某鈾礦山退役分礦環(huán)境放射性現(xiàn)狀調(diào)查

宋凱林

（遼寧省能源地質(zhì)勘查開發(fā)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)110000）

近年來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和綜合科研能力的提高，我國(guó)在天然礦物資源的開發(fā)與利用方面取得了諸多成效。天然礦藏本身具有極高的科研價(jià)值，它也能夠?yàn)槿祟惿鐣?huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但部分礦物含有天然放射性成分，若未經(jīng)充分準(zhǔn)備就盲目開發(fā)必然會(huì)造成嚴(yán)重后果。為此，從礦物資源利用率、開采過程的安全和規(guī)范性等角度考慮，相關(guān)技術(shù)人員和放射性礦物開發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要詳細(xì)、全面的掌握礦區(qū)的實(shí)際情況，并以詳盡的客觀勘察數(shù)據(jù)作為參照，制定符合施工安全要求又便于實(shí)施的開發(fā)方案。一直以來，放射性礦物資源開發(fā)中產(chǎn)生的廢物的處置都是環(huán)保領(lǐng)域所重點(diǎn)關(guān)注的問題。特別是我國(guó)境內(nèi)大規(guī)模鈾礦的開采，要結(jié)合以往開采經(jīng)驗(yàn)和放射性的科學(xué)管控方式，妥善解決放射性鈾礦開采帶來的環(huán)境影響，通過體系化的放射性廢物處理規(guī)范加強(qiáng)污染源的管控。首先分析退役鈾礦山不同污染源的輻射量貢獻(xiàn)值，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出鈾礦山退役后應(yīng)對(duì)其造成的環(huán)境污染的解決對(duì)策，有效緩解鈾礦山輻射危害防護(hù)工作的開展壓力，進(jìn)而促進(jìn)礦物資源的環(huán)保、安全、高效開發(fā)。

1 礦山基本情況介紹

研究對(duì)象是一處有著40 余年歷史的鈾礦山，所處地理位置屬于丘陵地區(qū)，自然水系較為發(fā)達(dá)，溝壑平均深度較大。地質(zhì)構(gòu)成方面，該鈾礦山周邊是以酸性巖漿巖為主要成分的復(fù)雜性地質(zhì)體。礦山整體走勢(shì)呈東西向分布，其基地屬于斷裂構(gòu)造，斷層分布密集。礦區(qū)地理位置在降雨量充足的亞熱帶氣候地區(qū)，年平均氣溫約18℃，平均濕度81%。此次參與環(huán)境放射性調(diào)查的退役分礦屬于正常終產(chǎn)分礦，退役后已進(jìn)行過綜合環(huán)境治理。

2 調(diào)查內(nèi)容與主要方式

2.1 調(diào)查內(nèi)容

針對(duì)此處退役分礦的實(shí)際環(huán)境情況，結(jié)合放射性調(diào)查的基本要求和必要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)定測(cè)量?jī)?nèi)容如下：鈾礦工作區(qū)域和生活區(qū)域的γ 外照射劑量、空氣中氡元素的濃度以及土壤環(huán)境中的天然放射性核素226Ra、232Th、40K 的含量。另外，考慮到該退役分礦周邊的自然水系較為豐富，為了使調(diào)查結(jié)果和測(cè)量數(shù)據(jù)更具客觀性和真實(shí)性，又額外選擇了三處監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別是該分礦的總排水口，自然水系匯入點(diǎn)以及生活區(qū)飲用水樣本采集點(diǎn)。對(duì)這三個(gè)位置水體中的放射性元素鈾、鐳的含量以及核素總α，總β 的數(shù)值進(jìn)行測(cè)定。

2.2 調(diào)查方法和儀器裝置

為了從測(cè)量方式和儀器裝置的使用方面確保環(huán)境放射性調(diào)查的客觀性和數(shù)據(jù)的真實(shí)性，需要在調(diào)查中選用專用的輻射測(cè)量?jī)x保證測(cè)量質(zhì)量。其中，對(duì)Gamma 輻射儀器進(jìn)行核素刻度設(shè)定，自然水樣分析使用平行雙樣回收方式，土壤樣品的采集和測(cè)量均采取實(shí)驗(yàn)室外檢等方式。以上手段的綜合應(yīng)用能夠從多個(gè)維度對(duì)不同的樣品起到監(jiān)測(cè)質(zhì)量的保證作用。具體來說，γ 輻射測(cè)量?jī)x用于測(cè)量γ 輻射的數(shù)值，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)包括能量相應(yīng)參數(shù)、宇宙射線響應(yīng)值及對(duì)應(yīng)的量程范圍等；測(cè)量空氣中放射性元素的含量需要使用專用的氡及子體監(jiān)測(cè)儀，可調(diào)整的項(xiàng)目包括氡濃度、氡子體濃度的量程范圍，同時(shí)下限值和敏感度也需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境調(diào)整；土壤或巖石樣本的天然放射性核素監(jiān)測(cè)可使用來自美國(guó)ORTEC 的γ 能譜儀，其常規(guī)使用效率在40%左右浮動(dòng)。最后，自然水體中的不同放射性核素的測(cè)量方法和使用的儀器有所差異，例如鈾的放射性測(cè)量一般使用極譜法，這里以型號(hào)為JP-303 的極譜儀為例，對(duì)應(yīng)的探測(cè)下限約0.2μg/L，一般的鈾礦環(huán)境放射性測(cè)定基本可滿足使用需要。而水中鐳的測(cè)量需要用到射氣法，對(duì)應(yīng)的裝置是FD-125 測(cè)氡儀，最低測(cè)量濃度7.4×10-4Bq/L。環(huán)境總α 和β 的放射性測(cè)量選用相對(duì)薄膜法，二者對(duì)應(yīng)的探測(cè)下限濃度分別為0.02Bq/L 和0.01Bq/L。以上儀器的配置和主要參數(shù)的設(shè)定僅適合此處退役分礦，具體的測(cè)量?jī)?nèi)容及方案必須根據(jù)環(huán)境放射性測(cè)量的項(xiàng)目需求而定。

