铀矿及周边地区土壤放射性水平调查与评价

摘要：为加强对铀矿及其周边地区空间的有效利用，避免铀矿物质对周围人群造成威胁，调查铀矿及其周边地区土壤的放射性水平，评估这一区域内土壤的健康风险。结合某铀矿工程概况，制定铀矿及周边地区土壤样品采集方案，之后从总α与总β指标入手，对周围土壤开展放射性水平调查，准确评价铀矿及其周边土壤的健康风险水平。

关键词：铀矿及周边地区；土壤；放射性；水平调查；健康风险评价

中图分类号：X837 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-00-03

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Investigation and Evaluation of Soil Radioactivity Level in Uranium Ore and Surrounding Areas

LI Liang

（Radiation Environment Monitoring Center of Guangdong Geological Bureau of Nuclear Industry， Guangzhou 510800， China）

Abstract： To enhance the effective utilization of space in uranium mines and their surrounding areas， avoid the threat of uranium minerals to surrounding populations， investigate the radioactive levels of soil in uranium mines and their surrounding areas， and assess the health risks of soil in this area. A brief overview of a uranium mining project was presented， presenting a soil sample collection plan for the uranium mine and surrounding areas. Then， starting from the total α and total β indicators， a radioactive level survey was conducted on the surrounding soil to accurately evaluate the health risk level of the uranium mine and its surrounding soil.

Keywords： uranium mine and surrounding areas; soil; radioactivity; level survey; health risk assessment

我国矿产资源丰富，铀矿是其中之一。铀矿开采过程会产生大量的放射性物质。这些物质随着尾矿、矿渣进入周围自然环境，与土壤长期接触，久而久之，放射性物质渗透于土壤，造成土壤污染，甚至会引发地下水污染与空气污染，严重影响铀矿周围地区人群的身体健康。因此，有必要调查铀矿及其周边地区土壤的放射性水平，了解铀矿及其周围地区内土壤受到矿渣污染的情况，为制定针对性的治理方案、加强本地区的生态治理以及空间资源利用提供可靠依据。

1 矿区概况

广东省汕尾市某铀矿已有超过50年的石开采历史，属于火山岩型铀矿床。铀矿区域整体南高北低，地势高陡，地形复杂，属于丘陵地带，最高点海拔为1 219.2 m，相对高差在400～1 000 m。区域内沟谷较深，植被、地表水系发育良好。这一区域四季分明，雨量充沛，平均降雨量约为1 713 mm/a；全年日照充足，平均日照时数约为1 579 h/a。矿区所在城镇内人群密集，有将近10万人居住，其区域内存在农业产生活动，以水稻种植为主。对铀矿区域开展了放射性水平调查，评估铀矿及其周围地区的土壤健康风险。本次调查与评估结果不仅可作为了解铀矿及其周围区域是否具备健康生活条件与农业生产条件的依据，还可作为本地区国土空间利用、城镇空间规划、城乡居民基础设施建设以及农田规划的重要资料[1]。

2 铀矿及周边地区土壤样品采集

2.1 采样计划

尾矿库周围有地表水系、铀水冶厂，具备废水排放设施，这些废水排放与周围水系流动均会对土壤内放射性物质的成分造成影响。因此，为更准确地了解铀矿及其周边土壤的放射性物质水平，本次采样计划分为3步，分别是3月（丰水期）、7月（平水期）、10月（枯水期）。3个阶段各进行一次采样作业，样品采集区域分别是铀矿的尾矿库附近、尾矿库出口水渠周围、尾矿库出口水渠两岸、尾矿库出口水渠与河流相交区域、铀水冶厂附近区域。

