受天然放射性核素污染場地土壤放射性調(diào)查工作內(nèi)容及程序研究

尹海華，吳 群，詹國清，胡 恪

（江西省地質(zhì)局實驗測試大隊，南昌 330001）

工業(yè)企業(yè)運行過程中會產(chǎn)生工業(yè)固體廢物、危險廢物等，可能對周圍環(huán)境土壤、地下水等造成不良影響，尤其是有色金屬礦采選、有色金屬冶煉、石油開采、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業(yè)，容易產(chǎn)生重金屬及有機污染物等。在伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)生產(chǎn)運行過程中，伴生放射性物料或伴生放射性固體廢物因管理或貯存不當進入環(huán)境，會對周圍環(huán)境的土壤等造成放射性污染。

工業(yè)企業(yè)關停、搬遷的過程中，需對原有設備進行拆除、搬遷，操作不當會加重對場地土壤的污染。為防范工業(yè)企業(yè)關停搬遷過程中的偷排、偷倒、不規(guī)范拆遷等行為，防止場地土壤污染加重，保障工業(yè)企業(yè)場地再開發(fā)利用的環(huán)境安全，為后續(xù)環(huán)境改造和優(yōu)化提供參考，國家制定了一系列的法規(guī)政策，并配套制定了相應的調(diào)查、監(jiān)測、風險評估及土壤修復技術導則，如《建設用地土壤污染狀況調(diào)查技術導則》［1］（HJ 25.1）、《建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則》［2］（HJ 25.2）、《建設用地土壤污染風險評估技術導則》［3］（HJ 25.3）、《建設用地土壤修復技術導則》［4］（HJ 25.4）等。

工業(yè)企業(yè)關停、搬遷后，對工業(yè)企業(yè)地塊進行再開發(fā)利用前，相關企業(yè)根據(jù)國家法律法規(guī)要求對工業(yè)企業(yè)原址污染場地進行調(diào)查。調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)部分場地地下水中總α 或總β放射性指標異常，不滿足《地下水質(zhì)量標準》［5］（GB/T 14848-2017）中Ⅲ類水質(zhì)要求，即地下水中總α 放射性≤0.5 Bq·L-1、總β放射性≤1.0 Bq·L-1。根據(jù)《地下水質(zhì)量標準》［5］，放射性指標超過指導值，應進行核素分析和評價。在對場地地下水中核素含量進行分析時，發(fā)現(xiàn)部分場地地下水中天然放射性核素238U、232Th、226Ra 含量相對歷史本底水平偏高，為分析地下水中天然放射性核素異常的原因，需對場地進行輻射環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查。

現(xiàn)有的建設用地土壤調(diào)查、監(jiān)測、風險評估及修復技術導則均明確不適用于含有放射性污染的地塊調(diào)查。核設施、鈾（釷）礦及核技術利用單位有相關退役要求，而伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)或由天然放射性核素造成污染的其他一般工業(yè)企業(yè)，無相關調(diào)查導則可遵循。本文通過對兩個可能受天然放射性核素污染場地土壤污染情況進行調(diào)查，總結出一套受天然放射性核素污染場地的土壤放射性調(diào)查工作內(nèi)容及程序。

1 調(diào)查工作內(nèi)容與程序

地球上的物質(zhì)均含有天然放射性核素238U、232Th、226Ra 等，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中，通過物理、化學等過程可能使天然放射性核素進一步富集，當原礦、中間產(chǎn)品、尾礦、尾渣和其他殘留物中的鈾（釷）系單個核素活度濃度超過1 Bq·g-1時，稱之為伴生放射性物料。如搖床物理重選選出的鉭鈮精礦屬于伴生放射性物料，稀土冶煉過程中產(chǎn)生的酸溶渣屬于伴生放射性固體廢物。

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中，主要污染為重金屬等一般污染的項目，只有當物料中核素含量較高時才可能產(chǎn)生放射性污染。天然放射性核素的富集過程只是整個生產(chǎn)工藝的一部分，其對土壤的放射性污染調(diào)查可參照現(xiàn)有建設項目用地土壤污染狀況調(diào)查中的一般工作程序和內(nèi)容，即第一階段土壤放射性污染調(diào)查、第二階段土壤放射性污染調(diào)查。調(diào)查單位通過這兩個階段的調(diào)查掌握污染源、污染因子、污染程度等信息，從而科學地評估其風險性。

