我国伴生放射性矿(下文简称“伴生矿”)资源丰富, 种类繁多, 几种具有代表性的伴生矿为稀土矿、铝矿、铅锌矿、钽铌矿、锆英矿、煤矿、磷矿等。伴生矿物除了含所需的矿用成分外, 同时伴生有高于规定水平的天然放射性物质, 在伴生放射性矿的开发利用过程中, 铀、钍等天然放射性核素会在中间产品和废物中有所富集, 从而造成天然放射性对工作场所和周围环境的污染。产生的含有天然放射性核素的废物会对环境造成一定程度的放射性污染。伴生放射性矿开发利用中产生的废物的放射性活度浓度一般不高, 但是放射性废物的量很大, 对其按照一般的低放废物进行地质处置代价较高, 但是如果不对其进行管理, 按一般废物进行处理, 又会产生辐射环境问题, 因此对伴生放射性矿开发利用中的放射性废物管理是国际上的一个难题^[1]。江苏省现有17家伴生放射性矿开发利用企业, 包括13家稀土分离企业和4家锆化工企业。笔者主要讨论江苏省伴生放射性矿开发利用过程中产生放射性废物现状及其管理对策研究。

1 伴生放射性矿开发利用中放射性废物的产生

在各种伴生矿中, 稀土矿的伴生放射性相对较高。我国是稀土资源大国, 放射性物质含量高的各类稀土矿总含量居世界首位, 是世界上唯一能够大量供应各种不同品种、品级稀土矿品的国家, 资源储量第一, 占世界的70%左右。2000年, 我国对分布在四川、广东、山东、内蒙、天津、贵州和吉林7省市内的稀土伴生矿物资源利用企业进行了调查, 得出其放射性核素含量总a浓度范围为2 815~67 000 Bq/kg, 其中稀土矿、独居矿的天然放射性核素含量较高, 稀土精矿(品位60%)的天然放射性含量高达2.9×10⁴Bq/kg ^[2]。江苏省目前虽未发现可开采稀土资源, 但稀土分离在全国占有重要地位, 是全国重要的稀土生产基地。下面就以稀土分离生产为例, 介绍伴生放射性矿开发利用过程中放射性废物的产生:我国稀土矿主要有两种:南方离子型稀土矿和北方氯化稀土矿。南方离子型稀土矿生产工艺为原矿通过盐酸酸溶生成氯化稀土, 氯化稀土经萃取和反萃取从混合液中分离出来, 再通过草酸进行沉淀分离, 清洗、甩干后灼烧即为稀土的氧化物或碳酸盐。而北方氯化稀土矿则直接进行水溶, 然后经萃取与反萃取, 再用草酸沉淀、水洗得到单一的稀土氧化物产品。稀土生产工艺流程如下:

稀土分离过程中产生的放射性废物主要包括废水和废渣。如图所示, 废水主要有:稀土分离产生的酸性萃取废水、草沉废水和洗涤废水, 废水需经集中中和沉淀处理后方可经排放口排入江河湖海。而废渣主要包括酸溶渣和中和渣, 伴生放射性矿中的天然放射性核素主要沉积在酸溶渣中, 因而相对于废水和中和渣而言, 酸溶渣的放射性相对较高。废渣应入库存放, 防止或减少放射性废物对环境的污染。

2 江苏省伴生放射性废物现状

伴生放射性矿开发利用过程中产生的放射性废渣应建库或建坝存放, 依法进行处理和处置。按照管理部门的要求, 目前, 江苏省大部分伴生放射性矿开发利用企业已设立专门的放射性废渣库, 但仍存在废渣胡乱堆放、倾倒或未经监测就用作建筑材料等现象。如有些企业由于管理松懈, 没有自觉将废渣入库存放; 有些企业库房容积不能适应生产的需要, 又不能及时对废渣进行处理处置, 出现露天堆放现象; 还有些企业仅将放射性水平相对较高的酸溶渣入库贮存, 而将放射性水平相对较低的原料和中和渣随意地堆放在厂区内, 造成了环境污染。此外, 绝大部分企业的废渣库没有安装门、锁, 废渣转移及处理也没有到环保部门办理任何手续, 存在一定的安全隐患。江苏省部分伴生放射性矿开发利用企业放射性废渣排放情况见表 1。

由上表可见, B、D、H等企业废渣暂存数量较大, 未能及时进行处理处置。究其原因, 主要是江苏省的城市放射性废物库不收贮伴生放射性矿开发利用过程中产生的废渣, 而将废渣送交放射性固体废物处置单位处置, 费用又较高, 于是出现了各种违规处理处置放射性废渣的现象。目前, 废渣的处理主要有以下几种途径:一种是送回原料产地; 一种是还存在分离价值, 重复分离或转卖给其他企业; 还有一种就是忽视放射性废渣的危害, 向河水中倾倒或用于填沟造地等^[3]。企业废渣库堆满后, 废渣究竟该如何处理已成为部分企业的难题。

