某硬巖型鈾礦退役治理源項(xiàng)調(diào)查

馮 碩，董湘龍，姚 勇，蒲 浩

（1. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院, 北京 100029； 2. 核工業(yè)二三〇研究所, 長(zhǎng)沙 410007）

鈾礦冶及伴生礦放射性廢物對(duì)環(huán)境的污染, 引起了公眾的高度重視, 合理處理和處置, 關(guān)系到生態(tài)環(huán)境安全和公眾健康[1]。 退役治理工程前期工作需要做好歷史資料收集與分析, 確保源項(xiàng)監(jiān)測(cè)密度、 深度和質(zhì)量, 開(kāi)展巖土勘察, 調(diào)查場(chǎng)址滲水和設(shè)計(jì)總體方案等[2]。 其中源項(xiàng)調(diào)查的主要目的是確定主要污染源、 污染物及污染途徑（包括放射性核素和非放射性化學(xué)污染）, 調(diào)查附近的道路、 池塘、 地下水和農(nóng)田等的污染情況, 為退役評(píng)估、 退役技術(shù)的選擇、 退役費(fèi)用的預(yù)算等提供信息[1]。 本調(diào)查目的在于全面了解某鈾礦退役治理前的輻射水平, 提供源項(xiàng)數(shù)據(jù), 確定污染邊界, 為退役治理選擇合理的方案。

1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法

源項(xiàng)調(diào)查的基本內(nèi)容包括: 歷史場(chǎng)址資料收集與評(píng)估, 源項(xiàng)調(diào)查的方案設(shè)計(jì), 源項(xiàng)調(diào)查的實(shí)施[4]。 主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法如下。

1.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

該礦位于低矮丘陵地區(qū), 采冶點(diǎn)涉及多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 建有多個(gè)工區(qū)、 一個(gè)水治廠、 一個(gè)機(jī)修車間、 一座尾沙庫(kù)。 因調(diào)查面廣, 只取典型工區(qū)為代表, 以廢石、 工業(yè)場(chǎng)地、 運(yùn)礦道路、 地表水、 水塘底泥和土壤作為調(diào)查源項(xiàng), 闡述主要源項(xiàng)的調(diào)查過(guò)程。 主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括: 未治理的廢石堆貫穿輻射劑量率、氡析出率； 未治理的廢石堆、 工業(yè)場(chǎng)地、 運(yùn)礦道路中U天然、226Ra 含量； 塌陷坑內(nèi)及周邊的貫穿輻射劑量率； 池塘中水體及底泥中U天然、226Ra 含量； 對(duì)照點(diǎn)的貫穿輻射劑量率、 氡析出率、 土壤中U天然、226Ra 含量等。

1.2 監(jiān)測(cè)儀器和方法

貫穿輻射劑量率用環(huán)境監(jiān)測(cè)用X-γ 劑量率儀測(cè)量； U天然、226Ra 含量采用MUB 激光微量分析法、 放射化學(xué)法、 γ 能譜法分析； 氡析出率測(cè)量采用局部積累法, 使用泵吸能譜測(cè)氡儀進(jìn)行測(cè)量； α、 β 表面污染采用表污儀測(cè)量。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)限值

鈾礦冶廢石堆、 露天采場(chǎng)、 尾渣堆等設(shè)施, 經(jīng)退役治理和環(huán)境整治后, 根據(jù)GB 23717-2009 《鈾礦冶輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)規(guī)定》 和GB 23726-2009 《鈾礦冶輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)定》 等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求, 所有場(chǎng)地表面222Rn 析出率不應(yīng)大于0.74 Bq·（m2·s）-1, 鈾礦冶導(dǎo)出空氣氡濃度限值為3 700 Bq·m-3。 土地去污整治后, 對(duì)226Ra 的最高比活度要求為任何平均100 m2范圍內(nèi), 土層中平均值不高于0.18 Bq·g-1； 對(duì)于移走尾渣、 廢石后的土地,按照不高于0.56 Bq·g-1進(jìn)行控制。 有稀釋能力的受納水體, 坑口外排水的U天然限值為0.3 mg·L-1,226Ra 的限值為1.1 Bq·L-1； 受納水體第一取水點(diǎn)U天然限值為0.05 mg·L-1。 沒(méi)有稀釋能力的受納水體, 在廢水排放口處,U天然限值為0.05 mg·L-1,226Ra 的限值為1.1 Bq·L-1。 污染設(shè)備、 器材、 建筑物等經(jīng)去污處理后, 其非固定α、 β 放射性表面污染度≤0.08 Bq·cm-2[5]。

2 調(diào)查方案

源項(xiàng)調(diào)查首先要開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和取樣分析。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量包括劑量率測(cè)量、 核素種類和含量判斷 （γ 能譜儀）、 α、 β 污染測(cè)量、 重金屬污染測(cè)量（必要時(shí)開(kāi)展）等。 取樣分析指不能直接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的污染物, 需要取樣后實(shí)驗(yàn)室分析, 所取樣品必須具備代表性。 各監(jiān)測(cè)內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和取樣的布點(diǎn)方案如下。

