《伴生放射性物料貯存及固體廢物填埋輻射環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ 1114—2020)的解讀

劉曉超，杜 娟，柏學(xué)凱

(1.中核華夏環(huán)境工程技術(shù)有限公司，河北 石家莊 050021；2.中核第四研究設(shè)計(jì)工程有限公司，河北 石家莊 050021)

中國礦產(chǎn)資源豐富，很多礦產(chǎn)資源都伴生鈾、釷等天然放射性核素。在對其開發(fā)利用活動中，涉及伴生放射性廢物處理處置和輻射環(huán)境影響問題。這既影響了伴生放射性礦(以下簡稱“伴生礦”)開發(fā)利用企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，又對公眾健康存在潛在隱患。多年來，中國在伴生礦輻射環(huán)境管理方面，做了大量的調(diào)查研究工作。隨著第二次全國污染源普查的完成，生態(tài)環(huán)境部組織相關(guān)單位編制了《伴生放射性物料貯存及固體廢物填埋輻射環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ 1114—2020)，用于指導(dǎo)伴生放射性物料的貯存和固體廢物的填埋處理處置工作。筆者從技術(shù)規(guī)范的體系框架出發(fā)，對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀。

1 適用范圍

在標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍中，規(guī)定了五項(xiàng)基本要素，包括適用的行業(yè)、適用的介質(zhì)、適用的階段、適用的界限、要求的深度。適用的行業(yè)，根據(jù)第二次全國污染源普查(伴生放射性礦普查)的行業(yè)范圍和普查成果，確定為稀土、鈮/鉭、鋯及氧化鋯、錫、鉛/鋅、銅、鋼鐵、釩、磷酸鹽、煤、鋁、鉬、鎳、鍺、鈦、金16個礦產(chǎn)種類，并規(guī)定其他非鈾(釷)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用活動可參照執(zhí)行。適用的介質(zhì)，主要是鈾(釷)系單個核素活度濃度超過1 Bq/g的原料、中間產(chǎn)品和固體廢物[1-2]，其中固體廢物包括采選冶過程產(chǎn)生的廢石、尾礦、尾渣，以及其他過程產(chǎn)生的灰渣、泥狀或膏狀固態(tài)殘留物等[3]?？紤]到鈾(釷)系單個核素活度濃度大于400 Bq/g的物料具有較高的放射性水平，因此提出要采取更為嚴(yán)格的環(huán)保措施。適用的階段，主要是對于伴生放射性物料的貯存設(shè)施和伴生放射性固體廢物的填埋設(shè)施，在選址、設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行、關(guān)閉、監(jiān)護(hù)等全過程的管理要求。適用的界限，標(biāo)準(zhǔn)只對輻射環(huán)境保護(hù)提出要求，不涉及場區(qū)內(nèi)輻射防護(hù)領(lǐng)域。要求的深度，考慮到伴生放射性礦開發(fā)利用涉及行業(yè)眾多，物料特性各不相同，因此標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了輻射環(huán)境保護(hù)的原則和一般技術(shù)要求，各行業(yè)可在該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出更高的、更具體的要求。

2 基本原則與一般要求

標(biāo)準(zhǔn)中提出了伴生放射性物料貯存和固體廢物填埋的6項(xiàng)基本原則和6項(xiàng)一般要求。

6項(xiàng)基本原則主要包括全過程管理原則、輻射防護(hù)三原則[4]、環(huán)保設(shè)施三同時原則、廢物最小化和達(dá)標(biāo)排放原則、長期安全穩(wěn)定性原則和廢物有效填埋原則。6項(xiàng)基本原則中，全過程管理和輻射防護(hù)三原則，是放射性廢物管理的基本原則；環(huán)保設(shè)施三同時、廢物最小化和達(dá)標(biāo)排放是環(huán)保工作的基本要求；長期安全穩(wěn)定性原則是針對固體廢物填埋設(shè)施提出的重要基本原則；廢物有效填埋原則是對伴生礦開發(fā)利用企業(yè)所產(chǎn)生的伴生放射性固體廢物管理的重要基本原則，包括2個途徑，即企業(yè)自行建設(shè)填埋設(shè)施或送其他單位填埋設(shè)施，前提是填埋設(shè)施必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。考慮鈾礦冶行業(yè)與伴生礦行業(yè)同屬于天然放射性領(lǐng)域，并且鈾礦冶行業(yè)具有完善的管理、技術(shù)、設(shè)施體系，因此鼓勵利用鈾礦冶設(shè)施進(jìn)行填埋。

