放射卫生防护是矿山安全防护工作的重要组成部分, 提高对矿山放射防护工作的认识, 贯彻预防为主的方针, 加强矿山放射卫生防护管理与监测是放射卫生和矿山劳动保护的当务之急, 也是矿山安全卫生防护工作的重要任务。现围绕矿山放射性危害及其预防对策介绍国内外有关资料, 并提出当前工作的主要任务, 供同行参考。

一 矿山放射性危害

电离辐射造成人类死亡危险度的估计是以单位辐射剂量所诱发的癌症的几率表示的。近年来已对电离辐射对人类的危害进行了广泛深入的研究, 结果发现癌症发病率较高的既不是受原子弹袭击的日本, 也不是用X线治疗关节粘连性脊椎患者频度高的英国, 而是受氡及其子体照射的矿工。仅我国云南个旧地区就有1800例, 其中主要是云锡井下工人。

1 氡及其子体对空气的污染

矿井下氡主要来自巷道岩壁、崩落的矿石及岩石及地下水。矿体暴露面积越大、孔隙度越大、岩石破碎越严重、井下压力越小, 氡析出量就越高。井下通风状况对氡及其子体浓度影响较大。一般通风量越大空气中氡及其子体浓度越低。在实际应用中, 应考虑劳动卫生条件和经济合理性等要求, 进行适当的通风。

矿井下空气中氡及其子体的污染有下述几个特点:

① 氡析出的连续性。氡从矿体、岩石的析出是连续不断地, 即使停止了开采, 氡仍继续析出, 因而对矿井的污染也是连续的。

② 氡的扩散距离远。由于氡的半衰期较长, 能从产生地点扩散到很远的地方, 并能在矿井内集聚到很高的浓度; 又由于氡子体的半衰期较短, 随着其在矿井中停留时间的延长, 氡子体浓度会迅速增长。假如井下产生的氡子体没有损失, 那么大约经过3小时, 氡子体的浓度就从零上升到与母体氡的浓度相等的程度, 即氡子体与氡达到了放射性平衡。在这种状态下, 氡子体的浓度最高, 吸入这样的空气受害最大。

由于上述两个特点, 在老的矿山、采空区析出的氡往往是污染井下空气的主要原因。根据对国内20个矿山的初步调查, 有12个矿山氡子体浓度超过了国家卫生标准, 其中9个是来自采空区的污染。

2 矿石粉尘

矿石和岩石中含有的铀等放射性核素均可以矿尘的形式在采矿作业过程中发散出来。凿岩、爆破、矿石的装运等均可产生矿石粉尘。快速的气流和机械震动作用又可使各种表面上的矿尘再次悬浮。其浓度随时间、地点和矿石湿度的不同而有很大差别, 其变化范围从稳定状态下的接近于零到刚爆破的最大值。可引起呼吸器官疾病如矽肺和粉尘引起的支气管炎等, 而且矿尘也可产生内照射剂量。

3 γ和β外照射

γ辐射是矿石中的放射性核素发出的, 它对矿工产生外照射剂量。γ外照射剂量主要来源是矿石中氡-222的两个短寿命子体, 即铋-214和铅-214, 其强度取决于矿石、围岩中铀、镭的含量以及矿石的存放量。一般巷道较低, 小于1μGy·h^-1, 铀品位达0.2%时, γ照射量率可高达5~15μGy·h^-1。β辐射不如γ重要, 矿井壁表面附近β和γ辐射的空气吸收剂量率的典型比值是0.5:1, 距离表面1米处为0.2:1。

正因为矿山有以上三种放射性危害, 才引起世界各国的高度重视。国际放射防护委员会(ICRP)已相继出版了24、32、47号报告书, 专门阐明用于控制所有矿山辐射危害的限值和方法。47号报告书特别强调: “在比较铀或钍矿与非铀矿(如煤矿或金属矿)时, 并未发现有本质上的不同, 只是在非铀矿中, 由外照射和吸入含铀和钍衰变系中的放射性核素的矿尘所产生的照射剂量一般要小些, 主要问题是氡及其衰变产物的吸入。”, 而且指出:“在非铀矿, 个人剂量可能与铀矿或钍矿中的相似。但是由于非铀矿中的工作人员较铀矿为多, 所以采矿作业期间的集体剂量多半要大些, 应给予非铀矿的辐射防护较它过去已得到的更大的关注。”。

二 防护管理与监测的依据

鉴于氡及其子体可诱发矿工肺癌的危害性, 世界各国和一些国际机构十分重视矿山氡及其子体的防护与监测, 并制定了各种法规、标准和防治措施, 并收到显著效果, 为我们搞好防护管理与监测提供了依据和经验。

1 CIRP有关建议

1959年, ICRP 2号报告书建议地面生产厂房和井下平衡当量氡浓度的容许值为1110Bq·m^-3。1977年ICRP24号报告给出了平衡状态下氡的年平均浓度限值。同年ICRP26号报告书引入了新的剂量限制体系; 1977年ICRP30号报告书引入了年摄入量限值(ALI)和导出空气浓度(DAC)等新概念, 并规定了用于控制职业性照射的基本限值; 1951年ICRP32号报告书, 根据近年收集到的有重大价值的流行病学和剂量学资料, 以摄入量为依据制定了矿山工作人员的限制体系, 剂量估算方法。