2.1 貫穿輻射劑量率測(cè)量

廢石堆、 尾渣堆、 露天采場(chǎng)廢墟、 工業(yè)場(chǎng)地和被污染農(nóng)田, 一般按10 m×10 m 布置監(jiān)測(cè)網(wǎng)格, 每個(gè)設(shè)施（或場(chǎng)地）不少于5 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。 運(yùn)礦道路, 一般按20 m 間距布設(shè)監(jiān)測(cè)斷面, 每個(gè)斷面分別取左、 中和右3 個(gè)測(cè)點(diǎn),每條道路不少于5 個(gè)斷面。 根據(jù)具體情況適度調(diào)整網(wǎng)格布置。

2.2 氡析出率

主要布點(diǎn)于尾渣堆、 廢石堆和露采廢墟,一般按20 m×20 m 布置監(jiān)測(cè)網(wǎng)格, 每個(gè)設(shè)施（或場(chǎng)地） 不少于5 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位, 根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)格布置。

2.3 固體物質(zhì)中的鈾、 鐳含量

廢石堆和尾渣堆等, 每個(gè)場(chǎng)地取樣不少于5 個(gè)。 運(yùn)礦道路, 一般按40～80 m 布設(shè)監(jiān)測(cè)斷面, 每個(gè)斷面至少取30、 60 cm 處的兩個(gè)樣。 工業(yè)場(chǎng)地、 被污染農(nóng)田, 一般按30 m×30 m 布置監(jiān)測(cè)網(wǎng)格, 每個(gè)場(chǎng)地不少于5 個(gè)測(cè)點(diǎn), 在深度方向每隔20 cm 取一個(gè)樣,一般取至60～100 cm 深處 （滿足管理限值為止）。 被污染溪流和河溝的底泥, 取樣位置包含排入口上游500 m、 排入口處、 排入口下游200 m、 排入口下游500 m、 排入口下游1 000 m,每個(gè)位置至少取3 個(gè)樣, 在深度方向每隔20 cm 取一個(gè)樣, 一般取至60 cm 深處, 樣品留存?zhèn)溆脴印?測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整, 取樣深度一直到核素含量滿足管理限值。

2.4 水中鈾、 鐳含量

坑井口流出水, 在坑口斷面處測(cè)定流速和流量, 對(duì)流出水取三次樣分析水中鈾、 鐳含量。 被污染溪流和河溝, 取樣位置包含排入口上游500 m、 排入口處、 排入口下游200 m、排入口下游500 m、 排入口下游1 000 m, 每個(gè)位置至少取3 個(gè)樣, 測(cè)水中鈾、 鐳含量。

2.5 α、 β 表面污染水平

被污染設(shè)備、 器材、 管線, 每個(gè)設(shè)施不少于3 個(gè)測(cè)點(diǎn)。 被污染建構(gòu)（筑）物, 每個(gè)獨(dú)立建構(gòu)（筑）物不少于5 個(gè)測(cè)點(diǎn)。

2.6 氡濃度

主要監(jiān)測(cè)坑（井）口, 每個(gè)坑（井）口斷面上至少測(cè)3 個(gè)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果分析

3.1 工區(qū)環(huán)境背景值

在退役治理工程外圍取點(diǎn)作為工區(qū)環(huán)境背景值, 貫穿輻射劑量率0.13～0.22 μGy·h-1,平均值0.15 μGy·h-1； 氡析出率0.21～0.26 Bq·（m2·s）-1, 平均值0.23 Bq·（m2·s）-1； 土壤U 含量9.8～11.4 mg·kg-1, 平均值10.5 mg·kg-1；土壤226Ra 含 量95 ～104 Bq·kg-1, 平 均 值99 Bq·kg-1； 因該工區(qū)未見(jiàn)出露的水體, 水中鈾、 鐳含量背景值未測(cè)量。

3.2 主要調(diào)查源項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3.2.1 坑（井）口

工區(qū)共7 個(gè)坑（井）口和1 個(gè)塌陷坑, 包括平硐和通風(fēng)井等, 氡濃度范圍600～3 800 Bq·m-3, 塌陷坑還開(kāi)展貫穿輻射劑量率測(cè)量,范圍值0.65～1.25 μGy·h-1。

3.2.2 廢石堆

共有2 處廢石堆,222Rn 析出率0.76～1.68 Bq·（m2·s）-1, 貫 穿 輻 射 劑 量 率0.74 ～3.25 μGy·h-1, 地表U天然含量75.0～198.0 mg·kg-1,地表226Ra 含量902～2 366 Bq·kg-1。 在深度方向每隔20 cm 取一個(gè)樣, 1 號(hào)廢石堆取至1 m深處, U天然含量30.9～93.1 mg·kg-1,226Ra 含量420～1 366 Bq·kg-1； 2 號(hào)廢石堆取至60 cm 深處, U天然含量31.0～82.0 mg·kg-1,226Ra 含量455～833 Bq·kg-1。

