摘要:本文主要對我國南方某鈾礦山退役分礦環(huán)境放射性現(xiàn)狀的調查與研究。結果表明:在所有監(jiān)測項目中,完全退役的1號分礦治理完全達標;而屬于政策性停產的2號分礦,某些監(jiān)測點空氣中氡濃度、γ輻射和水體放射性水平均超過國家限值。此外,兩個分礦土壤中天然放射性核素的含量都比對照點高。
　　關鍵詞：放射性；γ輻射水平；天然放射性核素
　　中圖分類號：TU
　　放射性廢物的安全處置是環(huán)保領域所要解決的重要問題之一。我國的鈾礦開采工作較好地解決了鈾礦開采所帶來的環(huán)境問題,經過多年的研究和實踐,形成了比較完善的低放廢物處理體系。本文重點研究退役鈾礦山不同污染源的輻射劑量貢獻,通過對實測數(shù)據(jù)進行分析,明確鈾礦山退役后如何有效地減少對環(huán)境的污染,減輕國家對鈾礦山輻射危害防護的經濟壓力,為鈾礦山和諧發(fā)展及環(huán)境評價體系提供依據(jù)。
　　
　　1礦山概況
　　該礦是一個有40多年歷史的鈾礦山,位于丘陵地帶,溝谷深切,水系非常發(fā)育。該礦區(qū)是一個以酸性巖漿巖為主體構成的復雜地質體,其基底發(fā)育東西向華夏系斷裂構造。蓋層中則發(fā)育北東向40°～45°和北西向300°～330°的斷裂構造系統(tǒng),屬華夏式新華夏系“多”字形構造。該礦區(qū)屬亞熱帶氣候,溫暖潮濕,日光充足,雨量充沛。年平均氣溫為17℃,平均年降雨量為1847mm,年平均相對濕度為82%。秋冬季多北風,夏季以西南風為主。年平均風速為1.8m/s,最大風速為28m/s,D、E、F、C、B、A類天氣分別占60.29%、12.76%、11.07%、10.22%、4.89%和0.79%。該礦山共有5個分礦,目前尚在生產的有3個。此次主要調查退役的1號和2號分礦,其中1號分礦屬正常終產并已完全治理,而2號分礦屬政策性停產。
　　
　　2調查內容與方法
　　2.1調查內容
　　對兩個退役的分礦,分別測量其工作場所和生活區(qū)的γ外照射劑量、空氣中氡濃度和土壤樣品中的天然放射性核素226Ra、232Th、K的含量。還測量了兩個分礦排水口、匯入點和生活區(qū)飲用水中鈾、鐳的含量和總α、總β值。
　　2.2調查方法和儀器
　　為確保調查結果的可靠性,本次調查采取全面質量保證措施。對γ輻射儀器進行了刻度;水樣分析采用平行雙樣,加標回收;土壤樣品的測量采取了外檢等措施。這些措施對確保調查質量起到了良好作用。各個監(jiān)測項目所采用的方法和儀器如下:
　　(1)γ輻射水平的監(jiān)測
　　采用BH3013A便攜式X-γ劑量率儀測量γ輻射水平,該儀器的參數(shù)為:能量響應:36keV～3MeV;宇宙射線響應:指示值變化的限值為±15%(相對于RS-111高壓電離室);量程范圍:0～10000×10-8Gy/h。
　　(2)空氣中氡濃度和土壤氡析出率的監(jiān)測采用DHZM-I型氡及其子體監(jiān)測儀測量空氣中氡濃度,氡濃度量程范圍為3.0Bq/m3～10MBq/m3,氡子體濃度量程為110Bq/m3～1MBq/m3;探測下限為5.0Bq/m3(氡濃度)，1.5Bq/m3(氡子體濃度),0.80×10-8J/m3(α潛能)。測量土壤氡析出率采用REM-Ⅱ型氡析出率儀,其測量范圍為5×10-5～1×102Bq/(m2•s);靈敏度為1.5×10-2cps/(Bq/m3)。
　　(3)土壤中天然放射性核素的監(jiān)測采用美國ORTEC公司生產的16000道HPGe低本底γ能譜儀測量土壤或巖石樣品中的放射性核素。該能譜儀的主要技術參數(shù)為:相對效率為40%,能量分辨率為1.9keV(60Co1332keVγ射線),探測下限:對238U(20Bq/kg);對232Th(8Bq/kg);對226Ra(12Bq/kg)。
　　
　　3調查結果與分析
　　3.1γ輻射水平
　　表1列出了1號和2號分礦各監(jiān)測點的γ輻射水平測量結果。從表中可以看出,1號分礦各監(jiān)測點的γ輻射水平全在限值(取比對照點高出20×10-8Gy/h為限值)范圍內,其治理已完全達標。而2號分礦井口的γ輻射水平高出限值許多,這主要是由于礦井口沒有完全封閉,其井下還有水流出,這些水中含有大量放射性核素。
　　表1各監(jiān)測點γ輻射水平和年有效劑量

                           
