《伴生放射性物料贮存及固体废物填埋辐射环境保护技术规范(试行)》(HJ 1114—2020)的解读

刘晓超，杜 娟，柏学凯

(1.中核华夏环境工程技术有限公司，河北 石家庄 050021；2.中核第四研究设计工程有限公司，河北 石家庄 050021)

中国矿产资源丰富，很多矿产资源都伴生铀、钍等天然放射性核素。在对其开发利用活动中，涉及伴生放射性废物处理处置和辐射环境影响问题。这既影响了伴生放射性矿(以下简称“伴生矿”)开发利用企业的可持续发展，又对公众健康存在潜在隐患。多年来，中国在伴生矿辐射环境管理方面，做了大量的调查研究工作。随着第二次全国污染源普查的完成，生态环境部组织相关单位编制了《伴生放射性物料贮存及固体废物填埋辐射环境保护技术规范(试行)》(HJ 1114—2020)，用于指导伴生放射性物料的贮存和固体废物的填埋处理处置工作。笔者从技术规范的体系框架出发，对标准进行解读。

1 适用范围

在标准的适用范围中，规定了五项基本要素，包括适用的行业、适用的介质、适用的阶段、适用的界限、要求的深度。适用的行业，根据第二次全国污染源普查(伴生放射性矿普查)的行业范围和普查成果，确定为稀土、铌/钽、锆及氧化锆、锡、铅/锌、铜、钢铁、钒、磷酸盐、煤、铝、钼、镍、锗、钛、金16个矿产种类，并规定其他非铀(钍)矿产资源开发利用活动可参照执行。适用的介质，主要是铀(钍)系单个核素活度浓度超过1 Bq/g的原料、中间产品和固体废物[1-2]，其中固体废物包括采选冶过程产生的废石、尾矿、尾渣，以及其他过程产生的灰渣、泥状或膏状固态残留物等[3]。考虑到铀(钍)系单个核素活度浓度大于400 Bq/g的物料具有较高的放射性水平，因此提出要采取更为严格的环保措施。适用的阶段，主要是对于伴生放射性物料的贮存设施和伴生放射性固体废物的填埋设施，在选址、设计与建设、运行、关闭、监护等全过程的管理要求。适用的界限，标准只对辐射环境保护提出要求，不涉及场区内辐射防护领域。要求的深度，考虑到伴生放射性矿开发利用涉及行业众多，物料特性各不相同，因此标准只规定了辐射环境保护的原则和一般技术要求，各行业可在该标准的基础上，提出更高的、更具体的要求。

2 基本原则与一般要求

标准中提出了伴生放射性物料贮存和固体废物填埋的6项基本原则和6项一般要求。

6项基本原则主要包括全过程管理原则、辐射防护三原则[4]、环保设施三同时原则、废物最小化和达标排放原则、长期安全稳定性原则和废物有效填埋原则。6项基本原则中，全过程管理和辐射防护三原则，是放射性废物管理的基本原则；环保设施三同时、废物最小化和达标排放是环保工作的基本要求；长期安全稳定性原则是针对固体废物填埋设施提出的重要基本原则；废物有效填埋原则是对伴生矿开发利用企业所产生的伴生放射性固体废物管理的重要基本原则，包括2个途径，即企业自行建设填埋设施或送其他单位填埋设施，前提是填埋设施必须满足标准要求。考虑铀矿冶行业与伴生矿行业同属于天然放射性领域，并且铀矿冶行业具有完善的管理、技术、设施体系，因此鼓励利用铀矿冶设施进行填埋。

6项一般要求主要包括物料分区存放、固废暂存与填埋、铀资源回收、执行台账制度、建立管理体系、考虑危废特性。物料分区存放，是为了避免放射性与非放射性物料的交叉污染。固废暂存与填埋要求，是指伴生放射性固体废物应及时填埋，考虑到填埋设施的建设周期与建设条件，不具备填埋条件的可以建设专门的、满足标准要求的临时贮存设施进行暂存。铀资源回收，是考虑铀为国家战略资源，也是造成放射性污染的主要核素，因此对于铀含量达到一定水平的固体废物，鼓励对其开展回收利用。台账制度，是实现伴生放射性物料与固体废物有效管控的重要手段。建立辐射管理体系，要求伴生矿开发利用企业从机构设置、人力配备、物资设备保障、制度支撑等方面进行规范，确保辐射环境管理到位。另外，由于伴生放射性固体废物中可能含有重金属，若其浸出毒性超标，在贮存和填埋时，也应同时满足危险废物处理处置的相关标准要求[5]。

