铀矿退役整治工程辐射防护与环境保护

2019-01-19刘洪超

绿色科技 2019年24期

摘要：回顾了我国华南地区核地勘系统30年的铀矿地质勘探设施退役整治工作进展，以广东省核工业地质调查院为例，分析了退役整治工程方案与实践，重点探讨了铀矿地质勘探设施退役辐射防护与环境保护工作，提出了与当地生态环境安全和公众健康密切相关的建议与措施。

關键词：军工铀矿;退役整治;工程;辐射防护;环境保护

中图分类号：X3

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（ 2019） 24-0169-03

1 引言

1955年，广东核工业地质队伍诞生，开始铀矿勘查工作，早期重视建设，忽略了环境保护和当地居民的身体健康，钻探、槽探、井探、坑道、剥土等作业产生了大量的坑（井）口、废石、探矿坑道、竖井、探槽、剥土，遗留了大量废渣（石）堆，导致道路和水体、农田、庄稼、林地受污染，给周围自然和生态环境带来了一定的负面影响，对当地居民的安全构成了潜在的危害。

1990年，我国核地勘系统开展了以恢复自然、保护环境的铀矿地质勘探设施的退役治理[1]，取得了良好成效。在中国核工业地质局统一部署下，由广东省核工业地质调查院（以下简称地调院）、291大队、292大队、293大队、福建省核工业294大队、295大队等6支地质队伍实施了“八五”、“九五”、“十五”退役治理项目;2009～2010年，中国核工业地质局组织了华南地区6个地质队伍进行大范围的源项调查科研[2]，汇总了各地质队伍建队以来勘探施工的矿床（点）及遗留的坑道、浅（竖）井、探槽、废石堆、剥土、污染道路和污染水体等放射性源项基础数据，2012年通过国家国防科工局成果验收;“十一五”、“十二五”期间，由于行政职能的转变，铀矿地质勘探设施退役整治项目归国家国防科工局组织审批和验收、国家环保部门组织环境验收，中国核工业集团公司组织项目预验收和档案验收，在此基础上又实施了“十一五”、“十二五”（“十二五”项目包括一期、二期）等三期华南地区铀矿地质勘探设施退役整治工程打捆项目，累计完成治理实验室9个、矿床（点）88个[3]，经退役整治后的铀矿地质勘探设施达到了治理要求，消除了一般安全危害和放射性危害，取得了良好的社会效益和环境效益。

遵循“轻重缓急、分期申报、分期治理”的原则，“十三五”华南地区申报了铀矿床（点）项目32个[3]，其中地调院7个，预计“十五五”将全面完成1955-2000年铀矿勘查造成的环境放射性污染和危害问题。

2 退役整治方案和实践

从“八五”起，地调院退役整治共计完成包括实验室1个、矿床（点）18个，包括封闭坑口84个、竖井9个、废石堆78个，治理废石堆423075. 5t，治理面积188111.5m2。涉及的源项主要有：坑口、竖井、废石堆、剥土、污染道路等。采取的方法手段有清挖和迁移废石、回填，封闭坑口和竖井口、收集废石、平整场地、填埋废石、砌筑挡土墙、砌筑排水沟、覆盖黄土、植被绿化等。

以“十二五”二期退役整治项目废石堆治理为例。对废石堆处置，简单归纳为六个字，即拦、填、盖、护、植、疏。拦：即通过砌筑毛石挡墙，稳固废石堆;填：即尽可能将副产矿石回填至原坑（井）内或就地深埋;盖：即通过不同的手段覆盖、压实黄土，稳定废石堆表面，抑制氡析出、屏蔽贯穿辐射剂量，将有害物与周围气、水环境隔离;植：即绿化植被，恢复原地貌，减少覆盖层流失，改善生态环境;疏：即通过砌筑排水沟，将地表水（或洪水）加以疏导，避免冲刷废石堆，同时减少废石堆的淋浸水水量。就具体工程而言，针对不同的环境、地形、气象、地域等的不同，因地制宜采用有针对性的具体措施，贯彻“边监测边施工，监测指导施工”的指导原则，直到全部符合设计要求。如在洪水易发地区，或处在洪水排泄地段的废石堆，要根据最大洪水量，增大排洪沟断面，将洪水疏离。覆盖层宜用黄土，厚度一般在0. 50～0.80 m之间，与铀矿冶退役项目黄土覆盖材料降氡效果相近[4]。