3 調(diào)查結(jié)果的分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3.1 γ 輻射含量

如表1 所示，列出了該退役分礦各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的γ 輻射水平測(cè)定對(duì)照結(jié)果。從表中所列出的數(shù)據(jù)可以明顯看出，不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的γ 輻射水平均在權(quán)限范圍內(nèi)。并且經(jīng)過綜合治理已完全達(dá)到環(huán)保性規(guī)范和要求。整體來看，作為存放開采礦石的礦石倉(cāng)及廢石場(chǎng)的治理效果總體較好，相應(yīng)的輻射水平均和對(duì)照點(diǎn)較為接近。根據(jù)天然γ 輻射所產(chǎn)生的有效劑量當(dāng)量率和空氣吸收劑量率的比值，可以估算出受此鈾礦影響的居民和工人的年有效劑量，即由這一指標(biāo)所估算出的退役分礦受輻射影響程度。

表1 各檢測(cè)點(diǎn)γ 輻射水平對(duì)照

3.2 空氣中氡濃度

與上述γ 輻射的測(cè)定和對(duì)照方式相似，對(duì)空氣中氡含量的測(cè)定依然選擇以上幾個(gè)區(qū)域。從其結(jié)果來看，空氣中氡及其子體的濃度與對(duì)照點(diǎn)之間的差異均較小。各分礦主要工作場(chǎng)所的濃度要略高于對(duì)照點(diǎn)。已經(jīng)停止開采并進(jìn)行過綜合治理的礦井各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氡析出率均已達(dá)到治理要求。

3.3 土壤天然放射性核素

根據(jù)已經(jīng)設(shè)定完畢的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)天然放射性核素的含量測(cè)定結(jié)果顯示，該分礦各監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤放射性核素含量低于治理限值。而生活區(qū)農(nóng)田采樣點(diǎn)的放射性核素40K 含量較高，分析其原因是因?yàn)檗r(nóng)田中鉀肥使用量較大所致，造成了K 同位素的影響。

3.4 水體放射性含量

根據(jù)《放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，226Ra 的導(dǎo)出食入濃度限值為9.2Bq/kg。而根據(jù)水樣分析的結(jié)果，各采樣點(diǎn)中226Ra 的濃度均低于上述限制。且分礦排水溝的匯入點(diǎn)處鐳的濃度也低于該限制。

4 結(jié)論

通過對(duì)本次鈾礦山退役分礦環(huán)境放射性調(diào)查的結(jié)果統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)分析，可基本得出以下調(diào)查結(jié)論。首先，該處退役分礦的主要采礦場(chǎng)地及工作場(chǎng)所的γ 輻射水平在限定值范圍內(nèi)，說明其前期的綜合治理已經(jīng)完全符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)環(huán)境法規(guī)的要求。其次，該處分礦附近空氣中氡及其子體的濃度在各對(duì)照點(diǎn)之間所呈現(xiàn)出的差異變化不大，并且各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氡元素放射性析出率均已達(dá)到治理的濃度要求。而對(duì)于土壤樣本中所采集到的天然放射性核素226Ra、232Th、40K 的含量，均相對(duì)于參照點(diǎn)更高。自然水體中天然鈾和226Ra 的含量差別存在較大的差距。在該處退役分礦生活區(qū)域的飲用水監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其放射性水平總體較低。而各工作開采場(chǎng)所測(cè)量值較高。最后，本次調(diào)查的結(jié)果具備足夠的客觀性和真實(shí)性。相應(yīng)的數(shù)據(jù)能夠充分說明該退役礦山分礦的區(qū)域性治理差異。因終采而退役的分礦各部分的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及數(shù)值全部符合標(biāo)準(zhǔn)。周邊工作場(chǎng)所和生活區(qū)域均未受到嚴(yán)重污染。該分礦周圍區(qū)域的環(huán)境放射性指標(biāo)均處于理論允許范圍之內(nèi)，充分證實(shí)了前期治理的理想效果。