黔東松桃—黃平地區上震旦統—下寒武統留茶坡組放射性影響評價

息朝莊+金中國+劉開坤+李艷桃

摘 要 通過綜合分析研究黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地層γ輻射測量、土壤氡氣測量和天然放射性元素含量等資料，調查本區放射性水平。結果表明：研究區留茶坡組地層巖礦樣、土壤樣和揀礦樣中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K與貴州省土壤放射性核素背景值、我國土壤放射性核素背景值對比絕大多數均較低。通過單因子指數法對研究區放射性水平污染情況進行評價，絕大多數為無污染區，極少部分為重度污染。據水樣中放射性水平與我國自來水標準相比較，多數低于我國自來水標準。

關鍵詞 放射性水平；留茶坡組；松桃-黃平地區；黔東

中圖分類號：F631.6+22 文獻標識碼：B

Abstract： The radioactivity of Liuchapo group of Upper Sinian-Lower Cambrian in Songtao-Huangping in the eastern Guizhou is reflected through the comprehension research of the γ radiation measurement， the soil radon measurement and the natural radioactivity elements. The results reflect that most of the natural radioactivity elements （ 238U、232Th、226Ra、40K） of the rock or mineral sample of the Liuchapo group， the soil sample and the pickup sample are low which relative to the soil radioactivity elements background value of Guizhou and our country. The radioactive pollution level in the study area is evaluated through the single factor index method， the results reflect that the most area is no pollution and less area is serious pollution area. According to the sample of radioactive level compared with tap water standard in our country， most areas are less than tap water standard.

Keywords： radiation levels； Liuchapo group； Songtao-Huangping area； eastern Guizhou

由于部分地層中天然放射性元素（238U、232Th、226Ra、40K等）衰變之后而產生的α射線、β射線、γ射線和衰變子體等會導致附近空氣中的γ輻射劑量率及空氣、土壤氡氣濃度水平升高，如果長時間照射，將會對人體健康造成潛在影響。近年來眾多專家學者對放射性礦山、土壤和金屬礦天然核素放射性水平進行調查和評價[1-9]。本次工作結合野外對黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地層的調查，根據其分布特征，分析其可能產生的放射性環境影響。通過留茶坡組地層中γ輻射劑量率和土壤氡氣測量，分析巖礦樣（238U、232Th、226Ra）和水樣、土壤樣、揀礦樣中的（238U、232Th、226Ra、40K）含量，綜合調查和分析評價該區放射性環境現狀。

1 黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地層概況

野外環境地質調查選擇在黃平縣至松桃縣地區，并采集樣品（圖1、圖2）。本次野外考察對象是硅質巖夾煤層，本區域出露的留茶坡組主要是上震旦-下寒武統留茶坡組，共分3段：上部為灰巖：灰黑色薄-中厚層細粒石灰巖；時夾鈣質頁巖，小褶曲，含大量網狀方解石脈。中部為碳質頁巖：黑色博層狀碳質頁巖，含黃鐵礦和磷質結核，底部含量較多，向上變少，近底部見石煤層。下部為硅質巖：黑色偶為藍灰色薄層硅質巖，時夾碳質頁巖薄層，小褶曲發育，層理清晰，部分地區含層狀結核狀磷礦。

2 評價方法、取樣和化驗

2.1 評價方法選取

本次黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地層放射性水平調查選取環境地表γ輻射劑量率，土壤氡氣含量，巖礦樣天然放射性元素（238U、232Th、226Ra）含量，水樣、揀礦樣和土壤樣中等天然放射性元素（238U、232Th、226Ra、40K）含量。

2.2 現場檢測

2.1.1 環境地表γ輻射劑量率

儀器設備為北京核工業研究院生產的FD-3013數字γ輻射儀、HD-2000γ輻射儀和福州智元儀器設備有限公司生產的RP6000智能x-γ輻射儀。測量依據為《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB14583-1993）。測量方法：首先，選取留茶坡組地層出露的區塊測量環境地表γ輻射劑量率大小，并在選區內采用定點、定時測量方法，根據設計要求，點距250～500 m，每個測點進行2～3次讀數，誤差在規定的范圍內，否則重新進行讀數，兩次測量的平均值作為該點的測量值。

2.1.2 土壤氡濃度

儀器設備為上海申核電子儀器有限公司的FD-216環境氡測量儀和北京核工業研究院生產的FD-3017A土壤氡測量儀。測量依據為《氡及其子體測量規范》（EJ/T605-91）。測量方法選擇留茶坡組地層出露的地區，進行土壤氡濃度測量。

2.3 采樣及分析化驗

本次黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地層放射性水平調查采集巖礦樣、水樣、土壤樣、揀礦樣共45件。

在四川省核工業輻射測試防護院進行樣品分析化驗，分析儀器為氡釷分析器自動定標器FD-125 FH463B、電感耦合等離子體質譜儀ICAP Qa、原子吸收分光光度計GGX-900。其中水樣利用硫酸鋇共沉淀射氣閃爍法測定水中Ra，電感耦合等離子體質譜法測U、Th，原子吸收法測K；固體樣利用等離子體質譜法測U、Th，原子吸收法測K，射氣法測Ra。

