寧夏鹽池縣地區石膏礦放射性環境研究*

寧夏回族自治區核工業地質勘查院，寧夏 銀川 750021

鹽池縣位于寧夏回族自治區東部，毛烏素沙漠西南緣，非金屬礦產資源豐富，其中石膏儲量居寧夏第一。石膏礦開采利用規模大，為鹽池縣的經濟社會發展提供了強有力的支撐，產出的建筑石膏和高強度石膏粉以及模具用石膏粉等在全國市場占有一定規模。石膏礦主產區處于鄂爾多斯盆地西南緣中段，是我國重要的鈾礦資源成礦區[1]，針對該地區石膏礦的放射性開展初步研究，是保障礦山工人、當地居民及產品使用者輻射安全的重要舉措，對促進該縣經濟實現綠色發展具有重要意義。

1 鹽池縣石膏礦成礦特征

鹽池縣的石膏礦主要分布在青山鄉、麻黃山鄉等地，全縣石膏礦資源儲量達6億t，占全區石膏資源儲量36%以上。石膏礦主要賦存于第三系漸新統清水營組中，其上為第四系更新統沖基層覆蓋，是在水動力、水化學條件穩定，構造活動強度較低、頻率較小，內陸湖盆緩慢下沉的條件下形成的。

1.1 礦物成分

根據中國建筑材料工業地質勘查中心寧夏總隊的調查結果，鹽池縣域內的石膏礦主要礦物成分為石膏+硬石膏，其次為黏土礦物，以及少量硅質及鈣質等，其中硅質分布于大片狀石膏表面，鈣質則充填于片狀集合層石膏的裂隙或孔洞中。

1.2 礦石類型

根據鹽池縣的石膏礦勘探找礦成果，結合礦物成分及結構構造可知，其石膏礦的主要自然類型分為兩類：塊狀石膏和泥質石膏。塊狀石膏的石膏含量一般在80%以上，黏土礦物等雜質較少，偶爾含有少量鈣質和硅質成分；泥質石膏的石膏含量一般在55%以上，黏土礦物成團塊狀或薄層狀填充[2]。

2 石膏礦的放射性水平現狀

2.1 研究對象

此次研究是對鹽池縣域內7個石膏礦山企業開展放射性環境現場檢測。這7個石膏礦山企業的生產規模較大，產品應用范圍廣，涵蓋了鹽池縣石膏礦的主產區，其礦企均在正常生產，方便進行現場研究。

2.2 γ輻射空氣吸收劑量率水平

依據前人對鹽池縣放射性環境本底調查結果，其縣域內地表γ輻射空氣吸收劑量率本底水平為0.08μGy/h。礦區內的γ輻射空氣吸收劑量率主要來自石膏礦和土壤中的γ核素，在各個石膏礦的生活區、采坑、加工區、料場等不同地方，對地面土壤、石膏礦、廢渣等檢測對象使用FD-3013H環境監測用γ輻射空氣吸收劑量率儀進行測量，測點基本涵蓋礦區所有要素，檢測結果見表1。

表1 各石膏礦γ輻射劑量率測量結果

通過分析檢測結果可以看出，有4個礦區內檢測到的γ輻射空氣吸收劑量率最高超過當地環境本底水平0.05μGy/h的情況（各礦區檢測結果扣除環境本底0.08μGy/h后），這其中宇聯石膏礦和乾源礦業，參照《鈾礦地質輻射環境影響評價要求》（EJ/T 977—95）中的相關規定，其礦區內也檢測到γ輻射空氣吸收劑量率扣除本底后也超過0.17μGy/h的情況，超過放射性廢物管理標準要求，因此這些礦山屬于伴生放射性礦普查詳查重點監管對象。

2.3 土壤氡濃度水平

在礦區內選擇地表可以打孔的區域，使用專門鋼釬打孔，孔深為50～80cm，使用頭部有氣孔的特制取樣器（使用前檢查取樣器下端壁上的孔，其不能被泥土堵塞）插入孔中，將取樣器頂端地表部分用土密封嚴實，防止抽氣時空氣進入孔中。這些測孔要基本涵蓋生產區、生活區以及廠區人員活動密集的地方，測點數量依據實際礦區地質狀況而定。經過對這些礦區的現場檢測，各石膏礦礦區內土壤氡濃度和空氣氡濃度檢測結果見表2。