2.2 采样的分布情况

2.2.1 3月份的土壤采样

在尾矿库、铀尾矿库水冶厂附近，样品共计37份。背景位置，在地表水潭内淤泥处取样品1份。设定铀尾矿库内、铀尾矿库堤坝、铀尾矿库堤坝斜坡为对照位置A，并在这3处分别采样，样品数量为22份、6份、1份。之后，在水冶厂废水出口处与水渠上游交汇前区域、与水渠上游交汇后区域、附近农田以及铀尾矿库水渠上游各采集淤泥状样品1份。将尾矿库出口水渠周围、水渠中游两岸、尾矿库废水出口上游两岸4 km位置设定为控制位置C1，3处分别采集1份样品。观察发现，土壤样品为淤泥状。

2.2.2 7月份的土壤采样

共采集4份样品。其中，设定公陂河与铀尾矿库水渠交汇岸为背景位置，采集1份样品，经观察样品为淤泥状。设定尾矿库水渠中游两岸、废水蓄水池区域土壤设定为对照位置A2，采集1份淤泥状样品。再次，将水渠中游与周边山渗透水交汇区域土壤设定为控制位置，将公陂与铀尾矿库水渠下游交汇岸设定为削减位置，在两个区域各取1份样品，均为淤泥状[2]。

2.2.3 10月份的土壤采样

在尾矿库周围布设采集点，共采集9份样品。背景位置A3，位于尾矿库水渠入公陂河处（采集5份样品，为泥沙状）。对照位置B3，位于铀尾矿库内（采集1份样品，为土壤状）。控制位置C3，位于尾矿库水渠中游两岸（采集1份样品，为淤泥状）。削减位置D3，位于矿尾矿库出口的水渠中下游两岸（采集2份样品，为淤泥状）。

在铀矿周围的铀水冶厂区域内设置采集点，共采集4份土壤样品。背景位置E3，位于废水排放口处（采集2份样品，为泥沙状）。对照位置F3，位于出口水渠与附近山脚交汇处（采集1份样品，为泥沙状）。控制位置G3，位于废水排放口与山脚交汇的后方（采集1份样品，为泥沙状）。

3 铀矿及周边地区土壤放射性水平调查

总α、总β是铀矿及其周围土壤内最常见的放射性物质指标，可以直观反映出土壤内放射性物质的比活度，便于对铀矿及其周围环境开展监测评估，是衡量这样区域是否具备健康风险的关键指标。工作人员处理土壤样品，开展数据分析，判断铀矿及其周围区域土壤内部的总α、总β指标水平[3]。

3.1 土壤样品与效率刻度源的比对分析

处理土壤样品，将石块、杂草筛除之后晾晒。晒干之后，以四分法取样，取0.5 kg，将其放置在100 ℃恒温环境中连续烘烤8 h，直到土壤被烘干。之后，将成块的土壤敲碎，研磨成粉末，备用。

比对分析环节，取160 mg样品，将其放置于不锈钢测量盘，制备乙醇混合物，等待乙醇蒸发，之后将其与KCl和241Am标准粉末源进行比对。同样，将标准粉末源放置于不锈钢测量盘内，经过无水乙醇混合与蒸发，制备有效率刻度源，如图1所示。

测试之前，校正仪器。α、β测量仪均经过国防科技工业1313二级计量站检定，检定结果合格。校正环节，将239Pu工作源、90Sr-90Y工作源放置于测量盘，经过30 min测量，结果如表1所示，验证仪器符合使用需要。

3.2 数据分析

根据式（1）计算土壤样品总α与总β的比活度。

（1）

式中：Cα/β为比活度的参数，Bq/kg；n0为仪器测量盘的本底计数率，S-1；nY为样品总α与总β的计数率；ω为土壤的质量，取1.6×10-4 kg；ηα/β为标准员计数的效率，%。

铀矿及其周围土壤总α与总β放射性测量的不确定性受到放射性衰变、本底涨落及低水平放射性测量的影响。因此，需要计算技术统计误差、仪器探测不确定度、称量不确定度。采用科学计算方法，分析3个阶段布置的不同采样点采集样品的总α与总β比活度，最终得到比活度均值与范围。

