环境是区域可持续发展的载体, 环境管理是协调发展与环境关系的手段。现阶段, 我国的环境管理已经从直接的环境要素管理转变到区域发展的环境系统管理, 有关区域环境防控的研究工作已成为环境保护领域研究的热点^[1]。然而, 在这一趋势深入发展的进程中, 由具有相当分布范围的天然放射性核素所致的辐射环境保护的防控研究, 却仍集中在具体环境要素的层次上。事实上, 分布有天然辐射源地区的区域性辐射环境问题已发展成为制约部分区域可持续发展的现实问题, 比如包头的白云鄂博矿的放射性环境影响问题^[2]、云南临沧的放射性环境影响问题^[3]。因此, 开展区域辐射环境防控研究显示出了其特定的现实意义。

研究示例滇西龙川江盆地曾是我国的铀矿开采基地, 铀成矿显示了区域天然辐射源的客观存在。在该区域内, 规划布有国家级重要生态功能区、重要有色金属基地、重要旅游区及生态农业规划区^[4], 但其局部地带的放射性环境问题已经对区域的发展构成了制约, 因此必须从区域尺度上进行放射性影响防控, 确保辐射环境安全, 方可推进可持续发展。

1 研究方法 1.1 选择典型区域^[5-9]

选择滇西龙川江盆地进行研究是基于三个方面的原因:其一, 龙川江盆地是云南铀矿、伴生放射性矿分布相对集中的区域; 其二, 盆地是我国西南普遍存在的地形地貌; 其三, 盆地-村落-市镇-资源开采区的组合环境类型在西南具有典型的环境代表性。

1.1.1 区域特征

① 该盆地为滇西规模较大的新生代断陷盆地, 南北长110 km, 东西宽0.6~9 km。②盆地东侧为高黎贡山群变质岩, 西侧为勐连复式花岗岩, 岩体为中粗料斑状黑云母花岗岩、中粒斑状黑云母花岗岩和中细料黑云母花岗岩。③盆地中广泛分布新生界上第三系和第四系, 以砾砂砾岩、砂岩和粘土层为主。④盆地为受断裂控制的不对称地堑式断陷盆地, 基底东陡西缓。盆地东缘为高黎贡山-龙陵-瑞丽断裂带, 西部发育龙川江断裂。基底断裂以近南北方向最为发育, 其次为东西向、北西向和北东向构造。⑤盆地内矿产资源蕴藏丰富, 目前已探明具有工业价值的煤、硅藻土与沙岩型铀矿、锡矿。

1.1.2 放射性环境

① 区域内探明了5个中、小型砂岩型铀矿床, 8个矿化点, 占滇西地区已探明砂岩型铀矿床总数62.5%。②主要为燕山早期花岗岩(铀含量7 × 10^-6~10 × 10^-6), 高黎贡山群混合花岗岩、混合花岗岩、片麻岩(铀含量6 × 10^-6~12 × 10^-6)。③盆地补给区水中铀浓度为0.03~1.0 μg/L, 径流区浅层地下水水中铀浓度为0.03~0.04 μg/L, 相变部位上来的深部地下水(局部排泄源)水中铀浓度可达0.3~3.0 μg/L。④²³⁸ U放射性比活度27.80~ 100.90 Bq/kg, ²³² Th放射性比活度35.00~218.59 Bq/kg, ²²⁶Ra放射性比活度17.51~93.60 Bq/kg。

1.2 技术方法

实施区域辐射环境防控, 在把握区域放射性环境特征的基础之上, 研究筛选出代表性的关键点位进行监控(第一环节:把握放射性环境状况及发展的时间、空间进程), 进而制定针对性的防控措施(第二环节:出现辐射环境异常的应对方法)。具体步骤及方法如下:第一步, 采用资料收集、现场调查的方法, 查明区域辐射源的分布; 第二步, 在第一步基础上确定天然辐射源的地表暴露区; 第三步, 在暴露区确定的基础上进一步查明主要暴露点位; 第四步, 采用列表清单法查明放射性核素向地表转移的主要因素; 第五步, 对区域的岩石、水体、土壤三个主要地表环境要素的放射性暴露进行分析, 并结合区域环境特征进一步筛选出能从整体上反映区域辐射环境变化的点位作为关键防控点; 第六步, 归纳整理研究结果。

