新疆是我国富煤省(区)之一, 在放射性科研、监测和环境影响评价工作中, 发现新疆伊犁、和田等地区煤炭中伴生含量较高的铀、镭等放射性物质。这些煤炭的开发利用, 带来了一些辐射安全问题, 引起了辐射环境监督部门的高度重视。

1 新疆伴生放射性煤炭开发利用中的放射性问题 1.1 伊犁地区伴生放射性煤炭开发利用中的放射性问题

伊犁地区煤炭资源十分丰富, 有褐煤、长焰煤(无烟煤)、不粘煤(烟煤)、焦煤等。伊犁河以南的煤系均为褐煤和长焰煤, 煤层分为十二层, 民用燃煤多开采第七、第八层煤, 而第九、第十层煤为铀资源的工业矿化层, 核工业曾开采铀资源工业矿化层煤炭, 由某厂生产重铀酸钠^[1]。

1.1.1 核工业二矿一厂带来的环境放射性问题

核工业二矿一厂由二十世纪六十年代中期到八十年代中期, 共采掘高品位铀矿煤数十万t, 生产重铀酸钠。矿煤、放射性粉尘和放射性三废"对厂矿区、沿途公路和周围环境造成了不同程度的放射性污染。其中, 仅某厂原尾矿渣量达十几万t, 占地近40万m², 尾矿场地表γ辐射剂量率最高达1.7 ×10⁴nGy/h (约为环境正常本底值200倍), 尾矿渣中总放射性活度为10.52 ×10¹³ Bq, 尾矿坝内氡气析出率达5.72Bq/m²· s (允许值为0.74 Bq/ m²· s); 某矿区原废渣量达26万t, 占地约16.5万m², 废渣堆上γ辐射剂量率最高达2.7 ×10⁴nGy/h。现在二矿一厂已经退役, 对污染进行了治理, 今后对治理区的长期监护十分重要。

1.1.2 民用燃煤开发利用中的放射性问题

(1)《伊犁地区煤炭的放射性污染调查及解决途径的研究》课题组, 采得66个煤炭样, 进行了天然铀和镭-226含量分析^[1]。分析结果表明:煤炭中天然铀检出率为100%;民用长焰煤中天然铀含量为0.52~32.5mg/kg, 平均为3.80mg/kg, 其中部分煤炭超过了10 mg/kg的控制值。长焰煤中镭-226含量为12.5~144.3 Bq/kg。煤炭燃烧后, 放射性物质以5~ 24倍, 平均以10倍富集于煤灰中, 当时在煤矿采样测定了煤灰中天然铀和镭-226的含量, 其中煤灰中天然铀含量为8.12 ×10^-1~8.60 ×10²mg/kg, 平均含量为31.8mg/kg; 煤灰中镭-226含量为3.18 ×10^-1~9.69 ×10³Bq/kg。同时, 采集煤灰样, 进行了总α放射性比活度测量, 伊犁河以南煤矿煤灰的总α放射性比活度为2.89 ×10²~5.78 ×10⁴Bq/kg, 平均5.34 × 10³Bq/kg, 其中大于GBJ8-74^[2]中规定的固体放射性废物标准3.7 ×10³Bq/kg的占40.4%, 在伊犁河南某沟内煤矿区高达66.01%, 某沟矿区内的某团煤矿竟高达89.2%(部分煤灰也超过了GB8703-88《辐射防护规定》^[3]中规定的2 ×10⁴Bq/kg的固体放射性废物的标准)。某市市区煤灰中总放射性比活度为2.92 ×10²~1.42 ×10⁴Bq/kg, 平均含量为1.76 ×10³Bq/ kg, 超标率为12.6%^[1]。

