某放射性矿床地质勘探结束后的环境问题与生态恢复

张阿萍 王文博 祝虎林

1，陕西省辐射环境监督管理站 710054；2，核工业二八大队 014010；3，陕西省核工业地质局二一四大队 723200

某放射性矿床地质勘探结束后的环境问题与生态恢复

张阿萍1王文博2祝虎林3

1，陕西省辐射环境监督管理站 710054；2，核工业二八大队 014010；3，陕西省核工业地质局二一四大队 723200

本文以陕西陇县××矿床勘探退役设施为例，分析了铀矿地质勘探退役设施的状况和特点及其对环境的影响，提出了生态恢复方法以及相关结论和建议。

铀矿地质勘探设施；退役；环境污染；治理

前言

1960～1978年，原二一九大队和二一四大队先后在陕西省陇县地区进行铀矿勘探、普查工作，并落实了现在规模的铀矿床。该矿床的普查勘探为核工业的发展作出积极贡献的同时，也给环境带来一定程度的负面影响。如已挖掘的坑(井)口可能给人畜造成误入(或坠入)的危害；堆积或排放地表的废(矿)石、废水不仅破坏了自然环境、污染了农田及水体，而且给周围的居民带来了放射性危害。经调查，该勘探区仍有32个坑口半敞或全敞开；28个废（矿）石堆沿河边、山坡堆放，未任何处置；2个探井未回填。2002年，二一四大队在核工业地质系统全面开展对军工铀矿地质勘探设施退役和放射性废(矿)石治理的大背景下，根据上级主管部门的安排，对其中10个坑口和8个废(矿)石堆场进行了治理。该项工作的开展，很好地解决了该矿区的环境问题，初步取得了显著的环境效益和社会效益。本文拟就铀矿地质勘探退役设施状况及其对环境的污染特点进行了分析，并提出了对勘探设施治理方法以及相关结论和建议。

1 勘探退役设施状况及环境污染特点

分析该铀矿地质勘探退役设施状况，具有以下几个特点。

1.1 污染源项数量多分布广，但普遍偏小

由于勘探工作的特殊性，使勘探遗留在地表的坑（井)口、废（矿）石场具有数量多、分散，且分布广的特点。陇县地区××铀矿床勘探后，坑(井)口、废石场分布在约6 km范围内不同海拔、不同坡度的6个沟段内，有32个坑口，28个废（矿）石堆，2个探井。这些勘探退役设施有的比较接近居民区，有的分布在人迹罕至的峭壁上，坑(井)口有的单独存在，有的4、5个硐口密集在一起，表现出早期地质勘探一定的随意性。

据调查，这些污染源项普遍偏小，主要表现在两个方面：（1）铀矿地质勘探设施及其所产生废（矿）石的裸露面积一般较小，绝大多数小于5×103m2；（2）铀矿地质勘探设施的污染物排放均不属于组织排放。气载污染物的排放主要依靠大气扩散和对流等自然作用；水载污染物的排放主要受大气降水和地表径流作用的影响；废（矿）石中虽然含有一定品位的矿石，但总量有限，坑探过程中大多为沿矿脉、穿矿脉方向掘进，排出的矿石不多。根据对各地污染源源项的实地监测和取样分析，所有污染源放射性污染物的年排放量大都不超过1×1012Bq，排放率通常维持在1×106Bq!s-1以下，绝大多数低于1×104Bq!s-1。

总体情况是：一部分放射性污染物的排放量向周围土壤和水体的迁移，如放射性核素（天然铀、钍、镭等）；另一部分放射性污染物的排放量保持相对稳定的水平，不断向大气环境的释放，如氡气。

1.2 相对位置相似且归属开放场所

铀矿地质勘探退役设施多为山地工程，虽具体位置有一定差别，但它们所处的相对位置基本一致。绝大多数工程及其所产生的废（矿）石堆位于山腰、山坡、山沟和河沟边。也就是说，在这些污染源的一侧或多个侧面，一般有山体、山头或树林等障碍物存在。这说明，一方面由于各种障碍物的存在，会阻挡或延缓气载污染物的排放，单就气载污染源而言，大多可以视作地面点源或面源处理；另一方面，可能会因为高度差的关系，有利于放射性核素向临近环境土壤、水体迁移和扩散。

这些勘探设施绝大多数属于开放型工作场所，特别是在这些设施处于停闭状态或者退役治理终结以后，附近的居民和有关人群随意进入该区域，导致其接受一定的辐射剂量；同时，部分废（矿）石会受自然力因素和人为因素的影响而造成流失，有关的治理工程也可能会受到人为侵扰或损坏。

