几年来, 我们对某核燃料加工厂(A厂)、某铀矿(B矿)和某钼矿(伴生矿C矿)周围的环境进行了γ剂量率、空气氡浓度、空气中铀含量、废水、地面水以及周围的土壤、作物实行每年一次的监督性监测, 如何确定监测点位是一项很重要的工作。做好了既可以节省监测费用, 又可以保护环境, 得以可持续发展。

上世纪80年代辐射环境质量评价指标是:关键居民组所受剂量当量和80 km范围内居民所受集体剂量当量。长期的实践结果表明, 核工业的环境保护措施收到了较为明显的效果, 获得了较好的社会效益。对环境而言, 核工业是一种比较清洁的工业。

从我们实践来看, 在厂(矿)区周围0 ~ 1.5 km范围内是污染较为明显的地段, 随着离厂(矿)区距离的增大污染迅速地减弱, 2 km以外基本接近环境本底值, 根据这一规律, 我们采用沿辐射方位, 从污染区~ 0.5 km ~ 1 km ~ 1.5 km间隔布点作为我们监督监测的监控点位, 对于废水监测点位为矿区地下水流出区所设观测井和废水排放口, 地表水为排放口的上、下游, 对下游1.5 km处的断面作监督监测的监控断面。

1 污染源分析 1.1 A厂生产过程中产生的放射性废物 1.1.1 气体废物

主要是各工艺厂房在生产过程中和容器拆卸、检修时逸出的铀气溶胶及经过滤、净化合格的工艺尾气(铀浓度均小于2 μg/m³)。

1.1.2 放射性液体废物

主要来源于102^#和102^#A的厂房容器、阀门、取样器的清洗液以及其他固体废物清洗液, 中央分析室分析残液, 废水处理离子交换再生液, 各工艺厂房尾气淋洗液及擦地水等, 这些废水集中收集到102^#厂房, 经处理合格后(铀浓度≤50 μg/L), 在雨季洪水期有组织排放到溢水河。

1.1.3 放射性固体废物

主要是废水处理过程中产生的石灰乳渣, 可燃废物焚烧减容后的灰渣, 及经过清洗的废旧金属, 这些固体废物存入105^#固体废物库, 不外排。

1.2 B矿及C矿在生产过程中产生的放射性废物 1.2.1 气态源项

矿井排放及渣场、堆厂、尾矿库析出的氡气。

1.2.2 液态源项

废水处理后的外排水。

1.2.3 固体源项

生产排放的废石, 堆浸后的废渣及尾矿。

2 布点 2.1 大气

沿辐射方位从污染区~ 0.5 km ~ 1 km ~ 1.5 km结合厂(矿)区特点, 有选择性的布点。

2.2 水

① 观测井。②废水:总排口。③地表水:以厂排放口为中心, 在河流上、下游各设一个断面, 下游1.5 km处为监控断面。

2.3 土壤, 生物(同大气) 3 采样和处理 3.1 大气的采样和处理 3.1.1 空气中铀浓度监测

空气取样器上装聚丙烯超细纤维滤膜, 调节流量, 抽取样品总体积不小于10 m³, 置换算成标准状态下体积。

取好的样品滤膜经干法灰化, 氢氟酸脱硅、硝酸消化, 再用去离子水处理成水溶液后待测定。

3.1.2 空气中氡浓度

用RCM-2型氡连续监测仪直接测量。

3.1.3 环境γ剂量率

用BH3103A型X-γ剂量率仪现场测量。

3.2 水样的采集和处理

专用的采样桶, 采样时用采样水洗涤3次后采集, 一般在样品流动处取样。取回的水样, 取其上清液, 加入硝酸调节pH值在2.5 ~ 3之间, 待测。

3.3 环境土壤的采样和处理

采样前, 先扫清表面杂质, 取垂直深5 ~ 10 cm的表层土, 采用梅花型采样法混合后取2 kg样装入塑料袋中。采得的样品除去石块、草根等, 风干后磨碎, 并经180目过筛, 于105 ~ 110 ℃干燥2 h, 经氢氟酸脱硅、硝酸、高氯酸溶解后, 处理成水溶液待测。

3.4 生物样品的采集和处理

监测的生物样品有小麦、玉米、萝卜。采样点在厂区周围选定, 与耕种该地的农民约定, 待庄稼成熟后, 采样人员到农民家称取一定量的样品。

采来的生物样品及时洗净, 晾干(萝卜需除去不可食用部分)称量并记录鲜量, 再经炭化、灰化、消解、处理成水溶液后待测。

4 监测方法(表 1) 5 质量保证措施

⑴项目工程工况负荷均在75 %以上。

⑵合理布设监测点位, 保证各监测点位具有代表性、科学性和可比性。

⑶监测分析方法采用国家标准方法, 监测人员必须持证上岗。

⑷所有监测仪器必须经计量部门鉴定。

⑸做好加标回收工作。

6 对环境有影响的因素监测结果 6.1 A厂(表 2) 6.2 B矿(表 3) 6.3 C矿(表 4) 7 剂量估算 7.1 人群分布(表 5) 7.2 辐射环境所致各人群组剂量估算模式与参数

