我国是世界上最大的稀土储量和产量国,全国有三分之二的省份已经发现了稀土。稀土作为我国重要的战略资源,在给国家带来经济效益的同时,其开采和加工的过程中给职业人员带来的辐射危害也不容忽视。稀土在自然界中往往与“天然放射性物质”(NORM)共生,在其生产过程中,“天然放射性物质”也被富集和重新分布,导致物料中“天然放射性物质”含量增加。为保护工作人员的职业健康,我国早在2002年就发布了国家职业卫生标准《稀土生产场所中放射卫生防护标准》[1],考虑到国际原子能机构(IAEA)针对人为活动导致的天然放射性物质增加(TENORM)出台了一系列标准和报告,中国疾控中心辐射安全所组织专家在原标准的基础上,参考国内外有关文献,结合我国实际情况,对原标准进行了修订,现对标准做如下解读。
1 稀土生产场所的分级在GBZ 139—2002中[1],稀土生产场所的分级是根据我国既往对放射工作场所的管理习惯做法和工作经验,按照GB 18871—2002的要求[2],将稀土生产场所视为非密封工作场所,按照日等效最大操作量,将工作场所分为甲、乙、丙3级。其中,将非密封工作场所按照日等效最大操作量进行分级,是不同于国际基本安全标准(BSS)的中国特有的监管措施[3]。考虑到将稀土生产场所视为非密封源工作场所,不符合BSS要求的防护最优化原则,可能偏严,会增加行政部门的监管成本和用人单位的执行成本,而防护受益不一定显著。
因此,修订后的标准主要参考IAEA最新的安全标准和报告[4, 5],依据物料中钍系和铀系的活度浓度,以及工作人员预期年有效剂量对稀土生产场所分级。按照IAEA的报告[6],如果钍和铀活度浓度小于1 Bq/g,定为Ⅰ级,无论操作的量有多大,都不需要任何的放射卫生防护。如果钍和铀活度浓度大于1 Bq/g,应纳入监管的范围:若介于1~10 Bq/g,但全部工作人员预期年有效剂量不超过1 mSv时,认为该场所的辐射风险很小,定为Ⅱ级,实行豁免管理;若钍和铀活度浓度介于1~10 Bq/g,但有工作人员预期年有效剂量超过1 mSv,或者钍和铀活度浓度大于10 Bq/g,则定为Ⅲ级,需要采取全面的放射防护措施,开展场所监测、个人剂量监测与估算,并对工作人员进行职业健康监护。
分级方法是稀土生产场所放射防护管理的基础,根据Timothy Ault等[7]的报告,主要的稀土生产国家都是按照以上原则进行管理的。实际上,与稀土生产场所类似的锡矿生产场所,其放射防护要求已经体现了这样的原则,而没有采取将其视为非密封放射源工作场所进行甲、乙、丙分级[8]。
2 防护措施修订后的标准增加了防护措施的要求,主要包括一般要求(主要为工程工艺措施)、工作场所分区、粉尘控制、通风、个人防护、人员培训与告知。
稀土矿中伴有天然放射性核素铀、钍等天然放射性核素。有研究指出,通过在生产工艺中增加一道钍萃取分离工序,将钍回收,可以使后续萃取工艺满足清洁工艺的要求,放射卫生防护效果良好[9]。此外,对于独居石稀土矿,若采用盐酸全溶工艺,铀、钍将几乎随稀土一道进入溶液,不能排除铀、钍。有报告指出采用优先溶解工艺,控制适当的pH值,使大部分铀和大部分的钍留于渣中,实现和稀土的分离,可使氯化稀土产品满足活度浓度的要求,并降低了后续生产环节的放射性污染水平[10]。在工艺中优先考虑去除铀、钍等放射性核素,可缩小放射性污染的区域范围,降低稀土生产场所的辐射水平。
稀土生产场所的生产区γ射线辐射水平较高[11],但非生产区的接近于本底水平[12]。为方便稀土生产场所放射防护的管理,新标准对厂区的分区提出了要求,首先要求矿石开采和冶炼等生产厂区应与办公区和生活区等非生产区严格分开,并考虑当地全年主要风向等因素来决定2个区的相对位置。其次是将稀土生产场所按照放射性水平分为“监督区”和“控制区”,以γ周围剂量当量率(15 μSv/h)进行划分,设置明显的物理分割,并建立一定的管理措施。
3 工作场所监测为了对工作场所进行分级,修订后的标准除了原标准中规定的氡及其子体(包括钍射气及其子体)浓度和γ周围剂量当量率的监测项目,还增加了物料中232Th和238U等放射性核素的活度浓度的监测,以及控制区中工作人员在主要工作位置停留时间的记录(为了估计个人年有效剂量)。此外,稀土工作场所的地面、工作台等可能被物料或空气的放射性核素污染,这些污染不仅会对相关工作人员产生外照射,还可能因呼吸等造成工作人员的内照射,因此,修改后的标准还增加了对工作场所放射性表面污染的监测。
此外,标准修订时,结合稀土工作场所的基本情况,细化了工作场所监测点的选择要求,这与同样存在TENORM问题的锡矿山工作场所的要求一致[8]。工作场所监测频率,要考虑预期的活度浓度的变化和历史监测结果,目的在于能够评估工作场所的全部辐射状况,也可以用于审查控制区与监督区划分是否合理。
4 个人剂量的监测与估算个人剂量监测与估算是进行职业照射控制的重要基础,当稀土生产场所定为Ⅲ级时,需开展个人剂量监测。当工作人员的预期年有效剂量(内照射与外照射之和)不大于5 mSv时,为降低用人单位放射防护成本,用人单位不必开展全员监测,可选择部分工作人员进行外照射个人监测,结合其他人员的工作时间来估计全部工作人员的个人剂量,这也是辐射防护最优化的体现。由于稀土生产场所属于非密封场所,除了外照射个人监测,还应考虑空气中气载放射性核素导致的内照射,评价个人年剂量限值时,工作人员所接受的有效剂量为贯穿辐射的个人剂量当量与同一时期吸入(内照射在工作场所一般仅考虑吸入途径,不考虑食入途径)的放射性核素导致的待积有效剂量之和,并在标准的附录C中,给出了详细的估算方法。
5 其它修改目前我国稀土生产场所工作人员的辐射认知水平较低[13],为了提高稀土生产场所工作人员放射卫生防护培训的效果,标准在附录B中,针对稀土生产场所特殊的职业环境,提出了具体的培训内容建议,除了一般放射防护培训的知识,还包括“通风”对于降低职业照射的重要意义等内容。此外,由于稀土生产场所工作人员流动性大,Ⅲ级稀土生产场所工作人员职业健康检查的周期定为一年,其它要求与放射工作人员职业健康监护一致。
本标准规定了稀土生产场所的放射防护要求,修改了稀土生产场所分级的依据,增加了防护措施和个人剂量监测的要求,细化了工作场所监测点的选择要求,提出了工作人员放射卫生防护培训的内容建议。根据项目组的调查,目前我国大部分的稀土生产场所,如采矿场,以及管理规范的选矿和冶炼等工作场所都属于Ⅰ级和Ⅱ级场所,对其放射防护工作可以不管理或豁免管理,这与许明发等[14]报道一致,修改后的标准从总体上减轻了用人单位的负担。而对于少部分Ⅲ级场所,新标准对放射防护提出了具体的要求,使放射防护工作的可操作性更强,新标准的发布和实施将使我国对于稀土生产场所的放射防护管理工作更加规范,并与IAEA的要求保持一致,对保障我国有关的工作人员职业健康发挥重要作用。
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