就某市1980年而言, 居民生活用煤15~18万t, 产生煤灰量约1.64~1.96万t, 其中达到GBJ8-74中规定的固体放射性废物水平的煤灰量为2061~2460t, 存在于居民生活的环境之中。这些煤灰的随意抛撒和不合理的利用, 可使空气、土壤、水体和农作物等环境介质及食物遭受放射性污染, 用含放射性物质较高的炉煤渣和粉煤灰制作炉渣砖、加气混凝土块等建筑材料, 会使建筑物室内γ辐射和氡气及氡子体浓度的水平提高, 危及人体健康。当时用FD-71微伦计, 测得某市室外γ辐射水平是16μR/h, 而某沟某团煤矿区局部大于30μR/h, 煤灰堆放处竟高达365μR/h。另外, 伊犁煤矿地区土壤中的放射性核素含量, 空气中氡及子体浓度, 空气气溶胶中长寿命α放射性浓度等^{[4, 5]}, 均高于正常本底地区。

(2) 2005年新疆辐射环境监督站在对某沟煤矿进行环评时, 采取该矿煤炭进行了天然铀含量分析, 第九层煤天然铀含量达24.60mg/kg, 均高于10mg/kg水平。

1.2 和田地区伴生放射性煤炭开发利用中的放射性问题

和田地区某煤矿的煤炭伴生有铀、钍、镭等天然放射性核素, 并呈不均匀分布状态。根据勘探结果和煤炭放射性比活度, 将煤炭分为不可采煤、可采但用作特种用煤和可正常开采利用煤三部分, 划定了该矿的开采范围, 并依据放射性由低到高划分为首采、二采和三采区; 首采、二采区的开采已进行了多年, 二采区的开采暴露出不少的放射性问题。

监测结果显示, 首采区煤炭的放射性核素含量较低, 而二采的部分煤炭和小露天煤矿的煤炭的放射性核素含量较高, 二采区西北角的三角区内煤炭含铀品位在万分之一以上, 以至达到了万分之七, γ辐射可达到当地正常本底辐射的60倍。2005年后, 三采区的开采也提到日程上来, 经分析和测定得知, 三采区A3煤层的大部分、A2煤层的一半可能作为民用煤开采, 其余的煤炭只能作为特种工业煤使用(用作坑口电站的燃烧等), 说明三采区煤炭的辐射水平总体上还是较高的。

某煤矿开采区外的东部和西北部分布还有数个小铀矿体, 铀储量在10t以上。含铀品位为万分之三至百分之零点八三五。此外还有n个矿化体和部分砂岩的放射性异常。这些放射性异常, 必然对煤炭的开采和周围环境产生放射性影响。

现在, 在某煤田区又有另一煤矿和一些私营煤矿正在开采、利用煤炭, 有的煤矿的环境影响评价没有包括放射性方面的环评, 其他煤矿更是没有进行过环评。这样将导致放射性监管失控, 使放射性超标的煤岸被开采, 销售和利用, 污染环境和危害人体健康。因此, 要迅速给予纠正。

1.3 其他地区伴生放射性煤矿开发利用中的放射性问题

(1) 在吐鲁番地区某矿, 蕴藏含铀煤矿, 其变质程度很浅, 埋深较浅, 以至许多煤炭裸露于地表, 测得地表煤炭的γ辐射致空气吸收剂量率为1 ×10³~3 ×10⁴nGy/h, 约为当地正常辐射本底水平的10~300倍, 四周原野, 包括优质沙料也受到放射性污染; 取煤炭进行分析, 其铀-238、钍-232、镭-226、总α和总β均为正常煤炭含量的数十至数千倍, 铀品位达千分之三。

20世纪60~70年代, 曾用土法冶铀的办法, 从某矿将含铀矿煤运出, 生产"111"产品。同时产生了数千t放射性水平较高的放射性尾渣。为治理放射性污染, 先后于1981年和1994年两次由自治区拨专款, 自治区环保局监督进行了治理, 将尾渣全部搬回到某矿。

通过放射性监测, 环保部门还发现某矿被放射性污染的砂子修建房屋, 造成局部放射性污染; 还在某车站将要外运销售煤炭中发现放射性水平较高的煤炭。对此, 均做了严肃查处。