采用环境监测结果估算辐射剂量的模式与参数^{[1, 2]}。

7.2.1 外照射剂量模式

已知环境γ吸收剂量率估算模式。若某子区或区域空气中的 γ吸收剂量率监测的年均值为Da(Gy/h), 则该子区或区域内居民所受到的年有效剂量为:

式中: E_B —年有效剂量(Sv/a); D_a —空气中的γ吸收剂量率监测年均值(Gy/h); D_f —空气中的吸收剂量率与有效剂量的比值, 对环境γ辐射D_f =0.7。

不同年龄组每天在室内、室外的时间见表 6。

7.2.2 内照射剂量模式 7.2.2.1 已知空气中核素浓度的估算模式

⑴若某子区或区域空气中核素浓度监测的年均值为X(Bq/m³), 则该子区或区域内居民年吸入产生的待积有效剂量为:

式中: E_A^a —a年龄组个人的年吸入产生的待积有效剂量或当量剂量(Sv/a); R_a —a年龄组个人的年空气摄入量(m³/a), ICRP23出版物推荐的R_a列于表 7; X —空气中核素浓度监测的年均值(Ba/m³); g_A^a —a年龄组的吸入剂量转换因子(Sv/Bq), 其值见下表 8。

⑵已知空气中氡浓度估算模式:

式中:H_E^a —吸入氡子体所致人均年有效剂量(Sv/ a); X —氡年平均浓度(Bq/m³); q_内^a、q_外^a —分别为居民在室内、外吸入氡子体的剂量转换因子〔Sv(Bq·h· m^-3)^-1〕; f_内、f_外 —分别为居民在室内、外停留时间份额。

7.2.2.2 已知饮水中核素浓度的估算模式

若某子区或区域内饮水中核素浓度监测的年均值为C_w(Bq/ L), 则该子区或区域内年饮用污染水产生的待积有效剂量为:

式中: E_w^a —a年龄组的个人因污染水的年摄入产生的待积有效剂量(Sv/a); C_w —饮用水中的核素浓度(Bq/m³); g_D^a —食入剂量转换因子(Sv/Bq), 见表 9; U_a^w —a年龄组的个人对污染饮水的年摄入量(L/a), 见表 10; t_p —饮水水源中取水到人消耗的时间, d对最大个人, t_p =0.5d, 对群体t_p =1d。

7.2.2.3 已知食物中的核素浓度估算模式

若某子区或区域内P类食物中(农产品、动物产品)中的核素浓度监测的年均值为C_p, 则该子区或区域内居民食入污染食物产生的待积有效剂量为:

式中: E_D^a —a年龄组居民个人年食入污染食物产生的待积有效剂量(Sv/a); g_D^a —a年龄组的食入剂量转换因子(Sv/Bq), 其值详见表 9;U_p^a —a年龄组个人对P类食物的年摄入量kg/a或L/a, 具体见表 11; C_p —p类食物中核素浓度监测的年均值(Ba/kg或Ba/ L); R_p —p类食物在制作过程中的去污因子, 最大个人R_p =0.7, 群体R_p =0.5;f_p —食入受污染的P类食物的份额, 表 11中食物摄入量考虑了此因素。

7.2.3 集体有效剂量估算模式

式中: s —某区域内的集体有效剂量(人·Sv/a); E_ij —第i个子区内第j年龄组受到的年有效剂量的总和(Sv/a); P_ij —第i个子区内第j年龄组的人数。

7.3 各人群组辐射剂量估算结果(表 12) 8 结果与讨论

(1) 通过对公众各人群组辐射剂量的估算, 显示出中核集团A厂、B矿、C矿(伴生矿)其关键核素为铀, 关键途径是γ外照射, 关键人群组A厂、B矿为幼儿, C矿为成人。

(2) 通过对我省三个重点放射性污染企业的监督性监测, 发现企业的污染范围一般在0 ~ 1.5km范围内, 通过对0 ~ 1 km和1 ~ 2 km范围内的辐射环境质量监测, 计算公众辐射剂量变化, 监督企业排污状况, 达到保护环境的目的。

(3) 我国在核工业发展伊始就非常重视放射废物管理及辐射防护, 在核工业生产的各个环节中都建立了必要的废物处理设施。对废气、废液进行严格净化和排放控制, 只要企业按照环境评价法办事, 坚持“三同时”制度, 就能适应环境保护的需要, 从而满足工业生产的要求, 又保证了公众的健康。

(4) 铀矿冶的固体废物主要是水冶厂产生的尾矿和矿山产生的废石。建立坚固、永久的拦渣坝, 这是矿区环保的头等大事。废液主要是水冶工艺废水, 采用石灰乳中和沉淀载带除铀, 处理效率可达97.5 %以上。废气主要是铀矿石开采破碎及水冶中产生废气和尾矿库释放的气体, 废气中含有铀矿尘、氡及氡子体, 做好通风扩散是保证职工健康的根本保证。

(5) 放射性伴生矿只要尾矿坝坚固耐用, 设计永久, 便于退役后植被覆盖, 就能确保环境保护万无一失。