以枯水期为例，背景位置（铀矿的尾矿库附近），总α比活度为0.46，总β比活度为0.04。对照位置A（铀矿的尾矿库内部），总α比活度范围在34.12～163.97，均值为61.01，总β比活度范围在27.30～76.24，均值为39.39。对照位置B（铀矿尾矿附近大坝），总α比活度范围在0.55～9.62，均值为2.61，总β比活度范围在0.82～6.89，均值为2.23。对照位置C（铀矿尾矿库的水冶厂废水排放口位置），总α比活度范围在41.02～46.26，均值为43.64，总β比活度范围在21.57～26.36，均值为23.96。对照位置D（铀矿尾矿库水渠上游与废水排放口相交处），总α比活度为11.45，总β比活度为6.01。对照位置F（铀矿尾矿库水渠上游湿地），总α比活度为90.30，总β比活度为37.10。控制位置（铀矿尾矿库水渠的中上游），总α比活度范围在12.96～29.88，均值为19.60，总β比活度范围在6.83～11.14，均值为9.60。控制位置（铀矿尾矿库水渠的中上游），总α比活度范围在12.96～29.88，均值为19.60，总β比活度范围在6.83～11.14，均值为9.60。按照这个顺序，整理平水期与丰水期的土壤总α和总β比活度数据。

经分析，铀矿尾矿库周边土壤的总α与总β的放射性比活度平均值为21.9 Bq/g、12.76 Bq/g，变化范围分别在0.47～90.28 Bq/g与0.04～76.24 Bq/g。背景位置土壤中总α与总β的比活度与本地区整体环境的本底平均值基本一致，且样品的总α与总β的比活度会随着与尾矿库距离的增加而逐渐减小，最终与本地区土壤环境的本底平均值相近。同时，与水渠较近的两岸土壤中的总α与总β的比活度，已经无限接近城镇居民健康生活的可接受水平。对比分析不同采样点位置，发现从铀矿及其周边水冶厂的出水口开始，其随着泥沙迁移的距离越远，比活度越低。这足以说明尾矿库目前放射性水平整体较低，且尾矿库的水渠、废水排放装置具有一定的净化效果，可通过水土交互弱化土壤内的总α与总β数值。

4 铀矿及周边地区土壤放射性水平的健康风险评价

放射性物质是引起人体多种疾病的重要原因之一，土壤是隐藏放射性物的媒介。若土壤内存在过量放射性物质，且总α与总β比活度过高，则会对周围居民的身体健康造成危害，引起不可治愈的全身疾病，包括造血功障碍、神经系统疾病、白血病和癌症。同时，放射性物质会对本地区的农业生产活动产生不良影响，导致农作物内放射性物质超标，影响食品健康与安全。

5 结论

利用放射调查与评价结果，工作人员可以判断土壤内的放射性物质含量是否存在超出标准的辐射，周围居民的日常生活、健康是否受到影响，判断这一区域土壤是否可以满足正常的农业生产作业需求、是否可以满足正常社会生活需要，从而为生态治理、空间利用规划等工作提供真实可靠的依据。可见，放射性调研与评价具有显著利用价值。未来，根据各地区铀矿的实际情况，制定具体、详细的土壤放射性水平调查方案。可以将放射性水平调查运用在铀矿周边的更多调研中，包括水体调研、空气调研，从而为相关工作提供更全面的调查报告与评价依据。

参考文献

1 杜 娟，冀 东，刘晓超，等.铀矿污染土壤γ剂量率与核素活度的表征关系[J].辐射防护，2024（2）：160-166.

2 秦明宽，李子颖，刘章月，等.新世纪以来我国铀矿地质科技创新重要进展及展望[J].铀矿地质，2024（2）：189-203.

3 李进柱，喻亦林，杨文栋，等.2016—2020年云南土壤放射性水平及其变化趋势分析[J].中国环境监测，2023（5）：193-205.