1.3 铀含量的不均匀性

在地质钻探、硐探、槽探及井探等揭露工作中，堆积地表的废石、副产矿石天然铀含量为8.21～560.7 mg／kg，放射性浓度为1.62×103～14.58×104Bq／kg，很不均一。由此可见，这些废物有的是一般废石，有的是铀矿废物，需要用黄土覆盖或回填到坑道中存放。

1.4 具有一定的隐蔽性、交通运输不便

铀矿地质勘探具有区域性、间断性、流动性，某个地区(点)的地质勘探结束后，地质队往往都会撤离该地区转移到其它地区继续新的勘探和普查工作。就使得原地区(点)地表遗留污染源项的种类、数量、分布、污染程度以及探矿生产过程中的一些参数不易为公众所知，使得公众不能积极地、主动地进行辐射及其它危害的防护。

在众多废（矿）石场中，除5个废（矿）石场在低海拔高度，多数坑(井)口和废（矿）石场处在山高林密处。由于地质勘探队伍早已撤离，原有的道路等交通运输设施已基本不复存在，只有源项所在山地的使用者比较熟悉废（矿）石场在其经济林中的具体位置和通往便道。要将一些仪器设备、材料运至这些地方完全要靠手提肩扛，给源项的监测、治理带来很大的困难。

2 退役设施对周围环境和公众的影响

铀矿地质勘探退役设施对环境的影响可分为非放射性影响和辐射影响。非放射性影响包括有退役坑(井)口可能造成的人畜误入或坠入，废石堆零乱分布对自然地形地貌的破坏，雨水冲刷造成的废石和水土流失，对土地的正常使用及其它生态方面的影响。辐射影响主要包括有222Rn及其子体所致剂量，受污染农田或水体所致剂量，以及污染源项附近公众因γ辐射造成的外照射剂量。

2.1 气载途径所致个人附加剂量

退役的28个废（矿）石场的222Rn析出率均值超过0.74 Bq／m2.s，范围值0.79～1.43 Bq／m2.s。由剂量估算公式可计算出因吸入氡子体所致附加剂量。以28个废（矿）石场为中心，半径10 km范围内各子区因气载途径所致个人附加剂量值范围为0.041～0.056mSv／a。各气载源项所致的最大个人附加剂量为0.306 mSv／a，出现位置为矿区东东北方位0～1 km处的居民区，关键途径为吸入。通过计算分析可知，28个废（矿）石场和32个坑口释放222Rn气体所致个人附加剂量分别占最大个人附加剂量的49.14%～68.45%，是主要的气载污染源项。

2.2 γ辐射所致个人附加剂量

28个废（矿）石场附近有居民居住，周围公众因28个废（矿）石场辐射的γ辐射而受到外照射剂量。因放射性废（矿）石的存在造成附近场所的γ辐射水平增加值为6.9×10-8Gy／h，其所致个人附加剂量为0.136mSv／a。

2.3 受污水体所致个人附加剂量

因废（矿）石场和有水坑口渗出水量很少，约为0.22m3／h，其中天然铀含量为0.042～0.071mg／L，226Ra含量1.35～1.59Bq/L。液态排放物所致最大个人附加剂量约0.27～0.89mSv／a。

2.4 所致附加剂量综合

通过上述计算分析，陇县××矿区铀矿地质退役设施对周围公众所致的最大个人附加剂量为0.407mSv／a，超出管理限值0.24mSv／a。最大个人附加剂量中γ辐射所致剂量占68.0%，吸入氡子体所致剂量占85.0%。在气载源项中28个废（矿）石场和32个坑口是主要的污染源项。

2.5 集体剂量

陇县××铀矿区勘探退役设施对10km范围公众造成的集体剂量为0.192人!Sv／a。各距离的集体有效剂量：0～1km范围内为0.017人!Sv／a；0～2km范围内为0.031人!Sv／a；0～3km范围内为0.012人!Sv／a；0～4km范围内为0.002人!Sv／a；0～5km范围内为0.001人!Sv／a。

3 铀矿地质勘探退役设施环境治理技术与方法

坑道口封闭具体方法：对于无涌水的坑道，距坑口2m处，嵌入坑道断面周围0.2m，砌1.0m厚的水泥砂石抹面墙，然后用砂砾石和黄土覆盖；对有涌水的坑道采取双层砼墙封闭，其间用水泥涵管将矿坑水经过滤直接排出，其外侧用砂砾石和黄土覆盖，夯实并种草植树。对于槽深和井探工程，首先进行回填，然后进行黄土覆盖、植被绿化，恢复自然面貌。