3 伴生放射性物料贮存的基本要求

伴生放射性物料贮存的辐射环境管理技术体系，包括贮存设施的设计、运行与关闭，以及相关辐射监测方面的要求。

3.1 设计阶段

在设计阶段，标准从废气废水排放控制、地下水污染防控、废物最小化和人员防护角度，重点关注了平面布置、隔离手段、清污分流、达标排放、防腐防渗、防尘抑尘、贮存分区等方面。从废气排放角度，提出了采取防尘抑尘措施的要求。在废水排放方面，要求设置渗水收集系统，对渗水进行回收利用或处理后达标排放。针对地下水污染的防控，明确贮存设施的防渗要求，即防渗性能要不低于渗透系数为1×10-7cm/s、厚度为2 m的黏土的防渗性能。在废物最小化方面，主要提出清污分流和分区存放。另外，对于平面布置以及实体隔离，更多关注的是人员防护。

3.2 运行阶段

运行阶段，标准除了对贮存设施的人员防护和伴生放射性三废防控措施有效性提出要求外，还重点关注了伴生放射性固体废物的管控。针对所有贮存设施，强调在明显部位设置电离辐射标志，避免或减少不必要的人员附加照射。明确废水处理设施和防尘抑尘控制措施要进行维持维护，保障其运行的有效性。关于运行期间伴生放射性固体废物的管控措施，要求在贮存现场进行标识和建立贮存台账；并提出了标识和台账的基本信息要求，即名称、数量、放射性水平，在台账中还要标明来源、去向、相关日期等转移信息。考虑到不同行业伴生放射性固体废物的贮存方式不同，未统一规定标识的设置要求，可根据实际情况布置标识。

3.3 关闭阶段

在关闭阶段，标准主要提出贮存设施关闭或转为其他非放射性用途时，要对污染的厂房、设施设备、场地以及周围的环境进行治理；强调治理完成后，要进行辐射监测，监测达标后才能关闭或转换用途。

4 伴生放射性固体废物填埋的基本要求

伴生放射性固体废物填埋的要求体系，从时间维度来看，贯穿了填埋设施的选址、设计与建设、运行、关闭、监护等全寿期全过程；从空间维度来看，涵盖了区域尺度、场区尺度、设施尺度和单一设施构造尺度；从辐射环境保护的目标考虑，包括地下水、地表水、大气环境与关键居民组；从关注重点来看，主要包括废物接收要求、安全稳定性、地下水污染防控和公众附加剂量水平。

4.1 选址阶段

场址选择阶段，标准从区域尺度出发，重点关注场址的安全稳定性和地下水污染防控，同时兼顾公众的附加剂量水平。场址选择标准体系，包括合规性、环境敏感目标、安全稳定性和地下水污染防控4个方面。

场址选择的合规性，主要是要与国家和地方的生态环境功能区划、国土空间规划等相协调，确保场址满足规划要求。

环境敏感目标方面，重点关注饮用水源地和关键居民组。标准从自然环境条件和降低公众附加剂量角度出发，对填埋场选址提出了要求:1)优先选择人口密度低的区域，尽可能减少公众集体剂量；2)远离饮用水源地，保护饮用水安全和公众身体健康，与水源地相对位置关系应按照《水污染防治法》等法律法规有关要求和放射性核素迁移扩散对环境的影响综合确定；3)对关键居民组等环境敏感点的距离要求，要通过剂量计算和环境影响评价来确定，确保敏感点满足剂量约束值的要求，剂量约束值具体要求在即将发布的有关限值标准中给出。

地下水污染防控方面，主要考虑地下水水位和核素迁移防护性能。对于地下水水位，标准要求填埋设施基础层底部原则上应高于地下水最高水位3 m以上；特殊情况不能满足时，应通过设置地下水导排或提高防渗设计基准来弥补。对于核素迁移防护性能，标准提出场址区域不能有水力通道，需要具备渗透性低、有良好的放射性核素阻滞性能。

安全稳定性方面，主要从地质稳定性、地表作用和洪水防控方面提出要求。地质稳定性方面，包括良好的区域稳定性、岩土体稳定性，不能选择在活动断裂带和溶洞区。地表作用方面，提出避免洪水、滑坡、泥石流、尚未稳定的冲积扇和冲沟影响区域。洪水防控方面，标准要求场址必须位于百年一遇洪水位以上，同时避开已规划的水利设施淹没区和水利设施保护区。

4.2 设计与建设阶段

填埋设施设计的基本目标是实现伴生放射性废物与生物圈的有效隔离。标准中对设计过程提出的污染防控措施包括场区平面布置、地下水污染防控系统、氡(钍)扩散防控系统、废水处理系统、安全防控系统和必要的人员防护措施。

平面布置要求是基于尽可能减少人员在场区内附加剂量的因素考虑，在选定的特定场址内，结合地形条件、气象条件、水文条件，对生产设施进行布局优化，重点强调核素在大气中迁移扩散的影响，要求办公区尽可能布置在区域常年最小风频的下风向。

