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值，它也能夠為人類社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。但部分礦物含有天然放射性成分，若未經(jīng)充分準備就盲目開發(fā)必然會造成嚴重后果。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)項目負責(zé)人需要詳細、全面的掌握礦區(qū)的實際情況，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)域所重點關(guān)注的問題。特別是我國境內(nèi)大規(guī)模鈾礦的開采，要結(jié)合以往開采經(jīng)驗和放射性的科學(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值，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實測數(shù)據(jù)提出鈾礦山退役后應(yīng)對其造成的環(huán)境污染的解決對策，有效緩解鈾礦山輻射危害防護工作的開展壓力，進而促進礦物資源的環(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，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

針對此處退役分礦的實際環(huán)境情況，結(jié)合放射性調(diào)查的基本要求和必要的監(jiān)測項目設(shè)定測量內(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)果和測量數(shù)據(jù)更具客觀性和真實性，又額外選擇了三處監(jiān)測點，分別是該分礦的總排水口，自然水系匯入點以及生活區(qū)飲用水樣本采集點。對這三個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)值進行測定。

2.2 調(diào)查方法和儀器裝置

為了從測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)的真實性，需要在調(diào)查中選用專用的輻射測量儀保證測量質(zhì)量。其中，對Gamma 輻射儀器進行核素刻度設(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量均采取實驗室外檢等方式。以上手段的綜合應(yīng)用能夠從多個維度對不同的樣品起到監(jiān)測質(zhì)量的保證作用。具體來說，γ 輻射測量儀用于測量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)值及對應(yīng)的量程范圍等；測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)測儀，可調(diào)整的項目包括氡濃度、氡子體濃度的量程范圍，同時下限值和敏感度也需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整；土壤或巖石樣本的天然放射性核素監(jiān)測可使用來自美國ORTEC 的γ 能譜儀，其常規(guī)使用效率在40%左右浮動。最后，自然水體中的不同放射性核素的測量方法和使用的儀器有所差異，例如鈾的放射性測量一般使用極譜法，這里以型號為JP-303 的極譜儀為例，對應(yīng)的探測下限約0.2μg/L，一般的鈾礦環(huán)境放射性測定基本可滿足使用需要。而水中鐳的測量需要用到射氣法，對應(yīng)的裝置是FD-125 測氡儀，最低測量濃度7.4×10-4Bq/L。環(huán)境總α 和β 的放射性測量選用相對薄膜法，二者對應(yīng)的探測下限濃度分別為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，具體的測量內(nèi)容及方案必須根據(jù)環(huán)境放射性測量的項目需求而定。

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

3.1 γ 輻射含量

如表1 所示，列出了該退役分礦各監(jiān)測點的γ 輻射水平測定對照結(jié)果。從表中所列出的數(shù)據(jù)可以明顯看出，不同監(jiān)測點的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及廢石場的治理效果總體較好，相應(yīng)的輻射水平均和對照點較為接近。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，即由這一指標所估算出的退役分礦受輻射影響程度。

表1 各檢測點γ 輻射水平對照

3.2 空氣中氡濃度

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

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)測點天然放射性核素的含量測定結(jié)果顯示，該分礦各監(jiān)測點土壤放射性核素含量低于治理限值。而生活區(qū)農(nóng)田采樣點的放射性核素40K 含量較高，分析其原因是因為農(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)生防護基本標準》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，各采樣點中226Ra 的濃度均低于上述限制。且分礦排水溝的匯入點處鐳的濃度也低于該限制。

4 結(jié)論

通過對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地及工作場所的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)境標準及相關(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照點之間所呈現(xiàn)出的差異變化不大，并且各監(jiān)測點的氡元素放射性析出率均已達到治理的濃度要求。而對于土壤樣本中所采集到的天然放射性核素226Ra、232Th、40K 的含量，均相對于參照點更高。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)測點，其放射性水平總體較低。而各工作開采場所測量值較高。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)測項目及數(shù)值全部符合標準。周邊工作場所和生活區(qū)域均未受到嚴重污染。該分礦周圍區(qū)域的環(huán)境放射性指標均處于理論允許范圍之內(nèi)，充分證實了前期治理的理想效果。