对于含有付产矿石的废（矿）石堆场的治理主要是进行黄土覆盖，采用“边覆盖边监测,监测指导覆盖”的方法施工。为了防止水土流失，黄土覆盖前，先砌筑截水石骨架护坡；黄土覆盖后的废（矿）石场还需进行植被绿化。为了防止废（矿）石受雨水、山洪及河水的冲刷而不流失，在其下方或临近河沟边砌筑挡土墙及其护坦和片石护坡，在其上方砌排（截）水沟。铀矿地质勘探工程的坑口及废（矿）石场实施治理后.经环境影响评价，废（矿）石场的氡析出率降至0.74Bq／m2.s以下，γ外照剂量率扣除本底后不超过17.4×10-8Gy／h，最终达到屏蔽γ射线，抑制氡及其子体的逸出和扩散，改善大气质量，保护生态平衡，恢复自然面貌、保障人民健康的目的。

4 结论与建议

4.1 结论

按照“轻重缓急，分期治理”的原则。采用因地制宜，分堆就地砌筑挡土墙，覆盖黄土，封闭坑口，植被绿化，疏通沟道等措施，在“十五”期间对其中8个废（矿）石堆和10个坑口进行了治理。治理后的局部地段达到了一定效果：

（1）废(矿)石堆平均氡析出率由治理前的1.09Bq/m2!s降至0.44Bq/m2!s；

（2）γ辐射剂量率由治理前38.2～76.5×10-8Gy/h降至9.2～16.8×10-8Gy/h；

（3）关键居民组个人年有效剂量从治理前的1.21mSv/a降至治理后的0.355mSv/ a，降幅58%；

（4）封闭坑口降氡4.89×109Bq/a，渣堆覆土削减氡3.31×1011Bq/a，总削减氡3.36×1011Bq/a；

（5）坑道涌出水削减量0.53×104m3/ a，铀含量104.16μg/L，削减率100%。

剩余的22个坑口和20个废（矿）石堆仍存在不可忽视的环境问题，有必要尽快实施退役治理，使整个矿区辐射环境质量达到《放射性废物管理规定》(GB14500-2002)、《铀矿地质设施退役辐射环境安全规程》(EJ913-94)、《铀矿地质辐射防护和环境保护规定》(GB15848-95)和《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)等有关规定标准，最终达到有限制使用。

4.2 建议

(1) 组织人员对治理区的群众和有关单位宣传治理工程的重要性以及破坏治理工程的严重性，防止废渣遭受破坏或做它用。也可委托当地政府或村委会对治理工程予以长期的监管。并建议治理工程单位宣传当地群众不要在治理后的渣堆上种植蔬菜或粮食。

(2) 废渣治理工程是利国利民的环保工程，国家投入大量人力、物力和财力，其目的是切实有效地控制污染。治理工程单位要严肃、认真地对待该工程，对治理工程应进行定期的检查，发现问题及时处理。对治理工程存在的问题应及时予以纠正，把立项报告提出的各项治理措施真正落到实处，使该工程造福子孙后代。

[1]潘自强. 核和辐射环境影响及有关评价中一些问题的探讨 [J]. 辐射防护,1998.18 (3)

[2]潘自强. 辐射防护的现状与未来 [M]. 北京：原子能出版社, 1997

[3]EJ913-94，铀矿地质设施退役辐射环境安全规程 [S].中国核工业总公司，1994

[4]张洪. 铀矿地质勘探设施退役过程中环境影响评价若干问题的讨论 [J]. 铀矿地质，2006.11 (22).

[5]铀矿地质西北214大队陇县、略阳两勘探区勘探设施退役治理工程竣工环境影响报告书 .核工业二!三研究所 ,2003.12

[6]铀矿地质西北二一四大队陇县、略阳勘探区勘探设施退役治理工程竣工报告. 陕西省核工业地质局二一四大队,2004.4

[7]西北地区军工铀矿地质勘探设施“十一五”退役整治工程项目建议书（代可行性研究报告）,2007.3

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.004

祝虎林，男，1964年生，本科学历，工程师，主要从事铀矿地质勘探和工程地质勘察工作。现从事铀矿地质勘探设施退役治理工作。