袁 勤,蔡 松
(江西省核工业地质局二六四大队, 江西 赣州市 341000)
某铀矿山退役治理源项调查
袁 勤,蔡 松
(江西省核工业地质局二六四大队, 江西 赣州市 341000)
某铀矿山中的堆浸场、废石场未治理,长期污染当地水源,由于地表积存大量的固体放射性废物每年释放大量的氡气,严重污染当地环境,对当地人民的生产生活构成威胁,因此对该铀矿山的源项进行了详细地调查、分析、监测,结果表明,该铀矿山主要有坑口、浅(竖)井、废石堆、尾渣堆、露天采场废墟、工业场地、污染设备及管线、建(构)筑物、污染道路、尾渣库共十类治理源项。
铀矿山;退役治理;源项
1.1 地质概况
某铀矿地处剥蚀中低山地貌区,区域出露地层有变质砂岩、千枚岩、板岩等震旦-寒武浅变质岩系,呈北北东向分布,基本与大地构造方向一致,构成本区基底。三迭-下侏罗统之长石砂岩(包括花岗质砂岩)及其上的砂岩与玄武岩互层等含煤沉积岩系分布于山间盆地中,上侏罗统的沉积碎屑岩、火山碎屑岩、泥页岩、页岩分布在矿区西部中生代断陷盆地中;所在区域地下水类型主要是风化带网状裂隙水,其次为第四系孔隙水和构造裂隙水;其埋藏、分布均受地层岩性和构造控制,地下水补给主要来自大气降水,以下降泉的形式排泄于地表的山间溪沟中,区内第四系孔隙水和基岩风化裂隙水赋存于浅部,富水性较弱,构造裂隙水分布于断裂构造带,局部具有承压性,富水性弱。
1.2 工程概况
矿点地质勘探期间共施工坑道7条,盲斜井1个、浅井5个、竖井2个,露天采场1处。
1997年3月根据相关主管部门的要求组建队伍进驻该矿点,为完成上级下达的任务,直至2010年根据相关通知要求,该矿点的采矿工作停止,实施了矿点采冶关停的工作。由于该矿点的堆浸铀尾渣品位仍较高,后经主管部门批准,允许在三年内完成铀尾渣的二次水冶工作,直至2013年“水冶尾渣回收” 工作基本结束。
该矿点水冶生产均采用酸法堆浸,由于受到诸多因素的限制,用于铀水冶生产的设施较为简陋,堆浸采用在场地内铺膜进行筑堆,为节省用地利用堆上筑堆的方式进行堆浸生产,造成目前形成的尾渣堆堆放不规范、堆存量多、坡高较高、稳定性较差、无有效拦截设施的现状。
该矿点在铀矿地质勘探、采冶生产期间遗留的废石、尾渣、露天采场废墟、坑(井)口、污染设备等通过各种途径和方式向环境释放废气、矿坑水,对周围环境构成了潜在的危害,甚至会影响到周围公众的健康与安全,另外该矿点还处于环境敏感区,遗留设施对地表水体存在着较大的环境风险。
目前亟需对该矿点进行全面、有效的环境治理,防止坑(井)口氡气外逸和废水外流所造成的危害,保护水源,保护当地居民生产、生活安全,防止人畜坠入井口,误入坑道而造成的意外伤害;保持各类设施治理后的长期安全稳定,防止由于自然力或其他原因引起的塌垮流失,造成环境污染事故,同时恢复当地的生态环境;合理降低公众的辐射剂量,使退役治理各项指标低于国家和行业颁布的标准;治理后的环境质量与公众安全满足国家和行业颁布的各项规定、标准、规范;防止水土流失,使治理范围内的生态环境得以基本恢复;使采冶遗留污染设备处于可控状态,防止流失而造成环境污染或危害人体健康。
因此本次退役治理的最终目的是通过补救行动,以达到防止各类有害物流失,极大的减少各类流出物,还当地一个优良的生态环境,改善环境质量,保护公众健康,杜绝安全隐患,维护社会稳定和人心安定。
根据源项监测报告的监测结果显示,该矿区周围的本底值主要为:γ辐射剂量率为14.7×10-8Gy/h,氡浓度为25.6 Bq/m3;土壤中天然铀含量32 mg/kg,天然镭含量120 Bq/kg;饮用水中天然铀含量为0.003 mg/L,天然226Ra含量为0.03 mg/L,猪肉中天然铀含量为0.021 mg/kg,天然226Ra含量为0.11 Bq/kg;大米中天然铀含量为0.0009 mg/kg,天然226Ra含量为0.25 Bq/kg。并且确定该退役治理工程的主要源项包括:废石场、尾渣堆、坑(井)口、污染工业场地、污染道路、污染建(构)筑物、露天采场废墟、污染设备等,另外,为消除铀尾渣堆的堆存量大、堆放不规范、无有效拦截设施等因素而存在的安全隐患,在确保铀尾渣处置安全、稳定基础上,同时兼顾环保、满足废物集中处置原则,在该矿点废石堆KD-X1新建尾渣库(库容15万m3)用作本项目所有废物的最终容纳场所,因此当所有污染物填埋后,需对其进行无害化治理、消除辐射安全隐患。因此,本工程退役治理的源项为坑口、浅(竖)井、废石堆、尾渣堆、露天采场废墟、工业场地、污染设备及管线、建(构)筑物、污染道路、尾渣库共十类。
(1) 坑(井)口。遗留地表14个坑(井)口,包括8个平硐口(其中有水硐口5个)、4个浅井、2个竖井。坑(井)口中氡浓度1350~2760 Bq/m3、有水坑(井)口中的水流量1.47~10.92 m3/d,水中天然铀含量为0.0024~0.049 mg/L,天然226Ra含量为0.045~0.125 mg/L。由于停产后未对坑(井)口进行任何形式的治理,这些暴露于地表的坑(井)口不仅有222Rn及其子体的逸出,还有人畜误入或坠入的危险,同时部分坑口流出水也会对附近的水体造成一定程度的污染。