3 原因分析及对策研究

造成伴生放射性矿开发利用企业放射性废物胡乱堆放、难以管理的原因有很多, 配套法律、法规、标准不健全是主要原因之一。虽然《辐射防护规定》 (GB 8703-88)已明确指出: “含天然放射性核素的尾矿砂和废矿石及有关固体废物, 当比活度处于(2~7)×10⁴Bq/kg时, 应建坝存放, 退役时应妥善管理, 要防止污染物再悬浮和扩散。当比活度大于7×10⁴Bq/kg时, 应建库存放”, 但并未对伴生放射性矿开发利用中的放射性废物管理作特殊规定^[4]。《放射性废物管理规定》 (GB 14500-93)也未针对伴生放射性开发利用中产生的放射性废物的特殊性作专门规定。我国现有的关于伴生放射性废物管理的法律法规体系还不健全。

3.1 伴生放射性矿的界定不明确

我国现有的相关法律法规对伴生放射性矿已有所规定。1990年, 国家环保局颁布的《放射环境管理办法》将“伴生放射性矿物资源”定义为“某种矿石或矿砂资源中, 除了含所需的矿用成分外, 同时伴生有高于规定水平的天然放射性物质。” 2003年, 《中华人民共和国放射性污染防治法》又将“伴生放射性矿”定义为“含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀矿(如稀土矿和磷酸盐矿等) ”。虽然在法律法规中伴生放射性矿已有了基本的定义, 但还不够明确。对于定义中提及的“规定水平”、“较高水平”的, 国家尚未制定配套的法律、法规或标准来量化说明, 这就给确定伴生放射性矿开发利用环境管理对象带来难题。

3.2 现有放射性废物分类标准对伴生放射性废渣管理可操作性差

我国伴生放射性矿资源利用主要分为三大类:一类是伴生放射性矿的开采和精选; 二类是伴生放射性矿的冶炼、加工; 三类是产品的使用^[2]。对于前两类, 天然放射性核素可能在中间产品或废物中富集, 会产生大量放射性废渣, 要加强管理。而对于第三类中, 经过冶炼、加工, 部分产品本身可能已不含或仅含少量放射性核素, 其下游产品或废渣中放射性水平较低, 甚至低于国家豁免水平, 可以免于管理。因此国家应对伴生放射性矿开发利用企业实行分类管理, 制定管理名录。现有的《放射性废物分类标准》(GB 9133-1995)虽将不同半衰期的放射性固体废物按低、中、高分为三级, 同时对豁免废物作了具体规定, 但是该标准对于伴生放射性矿开发利用中的放射性废渣管理实用性差, 如将“豁免废物”规定为“对公众成员照射所造成的年剂量值小于0.01mSv, 对公众的集体剂量不超过1人·Sv/a的含极少放射性核素的废物”, 难以具体执行, 可操作性差。

3.3 放射性废渣处理处置合法途径单一

目前, 伴生放射性矿开发利用过程中产生的放射性废渣处理合法途径单一, 《中华人民共和国放射性污染防治法》明确规定: “产生放射性固体废物的单位, 应当按照国务院环境保护行政主管部门的规定, 对其产生的放射性固体废物进行处理后, 送交放射性固体废物处置单位处置, 并承担处置费用。”伴生放射性矿开发利用过程中产生的放射性废物的一个重要特点就是废物放射性水平较低而生成量较大, 江苏省城市放射性废物暂存库的收贮对象中不包括这类废物, 废物处理处置的唯一合法途径就是送到外省放射性固体废物处置单位处置, 这就大大提高了废物处置成本, 从而出现了企业囤积废渣或非法处理废渣的状况。

3.4 管理对策

针对江苏省伴生放射性矿开发利用过程中产生的放射性废渣现状, 笔者提出管理对策如下。①明确对伴生放射性矿开发利用企业的界定, 制定伴生放射性矿开发利用企业管理名录。②对伴生放射性废渣实行分类管理。高于国家豁免水平规定的, 按国家有关标准处理、处置。③针对伴生放射性矿开发利用企业产生的废渣可能具有放射性的特殊性, 制定伴生放射性废渣转移审批或备案制度。④由伴生放射性矿开发利用行业主管部门或环境管理部门牵头, 集中处理处置现已堆积的伴生放射性废渣, 以降低企业处置成本, 提高废渣处置的可行性。⑤鼓励企业采用新技术、新工艺, 减少放射性废物的产生量。