(2) 20世纪80年代, 在离阿克苏地区的一个食宿站内, 发现了γ辐射水平较当地正常本底辐射水平高出近十倍的煤炭。

(3) 新疆境内还有众多的煤田没有进行过调查, 不知道其放射性状况如何, 其开采利用造成的放射性污染和危害是令人担忧的。

2 伴生放射性煤炭开发利用中的辐射安全问题及对策探讨

伴生放射性煤炭的开发利用, 必然带来一些辐射安全问题, 造成对环境的放射性污染和对人体健康的影响以至危害。对此就必须采取一系列对策来解决这些问题。

2.1 要认识和重视伴生放射性煤炭开发利用中的辐射安全问题

新疆有一定数量的伴生放射性煤炭, 其中有些伴生放射性的煤炭正在被开发利用。这些煤炭中含有天然铀、天然钍和镭-226等放射性物质。以至其中的放射性物质含量较高。煤炭燃烧后, 这些放射性物质被富集在煤炭之中, 致使部分煤灰成为放射性废物。煤灰的随意抛洒和利用(做建材原料等), 会造成人们生活的环境以至建筑物室内, 受到不同程度的放射性污染。煤炭煤灰中的放射性物质, 会衰变成一系列的子体, 并放射出α、β、γ射线, 特别是在衰变过程中产生的γ射线和氡气及其子体, 会通过外照射和内照射, 对人体健康造成影响, 以至危害。

可以这样说, 除少数与伴生放射性煤炭开发利用有关人员外, 从管理部门, 厂矿企业有关人员, 到广大工人和公众, 基本不知道有些煤炭中伴生有放射性物质, 更不懂得伴生放射性煤炭的开发利用带来的辐射安全问题, 特别是对环境的放射性污染和对人体健康的影响以至危害。

因此, 政府有关部门, 特别是环境保护部门, 应积极通过多种途径和方法, 加强伴生放射性煤炭开发利用中辐射安全问题的宣传教育, 使之广大工作人员和公众, 都能认识和重视伴生放射性煤炭开发利用的辐射安全问题, 政府有关部门都能重视加强和做好对伴生放射性煤炭开发利用中的辐射安全的监管工作, 防止造成对环境的放射性污染和对人体健康的影响以至危害。

2.2 要进一步全面做好调查研究, 查清伴生放射性煤炭和煤矿的分布和放射性水平

新疆的煤田和煤矿数量较多, 对伊犁地区及和田地区煤炭的伴生放射性问题, 环境保护部门进行过有关调查, 采取了多种措施, 加强了对这两地区煤炭开发利用的辐射安全的监管, 取得了较好的成绩, 然而, 对全疆众多的煤田, 煤矿以及全部煤炭资源的伴生放射性问题, 并未作过进一步调查研究, 不知道煤炭中的放射性水平和分布状况, 更谈不上对其伴生放射性煤炭开发利用的辐射安全的监管, 其辐射安全处于失控状态。因此, 政府有关部门, 特别是环境保护部门和地质探矿部门, 要认真全面地做好调查研究, 查清伴生放射性煤炭和煤矿的分布及其放射性水平。对此, 首先必须强调, 在煤炭资源和煤矿的地质勘探中, 地质勘探部门应与环保等部门合作, 必须对与煤层有关的钻探岩心进行放射性核素种类和含量的分析测量, 基本查清煤炭资源, 特别是待开煤层和煤矿中放射性核素铀、钍和镭-226的含量和分布。其次, 环境保护部门和煤矿业主, 还必须在伴生放射性煤炭开发利用前和开发利用中, 适时地做好煤矿煤炭的放射性调查和监测, 做好辐射安全监管工作。