1.1 第一階段土壤放射性污染調(diào)查

第一階段土壤放射性污染調(diào)查內(nèi)容包括：

資料收集與分析?？梢詫υ髽I(yè)的產(chǎn)品及歷史輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)進行收集。結合原企業(yè)的平面分布圖，重點了解可能產(chǎn)生放射性污染的工藝流程，以便明確其生產(chǎn)車間、原材料存儲的具體位置，從而有針對性地進行現(xiàn)場調(diào)查工作。

現(xiàn)場踏勘與監(jiān)測。根據(jù)所收集的資料，現(xiàn)場進行核實，并利用X-γ 輻射監(jiān)測儀、α/β表面污染儀、地面伽馬能譜儀等快速檢測設備對現(xiàn)場進行監(jiān)測，初步掌握現(xiàn)場輻射水平。

人員訪談。針對資料缺失或不詳細的部分，進行現(xiàn)場人員訪談，可以對周邊居民進行走訪了解情況，訪問原企業(yè)工作人員掌握詳細情況，以及咨詢環(huán)保監(jiān)管部門核實相關情況充實資料［6］。

現(xiàn)場取樣分析。在初步輻射環(huán)境調(diào)查的基礎上，在場地內(nèi)各代表性車間布設土壤采樣點，土壤布點采用系統(tǒng)隨機布點法和分區(qū)布點法，重點關注涉及放射性污染的場所及輻射異常點位，取深度在0～20 cm 內(nèi)的表層土壤（含場地內(nèi)的殘留物）送實驗室分析。實際采樣過程中，可結合地層性質(zhì)判斷等適當調(diào)整土壤樣品間隔，若場地內(nèi)或緊鄰場所存在地下水水井、地表水等，可取水樣進行分析。分析項目一般為238U、232Th、226Ra，水體樣品總β放射性異常時，還可分析40K，用于分析總β放射性異常原因。

實驗室結果分析。對現(xiàn)場監(jiān)測結果及實驗室分析數(shù)據(jù)進行分析，判斷場地土壤或水樣是否受到了放射性污染，是否要進行第二階段土壤放射性污染調(diào)查。若不需要，則第一階段土壤放射性污染調(diào)查工作結束。

根據(jù)收集資料、現(xiàn)場踏勘、現(xiàn)場監(jiān)測及采樣分析結果等數(shù)據(jù)，編制土壤放射性污染狀況調(diào)查報告。

1.2 第二階段土壤放射性污染調(diào)查

第一階段土壤放射性污染調(diào)查的土壤取樣主要為表層土壤樣，第二階段土壤放射性污染調(diào)查在第一階段調(diào)查的基礎上，選取涉及放射性污染的場地土壤及輻射異常點位，采深層土壤樣品進行核素含量分析。第二階段土壤放射性污染調(diào)查內(nèi)容包括：制定采樣分析工作計劃、現(xiàn)場詳細采樣、數(shù)據(jù)評估與分析、編制土壤放射性污染狀況調(diào)查報告。

HJ 25.1［1］的工作內(nèi)容與程序中，還包括第三階段土壤污染狀況調(diào)查，天然放射性核素污染土壤的調(diào)查，在第一階段就開展了初步的監(jiān)測與采樣工作，第二階段為深入和細化調(diào)查，若第二階段完成后還存在需要補充的調(diào)查，一并納入第二階段，不再設立第三階段的土壤放射性污染調(diào)查。

土壤放射性污染調(diào)查內(nèi)容及程序見圖1。

圖1 土壤放射性污染調(diào)查內(nèi)容及程序Fig.1 Contents and Procedures of Soil Radioactive Pollution Investigation

圖2 企業(yè)1 場地內(nèi)環(huán)境Fig.2 Enterprise one site environment

圖3 企業(yè)2 場地內(nèi)環(huán)境Fig.3 Enterprise two site environment

2 調(diào)查案例分析

我們選取兩家位于贛州地區(qū)，可能受天然放射性核素污染的企業(yè)場地土壤作為案例，按照總結的工作程序進行調(diào)查。

企業(yè)1 的主要工作內(nèi)容為處理釹鐵硼邊角料等稀土廢料，采用焙燒、酸溶、萃取、沉淀處理等工序生產(chǎn)氧化鐠釹、氧化釹、氧化鏑、氧化鐠、富集物、碳酸鈷等產(chǎn)品，配套建設廢氣、廢水、固廢處置設施。酸溶、萃取工藝使放射性核素進入工藝廢水，廢水經(jīng)處理后產(chǎn)生酸溶渣及中和渣，為含放射性固體廢物。