6項(xiàng)一般要求主要包括物料分區(qū)存放、固廢暫存與填埋、鈾資源回收、執(zhí)行臺賬制度、建立管理體系、考慮危廢特性。物料分區(qū)存放，是為了避免放射性與非放射性物料的交叉污染。固廢暫存與填埋要求，是指伴生放射性固體廢物應(yīng)及時填埋，考慮到填埋設(shè)施的建設(shè)周期與建設(shè)條件，不具備填埋條件的可以建設(shè)專門的、滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的臨時貯存設(shè)施進(jìn)行暫存。鈾資源回收，是考慮鈾為國家戰(zhàn)略資源，也是造成放射性污染的主要核素，因此對于鈾含量達(dá)到一定水平的固體廢物，鼓勵對其開展回收利用。臺賬制度，是實(shí)現(xiàn)伴生放射性物料與固體廢物有效管控的重要手段。建立輻射管理體系，要求伴生礦開發(fā)利用企業(yè)從機(jī)構(gòu)設(shè)置、人力配備、物資設(shè)備保障、制度支撐等方面進(jìn)行規(guī)范，確保輻射環(huán)境管理到位。另外，由于伴生放射性固體廢物中可能含有重金屬，若其浸出毒性超標(biāo)，在貯存和填埋時，也應(yīng)同時滿足危險(xiǎn)廢物處理處置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

3 伴生放射性物料貯存的基本要求

伴生放射性物料貯存的輻射環(huán)境管理技術(shù)體系，包括貯存設(shè)施的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與關(guān)閉，以及相關(guān)輻射監(jiān)測方面的要求。

3.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，標(biāo)準(zhǔn)從廢氣廢水排放控制、地下水污染防控、廢物最小化和人員防護(hù)角度，重點(diǎn)關(guān)注了平面布置、隔離手段、清污分流、達(dá)標(biāo)排放、防腐防滲、防塵抑塵、貯存分區(qū)等方面。從廢氣排放角度，提出了采取防塵抑塵措施的要求。在廢水排放方面，要求設(shè)置滲水收集系統(tǒng)，對滲水進(jìn)行回收利用或處理后達(dá)標(biāo)排放。針對地下水污染的防控，明確貯存設(shè)施的防滲要求，即防滲性能要不低于滲透系數(shù)為1×10-7cm/s、厚度為2 m的黏土的防滲性能。在廢物最小化方面，主要提出清污分流和分區(qū)存放。另外，對于平面布置以及實(shí)體隔離，更多關(guān)注的是人員防護(hù)。

3.2 運(yùn)行階段

運(yùn)行階段，標(biāo)準(zhǔn)除了對貯存設(shè)施的人員防護(hù)和伴生放射性三廢防控措施有效性提出要求外，還重點(diǎn)關(guān)注了伴生放射性固體廢物的管控。針對所有貯存設(shè)施，強(qiáng)調(diào)在明顯部位設(shè)置電離輻射標(biāo)志，避免或減少不必要的人員附加照射。明確廢水處理設(shè)施和防塵抑塵控制措施要進(jìn)行維持維護(hù)，保障其運(yùn)行的有效性。關(guān)于運(yùn)行期間伴生放射性固體廢物的管控措施，要求在貯存現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)識和建立貯存臺賬；并提出了標(biāo)識和臺賬的基本信息要求，即名稱、數(shù)量、放射性水平，在臺賬中還要標(biāo)明來源、去向、相關(guān)日期等轉(zhuǎn)移信息?？紤]到不同行業(yè)伴生放射性固體廢物的貯存方式不同，未統(tǒng)一規(guī)定標(biāo)識的設(shè)置要求，可根據(jù)實(shí)際情況布置標(biāo)識。

3.3 關(guān)閉階段

在關(guān)閉階段，標(biāo)準(zhǔn)主要提出貯存設(shè)施關(guān)閉或轉(zhuǎn)為其他非放射性用途時，要對污染的廠房、設(shè)施設(shè)備、場地以及周圍的環(huán)境進(jìn)行治理；強(qiáng)調(diào)治理完成后，要進(jìn)行輻射監(jiān)測，監(jiān)測達(dá)標(biāo)后才能關(guān)閉或轉(zhuǎn)換用途。

