鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理方案研究

彭谷香,馮 超,顧鑫軍,耿 翔(湖北省核工業(yè)地質(zhì)局,湖北 孝感432000)

1 前言

鈾礦地質(zhì)勘探工程是推動(dòng)我國核事業(yè)快速發(fā)展的重要工程,為國防建設(shè)和核電事業(yè)提供了豐富的鈾資源。但隨著時(shí)間的推移,鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施在發(fā)揮重要作用與價(jià)值的同時(shí)也對其周邊環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。如堆積的廢礦石影響了地表環(huán)境,坑口中放射氣體的外溢等,這些對于人們生命安全和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了潛在的威脅,因此要積極做好鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理研究,將安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

2 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治目標(biāo)

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治目標(biāo)就是可以對設(shè)施和場地進(jìn)行一定程度的開放和二次利用。依據(jù)ICRP 出版物的要求:退役后的設(shè)施和場地若能夠滿足可以應(yīng)用的計(jì)量要求,那就可以對其進(jìn)行開放和二次利用,反之則不能再進(jìn)行開放和利用。當(dāng)前在鈾礦地質(zhì)勘探整治中,由于整治的資金、國情、不同項(xiàng)目的差異性等多方面的因素,使得部分鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役后還未達(dá)到可以繼續(xù)合理的開發(fā)和使用的標(biāo)準(zhǔn),只是滿足于整治退役的標(biāo)準(zhǔn),因此也導(dǎo)致一些設(shè)施和場地的管理和使用受到限制。為了能夠盡快完成勘探設(shè)施的退役整治目標(biāo),當(dāng)前使用的退役整治方案是把廢棄礦石進(jìn)行回填,不能回填的要集中保存,接著在其上覆蓋土壤(或進(jìn)行綠化),用以阻止鈾的析出、減少輻射。填埋的地址要選擇遠(yuǎn)離居民區(qū)或水源區(qū),要保證其不容易受到雨水沖涮。

3 鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治方案

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治問題突出表現(xiàn)在整治后的環(huán)境安全問題,保證退役設(shè)施長期安全性和穩(wěn)定性。因此需要在退役整治前對該設(shè)施進(jìn)行源項(xiàng)調(diào)查,并提前制定好退役整治方案,了解相關(guān)的施工質(zhì)量信息等。

3.1 整治前的源項(xiàng)調(diào)查

源項(xiàng)調(diào)查是整治工作的重要內(nèi)容之一,要求調(diào)查內(nèi)容必須詳盡、真實(shí)。若在此環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)會(huì)直接影響后期工作的順利進(jìn)行。在進(jìn)行源項(xiàng)調(diào)查時(shí)應(yīng)注意以下問題:一是要全面了解勘探的歷史及環(huán)境變化,對其展開綜合調(diào)查,掌握該場所受污染的范圍和程度,不能有遺漏的地方。二是要重點(diǎn)關(guān)注異常的數(shù)據(jù),同時(shí)對其進(jìn)行更加仔細(xì)的調(diào)查,比如對廢礦石周邊的地質(zhì)、放射物含量高的地勢、周邊覆蓋的農(nóng)田等展開調(diào)查,查明受污染的原因、方式和受到污染的程度。三是要重視對非放射性污染的調(diào)查,比如重金屬、伴生元素等[1]。四是要真實(shí)反應(yīng)調(diào)查結(jié)果,例如在選取調(diào)查樣品時(shí)要有代表性,監(jiān)測設(shè)備要符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查的單位或機(jī)構(gòu)要具備相應(yīng)的資質(zhì)等,確報(bào)源項(xiàng)調(diào)查報(bào)告的準(zhǔn)確性、真實(shí)性和完整性,避免出現(xiàn)因源項(xiàng)調(diào)查不全面而影響退役整治工作的順利開展。