1955年, ICRP47号报告书"矿山工作人员的辐射防护“以阐明矿山辐射防护管理与监测原则和方法为目的, 对矿山作业环境的放射性危害因素, 管理原则、措施与方法, 个人剂量限值, 监测目的与要求, 以及医学检查等都做了详细的说明。

2 我国现行放射卫生防护法规标准

1974年我国颁布了《放射防护规定》, 其中规定了矿井下氡的最大容许浓度为3700Bq·m^-3, 但氡子体的α潜能值不得大于4.10⁴MeV·L^-1, 即相当于平衡当量氡浓度1110Bq·m^-3。

1984年我国颁布的《放射卫生防护基本标准》即国家标准GB4792-84中, 关于防护目的、防护原则, 个人剂量限值, 特别是铀矿及其它井下作业人员吸入氡、及其子体限值部分, 是矿山放射防护管理与监测评价的重要依据。

GB4792-84采纳了ICRP的一系列建议, 规定任何一种短寿命子体混合物的α潜能的职业年摄入量限值ALI_P=0.02J。由此计算出空气导出浓度DAC_P=8.3·10^-6J·m^-3, 若用平衡当量氡浓度(EC_Rm)表示, 则

并下工作人员实际受到的辐射危害有内照射, 也有外照射, 还应包括矿尘中衰变产物的总α放射性的内照射剂量。因此矿井下工作人员的照射剂量应满足下列不等式, 才不会超过所规定的剂量限值:

或中:H_B为外照射年有效剂量当量;

H'_B, Limit为放射性工作人员年有效剂量当量限值(50mSv·a^-1);

I_j为放射性核素j的年摄入量(Bq·a^-1);

ALI_j为放射性核素j年摄入量限值, Bq·a^-1。

由于上述吸入氡及其子体的年摄入量是基于放射性职业人员剂量当量导出的, 因此在实际工作中, 不能满足于不超过限值, 还要按最优化原则, 尽量减少和避免不必要的照射, 尽可能地降低受照剂量, 以保障矿工及其后代的健康与安全。

1988年, 新的《辐射防护规定》, 即GB8703-88规定的剂量限制体系, 防护原则, 管理与监测等与GB4792-84是一致的, 都规定氡子体的年摄入量限值为0.02j, 以及辐射监测、医学检查和健康管理等。

以上都是执行法规标准, 加强矿山放射卫生防护管理, 开展矿山放射性监测和医学检查的有力依据。

三 矿山放射防护的主要任务 1 提高认识, 加强领导, 切实搞好放射防护管理与监测工作

首先要提高思想认识, 贯彻预防为主的方针, 切实改善工人的生产劳动条件, 确保矿工及其后代的健康与安全。国外对矿山氡及其子体的危害与防护非常重视, 已将矿井下氡及其子体浓度降到限制标准以下或更低。目前, 我国有些矿山尚缺乏必要的规章制度和具体防护措施。如湖南曾对20个矿山做过调查, 结果表明40%的矿山没有防护管理机构, 80%的们妇没有放射卫生专职人员, 40%的矿山没有机械通风设备, 只有10%的矿山使用可防放射性气溶胶的口罩, 约一半的矿山没有卫生制度和医学监督。因此, 在我国急需加强矿山放射卫生防护管理与监测工作, 健全卫生管理机构和制度。

2 开展全面的调查与测试, 尽快掌握各个矿山井下放射性核素的水平和分布, 特别是氡及其子体的污染水平和未源。

矿井下氡及其子体浓度增高的原因是复杂多变的, 受其他因素的影响也较大, 因此需要经常性的反复监测。目前, 我国大部分矿山尚未开展对氡及其子体的监测工作, 已开展工作的也仅是局部的, 初步的工作。距离标准化、制度化、经常化还相差很远。因此应尽快地开展全面系统的调查与测试, 以便为建立必要的监督监测制度和程序提供科学依据。

3 加强矿山放射卫生防护措施

总结矿山卫生防护的实际经验, 有许多卫生防护措施都是行之有效的, 现简要分述如下。

① 防尘:防尘的主要手段是抑制尘源和合理的通风。凿岩是矿山开采中产生粉尘的主要工程, 目前凿岩防尘主要是采用湿式凿岩, 杜绝干打眼。在没有条件进行湿式凿岩的地方, 应采用干式捕尘凿岩装置。爆破也是粉尘的主要来源之一。不采取防尘措施的爆破所产生的粉尘比干式凿岩时还高。因此爆破时必须采取防尘措施, 如水封爆破、喷雾洒水和水幕净化都很有效。在采场扒矿或工作面凿岩时, 必须对一矿、岩堆进行喷雾洒水, 这是降低粉尘简单有效的方法。矿石在凿矿井溜矿过程中, 也往往产生大量粉尘, 影响范围也较大。溜矿井的位置应尽量靠近回风道, 以便较方便地将溜矿产生的粉尘引入回风道排出。并做好榴矿井的密闭、喷雾洒水等工作, 以便粉尘不污染矿井空气。