(2) 废石堆。矿区内共有废石堆10个,总占地面积为19738 m2;总裸露面积为20858 m2;总废石量为119089 t。废石堆的222Rn析出率0.32~1.63 Bq/(m2·s);γ辐射剂量率(15.7~619.7)×10-8Gy/h;天然铀含量为103~360 mg/kg,天然226Ra含量为990~3490 Bq/kg。
(3) 尾渣堆。该矿区水冶厂生产遗留尾渣堆1个,堆存尾渣量46500 t,裸露面积13000 m2。根据监测结果,尾渣堆的平均比活度约5.96×105Bq/kg,总活度约2.77×1013Bq。尾渣堆的表面222Rn析出率为0.81~3.56 Bq/(m2·s),均值为2.59 Bq/(m2·s),高于管理限值0.74 Bq/(m2·s);γ辐射剂量率为(499.1~5863.3)×10-8Gy/h,均值为2464.8×10-8Gy/h,明显高于当地辐射环境的背景值。
(4) 露天采场废墟。矿区内共有露天采场1处,裸露面积为1137.5 m2;222Rn析出率0.36~2.21 Bq/(m2·s);γ辐射剂量率(81.9~537.2)×10-8Gy/h。
(5) 工业场地。矿点采冶结束后遗留地表1处工业场地,场地的污染面积为3143 m2。工业场地的γ辐射剂量率为(84.0~1825.0)×10-8Gy/h,均值为411.8×10-8Gy/h;222Rn析出率为0.47~1.65 Bq/(m2·s),均值为1.11 Bq/(m2·s),说明工业场地受到了一定程度的污染。其主要是由于生产时期废(矿)石、尾渣的洒落以及工艺管道的跑冒滴漏等造成。
(6) 污染设备及管线。根据源项调查结果,大輋围矿点停产后遗留地表设备共计24台(件),管线5700 m,总重量20.4 t,设备、管线相关参数见表1。从表1中监测数据可以看出,仪器设备受到的污染程度较小。
(7) 建(构)筑物。矿点停产后,在水冶厂区遗留了一定数量的建(构)筑物,建筑类型主要为砖混结构和木制结构,总建筑面积为1264.14 m2,目前均已无利用价值。各建(构)筑物相关参数及污染监测结果显示,各建(构)筑物γ辐射剂量率为(21.4~2601.2)×10-8Gy/h,均值为248.9×10-8Gy/h;地面和墙面的α表面污染水平为0.009~0.072 Bq/cm2,均值为0.026 Bq/cm2,大部分建(构)筑物受到了不同程度的污染。
(8) 污染道路。矿点正常生产期间,有1条由水冶厂至尾渣堆的运尾渣道路。根据源项调查结果,该道路为泥结碎石路面,长度190 m,路宽3.5 m。道路监测结果见表2,由监测结果可知,污染道路γ辐射剂量率范围值为(23.4~527.3)×10-8Gy/h,均值为88.5×10-8Gy/h,高于当地的背景值。
(9) 尾渣库。为消除该矿点铀尾渣堆存量大、堆放不规范、无有效拦截设施等因素而存在的安全隐患,在确保铀尾渣处置安全、稳定的基础上,同时兼顾环保、满足废物集中处置原则,在该矿点废石堆KD-X1新建尾渣库(库容13万m3)用作该矿点所有废物的最终容纳场所,因此当所有污染物填筑后,需对其进行无害化治理、消除辐射安全隐患。即该矿点新建尾渣库为本工程的退役治理范围。
根据源项监测报告的监测结果,最终确定该铀矿山的源项主要为坑口、浅(竖)井、废石堆、尾渣堆、露天采场废墟、工业场地、污染设备及管线、建(构)筑物、污染道路、尾渣库共十类。为了处置该铀矿山范围内的铀矿冶废物,控制各类污染物扩散,抑制和屏蔽各种有害因素,防止各种伤害性事件发生,保障公众的健康与安全,应充分考虑当地的自然环境、地形地貌,做到因地制宜、切合当地实际,采用技术成熟、施工简便的治理方案,必须保证在相当长的时期内有效,并有较高的稳固性和可靠性。
[1]GB18871-2002.电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].
[2]GB14586-1993.铀矿冶设施退役环境管理技术规定[S].
[3]GB3838-2002.地表水环境质量标准[S].
[4]徐乐昌,张 钊,张国甫,等.广西某铀矿山露天采场及废石场的退役治理[J].铀矿冶,2012(3):158-161.
[5]张 露,吕彩霞,盛 青,等.铀矿地质勘探设施退役整治若干问题探讨[J].铀矿冶,2013(4):212-215.(收稿日期:2016-07-19)
袁 勤(1983-),女,江西分宜人,工程师,硕士研究生,主要研究方向为矿山地质安全,Email:93764278@qq.com。