4 伴生放射性固體廢物填埋的基本要求

伴生放射性固體廢物填埋的要求體系，從時間維度來看，貫穿了填埋設(shè)施的選址、設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行、關(guān)閉、監(jiān)護(hù)等全壽期全過程；從空間維度來看，涵蓋了區(qū)域尺度、場區(qū)尺度、設(shè)施尺度和單一設(shè)施構(gòu)造尺度；從輻射環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)考慮，包括地下水、地表水、大氣環(huán)境與關(guān)鍵居民組；從關(guān)注重點(diǎn)來看，主要包括廢物接收要求、安全穩(wěn)定性、地下水污染防控和公眾附加劑量水平。

4.1 選址階段

場址選擇階段，標(biāo)準(zhǔn)從區(qū)域尺度出發(fā)，重點(diǎn)關(guān)注場址的安全穩(wěn)定性和地下水污染防控，同時兼顧公眾的附加劑量水平。場址選擇標(biāo)準(zhǔn)體系，包括合規(guī)性、環(huán)境敏感目標(biāo)、安全穩(wěn)定性和地下水污染防控4個方面。

場址選擇的合規(guī)性，主要是要與國家和地方的生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃、國土空間規(guī)劃等相協(xié)調(diào)，確保場址滿足規(guī)劃要求。

環(huán)境敏感目標(biāo)方面，重點(diǎn)關(guān)注飲用水源地和關(guān)鍵居民組。標(biāo)準(zhǔn)從自然環(huán)境條件和降低公眾附加劑量角度出發(fā)，對填埋場選址提出了要求:1)優(yōu)先選擇人口密度低的區(qū)域，盡可能減少公眾集體劑量；2)遠(yuǎn)離飲用水源地，保護(hù)飲用水安全和公眾身體健康，與水源地相對位置關(guān)系應(yīng)按照《水污染防治法》等法律法規(guī)有關(guān)要求和放射性核素遷移擴(kuò)散對環(huán)境的影響綜合確定；3)對關(guān)鍵居民組等環(huán)境敏感點(diǎn)的距離要求，要通過劑量計(jì)算和環(huán)境影響評價來確定，確保敏感點(diǎn)滿足劑量約束值的要求，劑量約束值具體要求在即將發(fā)布的有關(guān)限值標(biāo)準(zhǔn)中給出。

地下水污染防控方面，主要考慮地下水水位和核素遷移防護(hù)性能。對于地下水水位，標(biāo)準(zhǔn)要求填埋設(shè)施基礎(chǔ)層底部原則上應(yīng)高于地下水最高水位3 m以上；特殊情況不能滿足時，應(yīng)通過設(shè)置地下水導(dǎo)排或提高防滲設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來彌補(bǔ)。對于核素遷移防護(hù)性能，標(biāo)準(zhǔn)提出場址區(qū)域不能有水力通道，需要具備滲透性低、有良好的放射性核素阻滯性能。

安全穩(wěn)定性方面，主要從地質(zhì)穩(wěn)定性、地表作用和洪水防控方面提出要求。地質(zhì)穩(wěn)定性方面，包括良好的區(qū)域穩(wěn)定性、巖土體穩(wěn)定性，不能選擇在活動斷裂帶和溶洞區(qū)。地表作用方面，提出避免洪水、滑坡、泥石流、尚未穩(wěn)定的沖積扇和沖溝影響區(qū)域。洪水防控方面，標(biāo)準(zhǔn)要求場址必須位于百年一遇洪水位以上，同時避開已規(guī)劃的水利設(shè)施淹沒區(qū)和水利設(shè)施保護(hù)區(qū)。

4.2 設(shè)計(jì)與建設(shè)階段

填埋設(shè)施設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)伴生放射性廢物與生物圈的有效隔離。標(biāo)準(zhǔn)中對設(shè)計(jì)過程提出的污染防控措施包括場區(qū)平面布置、地下水污染防控系統(tǒng)、氡(釷)擴(kuò)散防控系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、安全防控系統(tǒng)和必要的人員防護(hù)措施。

