退役矿山放射性环境监测技术研究

摘要：随着我国成为核电与核技术利用大国，铀矿山等核设施的退役与环境治理是保障区域生态安全的重要任务。本文结合广东省辐射环境监测现状、行业发展趋势及典型退役矿山案例，系统分析了退役矿山放射性环境监测的技术体系、存在问题及改进方向。研究表明，我国已形成以自动监测站、电磁辐射和土壤放射性监测为核心的立体化监测网络，但在技术应用场景拓展、科研成果转化及行业可持续发展方面仍需突破。未来需依托政策支持与技术创新，推动监测技术向智能化、一体化方向发展，助力退役矿山环境风险的全周期管控。

1. 引言

随着核能和矿产资源开发活动的持续推进，放射性污染问题已成为全球环境治理的重点。放射性矿山退役是核工业全生命周期管理的重要环节。矿山开采活动可能导致放射性污染、地形破坏、水土流失及生物多样性下降等问题。退役修复后，铀矿及伴生放射性矿山的退役治理需通过系统化、标准化的生态环境监测，评估放射性核素对环境的长期影响，保障公众健康与生态环境安全。本方案基于国际及国内相关技术标准（如《铀矿冶辐射环境监测规定》GB23726、《辐射环境监测技术规范》HJ61），系统阐述退役矿山放射性生态环境监测的技术框架与实施要点。旨在建立科学、全面的监测体系，为放射性矿山退役后的生态恢复提供数据支撑。

2. 监测目的与范围

2.1 监测目的

污染评估：确定退役矿山及周边环境中放射性核素（如铀、镭、钍、氡及其子体）的分布特征与污染程度。

合规性验证：确保退役工程符合《环境影响评价技术导则》等法规要求，满足地表氡析出率、土壤残留量等管理限值。

风险预警：通过剂量估算模型，评估公众辐射暴露风险，为长期监护提供依据。

2.2 监测范围

空间范围：以退役矿山为核心，覆盖尾矿库、堆场、排水口及周边500米内敏感区域（居民点、水源地等）。

介质对象：包括空气、水体（地表水、地下水）、土壤、底泥及生物样品（动植物）。

3. 监测方法与技术

3.1 监测方案设计

依据《伴生放射性矿开发利用企业环境辐射监测要求》，监测方案需包括：

布点原则：

空气监测：在最大风频下风向500米内居民点、厂界四周及对照点布设采样点。

水体监测：在排放口上下游设置断面（如上游500米、下游1000米），覆盖地表水与地下水。

土壤监测：重点采集尾矿库周边、易污染路径（如运输道路）及对照区样品。

监测项目：

3.2 采样与分析技术

采样方法：

空气：使用主动式氡采样器或被动累积探测器，结合气象参数（风速、温度）记录。

水体：采集表层水与深层水样，酸化保存以防止核素吸附（pH=1～2）。

土壤：按网格法分层取样（0-20cm表层土为主），避免交叉污染。

分析技术：

γ能谱分析：用于测定土壤、生物样品中的U、Ra、Th系列核素。

液体闪烁计数法：检测水体中总α/β活度。

活性炭盒法：测定空气中氡浓度，结合α能谱分析子体贡献。

4. 数据分析与风险评估

4.1 放射性核素识别与来源解析

核素特征：铀系（238U→234Th→...→226Ra）、钍系（232Th→228Ra）衰变链分析，区分天然本底与人为污染。

污染溯源：通过同位素比值（如234U/238U）判断污染源是否为尾矿渗滤液或大气沉降。

4.2 剂量估算与健康风险

暴露途径：包括吸入氡气、食入污染食物、外照射等。

模型计算：采用ICRP推荐剂量系数，计算公众年有效剂量（目标限值1mSv/a）。

4.3 生态风险评价

土壤-植物系统：通过转移因子（TF=植物核素浓度/土壤核素浓度）评估食物链累积风险。

水生生物影响：分析底泥中核素对水生生物的毒性效应（如226Ra对鱼类的生殖抑制）。

5保障措施

5.1 组织管理

成立专项监测小组，明确环保部门、技术单位职责；

建立第三方机构审核机制。

5.2 技术保障

定期培训操作人员，取得辐射安全许可证；

配置便携式γ剂量率仪、高纯锗探测器等设备。

5.3 应急机制

设置放射性活度阈值预警线（如U浓度>0.1Bq/g）；

制定污染扩散应急预案。

6典型案例分析

6.1 东坑矿床矿退役治理工程

监测结果：

（1）东坑矿床空气氡浓度测量结果均值为122.89 Bq/m3。根据《民用建筑工程室内环境污染控制标准》（GB50325-2020）中“民用建筑初步装修和全装修工程竣工验收均应委托有相应检测资质的检测机构进行室内环境污染物浓度检测，其限量需满足Ⅰ、Ⅱ类民用建筑工程室内氡浓度≤150 Bq/m3”。对比区内空气氡浓度测值，东坑矿床采场附近区域仍应进一步加强封闭工作，做好警示标志，避免周边居民长时间停留。

（2）东坑矿床区内γ辐射剂量率测量结果均值为352.10 nGy/h。根据《广东省放射性地质环境调查与评价》可以看出东坑矿床内γ辐射剂量率处于偏高水平，部分地区测值异常偏高，考虑到该地区为已经过退役治理的铀矿山，应进一步加强退役整治工程后期维护工作，同时，做好警示标志，避免周边居民在高风险地区长时间停留，增加接受辐射照射风险。

7. 预期成果

1. 形成放射性矿山退役修复生态监测技术规范；

2. 建立动态环境数据库，支撑长效管理；

3. 确保辐射剂量率低于1mSv/a（公众限值）；

4. 植被覆盖率恢复至矿区周边自然生态水平的80%以上。

8. 结论与建议

8.1结论：退役矿山放射性污染以铀、镭、氡为主， 本方案通过多介质、多指标的协同监测，可系统评估放射性矿山退役后的生态环境恢复进程，为类似矿山修复工程提供技术参考，助力实现“绿水青山”与核能可持续发展的双赢目标。

现有治理技术可有效控制风险，但长期监护仍不可或缺。

8.2 建议

（1）在对退役矿山放射性污染的分析中，应考虑周围土壤的理化性质，如土壤的pH值、电导率、有机质、磁化率、粒度特征等。

（2）对退役矿山放射性污染水平研究中，还应当考虑大气释放放射性剂量估算、气载放射性释放剂量估算、液体放射性流出物释放剂量估算，作为对放射性核素在自然界的分布和迁移具体途径进行论证，完善辐射环境污染的调查。

（3）退役矿山放射性污染理需要更多的工程实践，如进行实地覆土试验，和进行环境经济优化建模，利用费用—效益分析、代价—利益分析、代价—效能分析等方法来研究在铀矿山的应用

（4）在对退役矿山放射性污染监测研究中还需要加强：

技术优化：引入无人机与遥感技术，实现大范围γ辐射快速扫描。

管理强化：完善退役矿山数据库，推动监测数据公开与公众参与。

法规更新：细化伴生矿监测标准，明确非铀矿山（如稀土矿）的放射性监管要求。

参考文献

[1] 北京市辐射安全研究会. 铀矿冶退役设施监护期监测报告格式与内容， T/BSRS131—2024.

[2] 退役铀尾矿库周边环境放射性水平调查与分析， 2024.

[3] 伴生放射性矿开发利用企业环境辐射监测要求， 2025.

[4] 生态环境部. 环境影响评价技术导则 核技术利用（征求意见稿）， 2025.

[5] 粤北百顺矿田放射性环境污染风险调查与防治措施研究报告， 2021.