稀土矿生产对周边环境的辐射影响研究

覃国秀 徐永壮 周 佐 李 凡

（沈阳工程学院核工系 辽宁沈阳 110136）

引言

近年来，稀土元素在高新材料的开发与研制等方面取得了突破性的进展，稀土元素的应用也越来越受到人们的关注[1,2]。由于稀土矿伴生天然放射性核素，稀土冶炼过程可能会影响周围环境的放射性水平[3,4]。为了减少放射性污染，改善人们的生活质量，保障稀土企业工作人员和公众的健康，本工作对某稀土矿的辐射环境现状进行调查，获取稀土矿周围大气、水及土壤等的放射性污染数据，评价该稀土矿的生产对工作人员及周边居民的影响。上述调查结果可为稀土矿放射性污染治理研究提供依据。

1 对象与方法

1.1 对象

调查的稀土矿是一个大型稀土冶炼企业。该稀土矿500m评价范围内的村庄有A村和B村，未发现自然保护区、文物古迹等敏感目标。稀土冶炼工艺主要分为酸溶溶料、萃取分离、沉淀和灼烧这四个主要工序。通过该稀土矿的生产工艺流程可知，在生产过程中放射性污染源主要包括钙皂化渣、酸溶渣和后工序产生的废水。

1.2 方法与仪器

在2017—2018年期间，根据所调查稀土矿的具体情况，对矿区500m范围内的γ辐射空气吸收剂量率、空气中氡浓度、污水受纳水体及环境敏感点周围地下水的放射性水平进行连续监测。本次调查采取了全面质量保证措施，对所有的仪器都进行了校准。γ辐射空气吸收剂量率的测量使用的仪器为6150AD-b/H型X-γ剂量率仪。空气中氡浓度的测量使用的是RAD7型测氡仪。样品中的总α、总β活度浓度测量使用的是LB-6型低本底α/β测量仪。稀土矿原料、产品及废渣样品中的放射性核素分析，使用的是DSPEC-50 HPGe低本底γ能谱仪。

2 结果

2.1 γ辐射空气吸收剂量率监测结果

γ辐射空气吸收剂量率主要在A村、B村和厂区内主要车间及公共场所布点，监测结果见表1。由监测结果可知，A村和B村等环境保护目标的γ辐射空气吸收剂量率测量范围为71.2~128.5 nGy/h，在当地本底（77.2~146.3 nGy/h）范围内。厂区办公区、生活区的γ空气辐射吸收剂量率都较低，处于本底水平。

2.2 空气中氡浓度监测结果

空气中氡浓度的布点与γ辐射空气吸收剂量率一致，其监测结果见表2。由表2可知，矿区周围居民监测点和工作场所的空气中氡浓度均低于国家标准中的优化行动水平下限值（200 Bq/m3），不需要采取优化或补救行动。

表1 γ辐射空气吸收剂量率监测结果

2.3 水环境监测结果

水环境的调查范围，包括矿山周围的环境敏感区和对周围地表水环境影响较显著的区域。根据矿山的污水排放量和去向，确定水质调查范围为A河。同时，在矿山附近A村和B村取地下水进行放射性分析。水样的监测结果见表3。由表3监测结果可知，所调查稀土矿污水受纳水体A河上、下游和居民家中井水样中总α、总β放射性水平均符合国家标准中的浓度限值要求：总α放射性≤0.1Bq/L、总β放射性≤1.0 Bq/L。

表2 空气中氡浓度监测结果

表3 水样监测结果

2.4 原料、产品及废渣监测结果

针对该稀土矿的特点，采集了4个样品（含原料、废渣、产品）进行放射性含量分析，样品分析结果见表4。由表4可知，原料中放射性核素与该地区天然放射性核素本底水平相当，产品中放射性核素含量远低于该地区天然放射性核素本底水平。废渣中放射性核素均为天然放射性核素，根据国家规定，废水处理污泥和钙皂化渣的比活度低于4×106Bq/kg，属于低放废物；酸溶渣的比活度大于7.4×104Bq/kg，应作放射性废物看待。

表4 原料、产品及废渣样品的测量结果（Bq/kg）

3 结论

对于γ辐射所致的外照射剂量，使用UNSCREAR1982年报告书介绍的模式。对于吸入氡及其子体所致的内照射剂量，采用核工业辐射环境评价估算模式。由表5可知，室外贯穿辐射和氡及其子体吸入所致设施周围居民年均最大个人有效剂量分别为0.63mSv和1.47mSv，均在该地区本底水平范围内，说明该矿山生产过程中对周边居民影响很小。对于工作场所，室外贯穿辐射和氡及其子体吸入所致工作人员年均最大个人有效剂量为1.36mSv，远低于国家规定的约束限值（20mSv）。

表5 工作人员及公众年有效剂量估算结果（mSv/a）

结语

该稀土矿污水受纳水体及周围村庄井水等样品中总α、总β放射性水平符合国家标准所规定限值。车间或生产车间废水排放口钍、铀总量低于国家标准中的排放浓度限值（0.1mg/L）。在评价区域内所有监测点空气中氡浓度均满足国家标准中规定的住宅限值（200 Bq/m3）及工作场所限值(500 Bq/m3)，评价范围内的大气环境质量良好。该稀土矿周围环境保护目标及厂区内办公区、生活区的γ辐射空气吸收剂量率测量值与该地区室外环境γ辐射空气吸收剂量率水平相当。通过对原料、产品、废渣的放射性分析可知，原料中放射性核素与该地区天然放射性核素本底水平相当，产品中放射性核素含量远低于该地区天然放射性核素本底水平。说明该稀土矿放射性污染对周围环境影响很小。