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铀矿地质勘探设施退役治理的环境影响

发布日期:2019-06-07  来源:万方  浏览次数:945
 矿地质勘探设施退役治理的环境影响贝新宇(核工业北京地质研究院 ,北京 100029)

[摘要] 文章阐述了铀矿地质勘探设施及其环境影响特点 、 主要工程子项退役治理方案 。 深入分析了铀矿地质勘探设施退役治理工程的实施过程中环境影响关注重点 ,包括废石堆稳定性 、 坑口废水等 。 结合实施的项目提出针对性措施建议 ,为进一步提高此类项目治理的环境效果 、 减轻环境影响提供技术支撑 。[关键词] 铀矿地质勘探设施 ;退役 ;环境影响 ;措施建议[文章编号] 1000 0658(2016)03 0180 06 [中图分类号] X8 [文献标志码] A [收稿日期] 2015 09 09 [改回日期] 2015 10 23[作者简介] 贝新宇 (1983 — ) ,男 ,工程师 ,主要从事环境影响评价和环境监测工作 。 E‐mail : beixinyu _0211011@ 163. com 我国 60 余年来的铀矿地质勘探成果为核工业发展做出了重大贡献 , 同时也带来一定的环境问题 , 当时只注重找矿的地质效果 ,未全面考虑到对周围环境的放射性影响[1] 。遗留地表未经治理的坑口 、 浅 (竖) 井 、 废石堆 、 剥土 、 探槽 、 工业场地等铀矿地质勘探设施向环境释放放射性物质 , 对周围公众产生内 、 外照射[2 ] , 未封闭的坑口 、 浅 (竖)井等还存在人畜误入或坠入等安全隐患 。 为解决上述问题 ,自 1990 年以来我国核工业地质系统全面开展了铀矿地质勘探设施退役治理工作[3] 。 实施后较好地改善了当地辐射环境质量 , 消除了环境安全隐患 , 获得显著的环境效益和社会效益 。 但在实施过程中也会产生环境影响 , 需要妥善处理若干环境影响问题 。

1 铀矿地质勘探设施主要特点我国铀矿床成因类型的多样性和矿床分布的广泛性决定了勘探设施有如下特点 。 1.1 数量多分布广由于铀矿地质勘探工作的特殊性 , 凡普查勘探过的地方几乎都有废 (矿) 石产生[4] ,都留有露天的坑口 、 浅 (竖) 井 、 探槽等 。从全国范围来看 , 铀矿地质勘探设施分布于20 余个省区市 ; 就单一矿床 (点) 而言 , 从普查到勘探过程会有多个勘探设施 。 1.2 位置隐蔽铀矿地质勘探设施多位于丘陵 、 山地 ,所处的相对位置基本一致 。 绝大多数工程及其产生的废石堆放于山腰 、 山坡 、 山沟或类似地段[3 ] 。 由于高度差 , 放射性核素在水流作用下易于向临近环境土壤 、 水体迁移扩散 。铀矿地质勘探具有区域性 、 间断性 、 流动性特征 。 某个地区勘探结束后 , 工作单位会转移到其他地区继续新的勘探工作并带走原有资料 ,使得原地区地表遗留污染源项的种类 、 数量 、 分布 、 污染程度以及探矿生产第 3 期 贝新宇 :铀矿地质勘探设施退役治理的环境影响 ・ 181 ・ ] 过程中的一些信息不易为公众所知 。 甚至 ,有些勘探地点位于深山 、 荒漠 , 交通不便 ,人迹罕至[4] 。 1.3 场所开放铀矿地质勘探设施绝大多数属于开放型工作场所[3 ] , 特别是处于停闭状态或退役治理完毕后 , 附近居民及相关人员可随意接近该区域 。 部分治理工程 (废石堆等) 会因自然及人为因素受到损坏或侵扰 。 1.4 环境影响双重性铀矿地质勘探设施对周围环境的影响包括放射性和非放射性两方面 。 1.4.1 放射性影响铀矿地质勘探设施属于开放场所 , 人员可以自由出入 。 无论在施工过程中还是工作结束后 ,地表勘探设施都会释放放射性物质 ,对相关人员产生照射 。生产过程中产生的废石 、 副产矿石等对人体产生 γ 外照射 , 坑口 、 浅 (竖) 井 、 废石堆等释放氡及其子体产生内照射 , 此外 ,部分坑口流出水中放射性核素含量超标 , 对受纳水体产生一定影响 。 以列入 “十一五” 退役治理工程的某矿床 (点) 为例 , 废石堆表面222 Rn 析出率平均值为 0.89 Bq ・ (m2 ・ s)- 1 ,超过 0.74 Bq ・ (m2 ・ s )- 1 的管理限值 ; γ 外照射吸收剂量率平均值为 106.75 × 10 - 8 Gy ・ h - 1 , 超过当地本底水平 (8.03 ~21.14) × 10 - 8 Gy ・ h - 1 [5 ] 。 1.4.2 非放射性影响铀矿地质勘探设施的非放射性影响主要包括一般安全影响 、 生态环境影响 、 景观影响等[3 ] 。未封闭的坑口 、 浅井 、 竖井 、 露天的探槽等存在人畜误入或坠入的安全隐患 ; 堆积的废石对原有地形地貌 、 植被造成破坏 ; 降雨 、 洪水冲刷造成水土流失 , 对土地的正常使用功能产生影响 。