3.2 治理方案

退役整治工作實(shí)際上是有效解決環(huán)境污染的一項(xiàng)重要工作,通過多年對這些歷史遺留問題的整治,在鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工作中取得了優(yōu)異的成績。但是在實(shí)際的整治工作中,也發(fā)現(xiàn)一些問題有待改進(jìn):一是針對一些從其他地方獲取土壤進(jìn)行覆蓋的整治項(xiàng)目,要在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)填寫相關(guān)的環(huán)境影響報(bào)告表,并在審核驗(yàn)收環(huán)節(jié)也要加強(qiáng)審核驗(yàn)收檢驗(yàn),對其取土后的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)進(jìn)行有效評估;二是在生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,要實(shí)現(xiàn)“美麗中國”這一宏偉的發(fā)展目標(biāo),鈾礦地質(zhì)勘探整治工作必須要解決輻射帶來的環(huán)境危害、一般性的環(huán)境影響、生態(tài)環(huán)境、資源保護(hù)、景觀環(huán)境等問題。所以要結(jié)合以上的實(shí)際工作情況,制定合理科學(xué)的退役整治方案,才能夠?qū)ΡＷo(hù)生態(tài)環(huán)境起到積極的作用。在整治工作中主要是對廢礦石和坑口的整治,其中在單項(xiàng)施工中將其分為封閉坑口、清理或回填廢礦石、整治基礎(chǔ)墻、覆蓋或綠化等。在整治中處理廢礦石采用收集、堆積覆蓋、筑壩填埋等方式。在驗(yàn)收時(shí)申請單位要對整治的質(zhì)量和整治后的環(huán)境安全穩(wěn)定性做出詳細(xì)的分析和闡述,提高整治工作的有效性,保證退役設(shè)施的長期安全和穩(wěn)定性。

但考慮到鈾礦的廢棄礦石和一些尾礦對環(huán)境的影響,在實(shí)際整治時(shí)應(yīng)盡量選取地下采空區(qū)域進(jìn)行回填,這樣可以有效降低地表的堆積數(shù)量,解決環(huán)境污染問題,這也是對廢礦石進(jìn)行無害化處理的一種重要手段。所以為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,在進(jìn)行廢礦石整治時(shí)盡量優(yōu)先采用回填方案。以下是針對具體情況實(shí)行具體的治理措施[2]。

1)對無水坑口的治理

使用兩道(若坑口未超過30 m 可使用一道)毛石墻進(jìn)行封堵,中間用廢礦石進(jìn)行填埋。若遇到坍塌的坑口,需要清理坍塌的廢石,然后在坑口向內(nèi)延伸12 m 處嵌入底板和泥漿砌筑毛石墻,墻厚1.2 m,中間填埋廢石,在坑口位置2.3 m 處砌筑第二道毛石墻,最后覆蓋土壤填埋坑口,種植植被[3]。

2)對有水坑口的治理

使用兩道(若坑口未超過30 m 可使用一道)混凝土墻進(jìn)行密封,墻體中間設(shè)置疏通水道和過濾池,具體如圖1所示。在坑口向內(nèi)11 m 處巖性穩(wěn)定處嵌入底板砌筑混凝土墻,墻厚1.2 m,并在墻體內(nèi)預(yù)埋多條管道。在坑口位置2 m 處漿砌一道石墻,厚0.4 m,高1.3 m。在漿砌石墻的外側(cè)地面上鋪設(shè)漿砌石,厚0.3 m,寬0.6 m 用作過濾。砌筑漿砌石墻過程中,預(yù)埋的管道選用PVC 管,在管上打出45 ～50 個(gè)小孔,用尼龍網(wǎng)布包裹好管道將其一端預(yù)埋進(jìn)墻內(nèi),接著在墻體另一側(cè)和底板1.8 m 長的區(qū)域內(nèi)填放礫石,要讓礫石自然放置,不要損害管道,在礫石和管道上方鋪設(shè)土工布,用重物壓住將其固定。在砌筑第二道墻體時(shí),要預(yù)埋水泥涵管,砌筑高度與漿砌石墻一致,并在過濾池上方放置預(yù)制板,最后覆蓋土壤填埋坑口,種植植被[4]。

圖1 有水坑口的覆蓋

3)對淺井的治理

淺井指深度不高于30 m 的深礦井。淺井容易引發(fā)墜井事故或氨氣外溢。整治措施是用周邊的廢石進(jìn)行回填至距離地面1.8 m 處,接著用土壤將其掩埋夯實(shí),并在地表覆蓋植被。

4)對豎井的治理

豎井指的是深礦井,一般是與下部的相關(guān)通道進(jìn)行連接,比如通風(fēng)井等。整治措施與淺井相似,不同的是對其下方進(jìn)行填埋時(shí)要使用大塊的廢礦石,在其上方用0.6 m 厚的鋼筋混凝土板實(shí)行封堵,混凝土使用等級強(qiáng)度為C25,其配筋使用直徑16 mm@250 mm,雙層雙向,其周邊要埋入井邊0.7 m,最后覆蓋土壤種植植被。

5)對廢石堆的治理

針對一些地勢高坡度陡、運(yùn)行距離長、廢石數(shù)量大而多的石堆,可采取原地覆蓋的治理方式,依據(jù)場地的需求對其進(jìn)行整地、棄土、筑路等,最后用土壤將其覆蓋夯實(shí)。同時(shí)為保證其穩(wěn)定性,在其邊緣位置覆蓋土壤并修筑擋土墻壁等,具體如圖2所示。為預(yù)防積水沖刷土壤,在其上方建設(shè)截水溝或排水溝,預(yù)防土壤被侵蝕。此外在廢石堆周圍要放置警示牌。

