廣東省某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

孫功明, 林健, 李冠超

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 廣東 廣州, 510800)

0 引言

伴生放射性礦是一類具有較高天然放射性水平的非鈾礦類礦，主要包括稀土礦、鉭鈮礦、鋯英礦、煤礦、磷酸鹽礦等15個(gè)類別礦產(chǎn)。此類礦在采選、冶煉和加工過程可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的輻射危害[1]。2016年，國(guó)務(wù)院頒布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第二次全國(guó)污染源普查的通知》[2](國(guó)發(fā)〔2016〕59號(hào))，對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的伴生礦采選、冶煉和加工企業(yè)進(jìn)行了污染源普查工作。2018年，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)及信息公開辦法(試行)》[3]，明確要求“伴生礦企業(yè)開發(fā)利用活動(dòng)中的原礦、中間產(chǎn)品、尾礦(渣)或者其他殘留物中鈾(釷)系單個(gè)核素含量超過 1 貝可/克(Bq/g)的企業(yè)”，需要開展輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)及信息公開。

獨(dú)居石是伴生放射性礦企業(yè)生產(chǎn)過程中較關(guān)注的對(duì)象之一，由于獨(dú)居石是稀土金屬礦的主要礦物之一，常含有U、Th放射性核素，它們的含量有時(shí)較高，而U、Th在衰變過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的α、β、γ射線，會(huì)釋放氡和釷射氣，同時(shí)加工過程中有廢氣排放。

廣東省內(nèi)某生產(chǎn)獨(dú)居石選礦的伴生礦開發(fā)利用企業(yè)是以鈦毛礦為原料，經(jīng)過重選、濕式磁選、干式磁選和電選方式獲得各自精礦，2017年開始生產(chǎn)至至今。2019、2020年度對(duì)該企業(yè)進(jìn)行了輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)，本文報(bào)道此項(xiàng)工作的內(nèi)容和監(jiān)測(cè)結(jié)果。

1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法

監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法依據(jù)《伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)要求》[4]中的要求進(jìn)行。

1.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括廠界外排放廢氣中的鈾、釷，監(jiān)測(cè)頻次：2 次/a；空氣氡，監(jiān)測(cè)頻次：2 次/a；釷射氣，監(jiān)測(cè)頻次：2 次/a；γ輻射空氣吸收劑量率，監(jiān)測(cè)頻次：2 次/a；土壤樣品中U、Th、226Ra核素含量，監(jiān)測(cè)頻次：1 次/a；地下水U、Th、226Ra核素含量，監(jiān)測(cè)頻次：1 次/a。由于監(jiān)測(cè)企業(yè)沒有廢水排放，廢水進(jìn)行循環(huán)使用，同時(shí)進(jìn)行了雨污分流，沒有廢水排放口，因此不進(jìn)行地表水和底泥監(jiān)測(cè)。本次輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)為期2 a。

1.2 布點(diǎn)原則

流出物監(jiān)測(cè)布點(diǎn)原則：在企業(yè)排放許可證對(duì)應(yīng)的廢氣排放口布設(shè)采樣點(diǎn)，本企業(yè)為生產(chǎn)車間排氣筒和焙燒車間排氣筒2 個(gè)點(diǎn)位。γ輻射空氣吸收劑量率布點(diǎn)原則：廠界四周布設(shè)，需包括廠界500 m范圍內(nèi)的敏感點(diǎn)(村莊等)2 個(gè)，最大風(fēng)頻下風(fēng)向廠界外，間距不超過500 m，在空氣和土壤采樣點(diǎn)6 個(gè)，易灑落礦物的公路10 個(gè)，對(duì)照點(diǎn)1個(gè)同時(shí)進(jìn)行布設(shè)。氡及其子體、釷射氣布點(diǎn)原則：廠界內(nèi)最近居民點(diǎn)1 個(gè)，最大風(fēng)頻下風(fēng)向500 m內(nèi)最近居民點(diǎn)1個(gè)，對(duì)照點(diǎn)1個(gè)。地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)原則：廠界附近200 m內(nèi)具有代表性水井2個(gè)，包括廠區(qū)內(nèi)水井1個(gè)和附近居民點(diǎn)水井1個(gè)。土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)原則：廠界四周500 m范圍內(nèi)土壤7個(gè)，包括廠界四周4個(gè)，周圍農(nóng)田2個(gè)，廠界最近居民點(diǎn)1個(gè)，最大落地濃度區(qū)域土壤1個(gè)，對(duì)照點(diǎn)1個(gè)。監(jiān)測(cè)企業(yè)平面布局及布點(diǎn)示意圖見圖1。