其它源项如坑口、竖井以砌墙封堵为主，污染道路以清挖污染物、集中处理为主，剥土以原地覆土为主，夯实并植被。

按照国家国防科工局批复的设计，所有源项都得到了处置，恢复了自然环境，也消除了放射性污染和危害，项目通过了中国核工业集团公司、国家环保部门、国家国防科工局的验收。

3 退役整治工程辐射防护

铀矿作为核设施燃料循环中第一环，退役整治产生的辐射危害因素与铀矿冶退役整治基本一致，辐射防护措施基本相同，须贯彻辐射防护三原则，核心问题就是防护最优化问题，确定各个核设施的最优化的防护水平[5]，既要考虑实践的正当性，又要考虑剂量限值，在考虑经济和社会因素的条件下，使作业人员所受照射控制在可合理达到的尽可能低的水平，从而达到保障作业人员健康的目的。

根据以往辐射防护经验，主要以降氡、防尘为主，并辅以防γ外照射和α气溶胶等手段，进行优化防护。常用措施主要如下。

3.1 工作场所辐射防护

（1）防尘、抑尘。坑道内和废石堆场的一个重要危害因素是粉尘，吸人过量的粉尘，增大了粉尘对机体的伤害，是引起矽肺发病率增加的主要原因。采用湿式作业，减少放射性粉尘的产生，如坑口刻槽采用湿式凿岩，水封爆破，洒水洗壁等方法可以有效地抑制尘源[6];废石堆场平整、清挖采取洒水、风流喷雾净化尘效果也比较好。

（2）通风降氡。坑（井）口通风是铀矿勘探、开采和退役整治控制井巷及其它工作场所氡及其子体的一种行之有效的方法。在宽阔的场所，尽量在风向的上风向操作，利用通风技术不仅能供给井巷及宽阔的工作场所新鲜空气，排烟排尘，而且能稀释和排除井巷及其它工作场中的氡和氡子体，破坏氡及其子体的平衡，减少氡渗流量是实现通风防护最优化的重要途[7]，从而降低氡和氡子体浓度。

（3）降低放射性气溶胶浓度。在施工中由于破碎、爆破、凿岩刻槽会产生铀矿粉尘，含有铀、镭等核素和衰变的子体，吸附在铀矿尘上，长时间地悬浮于空气中，形成放射性气溶胶，吸入将长时间地滞留在体内，具有潜在的危害。由于操作面多而且散，施工中主要利用通风降氡、防尘等措施，降低气溶胶在空气中的浓度。

（4）采用机械化作业，减少工作时间，降低外照射。在凿岩、爆破、装运等过程中，废矿石会产生大量的γ射线，对作业人员形成强烈的辐射。一般情况下，矿石品位越高，镭的含量也越高，γ外照辐射也越强。如果接受过多的γ射线的外照射，可能会引起一定的γ损伤，这种损伤与剂量强弱和照射时间长短有关。因此，对于γ射线的防护，应该采取远距离操作和机械作业，如采用机械化作业，提高工作效率、缩短作业人员的接触时间。