2 铀矿地质勘探设施退役治理工程铀矿地质勘探设施退役治理工程开展至今 ,形成了自上而下的管理实施体系 , 各工程子项基本形成了相对固定的退役治理方法 。 2.1 退役治理工程方案铀矿地质勘探设施退役治理的主要工程子项包括坑口 、 浅 (竖) 井 、 废石堆 、 剥土 、探槽等 。 2.1.1 坑口铀矿地质勘探过程中施工的坑道 , 其坑口分为无水流出坑口 、 有水流出坑口两类 。无水坑口采用两道毛石墙封堵 、 中间废石充填的治理方案 。 有水坑口 , 采用两道混凝土墙封堵 ,在两墙间设疏水过滤池的方案 。 2.1.2 浅 (竖) 井铀矿普查 、 勘探过程中 , 在地表揭露时会施工一些浅井 ,勘探阶段有时也施工竖井 。可利用附近废石堆的废石将浅井 、 竖井回填至距地表约 1.5 m 处 , 再回填黄土 、 夯实至地表 ,然后进行植被绿化 。 2.1.3 废石堆铀矿地质普查 、 勘探过程中遗留在地表的废石堆的治理要综合考虑当地自然环境 、地形地貌 、 运输条件等因素 , 采用原地覆盖或迁移集中治理方案 。原地覆盖治理首先平整场地 、 消除土包 、整坡并根据需要设置马道 , 然后覆土并分层压实 ,修砌挡土墙 、 截水沟以防土坡受到雨力侵蚀 ,最后植树 、 种草并设置警示标志 。迁移集中治理是将废石及下部污染土一并挖除 , 就近运至坑口内回填 。 如有剩余 ,就近运至相邻的废石堆集中处置 。 最后对原址进行平整 、 恢复植被 。 2.1.4 其他工程子项铀矿普查阶段为了调查基岩及其矿化而剥离地表风化的覆土 , 露出基岩的剥土工程 ,其治理是直接在表面进行覆土 、 植被和种树 。普查时施工的探槽分为竖向探槽 、 横向探槽两类 。 竖向探槽采用直接覆土植被的治理方案 , 横向探槽采用放缓边坡再植被的治理方案 。 2.2 退役治理工程实施铀矿地质勘探设施退役治理工作遵循 “一・ 182 ・ 铀 矿 地 质 第 32 卷 ] 次规划 、 分步实施” 的原则 ,分清轻 、 重 、 缓 、急 ,选择对公众影响大 、 情况特殊的矿床 (点)进行治理 。 现阶段列入退役治理的矿床 (点)共 165 个 , 分布在华东 (33 个) 、 中南 (31个) 、 西北 (42 个) 、 西南 (31 个) 、 华南 (10个) 、 东北 (18 个) 6 大片区 。