企業(yè)2 的主要工作內(nèi)容為采用火法和堿分解工藝生產(chǎn)鎢酸鈉，工藝流程主要包括焙燒、球磨、堿分解、過濾等。根據(jù)工藝分析及現(xiàn)場初步調(diào)查，含放射性污染物可能為鎢渣或者煤渣。

兩個企業(yè)場地前期均開展過一般項目的土壤污染調(diào)查工作，場地內(nèi)均遺留了地下水監(jiān)測井。根據(jù)上述調(diào)查程序，第一階段土壤放射性污染調(diào)查的工作內(nèi)容主要為：對相關場地開展了地表環(huán)境γ 輻射劑量率監(jiān)測、地下水及表層土壤的取樣分析［8］。

2.1 第一階段調(diào)查結果

將第一階段土壤放射性污染調(diào)查結果與《中國環(huán)境天然放射性水平》［7］中江西贛州地區(qū)本底水平進行比較，企業(yè)1 場地內(nèi)環(huán)境γ 輻射劑量率與當?shù)乇镜姿较喈?，地下水中總α、總β放射性指標未見異常，表層土壤中核素含量與當?shù)乇镜姿较喈敗Ｆ髽I(yè)2 場地部分區(qū)域環(huán)境γ 輻射劑量率較當?shù)乇镜姿狡?，部分地下水監(jiān)測井中總β放射性指標異常，環(huán)境γ輻射劑量率異常區(qū)域的土壤中核素含量也明顯高于當?shù)乇镜姿健?/p>

第一階段調(diào)查結果分別見表1～表3，由調(diào)查結果可知，企業(yè)2 場地需進行第二階段土壤放射性污染調(diào)查，對受污染區(qū)域、可能遷移擴散區(qū)域深層土壤取樣分析，對其他區(qū)域代表性布點采樣分析；企業(yè)1 場地則不需要進行第二階段土壤放射性污染調(diào)查。

表1 場地環(huán)境γ 輻射劑量率Table 1 Environmental gamma radiation dose rate of site

表2 場地土壤中核素含量Table 2 Nuclide content in site soil

表3 場地地下水中核素含量Table 3 Nuclide content in site groundwater

2.2 第二階段調(diào)查結果

根據(jù)第一階段調(diào)查結果，企業(yè)2 場地需進行第二階段土壤放射性污染調(diào)查，在企業(yè)2 場地內(nèi)受污染區(qū)域布設5 個土壤采樣點，場地內(nèi)其他區(qū)域布設9 個土壤采樣點，采樣深度為7.5 m。

第二階段土壤調(diào)查結果見表4，可知企業(yè)2場地污染區(qū)域內(nèi)土壤污染深度在2 m 以內(nèi)，2 m以下土壤中核素含量在當?shù)乇镜姿絻?nèi)。企業(yè)2 場地內(nèi)其他深層土壤中核素含量在當?shù)乇镜姿絻?nèi)。

表4 場地2 深層土壤樣核素含量Table 4 Nuclide content of deep soil sample at site two

3 結論

對贛州地區(qū)兩家可能受天然放射性核素污染的企業(yè)場地土壤進行調(diào)查，得出企業(yè)1 場地內(nèi)環(huán)境γ 輻射劑量率、地下水中總α、總β放射性指標以及表層土壤中核素含量均與當?shù)乇镜姿较喈?。企業(yè)2 場地地下水監(jiān)測井中總β放射性指標異常，且部分區(qū)域環(huán)境γ 輻射劑量率、土壤中核素含量明顯高于當?shù)乇镜姿健?/p>

調(diào)查結果能夠說明工礦企業(yè)場地土壤受放射性污染的范圍及程度，也可為后期放射性風險評估、土壤修復等提供基礎數(shù)據(jù)。因此在當今工業(yè)飛速發(fā)展的時代，普及場地污染土壤調(diào)查，開展科學合理的評估分析工作意義重大。

由兩家企業(yè)場地土壤放射性污染調(diào)查結果可知，本文總結的土壤放射性污染調(diào)查內(nèi)容及程序是可行的?？蔀槠渌芴烊环派湫院怂匚廴緢龅卣{(diào)查提供參考，明確工礦企業(yè)搬遷后場地內(nèi)土壤潛在的風險因素，保障后續(xù)場地的優(yōu)化開發(fā)與利用，推動生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。