淺談放射性廢物治理的方法與思路

劉首正 張子伯 宋金田 于磊

一、庫區(qū)概況

該貯存庫位于遼寧省舊城市放射性廢物庫位于海城市大屯鎮(zhèn)，庫區(qū)距縣級公路干線約1 km，與公眾距離較近，庫區(qū)處在半山坡平面，周圍是南果梨種植區(qū)，建筑年久失修，基礎(chǔ)設(shè)施均已失去功能。2009年將放射性標(biāo)準(zhǔn)型粉末、廢舊放射源、污染容器等近五千枚源及幾十個(gè)貨包運(yùn)往國家西北放射性廢源庫貯存。清空后的放射性廢物貯存庫經(jīng)輻射環(huán)境水平初步調(diào)查及核素分析得知，庫區(qū)存在污染面積大，局部地區(qū)污染較重，地表污染有遷移、擴(kuò)散等趨勢。因此，貯存庫的放射性治理工作迫在眉睫。

二、治理思路

綜合考慮污染現(xiàn)狀、場區(qū)管理現(xiàn)狀等實(shí)際因素，提出了如下治理思路：

1.宜早不宜遲。放射性污染物不同于其他類污染，其中部分污染核素半衰期較長且活度較高，經(jīng)風(fēng)等自然或人為搬運(yùn)引起擴(kuò)散或遷移，后期很難對放射性污染物進(jìn)行有效管控與回收。

2.恢復(fù)周圍生態(tài)環(huán)境，保護(hù)公眾安全。通過治理，可以顯著降低庫區(qū)放射性污染水平，既可以做到恢復(fù)周圍生態(tài)環(huán)境，又可以降低周圍活動(dòng)對公眾照射劑量，保護(hù)公眾人身安全，避免引發(fā)群體性事件。

3.以輻射防護(hù)為優(yōu)先，尋求治理效果與經(jīng)濟(jì)代價(jià)平衡點(diǎn)。

三、治理技術(shù)路線

治理技術(shù)的總體路線是先按污染程度劃分區(qū)域，再針對不同污染區(qū)域制定不同治理方法，收集后的極低放、低放污染物制定不同的處置方案。

（一）污染區(qū)分級分類

污染區(qū)域的分級與分類在放射性污染治理中可以為治理工作提供十分重要的邊際參數(shù)。通過X-γ輻射劑量測量儀現(xiàn)場檢測布點(diǎn)759個(gè)（1 m×1 m梅花布點(diǎn)法），測量出治理前庫區(qū)內(nèi)X-γ空氣吸收劑量率水平達(dá)到127～1421 nSv/h，庫區(qū)內(nèi)部分區(qū)域輻射水平遠(yuǎn)高于本地區(qū)本底水平14.9～171.8 nSv/h，由此確定了庫區(qū)內(nèi)高于本底輻射水平的被污染區(qū)域及面積；通過α、β表面污染測量儀對廢物庫內(nèi)及二樓通風(fēng)間、廢物庫外院內(nèi)空地及廢物庫院外各相關(guān)點(diǎn)位進(jìn)行了β表面沾污測量，監(jiān)測結(jié)果為0.15～4.31 Bq/cm2，部分點(diǎn)位的監(jiān)測值高于本項(xiàng)目的解控值0.8 Bq/cm2；依據(jù)庫區(qū)廢舊放射源及放射性貨包清單可知該庫區(qū)曾貯存的主要核素有137Cs、60Co、226Ra等，通過放射性核素分析，檢測報(bào)告中137Cs的檢測結(jié)果為1 680 Bq/Kg，遠(yuǎn)高于擬開放場址土壤活度濃度可接受水平，其他核素略高于土壤中天然放射性核素活度濃度，基本確定超標(biāo)核素污染區(qū)域并明確標(biāo)識。

（二）去除方法選擇

參照國內(nèi)關(guān)于廢物庫或放射性污染場所治理方面主要科學(xué)研究方向及治理實(shí)例，目前主流的去除方法有機(jī)械破除、人工清除、試劑去除和凝膠去除等。