3 退役治理环境影响的关注重点根据铀矿地质勘探设施特点及退役治理工程方案 ,结合环境影响评价相关工作实践 ,治理的重点为废石堆稳定性 、 坑口废水 、 无限制开放可达性及退役治理效果 。 3.1 废石堆稳定性废石堆是铀矿地质勘探设施退役治理工程重要子项 , 一般采用原地覆盖或迁移集中治理方案 。 迁移集中治理后其原址可无限制开放使用 , 但原地覆盖治理后为有限制开放使用 ,禁止放牧等人为侵入活动 。 为确保退役治理后辐射环境安全 , 需重点关注原地覆盖治理废石堆的稳定性 。对废石堆的稳定性 ,一般采取以下措施 :1) 边坡防护 废石堆的边坡一般采用与天然安息角相应的坡率 , 对边坡超过一定高度的废石堆 , 设置马道进行整坡 , 马道上设置挡土墙和边沟 。 废石堆边坡一般采取植草护坡进行防护 , 对高大及坡陡的边坡则采用浆砌片石截水骨架护坡和土工网复合植被护坡进行防护 。2) 设置挡土墙 挡土墙是为防止覆土或土体变形失稳而设置的构造物 。 废石堆挡土墙一般为普通重力式 , 根据所在地区抗震情况进行防裂度设计 。3) 设置截水沟 为拦截周边流向废石堆的雨水等水流 , 防止冲击废石堆体 , 在废石堆外围设置截水沟以引开水流 。 截水沟按百年一遇重现期进行防洪设计 。4) 植被恢复 废石堆边坡治理主要采用植被绿化综合防护方法 , 利用植被涵水固土原理稳定岩土边坡同时美化生态环境 。 废石堆边坡植被绿化防护既是退役环境治理的重要组成部分 , 更是保持废石堆治理工程长期稳定的重要措施之一 。 设计采用的植物群落类型为草灌型 , 以灌木 、 草本类为主建造的植物群落适用于陡坡 、 易侵蚀坡面及周围农田 、 山地等 。 3.2 坑口废水有水坑口采用两道混凝土墙封堵 , 在两墙间设疏水过滤池 。在坑口内岩性坚固处砌筑第 1 道嵌入式混凝土 墙 , 同 时 预 埋 PVC 管 。 坑 口 向 内 约1.5 m处设置一道浆砌石墙 , 同时预埋 PVC 管 。 浆砌石墙外侧地面铺设浆砌石作为过滤池 ,在浆砌石墙的另一侧及底板处堆放砾石 ,砾石按照自然安息角堆放在浆砌石墙内侧 ,同时保证 PVC 管的完整性 。 在砾石及 PVC 管的上面铺设一层土工布 , 用砾石压实 。 在坑口处砌筑第 2 道混凝土墙 ,砌到与浆砌石墙高度相同时 , 在过滤池上放置钢筋砼预制板 ,然后覆土掩埋坑口 ,夯实进行绿化 。部分坑口流出水中放射性核素含量超标 ,对受纳水体及周边土壤产生一定影响 , 为此必须对流出水进行治理 , 治理后水质应达标 。治理后的坑口流出水流入环境时 , 在最不利条件下 , 距排放口下游最近饮用水取水点水中天然铀浓度应小于 0.05 mg ・ L - 1 ,226 Ra 浓度小于 1.1 Bq ・ L - 1[6] 。 3.3 无限制开放可达性铀矿地质勘探设施退役治理目标分为无限制开放使用和有限制开放使用 。 无限制开放使用指经退役治理后的设施 , 无需限制其使用功能 。在工程子项中 , 部分探槽 、 采用迁移集中治理的废石堆原址 、 工业场地 、 污染道路 、污染水体 、 污染农田经治理后应无限制开放使用 。 对于无限制开放使用的工程子项 , 地表222 Rn 析出率 、 γ 外照射吸收剂量率等指标应接近矿床 (点) 所在地本底水平 。 3.4 退役治理效果目前我国已有数百个铀矿地质矿 (床)点完成退役治理 , 但这些矿 (床) 点仅是退第 3 期 贝新宇 :铀矿地质勘探设施退役治理的环境影响 ・ 183 ・ ] 役治理规划中的一小部分 , 加之我国迅速发展的核电需求 , 铀矿地质勘探工作还将长期持续发展 ,退役治理工程量也将不断增加 。退役治理效果是检验整个铀矿地质勘探设施退役治理工作的标尺 , 确保好的退役治理效果就是要显著降低铀矿地质勘探设施对周围环境的影响 , 为实现环境影响减量效应提供经验反馈 ,为管理层科学决策提供依据 。

