某鈾礦山退役分礦環境放射性現狀調查

宋凱林

（遼寧省能源地質勘查開發研究院有限責任公司，遼寧 沈陽110000）

近年來，伴隨著科學技術的發展和綜合科研能力的提高，我國在天然礦物資源的開發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濟效益。但部分礦物含有天然放射性成分，若未經充分準備就盲目開發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范性等角度考慮，相關技術人員和放射性礦物開發項目負責人需要詳細、全面的掌握礦區的實際情況，并以詳盡的客觀勘察數據作為參照，制定符合施工安全要求又便于實施的開發方案。一直以來，放射性礦物資源開發中產生的廢物的處置都是環保領域所重點關注的問題。特別是我國境內大規模鈾礦的開采，要結合以往開采經驗和放射性的科學管控方式，妥善解決放射性鈾礦開采帶來的環境影響，通過體系化的放射性廢物處理規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，并在此基礎上根據實測數據提出鈾礦山退役后應對其造成的環境污染的解決對策，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保、安全、高效開發。

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，自然水系較為發達，溝壑平均深度較大。地質構成方面，該鈾礦山周邊是以酸性巖漿巖為主要成分的復雜性地質體。礦山整體走勢呈東西向分布，其基地屬于斷裂構造，斷層分布密集。礦區地理位置在降雨量充足的亞熱帶氣候地區，年平均氣溫約18℃，平均濕度81%。此次參與環境放射性調查的退役分礦屬于正常終產分礦，退役后已進行過綜合環境治理。

2 調查內容與主要方式

2.1 調查內容

針對此處退役分礦的實際環境情況，結合放射性調查的基本要求和必要的監測項目設定測量內容如下：鈾礦工作區域和生活區域的γ 外照射劑量、空氣中氡元素的濃度以及土壤環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，為了使調查結果和測量數據更具客觀性和真實性，又額外選擇了三處監測點，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 的數值進行測定。

2.2 調查方法和儀器裝置

為了從測量方式和儀器裝置的使用方面確保環境放射性調查的客觀性和數據的真實性，需要在調查中選用專用的輻射測量儀保證測量質量。其中，對Gamma 輻射儀器進行核素刻度設定，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。以上手段的綜合應用能夠從多個維度對不同的樣品起到監測質量的保證作用。具體來說，γ 輻射測量儀用于測量γ 輻射的數值，需要調節的參數包括能量相應參數、宇宙射線響應值及對應的量程范圍等；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測儀，可調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現場環境調整；土壤或巖石樣本的天然放射性核素監測可使用來自美國ORTEC 的γ 能譜儀，其常規使用效率在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，對應的探測下限約0.2μg/L，一般的鈾礦環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，對應的裝置是FD-125 測氡儀，最低測量濃度7.4×10-4Bq/L。環境總α 和β 的放射性測量選用相對薄膜法，二者對應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的設定僅適合此處退役分礦，具體的測量內容及方案必須根據環境放射性測量的項目需求而定。

3 調查結果的分析與數據統計

3.1 γ 輻射含量

如表1 所示，列出了該退役分礦各監測點的γ 輻射水平測定對照結果。從表中所列出的數據可以明顯看出，不同監測點的γ 輻射水平均在權限范圍內。并且經過綜合治理已完全達到環保性規范和要求。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，相應的輻射水平均和對照點較為接近。根據天然γ 輻射所產生的有效劑量當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域。從其結果來看，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。已經停止開采并進行過綜合治理的礦井各監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

根據已經設定完畢的各監測點天然放射性核素的含量測定結果顯示，該分礦各監測點土壤放射性核素含量低于治理限值。而生活區農田采樣點的放射性核素40K 含量較高，分析其原因是因為農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《放射衛生防護基本標準》的相關規定，226Ra 的導出食入濃度限值為9.2Bq/kg。而根據水樣分析的結果，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 結論

通過對本次鈾礦山退役分礦環境放射性調查的結果統計及數據分析，可基本得出以下調查結論。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，說明其前期的綜合治理已經完全符合環境標準及相關環境法規的要求。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出的差異變化不大，并且各監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域的飲用水監測點，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，本次調查的結果具備足夠的客觀性和真實性。相應的數據能夠充分說明該退役礦山分礦的區域性治理差異。因終采而退役的分礦各部分的監測項目及數值全部符合標準。周邊工作場所和生活區域均未受到嚴重污染。該分礦周圍區域的環境放射性指標均處于理論允許范圍之內，充分證實了前期治理的理想效果。