平面布置要求是基于盡可能減少人員在場區(qū)內(nèi)附加劑量的因素考慮，在選定的特定場址內(nèi)，結(jié)合地形條件、氣象條件、水文條件，對生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行布局優(yōu)化，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)核素在大氣中遷移擴(kuò)散的影響，要求辦公區(qū)盡可能布置在區(qū)域常年最小風(fēng)頻的下風(fēng)向。

地下水污染防控系統(tǒng)包括防滲系統(tǒng)、滲水導(dǎo)排系統(tǒng)、地下水監(jiān)控系統(tǒng)、地下水導(dǎo)排系統(tǒng)和截排洪系統(tǒng)。防滲系統(tǒng)是地下水污染防控的重中之重，包括填埋區(qū)底部的防滲系統(tǒng)和封場時頂部的防滲系統(tǒng)。底部防滲系統(tǒng)包含天然基礎(chǔ)層、天然材料防滲層和人工防滲層，頂部防滲層包括天然材料防滲層和人工防滲層。由于天然放射性核素的長半衰期特性，首選天然材料防滲層作為地下水污染防控的主要措施；其防護(hù)性能和布設(shè)厚度，應(yīng)嚴(yán)格按照放射性核素特征和防滲層核素阻滯性能進(jìn)行確定。滲水導(dǎo)排系統(tǒng)，包括填埋區(qū)底部滲水導(dǎo)排系統(tǒng)和封場頂部防雨水滲漏排水系統(tǒng)，其中底部滲水導(dǎo)排系統(tǒng)可根據(jù)伴生放射性固體廢物含水率、區(qū)域降水、運(yùn)行期防雨水措施和廢水滲出等實(shí)際情況酌情進(jìn)行設(shè)置。地下水監(jiān)控系統(tǒng)，主要是指填埋庫區(qū)周圍的監(jiān)測井設(shè)置，包括上游對照井和下游監(jiān)測井，同時結(jié)合填埋區(qū)兩側(cè)地形和地下水流向，確定是否設(shè)置兩側(cè)監(jiān)測井。地下水導(dǎo)排系統(tǒng)，主要依據(jù)地下水水位高度來決定是否設(shè)置。截排洪系統(tǒng)，主要是為阻止區(qū)域匯水面積內(nèi)雨水進(jìn)入填埋區(qū)，從而減少滲水量、降低地下水污染風(fēng)險(xiǎn)。

氡(釷)擴(kuò)散防控系統(tǒng)，主要是指封場時填埋區(qū)頂部的氡(釷)屏蔽層，與頂部天然防滲層合用；同時人工防滲襯層也可以起到一定的防氡(釷)擴(kuò)散效果。氡(釷)作為天然放射性氣態(tài)擴(kuò)散的重要特征核素，對周圍公眾所產(chǎn)生的影響應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注，在填埋設(shè)施封場時，要做好氡(釷)的屏蔽工作。

廢水處理系統(tǒng)，是對填埋區(qū)滲水進(jìn)行有效處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的重要系統(tǒng)。由于不同行業(yè)伴生放射性廢物性狀、含水率不同，區(qū)域的降水情況與工程防雨措施不同，因此是否建設(shè)廢水處理系統(tǒng)，需根據(jù)填埋區(qū)滲水產(chǎn)生情況以及去向等酌情考慮。

安全防控系統(tǒng)，是為了保證填埋區(qū)設(shè)施安全，避免產(chǎn)生設(shè)施本體垮塌、沖毀和防滲系統(tǒng)失效等事故所建設(shè)的防控系統(tǒng)，主要包括截排洪系統(tǒng)、底部地下水導(dǎo)排系統(tǒng)和封場頂部防生物侵?jǐn)_系統(tǒng)。截排洪系統(tǒng)是對區(qū)域匯水面積內(nèi)客水沖擊填埋設(shè)施進(jìn)行防控的主要系統(tǒng)，保障著填埋設(shè)施的基本安全。底部地下水導(dǎo)排層對疏導(dǎo)地下水、降低地下水位和降低地下水對防滲系統(tǒng)的壓力起到關(guān)鍵作用。由于天然放射性核素衰變周期很長，所以必須保證頂部防滲系統(tǒng)的長期有效性；而生物侵?jǐn)_是對防滲系統(tǒng)安全的主要威脅，在封場時應(yīng)設(shè)置防生物侵?jǐn)_層。