4 退役治理环境影响减缓措施建议根据铀矿地质勘探设施退役治理环境影响的关注重点 , 确保治理效果 , 建议实施开展如下工作 。 4.1 完善施工期监测方案施工期监测是铀矿地质勘探设施退役治理工程实施过程中非常重要的工作内容和质量保证措施 。 由于退役治理工程的主要任务是使各类超出管理限值的工程子项达到有限制或无限制开放使用 , 因此 , 在退役治理施工过程中 , 需要通过实时监测手段作为工程实施的指导 , 并作为确定工程实施是否最终达标的依据之一 。施工期监测的总体原则为 : 边施工边监测 、 以监测指导施工 。 通过监测来确定治理的各类工程子项是否达到了设计的退役深度 。如果按照设计规定的施工程序已完成 , 但监测结果不能满足管理限值要求 , 则仍需继续治理 ,直到达到治理目标为止 。现阶段施工期监测方案没有统一标准 ,需进一步完善 , 在实施过程中应予以充分重视 。 建议采取如下监测方案 。1) 个人监测工作人员按照 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871 2002) 要求 ,在有必要时进行内 、 外职业照射的监测 , 在事故或特定的环境条件下对相关人员及少数有代表性的公众进行个人剂量等监测 。2) 治理场所监测污染道路 、 污染农田 、 采取迁移治理的废石堆等在清挖治理过程中需开展监测 ,主要监测因子是 γ 辐射剂量率 、 土壤中226 Ra 含量 ,确保退役治理后达到无限制开放使用深度 。采取原地覆盖治理的废石堆 、 剥土等在覆土施工过程中需开展监测 , 主要监测因子是 γ 辐射剂量率 、222 Rn 析出率 。 还需对所用土源进行监测 ,主要监测因子是 γ 辐射剂量率 、土壤中226 Ra 含量 ,均应控制在当地本底水平 。施工过程中应对坑口流出水流经地的土壤 、 底泥进行放射性水平调查 , 主要监测天然铀 、226 Ra 的含量 。 4.2 开展重点项目施工期环境监理施工期环境监理是指依据环境影响评价文件和环境保护行政主管部门的批复 ,对项目建设过程中的环境保护进行监督管理 ,同时配合环保主管部门对项目建设过程的环境保护工作进行监督检查 。 施工期环境监理是加强施工过程环境管理的重要手段 ,可以确保建设项目严格执行环境保护 “三同时” 制度 。施工期环境监理的主要内容包括施工行为环境监理 、 环保 “三同时” 环境监理 , 根据需要还包括批建符合性调查 、 其他环保咨询服务等 (图 1)[7] 。我国在黄河小浪底工程建设中于 1995 年首次引进工程施工期环境监理管理模式[8] ,此后全国各地陆续出台了关于开展环境监理工作的文件 , 并选择一些大型建设项目开展环境监理工作 。 现阶段铀矿地质勘探设施退役治理工程还未开展环境监理工作 。 由于治理工程的施工期持续时间相对较长 , 工程质量及相关环保设施可靠性直接影响退役治理效果 ,因此建议开展重点项目施工期环境监理工作 。根据铀矿地质勘探设施退役治理工程自身特点 、 相关辐射防护和环境保护要求 , 建议重点开展如下 3 方面环境监理工作 。 一是按照 “边施工边监测 、 以监测指导施工” 的原则 ,系统开展治理过程中各工程子项的环境监测 ,确保 γ 辐射剂量率 、 氡析出率等指标满足管理限值要求 。 二是监控废石堆各项相关设计指标 , 确保其稳定性 。 三是对其他环・ 184 ・ 铀 矿 地 质 第 32 卷 ] 图 1 环境监理主要工作内容[7] Fig.1 Main works of environmental supervision 境保护 、 生态恢复 、 辐射防护措施落实情况进行监理 。 4.3 统一竣工验收监测报告格式竣工环境保护验收是环保监管的重要环节 ,国家十分重视此项工作 , 陆续颁布了公路 、 港口 、 石油天然气开采 、 炭采选等项目的竣工环境保护验收规范 。 针对核退役项目竣工环境保护验收 ,环境保护部在 2014 年发布了 《关于印发核退役项目竣工环境保护验收有关申请材料格式和内容的通知》 。 但铀矿地质勘探设施退役治理工程有其特殊性 ,专门针对该项工程竣工环保验收监测报告的格式和内容 , 目前尚未出台统一标准 , 各评价单位掌握的尺度也不一样 , 或多或少会出现一些重复或遗漏之处 。 因此建议制定规范统一的铀矿地质勘探设施退役治理工程竣工环保验收监测报告格式 , 为此项工作提供指导依据 , 为辐射安全管理提供统一标准 , 促进该工作的规范化 。 4.4 开展坑口流出水治理方案优化研究根据 《铀矿地质勘查辐射防护和环境保护规定》 (GB15848 2009) 要求[6 ] ,治理后坑口流出水流入环境时 , 在最不利条件下 ,距排放口下游最近的饮用水取水点水中天然铀浓度小于 0.05 mg ・ L - 1 ,226 Ra 浓度小于1.1 Bq ・ L - 1 。 但考虑到部分地区矿床 (点)坑口流出水的受纳水体没有足够稀释能力 ,为确保治理效果 , 治理后坑口流出水本身即执行天然铀浓度小于 0.05 mg ・ L - 1 ,226 Ra 浓度小于 1.1 Bq ・ L - 1的标准 。根据西南某矿床坑口流出水实验结果 ,当铀含量小于 0.18 mg ・ L - 1时 , 经砾石过滤方案治理后出水中铀含量低于 0.05 mg ・ L - 1的标准限值 ;当镭含量小于 4.57 Bq ・ L - 1时 ,治理后出水中镭含量低于 1.1 Bq ・ L - 1的标准限值 。 部分坑口流出水中铀 、 镭含量偏高 ,需尽快开展坑口流出水治理方案有效性及优化研究的攻关工作 , 使相关成果尽快应用于退役治理 。铀矿地质勘探设施对周围环境产生放射性和非放射性影响 , 进行退役治理是利国利民的环保工程 。 结合已有工程实践开展退役治理过程的环境影响研究 , 明确环境影响关注重点 , 提出针对性建议 。 能够为环境影响评价工作持续完善提供经验反馈 , 并有利于在后续工作中进一步确保退役治理效果 。

