稀土矿是伴生放射性矿物之一, 其除了含有所需的稀土矿用成份外, 同时伴有高于规定水平的天然放射性物质的矿物资源。稀土矿是一种贵重的稀缺的战略资源。山东省分布有我国唯一的含钛、铁、磷较低的氟碳铈镧稀土矿。由于稀土矿的开发利用, 会导致当地部分地区环境放射性水平升高, 造成放射性污染。因此, 开展稀土矿环境放射性污染现状调查和防治对策研究, 为放射环境管理提供基础资料和科学依据十分必要。

1 稀土矿基本情况

山东省某稀土矿占地8.163万 m², 已探明的稀土氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、独居石等储量为369万t, 稀土金属氧化物地质储量为119 961.2t。年开采能力为3.96万t。该矿开采方式为地下开采, 开采深度为自-10m标高至-100m标高, 采矿方法为留矿法, 选矿方法为浮选法。产品主要为氟碳铈镧精矿, 年产稀土精矿2 600多t。年排选矿废水30.2万t, 平均日排水量为1 080t。有三级沉淀池处理设施, 设计处理能力750t/d, 但目前未使用, 废水直接排放。该矿每年排放尾矿砂约25 270t。

2 内容与方法 2.1 监测内容

稀土矿厂区环境γ空气吸收剂量率; 分析稀土矿、稀土精矿、尾矿、废水以及河流底泥中天然放射性核素铀-238、钍-232、镭-226含量(浓度)。

2.2 监测方法

环境γ空气吸收剂量率采用《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T14583-93), 对厂区周围进行环境γ空气吸收剂量率进行巡测, 并选取具有代表性的点读取剂量率; 核素分析为γ能谱分析法、镭参照水中镭的放射性核素的测定; 总α为固体用粉末铺样厚样法, 水样用共沉淀法; 总β为固体用直接铺样测定, 水样参照海洋总β测定方法。

2.3 质量控制

人员取得上岗合格证。采用国家标准方法或环境保护标准方法。所用现场监测仪经国家计量部门鉴定合格。样品分析与国家环保总局辐射环境监测技术中心比对合格。

3 结果 3.1 某稀土矿环境γ空气吸收剂量率

山东省某稀土矿环境γ空气吸收剂量率水平见由表 1。由表 1可知, 稀土矿厂区环境γ空气吸收剂量率范围为(15.21~29.96)×10^-8 Gyh^-1, 平均值为21.61×10^-8 Gyh^-1, 约为当地原野γ空气吸收剂量率平均值^[1]的4倍。稀土矿厂区环境γ空气吸收剂量率普遍较高。

3.2 某稀土矿、稀土精矿及尾矿砂中天然放射性核素含量

稀土矿、稀土精矿及尾矿砂中天然放射性核素含量见表 2。

由表 2可知, 稀土矿、稀土精矿及尾矿砂中天然放射性核素²³⁸U平均含量最高为4.22×10³Bq/kg, ²³²Th平均含量最高为3.38×10³Bq/kg; ²²⁶Ra平均含量最高为8.09×10²Bq/kg; 总α放射性水平平均最高为35.1×10³Bq/kg; 总β放射性水平平均最高为5.6×10³Bq/kg。由此可见, 山东省某稀土矿、稀土精矿和尾矿砂中天然放射性水平远高于山东省土壤中天然放射性核素含量平均值^{[1] 238}U:(33.6±8.25)Bq/kg; ²³²Th:(45.2±14.5)Bq/kg²²⁶Ra:(30.3±7.31)Bq/kg。稀土精矿中²³²Th、²²⁶Ra含量及总α放射性水平较高。稀土矿所产生的尾矿砂中天然放射性核素含量及总α、总β放射性水平与稀土矿中天然放射性核素含量及总α、总β放射性水平基本处于同一水平, 但稀土矿精矿样品中²³²Th、²²⁶Ra平均含量和总α放射性水平约是稀土矿中²³²Th、²²⁶Ra平均含量的7倍、1.6倍和总α放射性水平的4.4倍, 表明稀土矿在生产过程中, 其产品中的部分天然放射性核素得到了浓缩。

3.3 某稀土矿废水中天然放射性核素浓度

山东省某稀土矿废水中天然放射性核素浓度见表 3。由表 3可知, 山东省某稀土矿排放废水中天然放射性核素浓度明显高于山东省水体中天然放射性核素浓度^[2]。沉淀池废水中²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra浓度最高。总排放口废水中总α放射性水平均超过《污水综合排放标准》(GB8978-96)1Bq/L排放标准值, 约为标准值的4倍。

3.4 山东省某稀土矿周围土壤、河水、底泥中天然放射性水平

山东省某稀土矿周围土壤、河水、底泥中天然放射性水平见表 4。

由表 4可知, 稀土矿周围土壤中天然放射性核素²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra含量是山东省土壤中天然放射性²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra平均含量^[3]的4.6~5.7倍、2.7~7.4倍、10.3~18.6倍。稀土矿排放的选矿废水排入该矿附近的小河, 河水中天然放射性核素²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra浓度是山东省河流中天然放射性核素²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra平均浓度^[2]的12倍、16倍和78倍, 使河水中天然放射性水平明显高于山东省河水中天然放射性核素浓度。

4 存在的问题 4.1 环境保护法律意识淡薄

该稀土矿未办理环境保护审批手续, 缺乏放射性污染防治观念和意识, 也没有放射性污染防治研究规划。经营体制的改变和改革, 承包租赁者逃避环境污染防治的责任, 使得环境在受到非放射性污染的同时, 也受到了相应的放射性污染。

4.2 监管力度不够

稀土矿的辐射环境监管现尚未纳入环境管理的视野。污染防治设施闲置, 形同虚设。

4.3 管理混乱

为了减少尾矿砂的存放量, 该矿随意将其送与附近村民做建房材料, 甚至鼓励村民挖拉厂内的尾矿砂, 使用厂内的尾矿砂, 人为地造成了稀土尾矿砂的扩散。没有任何明确的管理措施, 造成周围部分地区放射性本底水平升高。

5 防治对策与建议 5.1 加强对稀土矿的监督管理

各级环保部门要将稀土矿的辐射环境管理纳入工作日程, 严格执行和贯彻落实《中华人民共和国放射性污染防治法》的有关规定, 充分利用已有的污染防治设施, 发挥其作用, 防治稀土矿的放射性污染。

5.2 提高环保意识, 积极执行环境保护各项管理制度

要及时补办环境影响评价审批手续, “三同时”验收手续, 对其放射性污染防治提出明确的要求。对开采的矿石、精选矿及尾矿砂中的放射性核素含量进行必要的跟踪分析, 了解和掌握稀土矿中放射性核素的变化情况。要督促企业防止污染。

5.3 健全规章制度, 严格内部管理

要严格规定企业对尾矿砂的处置审批制度、污染防治设施运行管理制度等。加强对尾矿砂的管理, 应建坝妥善保存, 未经有关管理部门同意, 不得将其放射性核素含量超过国家规定的尾矿砂用于民用建材。