3 劑量管理極限值與背景值

3.1 環境貫穿輻射劑量率的極限值

據《鈾礦地質輻射環境影響評價要求》（EJ/T977-95），《有色金屬礦產天然放射性核素限量》（GB20664-2006）和《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-02）等的規定，輻射劑量率<520 nGy/h（扣除本底）。按照《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB14583-1993）“在進行γ輻射劑量率測量時應扣除儀表對宇宙射線的響應部分。雖然不同儀表設備對宇宙射線的響應不同，但可根據理論計算，或者在水深大于3 m，距離岸邊大于1 km的淡水面上與對宇宙射線響應已知的儀表比較得出”的規定，研究區在清水江測得背景值為17.9 nGy/h。

3.2 土壤氡濃度的劑量極限值

按照《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325-2010）要求，建筑工程地點土壤氡濃度<20000 Bq/m3。因此，留茶坡組地層環境土壤氡濃度<20000 Bq/m3，為安全區，而>20000 Bq/m3為危險區。

4 黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組放射性水平

4.1 環境地表γ輻射劑量率含量

本次野外地質調查γ輻射劑量率已扣除環境本底γ輻射劑量率。黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組對陸地γ輻射劑量率影響水平見表1。在研究區以貴州省岑鞏縣都坪鎮、貴州省岑鞏縣木榨村、貴州省三穗縣和貴州省松桃縣這四個地區為例，調查評價留茶坡組γ輻射對環境的影響。

岑鞏縣都坪鎮γ輻射劑量率范圍為59.40～243.40 nGy/h，平均值138.04 nGy/h，標準差39.12 nGy/h。岑鞏縣木榨村γ輻射劑量率范圍為63.85～183.00 nGy/h，平均值123.56 nGy/h，標準差18.10 nGy/h。三穗縣γ輻射劑量率范圍為60.70～1132.75 nGy/h，平均值183.93 nGy/h，標準差154.99 nGy/h。松桃縣γ輻射劑量率范圍為57.00～907.15 nGy/h，平均值113.18 nGy/h，標準差70.94 nGy/h。

4.2 土壤氡濃度

經過野外地質調查，黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組調查區土壤氡濃度含量見表2。岑鞏縣都坪鎮土壤氡濃度范圍為1500.53～90000.12 Bq/m3，平均值9761.72 Bq/m3，標準差10733.95 Bq/m3。岑鞏縣木榨村土壤氡濃度范圍為1650.27～54743.37 Bq/m3，平均值6836.93 Bq/m3，標準差6257.76 Bq/m3。三穗縣土壤氡濃度范圍為2035.51～54319.52 Bq/m3，平均值9600.85 Bq/m3，標準差10733.95 Bq/m3。松桃縣土壤氡濃度范圍為910.54～43603.10 Bq/m3，平均值3530.05 Bq/m3，標準差4897.91 Bq/m3。

4.3 巖礦樣、水樣、土壤樣和揀礦樣放射性水平

黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組研究區14個巖礦樣放射性水平統計情況見表3。由表3可知，238U范圍為103～843 Bq/kg，平均值493 Bq/kg，標準差219 Bq/kg；232Th范圍為10.80～27.53 Bq/kg，平均值19.09 Bq/kg，標準差4.51 Bq/kg；226Ra范圍為2010～13870 Bq/kg，平均值9604 Bq/kg，標準差3657 Bq/kg。

研究區10個水樣放射性水平統計情況見表3。由表3可知，238U范圍為<0.03～0.55 Bq/kg，平均值0.36 Bq/kg，標準差0.17 Bq/kg；232Th含量<0.05 Bq/kg；226Ra范圍為0.01～0.06 Bq/kg，平均值0.03 Bq/kg，標準差0.02 Bq/kg；40K范圍為0.21～5.05 Bq/kg，平均值1.87 Bq/kg，標準差1.54 Bq/kg。

研究區10個土壤樣放射性水平統計情況見表3。由表3可知，238U范圍為3.29～117.00 Bq/kg，平均值55.55 Bq/kg，標準差47.10 Bq/kg；232Th范圍為12.60～60.70 Bq/kg，平均值34.06 Bq/kg，標準差18.52 Bq/kg；226Ra范圍為47.10～897.60 Bq/kg，平均值468.76 Bq/kg，標準差322.55 Bq/kg。40K范圍為269.20～907.80 Bq/kg，平均值521.13 Bq/kg，標準差209.61 Bq/kg。

研究區11個揀礦樣放射性水平統計情況見表3。由表3可知，238U范圍為14.60～558.00 Bq/kg，平均值204.51 Bq/kg，標準差192.48 Bq/kg；232Th范圍為2.60～42.70 Bq/kg，平均值24.86 Bq/kg，標準差13.77 Bq/kg；226Ra范圍為4.90～4495.50 Bq/kg，平均值1773.45 Bq/kg，標準差1658.36 Bq/kg。40K范圍為109.60～650.70 Bq/kg，平均值356.32 Bq/kg，標準差228.59 Bq/kg。