2 研究结果 2.1 区域天然辐射源的分布

天然辐射源分布区域是放射性核素的源头(可视为污染源), 其分布特点对最终关键防控点位的确定起着至为关键的作用。曾经的铀矿开采点位主要集中在盆地中段西侧(花岗岩出露一侧); 同样, 盆地中段(避开已知的铀矿区及矿化区)γ剂量率实际巡测结果从东向西由10.8 × 10^-8 Gy/h升高至17.89 × 10^-8Gy/h, 这进一步证明了天然放射性水平向花岗岩出露一侧成升高趋势。结合盆地花岗岩的偏西南北走向及铀矿点、矿化点在盆地中段分布集中的特点, 可以明确盆地中部、西侧是辐射环境的重点防控区域。

2.2 主要地表暴露区

在辐射源分布区域的基础上确定暴露点位, 关注的重点在于放射性核素较易向地表转移、扩散的点、段。显然, 铀矿床点、铀矿化点、伴生矿、铀及伴生矿的选冶废弃物、地质脆弱区等都可看作区域放射性核素的主要暴露区。对于本研究区域而言, 由2.1可知目前已揭示的重要辐射源主要集中在盆地中部的偏西一侧, 因此, 这一区域可确定为主要地表暴露区。

2.3 主要暴露因素

决定元素向地表迁移的因素很多, 从宏观面上看, 研究区域的生态环境特征可以概括为:山间盆地、环境复杂、生态环境脆弱、灾害严重, 经济发展层次低、短期开发行为多、环境退化加剧、贫困普遍等诸多特点。区域环境急剧变化受到自然演变和人类活动双重交互作用。根据本次研究目标, 下面采用列表清单法对研究区域放射性核素的主要地表暴露因素及其影响进行总结概括(详见表 1)。

2.4 关键点设置及布设原则

关键点位的设置须充分虑及其科学性、可操作性及代表性三方面的要求。为了实现研究目标, 结合区域环境要素的组成, 确定了水、土壤、矿及矿渣、水体底泥、生物五种要素作为辐射环境防控关键点位的监控要素(图 1); 同时, 进一步结合区域辐射源的分布特征, 确定了关键点位的设置原则。

2.4.1 关键点设置

根据环境要素特征、放射性核素的环境水平及防控要求三个方面的客观要求, 结合要素的物质流特征确定关键点位如下:①水:盆地的两端、盆地中部、断裂构造区地下水露头分别设置为防控关键点; ②土壤:矿产资源开采点、崩塌滑坡区、大型工程排土或取土场; ③矿及矿渣:重点对盆地中部的锡矿、非金属、稀有金属矿取样监控。④水体底泥:河流底泥; ⑤生物:铀及放射性半生矿渣场(高放射性核素含量、易扩散区。)

2.4.2 布设原则

根据前面总结的辐射源规律及确定的监控要素, 点位设置的原则确定为"西多东少中部密, 南北两端重南面"。

3 结论

区域辐射环境的异常是区域环境演化的结果, 区域性辐射环境的防控对维护天然辐射源分布区域的辐射环境安全具有重要的现实性和紧迫性。

龙川江盆地在人类扰动及自然营力的双重胁迫下, 地表环境的结构和性质已经改变, 局部区域已经形成了辐射环境异常区, 有必要开展区域尺度的辐射环境防控。

虽然区域尺度的环境时空演化复杂, 但其区域辐射环境可以通过设置防控关键点的方法来实现有效防控。