（5）α、β放射性表面污染的防护：保持工作场所的清洁卫生，降低粉尘浓度，经常清洗设备及地面，注意皮肤、手、工作服的去污，防止受到过量照射。

（6）穿戴防护用具，经常清洗衣服和肤、手等，减少放射性对作业人员的进一步照射。

（7）加强辐射监测、个人剂量测量，建立作业人员剂量档案。

3.2 个人防护

（1）施工中穿戴工作服、安全帽和佩戴防尘口罩等劳动保护用品，每日的工作时间上应控制在6h以内，如超过工作时间须轮班换人。

（2）在工作场所不得进食、吸烟和存放食品，作业人员饮食前必须洗手、漱口。

（3）加强个人的防护，进行个人剂量监测，并记录在案。

（4）工作结束后，进行沐浴并检验合格后才离开工程现场。

4 环境保护措施与实施

4.1 环境影响因素

在退役治理过程中产生的主要污染物包括氡及其子体、施工扬尘、放射性粉尘、放射性废水、施工废水、施工机械噪声及固体废物等。

4.1.1 废气

主要有氡气、放射性粉尘和扬尘。施工过程中，坑（井）口、废石堆、剥土、污染道路等不断向外环境释放氡及其子体;在覆盖施工、污染物挖除、建筑物拆除以及物料装卸和运输等过程中，都存在扬尘污染，不可避免夹杂放射性粉尘。

4.1.2 废水

废水分为放射性废水和非放射性废水，包括坑口流出含铀、镭的放射性废水、施工废水、生活污水。其中施工废水主要为施工设备清洗和水泥养护排水、水量较小，主要污染物为泥沙，对环境影响较小;另外生活污水的污染物主要为COD、SS。

4.1.3 噪声

由挖掘机、装载机、搅拌机、运输车辆等施工机械产生，噪声值为80～90 dB（A）。

4.1.4 固体废物

主要為退役治理过程中产生的废石子、废水泥、石材下角料等。

4.2 环境保护

4.2.1 废气防治

（1）放射性废气。为阻止坑（井）口氡气外逸，对坑（井）口进行砌墙封堵治理。为抑制放射性粉尘的产生，尽量避免大风天气，采取湿式作业等措施。

（2）非放射性废气。在覆土覆盖和废石堆挖除施工中，尽量避开大风天气，同时对施工现场设围挡，并注意施工材料的选用和堆放，尽量少用干水泥，对易产生扬尘的材料如水泥、石灰等堆放在工棚内，同时对施工场地进行定期洒水，对场地内运输通道及时清扫、冲洗，对施工外运车辆采取覆盖，从而有效降低施工扬尘对周边环境的影响。

4.2.2 废水防治

（1）放射性废水。对坑口流出的放射性废水采取过滤疏排的封堵方案：对坑口采用两道砼墙封堵，在两墙之间设置“土工布十砾石”过滤层和集水池、上盖钢筋砼预制板，坑口流出水流经“土工布十砾石”层，降低了氧化溶解作用，在很大程度降低了流出水中的铀、镭浓度，再通过滤水管进入集水池后，再用涵管将坑口出水导出，最后在坑口覆土植被。

（2）非放射性废水。施工废水主要污染物为泥沙且水量较小，在施工场地设置简易沉淀池，沉淀后回用于施工场地喷洒降尘;另外，施工场地设置临时旱厕以解决作业人员如厕问题。

4.2.3 噪声防治

为减少噪声对环境的影响，采取合理安排施工时间、文明操作、合理安排运输路线、合理布局施工场地、选用低噪设备、建立临时围挡等措施减少噪声污染。

4.2.4 固体废弃物防治

对于施工留下的废石子、废水泥、石材下角料，一般将其运至废石堆填埋处置。

4.3 其他环境保护措施

（l）新修施工便道时，先行收集和集中存放剥离的表土，供废石堆治理或施工便道用毕后的植被恢复之用;在使用完毕后，不再留续使用的部位及时恢复了植被。

（2）对指定的土源地取土场及施工临时场地，使用完毕后及时平整、恢复植被。

（3）取土作业尽量避免风雨天施工，防止再次造成水土流失。

5 结论和建议

5.1 结论

（1）坑（井）口得以有效封堵，避免了氡气外逸和人畜误人造成的意外伤害;废矿石堆、剥土经稳定化处置、覆盖黄土与植被后，氡析出率、贯穿辐射剂量率降到管理限值以下。污染道路治理后达到无限制开放使用深度;退役整治设施处于长期安全稳定状态，周围居民受到的辐射剂量低于管理限值，消除了当地居民的不安与担忧，环境质量得到明显改善，达到了保护环境和居民的目的。

