攀西稀土矿开采中气载放射性污染研究

摘要

稀土矿是伴生放射性矿物之一，其除了含有所需的稀土矿用成份外，同时伴有高于规定水平的天然放射性物质的矿物资源。
　　 我国稀土工业以其生产规模衡量，属于对环境污染较大的行业。因为没有针对稀土工业特点的污染物排放标准，稀土工业企业污染物排放管理和建设项目的环境影响评价、设计和竣工验收等，一直执行综合类的污染物排放标准，其在稀土行业的应用逐渐凸显不足。
　　 随着我国稀土工业的迅速发展，稀土矿及生产厂在全国的分布相当广泛，生产中排放的特征污染物如氨氮、钍尘等未能得到有效控制。因此急需根据稀土工业的自身特点，制订适用于本行业的污染物排放标准。
　　 目前，稀土工业企业污染物排放管理和建设项目的环境影响评价、设计和竣工验收等，只能参考上述与有色金属工业有关的污染物排放标准。但是，随着我国稀土工业的迅速发展，稀土矿及生产厂在全国的分布相当广泛，生产中的污染物控制存在一定的问题，对环境的污染较严重。尤其是在环境质量要求日趋严格的情况下，通用性的污染控制标准缺乏针对性，其在稀土行业的应用逐渐凸显不足，因此根据稀土工业的自身特点，制订适用于本行业的《稀土工业污染物排放标准》是十分迫切和必要的。
　　 本论文正是以四川省“稀土行业工业污染物排放标准研究”的子课题“稀土生产中的放射性污染及排放限值的研究”等项目为依托开展的。以四川攀西地区的冕宁县稀土矿为研究对象，以企业产生的气载废物为研究核心，采用CIF-3000F低本底γ能谱仪分析测量其中的放射性核素含量和比活度，然后根据大气弥散估算模式推出对气载废物放射性核素钍的排放限值，并根用公众健康危害评价方法分析评估对人体的危害程度。最后给对一矿多家企业这种情况的排放限值进行优化规划，并应用生命周期评价方法控制稀土行业“三废”污染。
　　 通过对攀西地区典型稀土矿企业的采样、测量、分析得出以下结论：
　　 1.四川省攀西地区稀土矿主要是氟碳铈稀土矿，是我国第二大氟碳铈矿，储量100 万吨，占全国已探明储量的1.02％，具有规模大、品位高、易选冶、有害杂质含量低微等特点。矿石中的天然放射性核素以天然钍为主。
　　 2.攀西地区稀土矿开采中气载放射性废物来源主要是：采矿产生的粉尘、扬尘，以及精矿冶炼产生的含HCl和CO2的混合气体，湿法分离时逸散的含HCl、氨气和有机萃取剂的废气以及锅炉燃煤产生的含SO2、烟尘的烟气。含钍粉尘有导致0+期肺尘病的趋势。
　　 3.以攀西典型稀土矿空气中粉尘放射性数据，计算结果表明仅仅是吸入232Th 所造成的剂量，而232Th 是不断衰变的，它的一系列子体核素的内照射危害不容忽视。因此控制含钍粉尘的排放限值应严于一般颗粒物。如果确定现有企业含钍粉尘排放浓度限值为20mg/m3，新建企业含钍粉尘排放浓度限值为15mg/m3 是适当的。
　　 4.健康危害评价是国际上20 世纪80年代发展起来的一个新型研究领域,其采用的统一危害指标，定量地描述各种污染物(如放射性污染物、化学致癌物和非致癌污染物)对人体健康危害的危险度。根据此评价模式，计算所得气载放射性物质对周80 km 半径范围内的公众产生的归一化集体有效剂量及归一化健康危害分别为1.19×102 人·Sv/a和8.69 人·Sv/a。由于受到某些条件的限制，本文所得到的攀西稀土矿气载释放物所致公众健康危害的大小仅是以稀土矿开采中放射性粉尘中的Th情况进行计算而得到，尚未考虑其他有害物质含量的不同、近区人口的分布以及有关资料的不确定度等因素。因此，本文所得出的值8.7人·Sv/a 仅是对攀西稀土矿气载释放物所致公众健康危害的一个初步估算，由它可以认为稀土矿气载释放物所致公众健康危害约为10 人·Sv/a。
　　 5.将生命周期评价（LCA）用于污染预防措施，能在决策过程中提供整个系统环境影响信息，有利于选择理想的污染预防方法。
　　 6.对于放射性废物管理明确规定：每一个实践或设施都应确定向环境排放的限值，确定这些排放限值时应进行最优化分析，同时要为以后的发展留出余地。
　　 如果仅考虑辐射安全，排放限值为满足剂量约束值(或称为上界)和最优化要求的结果，对关键居民组的剂量不应超过相应的剂量约束值。
　　 同时，本文针对目前稀土矿的乱开采现状及放射性环境污染越来越严重，提出了几点防治对策和建议：
　　 1.加强对稀土矿的监督管理。各级环保部门要将稀土矿的辐射环境管理纳入工作日程，严格执行和贯彻落实《中华人民共和国放射性污染防治法》的有关规定，充分利用已有的污染防治设施，发挥其作用，防治稀土矿的放射性污染。
　　 2.科学规划，合理设置矿权及科学的开采方式。各级相关部门要根据冕宁县牦牛坪稀土矿区的实际情况,对矿区稀土采选做出科学的规划,并提交省级环保部门审批。
　　 建议根据冕宁县牦牛坪稀土矿区的稀土资源量及国家核定的年开采总量,合理设置矿权,全面改变该矿区存在的“小、散、烂”的现状,以节约稀土资源,实现又好又快发展。
　　 要科学论证、合理实行稀土采选方式,对生态难以恢复、重金属及放射性物质出露严重的区域,要考虑改“剥采”为“洞采”,防治生态破坏及水体污染。
　　 3.提高环保意识，积极执行环境保护各项管理制度要及时补办环境影响评价审批手续，“三同时”验收手续，对其放射性污染防治提出明确的要求。对开采的矿石、精选矿及尾矿砂中的放射性核素含量进行必要的跟踪分析，了解和掌握稀土矿中放射性核素的变化情况。要督促企业防止污染。
　　 4.健全规章制度，严格内部管理。要严格规定企业对尾矿砂的处置审批制度、污染防治设施运行管理制度等。加强对尾矿砂的管理，应建坝妥善保存，未经有关管理部门同意，不得将其放射性核素含量超过国家规定的尾矿砂用于民用建材。
　　 5.采选生产过程大气污染控制技术。稀土矿山大多采用全机械化露天开采，在露天采矿工序中大量采用湿法作业，从而有效控制粉尘的产生量。选矿厂多数生产工序为湿法作业和室内作业，粉尘产点少，没有有组织废气排放源；户外装卸、运输、破碎等过程中产生的粉尘，属无组织排放源，采用喷雾、洒水降尘措施。