石槽村井田環(huán)境放射性水平現(xiàn)狀評(píng)估

摘要：本研究針對(duì)石槽村井田開(kāi)展了環(huán)境放射性詳細(xì)調(diào)查，包括井田環(huán)境放射性測(cè)量和煤矸石等固體及水體放射性檢測(cè)，對(duì)井田放射性水平進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估結(jié)果反映：石槽村井田地表環(huán)境放射性基本處于安全水平，井田范圍內(nèi)部分居民點(diǎn)使用的井水存在輻射超標(biāo)現(xiàn)象，煤礦開(kāi)采煤層和使用的水體放射性處于安全水平。

關(guān)鍵詞：寧夏；石槽村井田；環(huán)境放射性評(píng)估

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目“寧東地區(qū)大型煤田輻射環(huán)境安全監(jiān)測(cè)技術(shù)初步研究——以石槽村井田為例”（2019AAC03306）。

引言

礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用，但是隨之也產(chǎn)生了眾多的環(huán)境污染問(wèn)題，而放射性污染也是其中之一[1]。中國(guó)原子能科學(xué)研究院在21世紀(jì)初，對(duì)全國(guó)煤礦天然放射性核素含量數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)部分煤礦的煤炭中238U、226Ra、232Th含量較高[2]，因此，煤田放射性研究逐漸引起重視。此次研究針對(duì)石槽村井田，通過(guò)對(duì)井田范圍內(nèi)的環(huán)境放射性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，并對(duì)煤、煤矸石、土壤、基巖及井田范圍內(nèi)各種水體樣品進(jìn)行了放射性核素監(jiān)測(cè)，大致查明了石槽村井田的環(huán)境輻射現(xiàn)狀，分析了煤礦開(kāi)采過(guò)程對(duì)地表環(huán)境的輻射影響程度。

1.井田概況

石槽村井田位于寧夏回族自治區(qū)靈武市東南約40km處的磁窯堡鎮(zhèn)，屬于磁窯堡鎮(zhèn)管轄，屬于寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)。該井田是于1990年初至1992年底，由寧夏煤田地質(zhì)局對(duì)鴛鴦湖勘探區(qū)進(jìn)行詳查基礎(chǔ)上，劃分出來(lái)的3個(gè)井田之一[3]。構(gòu)造上屬于鴛鴦湖背斜的東翼，地表以緩坡丘陵地貌為主，大部分被第四系黃土或沙丘覆蓋，地形低緩平坦，起伏不大。

本次針對(duì)石槽村井田開(kāi)展放射性水平調(diào)查，是為該礦區(qū)在未來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)的放射性核素監(jiān)控，進(jìn)行技術(shù)探討。

2.工作方法

2.1工作方法

本次研究主要針對(duì)井田范圍內(nèi)地表γ輻射空氣吸收劑量率、大氣氡濃度、氣溶膠放射性以及氡析出率等4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)井田范圍內(nèi)的巖土體、水體進(jìn)行采樣分析。其中，地表γ輻射劑量率和大氣氡濃度檢測(cè)范圍涵蓋整個(gè)井田，氣溶膠放射性僅在礦區(qū)內(nèi)排風(fēng)井處進(jìn)行采集檢測(cè)，氡析出率在礦區(qū)排矸場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

2.2測(cè)點(diǎn)布設(shè)

地表γ輻射空氣吸收劑量率檢測(cè)，采用200m×200m的網(wǎng)度進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中，在相鄰檢測(cè)點(diǎn)之間連線左右50m范圍內(nèi)行進(jìn)時(shí)進(jìn)行巡測(cè)。大氣氡濃度和土壤氡濃度同γ輻射空氣吸收劑量率同步檢測(cè)，采用1000m×1000m的網(wǎng)度進(jìn)行檢測(cè)。氣溶膠采樣點(diǎn)設(shè)置在礦井排風(fēng)井風(fēng)機(jī)處，水樣采集點(diǎn)涵蓋地表徑流、生活用水、沉淀池積水、井田范圍內(nèi)井水以及矸石堆排水等。固體樣品采樣對(duì)象包括井田范圍內(nèi)土壤、煤、煤矸石。這些測(cè)點(diǎn)及采樣點(diǎn)均為固定點(diǎn)位。

3.井田范圍內(nèi)環(huán)境放射性水平特征

3.1地表γ輻射空氣吸收劑量率水平

井田地表環(huán)境γ輻射空氣吸收劑量率，共檢測(cè)782點(diǎn)，實(shí)測(cè)值范圍為0.03μGy/h～0.37μGy/h，平均為0.056μGy/h，其中僅有2個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的數(shù)值超過(guò)0.10Gy/h，分別為0.11μGy/h和0.37μGy/h；這2個(gè)測(cè)點(diǎn)處均是以前偷采煉油遺址，廢棄油渣仍然在該處有殘留，導(dǎo)致地表伽馬輻射劑量率偏高。其余測(cè)點(diǎn)測(cè)得數(shù)值范圍在0.03μGy/h～0.07μGy/h之間，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境本底水平相當(dāng)，無(wú)明顯異常。