（2）施工过程中严格执行规范及规程，生态环境、固体废物、大气环境、水环境和声环境等总体上影响轻微，未对当地居民造成危害。

（3）工程施工过程中，各矿床（点）对作业人员所致最大总照射所致剂量范围为0. 319～0. 930 mSv/a，满足5 mSv/a[8]的剂量管理目标值要求;工程竣工后，各矿床（点）所致周围居民最大个人剂量范围为0. 055～0. 079 mSv/a，满足个人剂量0.25 mSv/a[8]约束值要求。由于辐射防护措施到位，没有对管理、作业人员和当地居民形成辐射危害。

（4）采用植被绿化、综合防护的方法，选择的植物群落类型为草灌型并采用了土工网破防等措施，有效地防止水蚀的发生，恢复土地面积为188111.5 m2，具有良好的环境效益。

（5）建设单位落实了国家环保部门批复的环评报告表提出的环保措施，做好了退役辐射防护和环境保护工作。

5.2 建议

（l）我国铀矿退役整治工作经历了30年，针对作业人员防护的薄弱环节采取了一系列措施，辐射防护工作水平得到了提高，有效地减小了剂量水平，取得了可喜的进步。但在市场经济大潮下大量聘用农民工，他们的受照剂量和防护未引起广泛关注，辐射防护尚有改进的空间，如个别单位或施工班组为了节省开支，管理不严，个别工人未穿戴安全帽和佩戴防尘口罩等劳动保护用品，疏于进行个人剂量测量，应进一步规范辐射防护工作。

（2）铀矿地质勘探设施退役整治与铀矿冶设施退役治理一样，本质就是生态环境恢复和環境保护，关系到生态环境安全和公众健康[9]，未来仍需加强放射性污染源项的治理，进一步解决当地居民环境放射性污染和危害问题。

（3）铀矿地质勘探设施退役整治是一项利国利民的公益性项目，恢复了当地自然环境，消除了当地居民环境放射性污染和危害问题，但其长期维护和监管责任主体问题尚没有解决，需解决维护和监管经费，建议适时移交当地政府管理。

（4）对于个体企业盗挖铀矿产生的污染问题尚未引起高度重视，也未能纳入治理，建议适当投入经费查明污染源项，纳入国家专项放射性污染防治规划。

参考文献：

[l]吴清衍，宋兰瑛.我国铀矿地质勘探工程退役后放射性废渣石治理的对策[J].辐射防护，2001，21（4）：227-231.

[2]中国核工业地质局，军工铀矿地质遗留勘探设施的基础资料调查及数据库建立与治理界限确定研究[R].北京：中国核工业地质局，2011： 1-185.

[3]中核第四研究设计工程有限公司，华南地区军工铀矿地质勘探设施“十三五”退役整治工程可行性研究报告第一卷说明书[R].北京：中核第四研究设计工程有限公司.2018：1-210.

[4]潘英杰.浅论我国铀矿工业的环境保护技术及展望[J].铀矿冶，2002，21（1）：43-46.

[5]李旭彤，潘自强，夏益华，我国铀矿冶设施辐射影响的降低与辐射防护最优化[J].铀矿冶，2000，19（3）：174-180.

[6]周注谋.我国铀矿山的辐射危害及其控制[J].铀矿冶，1987，6（2）：48-54.

[7]周星火，铀矿通风防护最优化初探[J].辐射防护通迅，2002，22（5）：12-14.

[8]国家质量监督检验检疫总局.GB18871- 2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准[s].北京：中国标准出版社，2003.