表2 各石膏礦礦區內土壤氡濃度和空氣氡濃度檢測結果

依據《民用建筑工程室內環境污染控制規范（2013版）》（GB 50325—2010），土壤氡濃度達到不同含量時應采取不同的應對措施。通過檢測結果可以看出，有3個礦山礦區范圍內檢測到的平均土壤氡濃度超過了50000Bq/m3，屬于重點控制區域，在這3個礦區內修建職工住宅等建筑物時，應采取多種防氡措施來保證職工的人身健康；其余4個石膏礦的平均土壤氡濃度均在20000Bq/m3以下，基本處于安全水平。

2.4 空氣氡濃度水平

在礦區內針對礦區地面建筑物室內和室外開放環境分別進行空氣氡濃度檢測，在檢測過程中室內空氣氡濃度檢測標準要求建筑物密封24h以上，但是實際工作中，礦區正在正常生產，未能滿足室內密閉環境24h以上的要求。這些礦區地面建筑物均是簡易板房或平房，漏風情況嚴重，空氣對流情況良好，且在檢測過程中有頻繁的開關門現象，空氣流通相對較好，因此室內空氣氡濃度與室外開放環境檢測的空氣氡濃度結果基本無差異。從測量結果可以看出，空氣氡濃度整體處于安全水平，沒有異?，F象。

2.5 γ輻射致年有效劑量

根據全國環境天然貫穿輻射水平調查研究（1983—1990年），環境外照射電離輻射會影響人體健康，年有效劑量當量（AED）是評價環境放射性核素輻射水平的一個重要指標[3]。依據《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB/T 14583—93），通過環境地表γ輻射劑量率可以估算得到環境放射性輻射水平對當地居民產生的年有效劑量當量值，其計算公式如下：

式中：He為有效劑量當量，mSv；Dγ為環境地表γ輻射劑量率，nGy/h；K為有效劑量當量率與空氣吸收劑量率比值，標準中采用0.7Sv/Gy；t為人員在環境中的停留時間，h。

此次研究中，外照射主要考慮礦山導致的γ輻射，其職業照射劑量當量限值為20mSv/a，采用國際推薦年工時數（2000h/a），公眾照射為1mSv/a，公眾照射采用年照射時數8760h，取室外居留因子0.2，人群所受照射劑量當量計算結果見表3。

表3 人群所受照射劑量當量計算結果 單位：mSv/a

《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871—2002）規定，公眾中有關關鍵人群組的成員所受到的平均劑量估計值不應超過1mSv/a，其劑量約束值應在公眾照射劑量限值的10%～30%（即0.1～0.3mSv/a）范圍。就此次研究檢測結果而言，這7個礦山內工作人員的γ輻射致年有效劑量均未超過職業照射劑量，而針對公眾的γ輻射致年有效劑量有2個礦山（乾源礦業和宇聯石膏礦）超過了公眾約束劑量上限0.3mSv/a，這表明在這兩個礦區仍存在一定的輻射危害風險[4]。

3 結論

通過對鹽池縣7個石膏礦的放射性水平的研究發現，乾源礦業和宇聯石膏礦礦區內生產區及產生的廢渣的γ輻射空氣吸收劑量率超過了國家管理限值，屬于國家伴生放射性礦相差范疇，致年有效劑量也超過了公眾約束劑量上限，需要引起重視，存在一定的輻射危害風險，其余各石膏礦礦區環境及產品、廢渣等的γ輻射空氣吸收劑量率均與當地環境本底相當。天石礦業、銀東礦業和嘉禾礦業礦區內檢測的土壤氡濃度有多個測點超過了50000Bq/m3，需要在礦區內修建建筑物時應采取綜合防氡措施來保障工人的人身健康。