2.3 把伴生放射性煤炭的开发利用项目, 纳入环境影响评价制度中来

《中华人民共和国放射性污染防治法》第三十四条规定:"开发利用伴生放射性矿的单位, 应当在申请领取采矿许可证前编制环境影响报告书, 报省级以上人民政府环境保护行政主管部门审查批准"。

新疆的伴生放射性煤炭资源和伴生放射性煤矿较多, 除了伊犁地区及和田地区少数伴生放射性煤矿自觉地或被迫地进行了放射性环境影响评价, 而众多的煤矿, 均未进行放射性环境影响评价, 却在没有辐射安全监管的情况下对伴生放射性煤炭进行开发利用。有些新开的煤矿, 找熟人或"专家"前来说情, 逃避放射性环境影响评价。和田及伊犁地区以外的煤田和煤矿, 几乎都没有进行过放射性环境影响评价, 将带来的是环境的放射性污染和对人体健康的影响以至危害。

因此, 必须把开发、利用伴生放射性矿的项目纳入到比较完善的环境影响评价制度中来, 要求必须编制环境影响报告书。鉴于放射性的特殊性和矿物资源都埋藏在地下的特点, 在环评报告书中, 还必须包括地质勘探获得的地下矿产的放射性分布和含量的资料及其环境影响评价分析。

2.4 要编制科学性和实用性强的伴生放射性煤炭的辐射防护审管标准

编制科学性和适用性强的伴生放射性煤炭的辐射防护审管标准, 对加强开发利用伴生放射性煤炭的监管, 促进伴生放射性煤炭开发利用事业的发展, 保护环境、公众和工作人员健康等都十分必要。但是过去的一些相关标准已先后废除, 更没有伴生放射性矿的审管标准, 因而急需编制切实可行的审管标准及其限值。

新疆伊犁地区及和田地区伴生放射性煤炭中放射性物质的含量较高, 分布极不均匀, 还有超越界线把铀资源工业矿化层中煤炭采出来的可能。因此急需有关审管标准来控制含铀镭高的煤炭被开采销售。于是, 新疆环保部门曾组织疆内的辐射专家进行过认真研讨, 并由新疆环境保护局审批, 以新环放字[1992]226号文和新环管字[1995]098号文, 批准过两个地方审管标准"。

新环放字[1992]226号文的规定是针对和田地区的具体条件用照射量率(微伦/h)为指标来衡量的。新环管字[1995] 098号文是针对伊犁地区的情况, 用煤炭中铀含量作为控制值指标, 其具体规定是:煤中铀含量小于和等于10mg/kg (十万分之一)的煤炭资源, 可不受任何限制地开采利用; 煤中铀含量为10~50mg/kg (十万分之一至十万分之五)的煤炭资源的开采利用, 政府行政主管部门应对其进行控制; 煤中铀含量大于50mg/ kg (大于十万分之五)的不得作为燃煤进行开采, 严加管理。

这些规定和控制值, 在对煤炭开采利用的审管工作中, 起到了一定的作用。但是, 随着科学技术的发展和审管工作的深化, 还是需要制定科学性和适用性更强的审管标准及其限值, 以便更好地做好审管工作。

2.5 全面做好对开发利用伴生放射性煤炭单位的监督管理

伊犁地区及和田地区煤炭伴生放射性的问题, 政府和有关部门是了解的, 环境保护部门采取了多种措施, 加强了对伊犁地区及和田地区煤炭开发利用的辐射监管, 取得了较好的成绩。但这种监管主要还是宏观管理, 需要更深入更具体的监管。另外在这两地区众多的煤矿中, 有不少"漏网之鱼", 完全处于辐射安全的失控状态。

从总体来看, 目前对开发利用伴生放射性矿单位的监督管理力度不够。《中华人民共和国放射性污染防治法》中第五章明文规定了"伴生放射性矿开发利用的放射性污染防治"的要求, 辐射环境监管部门应在这第五章规定的基础上, 在采、选、冶、用等全过程中, 全面做好对开发利用伴生放射性单位的监督管理。