1.3 測(cè)量?jī)x器與方法

本項(xiàng)目測(cè)量?jī)x器均檢定/校準(zhǔn)合格，并在有效期內(nèi)，監(jiān)測(cè)方法均依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)量?jī)x器和監(jiān)測(cè)方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)見表1所列。

(紅色線框內(nèi)為廠區(qū)，黑色線框?yàn)閺S內(nèi)區(qū)域分布)

表1 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)量?jī)x器及監(jiān)測(cè)方法

1.4 質(zhì)量保證

為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的正確性，本次現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、取樣和室內(nèi)分析均嚴(yán)格進(jìn)行全方面質(zhì)量控制。監(jiān)測(cè)取樣人員培訓(xùn)合格上崗，并且各監(jiān)測(cè)儀器均在檢定/校準(zhǔn)有效期內(nèi)使用，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀器(測(cè)氡儀、便攜式X-γ劑量率儀)在測(cè)量過程(包括每天測(cè)量開始和測(cè)量結(jié)束)進(jìn)行儀器的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、一致性監(jiān)控。取樣過程嚴(yán)格按照《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[12]要求進(jìn)行取樣和保存，防止交叉污染；針對(duì)高純鍺γ譜儀進(jìn)行測(cè)量，檢驗(yàn)它們的本底穩(wěn)定性(短期穩(wěn)定性：泊松分布檢驗(yàn)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性：繪制質(zhì)控圖)和效率穩(wěn)定性，每個(gè)樣品測(cè)量時(shí)進(jìn)行能量刻度檢查，每次開機(jī)檢查能量分辨率1次，并用分析參考源檢查儀器分析準(zhǔn)確度，測(cè)定樣品時(shí)采取平行、復(fù)測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行質(zhì)量控制；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀每次開始測(cè)量進(jìn)行調(diào)諧，調(diào)諧合格才開始進(jìn)行測(cè)量，每批次測(cè)量均繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)量過程每10個(gè)樣品之后復(fù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線中間點(diǎn)；氡釷分析儀檢查本底、效率穩(wěn)定性，每半年進(jìn)行一次k值測(cè)量；放化分析通過空白、平行、復(fù)檢、加標(biāo)回收，標(biāo)準(zhǔn)樣品分析進(jìn)行質(zhì)量控制，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行溯源。上述質(zhì)保措施保證了本次監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性。

2 結(jié)果與分析

2.1 γ輻射空氣吸收劑量率

表2列出了某伴生礦開發(fā)利用企業(yè)周圍環(huán)境2019、2020年度γ輻射空氣吸收劑量率的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表2可見，2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)廠界四周、土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)、敏感點(diǎn)、廠界外運(yùn)輸?shù)缆乏幂椛淇諝馕談┝柯实谋O(jiān)測(cè)結(jié)果均略高于對(duì)照點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果。

表2 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)周圍環(huán)境γ輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果 (nGy/h)1)

根據(jù)對(duì)照點(diǎn)與周圍環(huán)境輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果反映該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)生產(chǎn)對(duì)周圍環(huán)境γ輻射空氣吸收劑量率具有一定的影響，部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位γ輻射空氣吸收劑量率升高，但均在多對(duì)照點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果3倍水平范圍內(nèi)。

2.2 空氣中氡濃度

表3列出了某伴生礦開發(fā)利用企業(yè)周圍環(huán)境2019、2020年度空氣中氡濃度和釷射氣濃度的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表3可見：

表3 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)空氣中氡和釷射氣濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)敏感點(diǎn)和最大風(fēng)頻下風(fēng)向空氣氡濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果均略高于對(duì)照點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果，并且最大值出現(xiàn)在2020年度最大風(fēng)頻下風(fēng)向；與建設(shè)前環(huán)評(píng)報(bào)告[13]中廠界外監(jiān)測(cè)結(jié)果(10.6 Bq/m3)比較，除2020年最大風(fēng)頻下風(fēng)向監(jiān)測(cè)結(jié)果與環(huán)評(píng)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果有較大差異外，其它空氣氡監(jiān)測(cè)結(jié)果處同一水平；兩年度監(jiān)測(cè)結(jié)果有一定的波動(dòng)，原因是測(cè)量時(shí)間不同廠區(qū)內(nèi)源項(xiàng)輻射水平差異影響所導(dǎo)致。

