地質勘探設施整治

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0引言   軍工鈾礦地質勘探工作為我國核工業發展作出了重大貢獻,但在取得優異成果的同時也帶來一定的環境安全問題,對當地生態環境和居民生產、生活安全造成危害。1986年后,隨著國家政策的調整,原有勘探設施進入退役階段,幾十年累積的退役設施及放射性物質該如何安全處理成為一個迫切需要解決的問題。   1退役整治目標與治理方案   鈾礦地質勘探設施退役整治的最終目標是使設施和場址獲得無限制或有限制開放利用。ICRP第82號出版物指出:如果退役后的場址滿足所有將來可能應用的計量約束要求,則這個場址可以無限制的開放或利用;如果不能滿足要求,則這個場址只能是有限制的開放或利用。目前由于治理經費、我國國情、項目敏感程度等各方面原因,部分鈾礦勘探設施和場址退役整治后不可能達到交給地方無限制使用的深度,只能達到相當于IAEA的Ⅱ級退役深度,相應的設施或場址要根據其使用方式和退役深度來確定其管理限值。為滿足最終目標,國內目前普遍采用的治理方案是將廢礦石能回填處置的盡量回填,其他的廢礦石集中堆放并建筑擋土墻穩定存放,然后覆蓋黃土、植被綠化,以抑制222Rn析出,屏蔽貫穿輻射。埋存地選擇距離居民生活區和水源較遠、不易被雨水沖刷、地下水系不發育的地方。   2退役整治前的環境安全問題   2.1放射性危害   以江西片區“十一•五”退役整治具體情況為例,廢礦石普遍在坑井口出口處就地堆放,河流、小溪、水庫旁,生態保護區內,甚至居民點附近,都有它們的存在。這些廢礦石堆的表面平均222Rn析出率為0.89Bq/m2•s,超過國家規定管理限值(無限制開放使用限值0.1Bq/m2•s,有限制開放使用限值0.74Bq/m2•s);γ外照射吸收劑量率均值為106.75×10-8Gy/h,遠遠超過當地本底水平(8.03~21.14×10-8Gy/h)。除廢礦石堆外,探槽和剝土也存在造成放射性危害的可能。大量氡氣從未封閉的坑口逸出;部分坑口流出水中也含有放射性污染物,對坑口周圍的地表水造成了一定的污染。上述危險因素可通過吸入、食入、接觸、外照射等途徑對公眾造成內、外照射危害。   2.2對生態環境的危害   勘探設施對勘探區生態環境造成了不同程度的危害,剝離地表植被,改變地質結構,從而誘發各種地質災害。除一般常見的滑坡、泥石流之外,部分坑道還破壞了當地的水文地質環境平衡,導致水層及地下水運動匯聚點發生變化,形成涌泉或使水體質量變差。   2.3其他不安全因素   待治理剝土、較深的探槽和未封閉淺井均存在跌落、墜入等一般性安全危害隱患。此外,部分廢礦石堆在洪水沖刷以及雨水的侵蝕下逐漸流散到環境中,掩埋河灘和道路,對居民生產、生活構成危害。   3退役整治過程中的環境安全問題   3.1水土流失   坑井口封閉、探槽的邊坡放緩、剝土和淺井的覆土植被以及廢礦石堆的覆蓋取土均會造成一定范圍內的植被破壞,引發不同程度的水土流失。因此在工程完工后,除了要對施工方案中需要覆土的地方進行植被綠化外,還需要對開挖取土表層進行植被綠化,綠化植物盡量選擇取土以前該地的植物品種,以維持當地的原有生態狀況。這一點往往在實踐中被忽略,值得重視。   3.2施工污染   施工所需的水泥砂石等材料在裝卸運輸過程中會有一定數量的灑落,因此在施工過程中要加強現場施工管理監督,注意對當地的水土保持,盡量避免因整治施工而對環境造成破壞。另外,對于附近有居民點的勘探設施要嚴格控制施工時間,禁止夜間施工,避免影響附近村民勞作起居。   3.3放射性核素對施工人員的內、外照射影響   施工人員在施工過程中接受的劑量,主要是在廢礦石堆治理施工過程中。照射途徑主要是含氡空氣的吸入以及γ外照射。有效劑量當量估算模式如下:   (1)γ輻射所致有效劑量當量估算Hnγ=0.7Rt式中:Hnγ———γ輻射所致有效劑量當量,Sv;0.7———劑量轉換系數;R———空氣中γ吸收劑量率,Gy/h;t———工作時間,h。   (2)吸入氡子體所致有效劑量當量估算HaE=0.5xtgf式中:HaE———吸入氡子體所致有效劑量當量,Sv;0.5———氡與其子體的平衡因子;x———氡平均濃度,Bq/m3;t———工作時間,h;g———氡子體吸入劑量轉換因子,取1.7×108;f———停留時間的份額,取0.3   (3)根據場地氡析出率,采用箱式模式估算在靜風(u<0.5m/s)條件下產生的場地氡濃度,所用公式如下:DRn=RS/uBH式中,DRn———場地中氡濃度,Bq/m3;R———場地氡析出率,Bq/(m2•s);S———場地面積,m2;u———風速,取0.1m/s;B———垂直風向的場地寬度,m;H———氡氣體分布高度,取10m。   (4)H=Hnγ+HaE式中:H———有效劑量當量,Sv;Hnγ———γ輻射所致有效劑量當量,Sv;HaE———吸入氡子體所致有效劑量當量,Sv;通過上述公式可以估算施工人員在施工過程中受到的有效劑量當量,本次選取江西片區“十一五”退役整治工程量最大的265隊641礦床,其含廢礦石堆28個,合計194010噸,占地53742m2,工作時間708小時,項目所在地平均風速2.29m/s。  #p#分頁標題#e# 經估算,施工人員有效劑量當量Hnγ+HaE=0.69mSv。   由此可知,即使要求工程在一年內完成,施工人員所受有效劑量當量為0.69mSv/a,也遠遠低于工作人員個人年有效劑量當量管理限制5mSv。   因廢礦石堆的放射性不是很強,且工程施工時間較短,對施工人員產生的外照射較弱,故放射性核素對施工人員的內、外照射影響在工程結束后也就消失。   4退役整治后的環境安全問題   以江西片區情況為例,通過對各源項采取攔渣筑渠、覆土植被、被動濾集水、雙墻封堵、廢石填充、放緩邊坡等治理措施,使各單項指標均滿足管理限值的要求,222Rn析出率比治理前降低30%~51%,滿足低于0.74Bq/m2•s的管理限制要求,貫穿輻射劑量率基本接近當地本地水平,消除了氡析出等放射性危害,恢復了自然地貌,緩解了水土流失,不安全隱患消失,對當地產生良好的社會效益,極大的改善了生態環境。退役整治達到預定目標。因此,退役整治后的環境安全問題主要在于如何保證設施的長期安全與穩定。   退役整治后,必須豎立警示牌,注明該區原有情況以及允許或禁止進行的生產、生活活動事項。此外還應與項目所在地人民政府協商制定一個保護退役整治工程的規章制度,將竣工后的整治工程移交當地政府進行監管和定期檢查、維護,發生人為及自然因素破壞時應及時進行修復,以確保設施的長期安全穩定。   5結束語   鈾礦地質勘探設施退役整治的目標是通過補救行動,防止各類有害物流失,極大的減少各類流出物,還當地一個優良的生態環境。因此,退役整治時不僅應當考慮當前環境安全問題,還要考慮幾百上千年后的情況,以最大限度地改善環境質量、保護公眾健康、杜絕安全隱患,進而維護社會穩定和人心安定。

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