3.2大氣氡濃度水平

井田范圍內(nèi)大氣氡濃度測(cè)點(diǎn)共設(shè)置34個(gè)，地表大氣氡濃度測(cè)得范圍：5.35Bq/m3～27.7Bq/m3，平均為7.32Bq/m3，未發(fā)現(xiàn)明顯異常偏高點(diǎn)。這是由于地表空氣流動(dòng)大，大氣氡濃度水平總體偏低，屬于正常的環(huán)境本底水平。檢測(cè)結(jié)果表明：在空氣流動(dòng)性較好的地表，基本不會(huì)造成對(duì)人體的輻射危害。

3.3土壤氡濃度

土壤氡濃度共設(shè)置測(cè)點(diǎn)34個(gè)，測(cè)得土壤氡濃度范圍為3302.23Bq/m3～30452.27Bq/m3，平均為7876.44Bq/m3。這些測(cè)點(diǎn)中，僅有1處測(cè)點(diǎn)測(cè)得的土壤氡濃度高于20000Bq/m3。參考室內(nèi)氡濃度，該測(cè)點(diǎn)處于矸石堆東南側(cè)地面，整體上處于輻射安全狀態(tài)。

3.4矸石場(chǎng)土壤氡析出率水平

矸石堆面積約2km2，高度處于2m～6m之間。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，每層矸石堆放厚約50cm之后，在矸石表面覆蓋厚約10cm的沙土，壓實(shí)之后繼續(xù)上覆矸石。氡析出率測(cè)點(diǎn)在矸石堆上平均布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)得矸石堆表面氡析出率范圍：0.0012Bq/（m3×h）～0.013Bq/（m3×h），平均為0.007Bq/（m3×h），未發(fā)現(xiàn)有異常偏高點(diǎn)。

3.5固體樣品放射性水平

本次樣品共采集了21份，包括煤、煤矸石、土壤等，化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

其中第SCC-19號(hào)樣品是在廢棄煉油遺址處取得的黑色油渣土壤混合樣品，其238U、226Ra含量超過(guò)輻射限量；其余所有樣品均處于正常水平。石槽村煤礦在檢測(cè)時(shí)段產(chǎn)出的煤、煤矸石等產(chǎn)品均可以安全使用，井田范圍內(nèi)的土壤、基巖等均處于安全水平，不存在輻射危害風(fēng)險(xiǎn)。

3.6水樣放射性水平

水樣放射性化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

在井田范圍內(nèi)的水井，均為附近居民點(diǎn)人畜飲用。其中，有1個(gè)水井內(nèi)采集的水樣其總α及總β均超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-2002）要求的輻射限值，超過(guò)了生活飲用水總α限值的9倍以上；有2處水井的總α檢測(cè)結(jié)果超標(biāo)；另有2處季節(jié)性河流內(nèi)采集的水樣，總α超標(biāo)。礦區(qū)生產(chǎn)生活所使用的水，檢測(cè)結(jié)果均處于安全狀態(tài)。

3.7氣溶膠放射性水平

采樣點(diǎn)位于石槽村煤礦排風(fēng)井處，氣溶膠樣品采集周期較長(zhǎng)，受氣象因素影響較大，此次研究過(guò)程中僅成功采集1組樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)《鈾礦地質(zhì)輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)要求》，此次研究過(guò)程中采集的氣溶膠樣品處于輻射安全水平，未超過(guò)相應(yīng)要求限值。

4.結(jié)論

本次研究表明，井田地表、矸石場(chǎng)、生活區(qū)和礦區(qū)環(huán)境地表γ輻射劑量率處于環(huán)境本底水平；土壤氡濃度整體處于安全水平；井田范圍內(nèi)煤礦生產(chǎn)生活用水均處于安全水平；井田范圍內(nèi)地表大氣氡濃度處于正常水平，為輻射安全區(qū)；井田范圍內(nèi)的廢棄煉油廠遺址處可能存在一定的輻射危害風(fēng)險(xiǎn)；井田范圍內(nèi)部分居民點(diǎn)所用井水存在輻射超標(biāo)現(xiàn)象，使用井水的居民及牲畜存在內(nèi)照射風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱國(guó)興.西南某磷礦周邊環(huán)境放射性水平研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)， 2018.

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[3]苗爭(zhēng)鳴.利用測(cè)井曲線物性特征確定鴛鴦湖礦區(qū)石槽村井田煤層對(duì)比的依據(jù)[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)， 2010.