鑒于伴生放射性固體廢物的放射性水平差異很大，有的高達(dá)106Bq/kg，因此標(biāo)準(zhǔn)提出在填埋設(shè)施的新建、改建和擴(kuò)建過程中，要采取必要的輻射防護(hù)措施，以保障人員輻射安全。

4.3 運(yùn)行階段

伴生放射性固體廢物填埋設(shè)施，在運(yùn)行階段，除了做好電離標(biāo)志和相關(guān)信息標(biāo)識設(shè)置、建立臺賬、保證三廢處理措施有效運(yùn)行外，標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)提出了廢物的基本接收準(zhǔn)則。接收準(zhǔn)則從固體廢物的pH、含水率、穩(wěn)定性和單一性角度，提出了要求。由于放射性核素在酸性條件下易于浸出，所以要求固體廢物應(yīng)處于中性狀態(tài)，以減少核素浸出。過高的含水率，會為放射性核素的遷移擴(kuò)散提供條件，所以應(yīng)盡可能降低固體廢物的含水率。同時要求固體廢物填埋前，采取一定的預(yù)處理措施，使放射性核素達(dá)到穩(wěn)定化，降低其浸出性能。由于填埋設(shè)施是從天然放射性核素防控的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，與人工放射性核素的特性有很大差異，因此禁止人工放射性廢物混入填埋設(shè)施。同時，為了減少處置廢物的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)廢物最小化，也禁止非放射性廢物入內(nèi)。

4.4 關(guān)閉與監(jiān)護(hù)階段

由于天然放射性核素半衰期很長，所以伴生放射性固體廢物填埋設(shè)施的關(guān)閉與長期管理也是非常重要的。標(biāo)準(zhǔn)要求填埋設(shè)施關(guān)閉時應(yīng)進(jìn)行封場治理，并設(shè)置永久性標(biāo)識。設(shè)施關(guān)閉后，應(yīng)開展監(jiān)護(hù)工作，監(jiān)護(hù)期至少30年。監(jiān)護(hù)工作主要包括設(shè)施的安全維護(hù)和輻射監(jiān)測，確保長期安全穩(wěn)定性和輻射防護(hù)有效性。

5 輻射監(jiān)測基本要求

輻射監(jiān)測是保障輻射環(huán)境安全的重要手段。從監(jiān)測的時機(jī)來看，輻射監(jiān)測分為本底監(jiān)測、運(yùn)行期監(jiān)測、關(guān)閉后監(jiān)測3個節(jié)點(diǎn)；對于填埋設(shè)施，還增加了監(jiān)護(hù)期監(jiān)測。從監(jiān)測內(nèi)容來看，除運(yùn)行期和監(jiān)護(hù)期增加流出物監(jiān)測外，其他階段主要為環(huán)境的輻射監(jiān)測。從監(jiān)測介質(zhì)來看，應(yīng)包括地表水、地下水、大氣、物料、土壤、生物等[6]，可根據(jù)不同的階段、不同的影響情況進(jìn)行選擇。從監(jiān)測項(xiàng)目來看，包括γ輻射劑量率、氡析出率、U天然、226Ra、232Th等，重點(diǎn)關(guān)注U天然、226Ra和232Th[7]；但同時根據(jù)行業(yè)不同，可進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充調(diào)整，例如鈾鍺煤干法提鍺企業(yè)，監(jiān)測灰渣可增加210Pb和210Po。

6 結(jié)論

從標(biāo)準(zhǔn)編制的思路出發(fā)，在充分闡明適用范圍、基本原則和一般要求的基礎(chǔ)上，對貯存設(shè)施和填埋設(shè)施從選址、設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行、關(guān)閉到監(jiān)護(hù)等全壽期的輻射環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求進(jìn)行了梳理，重點(diǎn)提出了各階段主要關(guān)注的技術(shù)體系和關(guān)鍵指標(biāo)。研究結(jié)果可為伴生礦輻射環(huán)境監(jiān)督管理提供支持，也為伴生礦開發(fā)利用企業(yè)的物料貯存和固體廢物填埋提供技術(shù)保障。