地下水污染防控系统包括防渗系统、渗水导排系统、地下水监控系统、地下水导排系统和截排洪系统。防渗系统是地下水污染防控的重中之重，包括填埋区底部的防渗系统和封场时顶部的防渗系统。底部防渗系统包含天然基础层、天然材料防渗层和人工防渗层，顶部防渗层包括天然材料防渗层和人工防渗层。由于天然放射性核素的长半衰期特性，首选天然材料防渗层作为地下水污染防控的主要措施；其防护性能和布设厚度，应严格按照放射性核素特征和防渗层核素阻滞性能进行确定。渗水导排系统，包括填埋区底部渗水导排系统和封场顶部防雨水渗漏排水系统，其中底部渗水导排系统可根据伴生放射性固体废物含水率、区域降水、运行期防雨水措施和废水渗出等实际情况酌情进行设置。地下水监控系统，主要是指填埋库区周围的监测井设置，包括上游对照井和下游监测井，同时结合填埋区两侧地形和地下水流向，确定是否设置两侧监测井。地下水导排系统，主要依据地下水水位高度来决定是否设置。截排洪系统，主要是为阻止区域汇水面积内雨水进入填埋区，从而减少渗水量、降低地下水污染风险。

氡(钍)扩散防控系统，主要是指封场时填埋区顶部的氡(钍)屏蔽层，与顶部天然防渗层合用；同时人工防渗衬层也可以起到一定的防氡(钍)扩散效果。氡(钍)作为天然放射性气态扩散的重要特征核素，对周围公众所产生的影响应予以重点关注，在填埋设施封场时，要做好氡(钍)的屏蔽工作。

废水处理系统，是对填埋区渗水进行有效处理，实现达标排放的重要系统。由于不同行业伴生放射性废物性状、含水率不同，区域的降水情况与工程防雨措施不同，因此是否建设废水处理系统，需根据填埋区渗水产生情况以及去向等酌情考虑。

安全防控系统，是为了保证填埋区设施安全，避免产生设施本体垮塌、冲毁和防渗系统失效等事故所建设的防控系统，主要包括截排洪系统、底部地下水导排系统和封场顶部防生物侵扰系统。截排洪系统是对区域汇水面积内客水冲击填埋设施进行防控的主要系统，保障着填埋设施的基本安全。底部地下水导排层对疏导地下水、降低地下水位和降低地下水对防渗系统的压力起到关键作用。由于天然放射性核素衰变周期很长，所以必须保证顶部防渗系统的长期有效性；而生物侵扰是对防渗系统安全的主要威胁，在封场时应设置防生物侵扰层。

鉴于伴生放射性固体废物的放射性水平差异很大，有的高达106Bq/kg，因此标准提出在填埋设施的新建、改建和扩建过程中，要采取必要的辐射防护措施，以保障人员辐射安全。

4.3 运行阶段

伴生放射性固体废物填埋设施，在运行阶段，除了做好电离标志和相关信息标识设置、建立台账、保证三废处理措施有效运行外，标准中重点提出了废物的基本接收准则。接收准则从固体废物的pH、含水率、稳定性和单一性角度，提出了要求。由于放射性核素在酸性条件下易于浸出，所以要求固体废物应处于中性状态，以减少核素浸出。过高的含水率，会为放射性核素的迁移扩散提供条件，所以应尽可能降低固体废物的含水率。同时要求固体废物填埋前，采取一定的预处理措施，使放射性核素达到稳定化，降低其浸出性能。由于填埋设施是从天然放射性核素防控的角度进行设计，与人工放射性核素的特性有很大差异，因此禁止人工放射性废物混入填埋设施。同时，为了减少处置废物的数量，实现废物最小化，也禁止非放射性废物入内。

4.4 关闭与监护阶段

由于天然放射性核素半衰期很长，所以伴生放射性固体废物填埋设施的关闭与长期管理也是非常重要的。标准要求填埋设施关闭时应进行封场治理，并设置永久性标识。设施关闭后，应开展监护工作，监护期至少30年。监护工作主要包括设施的安全维护和辐射监测，确保长期安全稳定性和辐射防护有效性。

5 辐射监测基本要求

辐射监测是保障辐射环境安全的重要手段。从监测的时机来看，辐射监测分为本底监测、运行期监测、关闭后监测3个节点；对于填埋设施，还增加了监护期监测。从监测内容来看，除运行期和监护期增加流出物监测外，其他阶段主要为环境的辐射监测。从监测介质来看，应包括地表水、地下水、大气、物料、土壤、生物等[6]，可根据不同的阶段、不同的影响情况进行选择。从监测项目来看，包括γ辐射剂量率、氡析出率、U天然、226Ra、232Th等，重点关注U天然、226Ra和232Th[7]；但同时根据行业不同，可进行适当补充调整，例如铀锗煤干法提锗企业，监测灰渣可增加210Pb和210Po。

6 结论

从标准编制的思路出发，在充分阐明适用范围、基本原则和一般要求的基础上，对贮存设施和填埋设施从选址、设计与建设、运行、关闭到监护等全寿期的辐射环境保护技术要求进行了梳理，重点提出了各阶段主要关注的技术体系和关键指标。研究结果可为伴生矿辐射环境监督管理提供支持，也为伴生矿开发利用企业的物料贮存和固体废物填埋提供技术保障。