圖2 廢石堆的覆蓋

3.3 對整治效果的預(yù)測和評估

在退役整治方案施工后,其整治前的各項(xiàng)源項(xiàng)會(huì)得到相應(yīng)的整治和處理,這樣確保了退役整治后各項(xiàng)源項(xiàng)能夠長期保持穩(wěn)定性,減少對環(huán)境的污染,同時(shí)也緩解了廢棄鈾礦石對社會(huì)環(huán)境造成的輻射傷害。通過退役整治后效果十分顯著,坑口得到封堵,有效阻止了有害氣體外溢,避免了墜井等事故的發(fā)生;有水坑的有害水源得到疏通,隨著環(huán)境和時(shí)間的改變水中的鈾會(huì)慢慢減少,改善周圍環(huán)境。淺井和豎井整治后被植被綠化,恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。通過筑砌墻體、擋土墻等保護(hù)了廢石堆的坡面等。

3.4 整治過程的監(jiān)測

在鈾礦勘探設(shè)施退役整治過程中,重點(diǎn)是對整治效果的指標(biāo)監(jiān)測,如對地表中鈾析出的指標(biāo)管理、輻射物的劑量率管理、地表水源中放射物的值、土壤中鈾的殘留率等,以此對整個(gè)的退役整治效果進(jìn)行評價(jià)。由于一些工程存在歷史問題,因此要加強(qiáng)對歷史資料的保存,同時(shí)要加強(qiáng)對整個(gè)過程的監(jiān)測和檢查,確保整治過程的順利實(shí)施。

3.5 退役整治后的持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理

退役整治后的持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理工作在行業(yè)內(nèi)有不同看法。比如在國外的部分國家只是對尾礦庫進(jìn)行持續(xù)監(jiān)護(hù),而國內(nèi)對于廢礦石、相關(guān)的勘探設(shè)施退役后是否采取持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理還沒有明確的結(jié)論。若對此不進(jìn)行持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理,則需要對現(xiàn)階段的整治方案加以優(yōu)化和完善,要針對集中和分類處置、回填、長期穩(wěn)定性等問題進(jìn)行具體分析,并制定相關(guān)的優(yōu)化和處理方案。如需要持續(xù)性的監(jiān)護(hù),則需要面臨和解決資金投入、責(zé)任單位、設(shè)施、監(jiān)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等問題。較之退役整治設(shè)施,鈾礦的勘探設(shè)施其殘留的放射性污染水平比較低,但是其分布區(qū)域較廣,而退役設(shè)施的個(gè)體較小,為持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理增加了難度。伴隨著我國對鈾礦的勘探開采工程的增加、核能的快速發(fā)展,對退役設(shè)施加強(qiáng)整治,建立相應(yīng)的后期監(jiān)護(hù)和管理機(jī)制是十分必要的。如在整治結(jié)束后,一些地方雖設(shè)立警示標(biāo)志,卻不能起到長效的保護(hù)機(jī)制,此時(shí)可設(shè)立防護(hù)欄或防護(hù)網(wǎng),起到封閉該區(qū)域的效果。對一些監(jiān)管盲區(qū)要進(jìn)行管理,防止該區(qū)域農(nóng)民進(jìn)行種植活動(dòng),當(dāng)?shù)卣块T要加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)宣傳力度,提高人們的防范意識。此外相關(guān)部門要盡快制定退役整治后的持續(xù)監(jiān)護(hù)和管理制度,確保整治的持續(xù)有效性。

4 結(jié)論

綜上所述,在鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工作中,雖然能夠依據(jù)相關(guān)的環(huán)境影響報(bào)告方案進(jìn)行治理,基本符合退役整治的目標(biāo),但是在整個(gè)的過程中,還是存在諸多方面的不足,因此提出一些建議:一是有關(guān)部門要繼續(xù)加強(qiáng)對鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治的制度規(guī)范,制定法規(guī)或條例,進(jìn)一步促進(jìn)整治工作的技術(shù)規(guī)范性。二是加強(qiáng)源項(xiàng)調(diào)查,對表外或礦化的礦石加強(qiáng)有效區(qū)分,從而制定更加科學(xué)合理的整治方案。三是依據(jù)最終的治理效果,加強(qiáng)對其整治后的監(jiān)管工作,并明確工作的目標(biāo)和責(zé)任。四是對整個(gè)退役過程中要加強(qiáng)監(jiān)督管理,尤其是在施工中的監(jiān)督和檢查工作。