3.2.3 工業(yè)場(chǎng)地

分布有4 處工業(yè)場(chǎng)地。 1 號(hào)場(chǎng)地貫穿輻射劑量率0.68～3.42 μGy·h-1, 在深度方向每隔20 cm 取一個(gè)樣, 取樣至60 cm 深處, U天然含量11.0～59.0 mg·kg-1,226Ra 含量132～824 Bq·kg-1。 2 號(hào)場(chǎng)地屬于原堆礦區(qū), 貫穿輻射劑量率2.30～20.50 μGy·h-1, 取樣至1 m 深處,U天然含 量21.0 ～116.0 mg·kg-1,226Ra 含 量414～1 900 Bq·kg-1。 3 號(hào)場(chǎng)地貫穿輻射劑量率0.59～2.93 μGy·h-1, 取樣至60 cm 深處,U天然含 量12.0 ～88.0 mg·kg-1,226Ra 含 量128～890 Bq·kg-1。 4 號(hào)場(chǎng)地貫穿輻射劑量率0.65～3.53 μGy·h-1, 取樣至60 cm 深處, U天然含量10.0～83.0 mg·kg-1,226Ra 含量126～790 Bq·kg-1。 以上取樣深度一直到滿足管理限值。

3.2.4 建構(gòu)筑物

遺留的建構(gòu)筑物包括倉(cāng)庫(kù)、 宿舍、 廠房、水池、 礦斗、 工具房、 保衛(wèi)室和水泵房等,建筑類型基本為磚混結(jié)構(gòu)。 各建構(gòu)筑物污染監(jiān)測(cè)顯示, 貫穿輻射劑量率0.24～1.75 μGy·h-1；地面和墻面的α、 β 表面污染水平0.01～0.16 Bq·cm-2。 部分建構(gòu)筑物受到污染, 總體污染程度較小。

3.2.5 污染道路

共有3 條運(yùn)礦公路和1 條塌陷區(qū)污染道路, 路面結(jié)構(gòu)為碎石、 沙土。 1 號(hào)公路貫穿輻射劑量率0.51～3.95 μGy·h-1, 取樣至1 m 深處, 含 量14.0 ～124.0 mg·kg-1,226Ra 含 量100～1 548 Bq·kg-1。 2 號(hào)公路貫穿輻射劑量率0.27～2.69 μGy·h-1, 取樣至60 cm 深處,U天然含量13.0～98.0 mg·kg-1,226Ra 含量93～1 108 Bq·kg-1。 3 號(hào) 公 路 貫 穿 輻 射 劑 量 率0.29～2.83 μGy·h-1, 取樣至60 cm 深處, U天然含量14.0～95.0 mg·kg-1,226Ra 含量92～1 090 Bq·kg-1。 4 號(hào)公路貫穿輻射劑量率0.65～2.35 μGy·h-1, 取 樣 至60 cm 深 處, U天然含 量11.0～87.0 mg·kg-1,226Ra 含量132～289 Bq·kg-1。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比管理限值和環(huán)境背景值,該工區(qū)退役整治源項(xiàng)主要為7 個(gè)坑（井）口、 1個(gè)塌陷坑（二者一般必須退役整治）, 2 處廢石堆 （氡析出率、226Ra 含量都大于管理限值）、4 處工業(yè)場(chǎng)地 （226Ra 含量都大于管理限值, 2號(hào)場(chǎng)地貫穿輻射劑量率遠(yuǎn)超環(huán)境背景值）、 4條道路（運(yùn)礦公路U 天然和226Ra 含量都較高,塌陷區(qū)道路U 天然含量較高）、 16 座建構(gòu)筑物（主要考慮α、 β 表面污染）。 通過(guò)分析計(jì)算,廢石量6.5 萬(wàn)t, 總裸露面積3 620 m2, 塌陷區(qū)底面積1 961 m2, 塌陷區(qū)體積14.6 萬(wàn)m3,工業(yè)場(chǎng)地1.8 萬(wàn)m3, 被污染道路2 850 m。

4 結(jié)論

1） 源項(xiàng)調(diào)查是后續(xù)退役治理工作開(kāi)展的依據(jù), 可為保障治理方案有效性提供數(shù)據(jù)支撐。

2） 源項(xiàng)調(diào)查工作任存在一些技術(shù)難題,需要結(jié)合實(shí)際解決。 如污染邊界確定問(wèn)題,需考慮污染造成方式, 加密取樣； 如取樣深度的不確定性問(wèn)題, 可同一場(chǎng)地預(yù)測(cè)取樣深度, 正式取樣時(shí)加深取一層備測(cè)。 另外, 遇到放射性水平較高的區(qū)域, 取樣應(yīng)適當(dāng)加密、加深, 并采取探槽等方法獲得更可信數(shù)據(jù)。