為選擇最優(yōu)化的去除方法，在貯存庫現(xiàn)場隨機(jī)選擇了水泥光滑表面、水泥粗糙表面、土壤表面、通風(fēng)管道表面等四處不同質(zhì)地作為試驗(yàn)區(qū)域。每一區(qū)域劃分為多塊分別進(jìn)行機(jī)械破除或人工清除、試劑去除、凝膠去除等試驗(yàn)并測試。試驗(yàn)結(jié)果對比表明，在水泥光滑表面和通風(fēng)管道表面（含部分油漆），凝膠（EDTA二鈉）憑借較強(qiáng)的吸污能力去除效果最好，化學(xué)試劑（檸檬酸鈉）依靠較好的流動(dòng)性去除效果次之，機(jī)械破除因揚(yáng)塵等問題效果最差；在水泥粗糙表面，凝膠（EDTA二鈉）依靠較強(qiáng)的表面吸附能力去除效果一般，機(jī)械破除效果次之，化學(xué)試劑（檸檬酸鈉）因回收難度大所以去除效果十分不理想；在院內(nèi)土壤表面，機(jī)械破除及人工清挖整體效果最好，凝膠（EDTA二鈉）去除及化學(xué)試劑（檸檬酸鈉）去除效果均不理想。綜合以上各種去除方法的優(yōu)缺點(diǎn)及成本分析，制定了針對不同區(qū)域或不同構(gòu)筑件采用多種去除方法的綜合治理方案，最終達(dá)到治理效果及經(jīng)濟(jì)效益的平衡點(diǎn)。

（三）放射性廢物的處理與處置

1.放射性廢物的處理。

放射性廢物的處理作為治理工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在庫區(qū)外建立完善的治理配套設(shè)施對后期處置工作具有十分重要的意義。通過現(xiàn)場設(shè)置廢物分級分類臨時(shí)存放區(qū)、廢物固化間、工具貯存室、工作人員休息區(qū)（臨時(shí)休息區(qū)、淋浴間、更衣室），即可以做到施工、休息分區(qū)，又可以避免放射性核素的二次污染。

2.放射性廢物的處置。

按照環(huán)保部發(fā)布的《放射性廢物分類》2017年第65號文件中的相關(guān)放射性廢物分類，本項(xiàng)目在治理過程中產(chǎn)生的廢物為低水平放射性廢物、極低水平放射性廢物及可解控或豁免廢物。其中低水平放射性廢物的主要來源是蒸發(fā)池治理過程中產(chǎn)生的含放射性廢物137Cs的凝膠；極低水平放射性廢物的主要來源為受到輕微污染的墻面粉灰、地面水泥砂漿、地面雜填土、通風(fēng)管道表面污染物、施工用具、防護(hù)用品等；可解控或豁免廢物主要為庫區(qū)內(nèi)建筑垃圾等，按照相關(guān)規(guī)定在檢測合格后可按照國家及地區(qū)固體廢物管理規(guī)定處置，不需要采取或進(jìn)一步采取輻射防護(hù)控制措施。

（1）低放廢物的處置。

在本治理項(xiàng)目中，低放廢物主要是按照目前國內(nèi)在中低放廢物方面的治理經(jīng)驗(yàn)與處理方法，結(jié)合本項(xiàng)目的產(chǎn)生廢物總量小等情況，宜直接采用200 L鋼桶水泥固化的方式深埋貯存。為達(dá)到放射性廢物安全處置的根本目的，宜設(shè)置30年的廢物處置安全期，避免因人為因素造成二次污染。

（2）極低放廢物的處置。

本項(xiàng)目中的極低放廢物來源較多，總量較大，外照輻射劑量率水平略高于本底水平，放射性比活度低，其中部分污染核素經(jīng)過一段時(shí)期衰變后可考慮解控，在外包裝上主要考慮防止擴(kuò)散、泄露，外照射輻射防護(hù)次之，考慮到運(yùn)輸途中的安全以及搬運(yùn)倒運(yùn)和長期暫存等因素，宜采用雙層塑封封裝。結(jié)合遼寧省地區(qū)水文地質(zhì)等條件及就近便宜處置的原則，建議運(yùn)送至地下水埋深較大、區(qū)域穩(wěn)定性較好、看護(hù)條件良好的753礦井內(nèi)。