5 討論

5.1 地層外照射指數特征

外照射指數Iγ計算方法：

Iγ = CRa/370+CTh/260+Ck/4200

其中：Iγ為外照射指數；CRa、CTh、Ck分別指建筑材料中天然放射性核素226Ra、232Th、40K的放射性比活度。370、260、4200是指在僅考慮外照射的情況下，按照規定建筑材料中天然放射性核素Ra、Th、K在其各自單獨存在時規定的劑量限值。

由表3可知，黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組調查區土壤樣Iγ范圍為0.44～2.60，平均值1.48；揀礦樣Iγ范圍為0.10～37.62，平均值15.73。土壤樣和揀礦樣最大外照射指數Iγ分別為2.60和37.62，均超過劑量限制1，可見留茶坡組地層的放射性核素對環境有影響，但由于取樣均為該地層附近，故影響范圍有限。

在調查的四個地區，γ輻射劑量率平均值小于520 nGy/h，三穗縣和松桃縣出現高于520 nGy/h的值，最高值1132.75 nGy/h出現在三穗縣，最低值57 nGy/h出現在松桃縣（表1），但γ輻射劑量率大于520 nGy/h的數值較少。調查的岑鞏縣都坪鎮、岑鞏縣木榨村、三穗縣和松桃縣留茶坡組環境地表γ輻射劑量率整體水平較低，對環境的影響不大。

5.2 地層土壤氡濃度特征

由表2可看出，黔東松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組研究區土壤氡濃度平均值較低，岑鞏縣都坪鎮、木榨村、三穗縣和松桃縣分別為9761.72 Bq/m3、6836.93 Bq/m3、9600.85 Bq/m3和3530.05 Bq/m3，絕大多數小于20000 Bq/m3，最高值分別為90000.12 Bq/m3、54743.37 Bq/m3、54319.52 Bq/m3和43603.10 Bq/m3，均高于20000 Bq/m3，但其數量和范圍極小，大部分地區為土壤氡的安全區。

因此，研究區存在土壤氡危險區域，均分布在距離石煤層較近的土壤中，對環境的整體影響較小。

5.3 研究區巖礦樣、水樣、煤礦渣樣和土壤樣放射性水平對比

我國通用的評價重金屬污染的方法為單因子指數法，即Pi = Ci/Si[8]。其中Pi為樣品中污染物i的污染指數，即Pi≤1時，為無污染；15時，為重度污染[12]；Ci樣品中污染物i的化驗含量；Si為樣品中污染物i的評價標準。本次研究采用單因子指數法來評價研究區留茶坡組地層的巖礦樣、土壤樣和揀礦樣放射性水平狀況，采用貴州省土壤放射性水平背景值為評價標準[6]。

研究區留茶坡組地層巖礦樣、土壤樣和揀礦樣單因子指數統計情況見表4，由表4可看出，巖礦樣中232Th單因子指數統計結果<1，無污染；而238U、226Ra單因子指數>5，為重度污染；土壤樣中226Ra單因子指數統計結果>5，238U、40K>1，232Th單因子指數<1，為無污染、輕微污染至重度污染；揀礦樣中226Ra單因子指數>5，4<238U<5，232Th、40K<1，為無污染、中度污染至重度污染。究其原因：一是研究區留茶坡組地層放射性水平較高，有些地區鈾礦已達到工業技術指標；二是研究區留茶坡組地層放射性背景值高。總而言之，由于研究區放射性水平較高的范圍非常小，與總面積相對而言總體有限，對周邊環境影響較小。

巖礦樣、土壤樣和揀礦樣中放射性水平與我國土壤背景值相比較，絕大多數范圍低于我國土壤背景值。水體中放射性水平與我國自來水標準相比較，多數低于我國自來水標準。

6 結論

（1）松桃-黃平地區上震旦統-下寒武統留茶坡組地表γ輻射劑量率范圍為57.00～1132.75 nGy/h，絕大多數<520 nGy/h。土壤樣和揀礦樣最大外照射指數Iγ分別為2.60和37.62，均超過劑量限制1，可見留茶坡組地層的放射性核素對環境有影響，但由于取樣均為該地層附近，故影響范圍有限，因此研究區內留茶坡組地層的放射性核素對環境影響較小。

（2）研究區土壤氡濃度平均值較低，岑鞏縣都坪鎮、木榨村、三穗縣和松桃縣分別為9761.72 Bq/m3、6836.93 Bq/m3、9600.85 Bq/m3和3530.05 Bq/m3，絕大多數<20000 Bq/m3，最高值分別為90000.12 Bq/m3、54743.37 Bq/m3、54319.52 Bq/m3和43603.10 Bq/m3，均高于20000 Bq/m3，但是數量和范圍極小，大部分地區為土壤氡安全區。

（3）研究區留茶坡組地層巖礦樣、土壤樣和揀礦樣中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K含量與貴州省土壤放射性核素背景值、我國土壤放射性核素背景值對比，絕大多數均較低。

（4）通過單因子指數法對研究區放射性水平污染情況進行評價，絕大多數為無污染區，極少部分為重度污染。

（5）據水樣中放射性水平與我國自來水標準相比較，多數低于我國自來水標準。

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