磷肥是农作物生长必需的肥料之一。生产磷肥的原料是磷矿石。由于磷矿石含有天然放射性物质, 在由矿石到磷肥的生产过程中, 这些放射性物质被重新分配到产品、副产品和废物中, 造成对生产场所和环境的放射性污染^[1]。为此, 我们按照国家放射卫生管理规定^[2], 对四川某磷肥厂生产场所、原料及产品进行放射卫生调查, 并就调查结果作了卫生评价。

1 调查内容和方法 1.1 调查内容

四川某磷肥厂地处川西岷江上游, 以省内金河磷矿石为原料, 采用浓硫酸矿浆法生产过磷酸钙磷肥, 年产量4.5万吨, 针对工厂特点, 主要在生产场所监测:γ外照射剂量; 空气中氡的α子体潜能浓度; 磷矿石和磷肥总放射性及所含天然核素的放射性比活度。卫生评价的重点是:(1)工人在车间受到的附加辐射剂量; (2)依据国家标准, 对该厂的原料和产品作放射性水平分析。

1.2 监测方法

在磷肥生产各工段, 用FD-71闪烁辐射仪测量γ外照射剂量率, FJ-13α计数器测量空气α子体潜能浓度; 在一年内按季采集各批次的原料和产品, 用厚层法测量总放射性比活度, 按GB8921-88标准规定的方法检测天然核素的含量。放射性测量误差不超过±30%, 元素定量分析的总不确定度小于5%。

2 结果和讨论 2.1

环境γ外照射剂量, 结果见表 1。

在磷肥生产过程中, 由于放射性物质的转移, 在各生产工段出现高于环境天然辐射本底的γ辐射。表 1列出生产环境γ照射量率和空气吸收剂量率的监测结果。根据文献[3], 从吸收剂量到有效剂量的转换系数取0.7Sv/Gy, 该厂作业工人每年在岗操作1872小时, 由此算出工人在车间受到的γ外照射剂量当量和年有效剂量(结果列于表 1)。为了对照, 同时测量厂外环境荒地的γ外照射空气吸收剂量率为9.84 ×10^-8Gy·h^-1, 当量剂量率为6.89 ×10^-8 Sv·h^-1, 当地居民在室外(居留因子0.2)所受人均年有效剂量为0.12mSv·a^-1。可见, 工厂各生产车间γ外照射剂量都明显高于当地外环境天然辐射本底值。矿石堆外照射剂量水平最高, 人均年有效剂量0.4mSv·a^-1, 是当地居民室外受照剂量的3.3倍, 球磨工段因是密封操作, 环境污染较小, 外照射年有效剂量0.17mSv·a^-1, 为当地居民的1.4倍。

2.2 空气中氡子体α潜能浓度

通过采集空气气溶液, 测量α子体潜能浓度, 用ICRP32号报告^[4]推荐的公式算出车间工人由呼吸道受到的内照射剂量, 结果列于表 2。

从表 2可见, 车间空气α子体潜能浓度高于工厂生活区, 各监测点空气α子体所致内照射剂量与γ外照射剂量相近, 熟化工段因半成品大量集中, 致使空气α子体潜能及其内照射剂量较大。由于氡和它的短寿命子体有诱发肺癌的作用, 是较γ外照射更危险的辐射源, 所以, 为了减少这种危害, 应加强车间通风, 降低空气氡浓度。

2.3 天然放射性核素含量

该厂磷矿石和磷肥产品所含天然放射性核素比活度检出结果列于表 3。

由于采用优质磷矿石, 矿石中铀含量虽然大于30μg/g, 但镭-226比活度未超过500Bq·kg^-1的限值^[2]。经加工处理, 放射性物质被稀释, 生产的磷肥铀含量和镭-226比活度均符合国家标准的要求^[2]。矿石和磷肥中天然钍含量略低于地表土壤, 钾-40比活度远低于土壤中钾-40的含量水平。以磷矿石中天然核素含量与土壤含量的对照比较, 明显看出磷矿石有富集天然放射性铀系物质的能力, 而其它天然核素与之共生的量要少得多。监测结果还表明:矿石和磷肥中核素检出值变异较小, 连续监测随批次改变而核素比活度检出结果变化不大, 说明该厂所用磷矿石成分稳定、生产工艺成熟, 因而产品质量得到较好的保证。

2.4 总放射性水平

表 4列出总α和总β放射性比活度的监测结果。数据表明:磷矿石和磷肥都是以总α放射性为主, 由磷矿石转变成磷肥的过程中, 随放射性核素的稀释, 总放射性比活度也随之降低。与土壤总放射性比较, 磷矿石总α放射性为土壤的2.4倍, 总β放射性为土壤的2.2倍。磷肥的总α与总β放射性分别为土壤的1.5倍和1.7倍。所以, 施用这种磷肥对环境土壤不会造成放射性污染, 使用是安全的。

3 小结 3.1

由于磷矿石含有天然放射性物质, 在生产磷肥的过程中, 生产场所γ外照射剂量和空气中α子体潜能浓度明显增高。某磷肥厂调查表明:生产场所γ外照射吸收剂量较环境本底增加1.3到3.1倍, 工人在岗受到的附加γ外照射剂量为0.17~ 0.40mSv·a^-1, 空气α子体内照射剂量为0.22~0.34mSv·a^-1, 附加剂量合计0.39~0.74mSv·a^-1, 其中最大值已接近ICRP60号报告, 对公众受照剂量限值1mSv·a^-1的水平^[5]。

3.2

四川某磷肥厂采用优质磷矿石和较好的生产工艺, 使磷肥产品放射卫生指标符合国家标准的要求。施用这种磷肥对环境土壤不会造成放射性污染, 使用是安全的。