　　從表中還可以看出1號和2號分礦的廢石場治理得很好,其生活區(qū)γ輻射水平與對照點差別不大。采用UNSCRAR1982年報告書介紹的模式,天然γ輻射產生的有效劑量當量率與空氣吸收劑量率比值為0.7Sv/Gy,室內、外居民居留因子分別取0.8和0.2;對于工作場所,其工作時間按國際標準取2000h,由此估算這兩個退役分礦由γ外照射所致居民和工作人員年有效劑量。計算結果表明,2號分礦井口所致工作人員的年有效劑量最大,為0.89mSv;而生活區(qū)由外照射所致居民年最大有效劑量為0.32mSv。
　　3.2空氣中氡濃度
　　由表2氡及其子體的數(shù)據(jù)可以看出,1號分礦無論工作場所還是生活區(qū),其空氣中氡及其子體的濃度與對照點的差別不大。而2號分礦工作場所的氡及其子體的濃度比對照點高出許多,且其空氣中氡濃度還超過了1100Bq/m3(國家鈾礦冶輻射防護基礎標準),這主要是因為2號分礦的其它排風口已完全封堵,只留下了監(jiān)測的井口。從表中還可以看出,各監(jiān)測點的氡析出率已全部達到治理要求(不超過0.74Bq•m-2•s-1)。
　　對比表2的氡及其子體所致個人年有效劑量當量的數(shù)據(jù)(對于工作場所取工作時間為2000h;對于生活區(qū)取居留因子,室內、外分別為0.8、0.2),發(fā)現(xiàn)在所有監(jiān)測的工作場所中沒有任何監(jiān)測點的個人劑量超過國家規(guī)定的限值(20mSv)。雖然最大個人劑量出在2號分礦井口,但是該礦區(qū)已停產,附近也沒有常年居住人口。
　　表2各監(jiān)測點氡及其子體濃度測量結果和年有效劑量

                       
　　3.3土壤中天然放射性核素
　　由表3各個監(jiān)測點天然放射性核素的含量可以看出,1號分礦各監(jiān)測點土壤天然放射性核素的含量全都低于治理限值。而2號分礦井口226Ra的含量則高出治理要求(不超過180Bq/kg),這主要是由井下流出水所帶放射性核素沉積造成的。1號和2號生活區(qū)農田40K的含量較高是因為農田中經常施放鉀肥所致。
　　3.4水體放射性水平
　　表4為1號和2號分礦各監(jiān)測點水體放射性水平的分析結果。《放射衛(wèi)生防護基本標準》(GB4792-84)規(guī)定,有關公眾238U(D類)和226Ra的導出食入濃度(DIC)值分別為62、9.2Bq/kg,從表4的結果可見,各采樣點及對照點水中天然鈾及226Ra的濃度均低于標準中規(guī)定的DIC值。1號排水溝匯入點、2號礦井排水口和2號排水溝匯入點的總α值超過《生活飲用水標準》(GB5749-85)規(guī)定的限值(0.1Bq/L),其它采樣點的總α總β值均在限值以內,而且這3個采樣點的238U和226Ra含量比對照點高出許多。其中2號分礦井排水口的238U、226Ra含量最高,而1號和2號排水溝匯入點的238U和226Ra含量之所以比較高是因為所監(jiān)測礦山的其它分礦還在生產,其它礦井的污水也排入所監(jiān)測的河中。
　　表3各監(jiān)測點樣品中天然放射性核素含量(Bq/kg)
　　                  　　
　　表4水體放射性水平
　　 　　
　　4結論
　　對某鈾礦山退役分礦的環(huán)境放射性現(xiàn)狀調查結果顯示:
　　(1)1號分礦工作場所γ輻射水平在限值范圍內,其治理已完全達標;而2號分礦井口γ輻射水平則超出了限值。
　　(2)空氣中氡及其子體濃度除了2號分礦工作場所外,其它監(jiān)測場所氡及其子體濃度和對照點的差異不大。各個監(jiān)測點的氡析出率已全部達到治理要求。
　　(3)土壤中天然放射性核素226Ra、232Th、40K的含量均比對照點高,其中2號分礦井口附近土壤中226Ra的含量最高。
　　(4)與對照點相比,水體中天然鈾和226Ra的含量差別較大,生活區(qū)飲用水的放射性水平略有差異,但各工作場所監(jiān)測點的測量值都較高。其中1號排水溝匯入點、2號分礦井排水口和2號排水溝匯入點的總α值超過《生活飲用水標準》(GB5749-85)規(guī)定的限值。
　　(5)此次調查的結果顯示該礦山退役分礦的治理差別很大,完全退役的1號分礦各個監(jiān)測項目全部達標,而處于政策性停產的2號分礦由于其礦井口未完全封閉,導致該分礦工作場所及其周圍受到了較大污染。如果近期內2號分礦仍未恢復生產,應把此次監(jiān)測的礦井口封閉。