[参考文献][1] 王红军 .铀矿地质勘探工程的环境污染及其治理[J] .铀矿地质 , 2000 ,16 (5) : 319 320 .[2] 刘中平 ,舒辉 .铀矿地质勘探遗留设施的环境影响及退役治理 [J] .科技广场 ,2012 ,4 :126 130 .[3] 张洪 .铀矿地质勘探设施退役过程中环境影响评价若干问题的讨论 [J] .铀矿地质 , 2006 , 22(6) : 375 379 .[4] 胡有华 ,薛仲华 .新疆铀矿地质勘探及放射性污染防治现状调查 [J] .装备环境工程 , 2008 , 5(2) : 90 92 .[5] 李盼 ,蔡松 .对军工铀矿地质勘探设施退役治理环境安全问题的探讨 [J ] .科技视界 , 2012 ,第 3 期 贝新宇 :铀矿地质勘探设施退役治理的环境影响 ・ 185 ・ ] (17) : 246 247 .[6] 铀矿地质勘查辐射防护和环境保护规定 [S] .北京 :中国标准出版社 ,2009 .[7] 陈齐 .化工医药石化项目案例分析 [R] .成都 :第 2 期建设项目施工期环境监理技术人员培训班 ,2011 .[8] 朱京海 .建设项目环境监理概论 [M ] .北京 :中国环境科学出版社 ,2010 : 1 2 . Environmental Impact of Facilities Decommissioning from Uranium Exploration BEI Xinyu (Beij ing Research Institute o f Uranium Geology , Beij ing 100029 , China) Abstract : The characteristics of uranium exploration facilities in China and their environmental impact was summaried , the renovation projects for major sub items are listed. important issues such as stability of waste dump ,waste water of crater which impact the environment were systematically analyzed during the decommissioning of uranium exploration .Some measurements to protect the environment are pro‐ posed by using recent decommissioning practice so as to improve the environmental reserve effect and provide the techniques to reduce environmental load. Key words : exploration facilities of uranium geology ; decommissioning ; environmental impact ; measure‐ ments

 
 
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