2019、2020年度上半年敏感點(diǎn)和最大風(fēng)頻下風(fēng)向的釷射氣濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果均略高于對(duì)照點(diǎn)，而下半年釷射氣濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果均略低于對(duì)照點(diǎn)，與建設(shè)前環(huán)評(píng)報(bào)告中廠界外監(jiān)測(cè)結(jié)果(8.6 Bq/m3)比較，除2019年下半年敏感點(diǎn)和2020年最大風(fēng)頻下風(fēng)向監(jiān)測(cè)結(jié)果低于環(huán)評(píng)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果外，其它釷射氣濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于環(huán)評(píng)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果。

2.3 土壤天然放射性核素含量

表4列出了某伴生礦開發(fā)利用企業(yè)周圍環(huán)境2019、2020年度土壤樣品中U、Th、226Ra含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表4可見：

表4 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)土壤放射性核素含量監(jiān)測(cè)結(jié)果

2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)廠界四周、敏感點(diǎn)、農(nóng)田、最大風(fēng)頻下風(fēng)向土壤中U含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果均與對(duì)照點(diǎn)處同一水平；2020年廠界四周、敏感點(diǎn)、農(nóng)田、最大風(fēng)頻下風(fēng)向土壤中U含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果與2019年度監(jiān)測(cè)結(jié)果無明顯差異。

2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)廠界四周、敏感點(diǎn)土壤中Th含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果均高于對(duì)照點(diǎn)，而周圍農(nóng)田和最大風(fēng)頻下風(fēng)向土壤中Th含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果略低于對(duì)照點(diǎn)；所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位土壤中Th含量均高于建設(shè)前環(huán)評(píng)報(bào)告中監(jiān)測(cè)結(jié)果(28.2 mg/kg)；2020年除廠界四周土壤中Th含量監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于2019年度外，其它監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤中Th含量監(jiān)測(cè)結(jié)果處同一水平。

2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)除敏感點(diǎn)土壤中226Ra含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于對(duì)照點(diǎn)外，其它監(jiān)測(cè)點(diǎn)位土壤中226Ra含量監(jiān)測(cè)結(jié)果均略低于對(duì)照點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果；所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤中226含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果均低于建設(shè)前環(huán)評(píng)報(bào)告中監(jiān)測(cè)結(jié)果(97.4 mg/kg)；2020年度的監(jiān)測(cè)結(jié)果與2019年度監(jiān)測(cè)結(jié)果處同一水平。

2.4 地下水天然放射性核素含量

表5列出了某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)地下水中天然放射性核素含量監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表5可見，2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)地下水樣品中U、Th、226Ra的監(jiān)測(cè)結(jié)果均較低，略低于該項(xiàng)目建設(shè)前環(huán)評(píng)報(bào)告[13]的監(jiān)測(cè)結(jié)果(U，0.09 μg/L；Th，1.3 μg/L)。

表5 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)地下水天然放射性核素含量監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.5 流出物監(jiān)測(cè)

表6列出了某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)2019、2020年度排放廢氣中U和Th濃度的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表6可見，2019、2020年度，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)生產(chǎn)車間和焙燒車間氣態(tài)流出物中U濃度、Th濃度均遠(yuǎn)低于《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[14]中規(guī)定的排放限值(100 μg/m3)。

表6 某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)氣態(tài)流出物監(jiān)測(cè)結(jié)果

3 結(jié)語

對(duì)某伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)2019、2020年度輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：

(1)該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)周圍的γ輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于對(duì)照點(diǎn)。

(2)敏感點(diǎn)和最大風(fēng)頻下風(fēng)向的空氣氡濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于對(duì)照點(diǎn)。

(3)敏感點(diǎn)的土壤Th和226Ra以及廠界四周土壤中Th含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果略高于對(duì)照點(diǎn)。

(4)廠內(nèi)和廠外地下水中U、Th、226Ra含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果均較低。

(5)該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)氣態(tài)流出物中鈾和釷總量遠(yuǎn)低于稀土行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)限值。

綜上所述，該伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)未對(duì)周圍環(huán)境造成明顯影響，但需對(duì)該企業(yè)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)加以關(guān)注。