qū)這些核素在雨水淋溶作用下，可能會滲透釋放至設(shè)施外。因此必須加強(qiáng)監(jiān)測，尤其是地表水系或地下水下游方向。

4 長期監(jiān)護(hù)期環(huán)境保護(hù)要求

4.1 退役治理有效性要求

4.1.1總體要求

鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施責(zé)任單位應(yīng)對退役治理設(shè)施加強(qiáng)有效管控，確保環(huán)保措施功能有效發(fā)揮、確保治理效果持續(xù)滿足要求。對于長期監(jiān)護(hù)期出現(xiàn)的新情況、新要求，責(zé)任單位應(yīng)采取有效措施確保已退役源項與人居環(huán)境有效隔離。由于政策變動因素產(chǎn)生的不確定性，責(zé)任單位應(yīng)主動協(xié)調(diào)溝通、積極有效應(yīng)對。同時應(yīng)盡快出臺針對退役治理后鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施的長期監(jiān)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。

4.1.2定期巡查

在風(fēng)寒干旱地區(qū)，已完成退役治理的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施每年至少維護(hù)兩次，一次在冬春風(fēng)季過后，另一次在風(fēng)季到來之前。

在炎熱潮濕地區(qū)，已完成退役治理的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施每年也需至少維護(hù)兩次。一次在雨季后，設(shè)施被雨水沖刷可能產(chǎn)生損壞，破壞不嚴(yán)重的進(jìn)行維護(hù)，有明顯裂縫的需進(jìn)行修復(fù)。另一次在雨季到來前，充分檢查設(shè)施的完好程度，重點(diǎn)是截水溝排水有效性、覆土及植被完好程度。

4.2 輻射環(huán)境監(jiān)測要求

4.2.1總體要求

在長期監(jiān)護(hù)期，對退役治理后的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施及周邊環(huán)境開展輻射環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測因子、監(jiān)測范圍等指標(biāo)應(yīng)與工程竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收階段保持一致，或優(yōu)于該階段工作。

4.2.2放射性核素監(jiān)測

在風(fēng)蝕或雨水沖刷作用下，已完成退役治理廢石堆的覆蓋層如產(chǎn)生破損，放射性廢渣則會流失和遷移，因此需要對廢石堆等重要工程子項覆蓋層及其周邊環(huán)境介質(zhì)開展監(jiān)測。風(fēng)寒干旱地區(qū)，在工程子項下風(fēng)向布點(diǎn)采樣；炎熱潮濕地區(qū)，在地表水或地下水下游布點(diǎn)采樣，分析土壤、水體中238U、232Th、226Ra 含量。應(yīng)每年采樣監(jiān)測1 次，如果在連續(xù)3 年內(nèi)分析測試數(shù)據(jù)比較平穩(wěn)，可考慮每兩年采樣監(jiān)測1 次。

4.2.3其他元素監(jiān)測

因成礦環(huán)境不同，部分鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施的放射性廢渣中可能含有As、Hg、Cd、Pb、Zn、Mn 等有毒有害元素。應(yīng)根據(jù)初期鈾礦地質(zhì)勘察報告及其他基礎(chǔ)資料，篩選本地區(qū)礦石中代表性有毒有害元素進(jìn)行監(jiān)測。

風(fēng)寒干旱及炎熱潮濕地區(qū)，分別在下風(fēng)向、水體下游采集土壤、地表水及沉積物、地下水樣品，分析有毒有害元素含量。如果超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）［9］、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—93）［10］等限值要求，應(yīng)每年采樣監(jiān)測1 次。

4.2.4γ 輻射劑量率監(jiān)測

放射性廢渣中的放射性核素衰變產(chǎn)生γ射線，這一過程不因時間和環(huán)境的變化而停止。因此需定期對退役治理后的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施開展γ 輻射劑量率監(jiān)測，對于超標(biāo)地點(diǎn)，立即采取有效工程措施進(jìn)行屏蔽。γ 輻射劑量率應(yīng)每年監(jiān)測1 次。

4.2.5氡析出率及氡氣監(jiān)測

放射性廢渣中的氡以氣體形式存在，氡氣的析出和擴(kuò)散也不因時間和環(huán)境的變化而停止。參考《鈾礦冶設(shè)施退役環(huán)境管理技術(shù)規(guī)定》（GB 14586—93）［8］，采取原地 覆蓋治理的廢石堆退役治理后氡析出率不應(yīng)超過0.74 Bq/（m2·s）。在風(fēng)寒干旱地區(qū)，氡氣析出后隨風(fēng)擴(kuò)散，對下風(fēng)向影響相對較大。需要結(jié)合周邊環(huán)境保護(hù)目標(biāo)分布情況，每年至少開展1 次氡析出率及氡濃度監(jiān)測。

5 結(jié)論

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施完成退役治理后，為確保其穩(wěn)定性需進(jìn)行長期監(jiān)護(hù)。我國幅員遼闊，鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施分布廣泛，為提高長期監(jiān)護(hù)的針對性，將鈾礦地質(zhì)勘探退役設(shè)施按照地理位置或相關(guān)條件分為風(fēng)寒干旱地區(qū)類和炎熱潮濕地區(qū)類。針對這兩類代表性地區(qū)，分別提出了穩(wěn)定性監(jiān)護(hù)措施和環(huán)境保護(hù)要求，建議在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入開展相關(guān)退役設(shè)施的分類監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)管工作，以便為確保鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役后長期穩(wěn)定提供技術(shù)支持。