放射性废物的来源及其安全管理
2021-01-14梁建华
梁建华
(新疆维吾尔自治区辐射环境监督站,乌鲁木齐 830000)
放射性废物是指被放射性核素所污染或内含放射性核素的物质。放射性废物的危害可从生物毒性、化学毒性及物理毒性角度分析,通过管理可规避上述毒性对生物种群的消极影响。放射性废物来源及安全管理方略的价值包括:总结放射性废物的安全管控经验。提高放射性废物的安全管理意识,践行国家规定及配套法规。引入新模式、新技术、新思想,助推我国放射性废物管理活动的开展。
1 放射性废物的来源
1.1 核工业排放
核工业排放放射性废物的渠道有以下几种,即地质开采钻探;核燃料精制、提炼;核燃料元件制造。上述活动会排放废气、废水、废物,这些“三废”物质均有一定的污染性,虽然在生产过程中加强了控制,但核设施仍有排放废物的可能。
1.2 石油天然气的开采
开采石油时,已经在污泥、管垢、废水中检测出天然放射性物质。镭是石油开采放射性废物量上涨的主要元素,在提取石油过程中,镭会沉积在管壁上成为污垢的一部分。美国曾测出石油废水内镭的浓度为10.4×108Bq/L,镭浓度波动范围在100 Bq/L内。美国密歇根州发现开采石油水体中镭的含量约为1.07×103Bq/L,污泥及水垢中镭的含量分别为2.4×105Bq/L、5.9×107Bq/L。
1.3 冶金工业生产
冶金工业包括有色冶金工业、黑色冶金工业。其中,钢铁工业为黑色冶金工业。铁矿作为工业生产的主要原料,除含有铁外,还含有稀土、铌、钍等物质。原矿钍含量约为0.04%,高出地壳中钍均量的50倍。在铁矿冶炼、开采过程中,钍会存在于合金渣、高炉渣、尾渣、水侵渣等物质内,若这些物质未能得到妥善处理,会成为放射性废物的来源渠道之一。银、金、铅、铝、锌等有色冶金工业产生天然放射性废物的可能性较高。以铝冶炼为例,赤泥中含有放射性核素,同时对矿山附近底泥、地表水、地下水、土壤造成污染[1]。
1.4 稀土工业生产
磷钇矿、独居石矿、氟碳铈矿、风化壳淋积型矿是提取稀土的主要来源。氟碳铈矿中含有铁和5%~6%的稀土氧化物。矿石中的放射性物质主要为铀钍系物质,镥、钐等稀土元素内自带放射性物质,在稀土矿开采、冶炼过程中可能产生辐射防护废物。
1.5 医疗废物
医疗卫生服务过程中,有些患者需进行放射性照射。以拍肺部X片为例,放射性照射量约为(4~20)×0.000 1 Sv。在胃部透视时,放射性照射量约为0.015 Sv~0.03 Sv。大型综合医疗卫生服务机构置于放射区的绿植、果蔬等物质也会接受一定量的放射性照射。
1.6 饮用水处理
处理饮用水的目的是保障居民生产生活用水安全,处理过程中,水体内含有的天然放射性物质被分离出来并进入淤泥内,淤泥中的放射性废物含量可能超出国家标准。有些矿泉水企业盲目增加水体中氡浓度(约为50 ci/L),部分应用贮藏放射性物质的医院、工厂、矿区所排放的废水可能会污染植物、水源,严重影响生态环境的安全稳定性[2]。
2 放射性废物对人体的危害
天然产生的放射性废物在金属生产、石油及天然气生产、矿物质利用、生产电镀材料等过程中均会生成放射性废物。放射性损伤分为慢性、急性两类,若人体在短期内接受γ射线、X射线、中子大剂量全身照射,轻者会出现感染、脱毛等现象,重者会出现呕吐、腹泻等肠胃受损症状。若照射剂量过高,对人体中枢神经带来不可逆的损伤,会致人死亡。中枢神经症状的表现为昏睡、无欲、倦怠、无力等,严重时会出现癫痫痉挛、肌肉震颤等现象。
3 放射性废物的安全管理方略
3.1 明确管理目标及原则
放射性废物管理原则包括:其一,改善。立足放射性废物管理实况,改善常规管控举措,提高安全管理的有效性。以冶金工业生产为例,可改革废物回收利用工艺技术和工艺流程,在提高废物回收效率的同时降低污染物质的外排几率。其二,可行。有关放射性废物安全管理的手段较多。为完成安全管理任务,需结合实际情况,选择科学可行的举措,根据废物种类,从处理、存储、回收利用角度出发,设计简单易行、高效净化、经济低耗的管理方案。为控制成本,还需选择合理的储运方式,保障放射性废物安全处理手段的可行性。其三,隔离。基于部分放射性废物对生态环境的影响较大,可回收再利用的几率较小,应制定隔离原则,保障废物处理过程及处理后的物质与生态圈相互隔离,不会对自然环境带来不良影响。
3.2 加强放射性废物监测
加强对放射性废物的监测,其可从以下几个方面进行分析:第一,辐射防护监测。针对个人剂量及场所等天然产生放射性废物的区域进行监测,若场所职业照射剂量>1 mSv/a,需针对工艺、设施等对象进行监测,同时根据实际情况调整监测频度。若场所内职业照射剂量>5 mSv/a,需针对个人进行剂量监测。第二,环境监测。监测项目根据废物核素进行调整,使环境监测更具有时效性,如固体废物活度<10 Bq/g,可适度降低尾矿库的监测频率[4]。
3.3 推行辐射防护制度
为使放射性废物安全管理朝着规范化、标准化、流程化方向发展,需颁布配套制度。辐射防护制度是优化放射性废物处置制度的关键一环,以γ射线外照射防护制度为例,需对污染区停留时间、故障清除流程、照射剂量控制、密闭式防护等方面加强管理,推行配套辐射防护制度,保障安全管理活动的有序开展。
3.4 加大天然产生放射物质的管理力度
在制定管理制度时需从空气污染、设备应用、个人防护、非污染区差异性管理角度出发,确保天然产生放射性废物管理的全面有效。天然产生的放射性废物处理手段分为回收利用、浓缩贮存、稀释分解三种,可根据上述手段制定相关制度,旨在加强安全管理。贮存为暂时性管理措施,受诸多不稳定、不安全因素影响,需根据制度规范天然产生废液转化为固化体予以储存的流程、标准、工艺,使储运、处置更加便捷高效。
3.5 加强城市放射性废物库的管理
首先,针对废物库制定导向性较强的监督管理方案。从专业、规范、高效角度出发,提高放射性废物库的管理质量。其次,做好常规培训工作。保障工作人员熟练操作废物库内的各类设施,树立安全管理意识,提前预判风险并加强防范,减少城市废物库发生事故的几率。最后,健全安全管理保障机制。有效完善管控制度,优化整合安全管理资源,制定应急预案,提升应急处置能力,保障城市辐射安全,落实放射性废物库的管理目标[5]。
4 结语
为了提高放射性废物的安全管理质量,要在明晰废物来源及其消极影响的基础上明确管理目标及原则,加强对放射性废物的监测,推行辐射防护制度,加大天然放射物质的管理力度和城市放射性废物库的管理,不断引入新技术、新理念,强化对废物的管控,规避放射性废物对生态环境的不良影响,保障人们生活生产的安全稳定。