此外, 在充填、浇灌、放顶时也应采取防尘措施。随着科学技术的进步, 不断采取先进技术, 提高自动化、机械化水平是防尘除害的根本途径。

② 通风:矿井下氡及其子体的主要污染源是矿岩表面, 其次是矿水。降低井下氡及其子体浓度的主要途径是隔离氡源, 减少氡的析出量; 再就是通风降氡和空气净化。为控制氡的析出量, 可采用混凝土、沥青、环氧树脂、水玻璃等防氡气密材料覆盖巷道岩壁表面; 用密闭墙体将废弃巷道及采矿区与生产区隔绝; 将矿石尽快运出, 以及控制矿水中氡的释出等方法。

通风不仅是排出井下粉尘、炮烟、改善矿内气候条件的主要方法, 而且也是排除氡及其子体的有效手段。由于氡及其子体的产生和传播有其自己的特点, 因此在选择通风方法、设计通风方案及设施时, 要充分考虑排氡通风的特点。合理的通风方式应满足有效风量率高, 入风质量好, 排除有害物质快、营理维修方便等方面的要求。采用压入式通风可阻止氡的析出。空气净化的方法主要有采用过滤装置, 超高压静电技术, 以及负离子发生器等。

③ 卫生保健:在矿山设计时, 应设计供矿工使用的卫生生活设施, 如浴室、洗衣房、保健食堂等。矿工就业前应进行全面的健康检查。在工作中, 为防止污染身体应穿好工作服、鞋、帽, 不在井下进食、吸烟。为防止放射性气溶胶进入呼吸道, 可佩载能阻止放射性气溶胶的口罩, 如湘劳Ⅳ型、武安302型等。下班后应清洗全身, 避免皮肤污染; 同时不要将污染的工作服等用具或物品带入生活区, 防止污染扩散。定期对矿工进行健康检查, 对井下矿工出现的不健康间题, 特别是肺部疾患应密切注视, 尽早发现癌前细胞, 及时诊断和治疗, 防止癌变发展。

4 搞好矿山的环境保护

矿山和其它工业一祥也会产生一定数量的“三废”, 如果处理不当, 废水、废气、废物中的放射性物质也会给环境造成不同程度的污染。特别是矿区本身的路面、水源、生活区以及附近的土壤、作物是否受到污染, 更是人们十分关注的。如美国曾用矿渣或废石做民用建材, 结果造成室内氡污染, 有的超过本底几十倍甚至上百倍。我国也有因用废石建房而造成室内氡污染的情况。还发现一些矿山饮用水中总α放射性超过了国家卫生标准。

废水可渗入地下污染地下水, 还可随江河顺流而下扩大污染范围。特别是某些动、植物、水生物具有储存和富集放射性元素的能力。人吃了受污染的动植物会在短时间内摄入大量的放射性物质而身受其害。因此必须高度重视矿山环境保护工作, 严格遵守国家有关法规、条例、标准, 认真搞好矿山环境保护, 造福后代。

5 密切协作, 搞好放射卫生防护与监测

由于放射性是摸不着看不见的, 放射性的测量必须使用专门的仪器和设备, 这就需要有专门的辐射监测与防护机构和相应的专业技术人员去做这项工作。放射卫生防护与监测人员是发现放射性污染和危害的侦察兵, 也是防治污染的工程师和预防职业病的保健医师。他们监测的数据是我们采取各种防护措施的依据, 他们的卫生学评价和防治对策是矿山安全生产的保证。他们即是矿山领导的参谋, 又是广大群众的参谋。他们的工作是把党和政府的关怀和温暖送到了工人的作业场所。

有关卫生、劳动、环保、工会以及核工业、有色、黄金、冶金、煤炭等矿产部门, 应加强横向联系, 密切合作, 共同搞好放射卫生监测工作, 这也是我们的共同目标, 共向的愿望。我们不仅应了解这项工作的重要意义, 还应了解它的具体内容, 以便相互支持和配合。

矿山放射卫生防护监测工作的主要内容有:

① 测定作业场所的放射性矿尘, 氡及其子体浓度, γ、β、α等放射性物质浓度和辐射水平、剂量估算, 卫生学评价, 防护措施;

② 测定生产区附近地区空气、水、土壤、生物样品中放射性物质含量, 估算剂量, 评价卫生学意义, 处置办法等;

③ 检查、鉴定、参与改进矿井通风系统等各种卫生防护设施和防护用具的效果;

④ 参与和处理生产过程中新工艺、新技术、新设备、新设计中的放射卫生防护问题;

⑤ 进行放射性物质及设施的登记、许可、检测、评价验收、事故监测、参与抢救、善后处理等;

⑥ 其它涉及放射卫生防护、监测与评价的工作。