（环境工程专业论文）重庆市典型矿区环境放射性水平研究.pdf

中文摘要 摘要 重庆市矿产资源丰富，矿物种类繁多，矿产开采量较大，各类矿物除了含所需 的矿用成分外，同时伴生有高于规定水平的天然放射性物质。由于伴生矿资源中 含有较高水平的天然放射性核素，在开采、冶炼、加工和利用过程中，佯生矿中 的天然放射性物质也将迁移、浓集和扩散，含有天然放射性核素的产品、废弃物 也将对环境造成一定程度的放射性污染。因此，研究各种矿藏开发利用过程中的 放射性环境污染现状将会为保障人群健康，提出放射性环境污染防治对策提供基 础资料和科学依据。 本文依托重庆市环保局课题“重庆市伴生放射性矿调查”，根据全市1 6 4 3 家煤矿 单位和2 8 3 0 家非煤矿山资料，筛选出2 0 个典型矿区作为研究对象。 通过现场测量、采样和实验室分析，获得了矿物堆场t 辐射剂量水平、空气中 氡2 2 2 浓度，以及矿物和周围土壤的镭一2 2 6 、钍2 3 2 、钾4 0 放射性比活度、矿周围 水( 井水或矿井水) 样品的总伍、总d 含量等方面的数据。 研究结果表明，各矿区之间y 辐射剂量率水平差距比较明显，处在6 1n o y r a - - 4 3 9n g y h 之间，平均值为1 1 9 8n o y h ，y 辐射剂量率最大值出现在南川吉兴煤 矿。通过模型预测，各矿区y 辐射所致公众、职业照射有效剂量最大值分别为o 5 4 m s v a 、0 6 1m s v a ，均未超过年剂量限值( 1 m s v a 、2 0 m s v a ) 。2 0 个矿区氡浓度范 围为8 2 9 6 1 7b q m - 3 ，平均值为8 3 5 5b q m - 3 ，内照射剂量预测结果表明，这三个矿 区的公众( 成人) 的内照射剂量均超过了年剂量限值的要求，但职业照射年剂量没有 超过限值。黔江天生桥煤矿、南川吉兴、南川市甄子岩铝矿矿物所含放射性核素 中，r a 2 2 6 比活度明显高于对照点土壤中测量结果最大值，南川市甄子岩铝矿矿 物所含放射性核素中t h - 2 3 2 比活度明显高于对照点土壤中测量结果最大值，矿区 矿物所含放射性核素中i ( - 4 0 比活度均低于对照点土壤中k - 4 0 测量的平均值。 通过2 0 个矿区的初步研究，对部分放射性水平较高矿区进行了再次深入研究。 结果表明，煤矿成品煤堆场和煤渣灰堆的结果明显高于尾矿堆、周围土壤、周围 菜地，也高于环境对照点的结果最高值。空气中2 2 2 r n 浓度呈现出较高水平的点位 均分布于矿坑和矿井内。矿井流出水的总a 、总b 含量明显高于附近饮用水中的含 量，而矿区饮用水中总a 、总b 含量又比矿区所属区县的城区饮用水中的含量高。 论文探讨了伴生矿判定标准，建议按照内照射指数i 旷a v a 4 0 0 ，外照射指数k - - - - a v , a 3 3 0 + a n 2 6 0 + a l c 3 8 0 0 计算，满足i r 乏1 或i t ? _ 2 任何一个条件均确定为伴生矿。 经计算检验，判定标准的应用效果非常好，空气y 辐射剂量率与外照射系数、内照 射系数均在0 0 1 的水平上显著相关；从计算结果看，南川吉兴煤矿的内照射指数为 重庆大学硕士学位论文 1 9 0 ，外照射指数为2 4 3 ，属于伴生矿范畴。 本论文的创新点在于首次研究了重庆市各类典型矿区电离辐射水平，搞清了 矿物开发利用过程中的放射性污染现状，与环境对照点进行了对比分析，预测了 对公众和职业人员产生的照射剂量，并在国内创新性的探讨了伴生放射性矿的判 别标准。 关键词：矿区，放射性，水平，伴生矿，研究 英文摘要 a b s t r a c t c h o n g q i n gc i t yi sr i c hi nm i n e r a lr e s o b i c c s ，a n dh a sag r e a tv a r i e t ya n dp r o d u c t i o n i nm i n e r a l b e s i d e sc o n t a i nd e m a n d e dm i n e r a lc o m p o n e n t ，a l lt h e s em i n e r a l sa l s o a s s o c i a t e ds o m el l a t u r a lr a d i o a c t i v em a t e d a lw h i e he x c e e d ss t a n d a r dr a t e b e c a u s e a s s o c i a t e dm i n e r a lc o n t a i n sn a t u r a lr a d i o a c t i v en u c l i d ei nah i g h e rl e v e l ，i nt h e p r o c e s s e s o fe x p l o i t ，r e f i n i n g , m a c h i n i n ga n du t i l i z e d t h e s en a t u r a lr a d i o a c t i v e m a t e r i a l sc o n t a i n e di na s s o c i a t e dm i n e r a lw i l lb em i g r a t e d ，c o n c e n t r a t e da n dd i f f u s e d t h ep r o d u c ta n dw a s t ew h i c hc o n t a i n sn a t u r a lr a d i o a c t i v en u c l i d ew i l l a l s ol e a d r a d i o a c t i v ep o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n ti ns o m ed e g r e e t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho n r a d i o a c t i v ep o l l u t i o np r e s e n ts t a t ei nt h ep r o c e s so fm i n e r a ld e p o s i te x p l o i ta n du t i l i z e w i l l s u p p l yb a s i cd a t aa n ds c i e n c ef u n d a m e n t a lf o rp r o t e c th u m a nh e a l t h ya n d m a k er a d i o a c t i v ep o l l u t i o np r e v e n t i o np o l i c y t h i sd i s s e r t a t i o ni s s u p p o r t e db yt h ec h o n g q i n ge p ar e s e a r c hs u b j e c t t h e i n v e s t i g a t i o no f a s s o c i a t e dr a d i o a c t i v em i n e r a li nc h o n g q i n g ) ，a c c o r d i n gt o16 4 3c o a l m i n e r a l sa n d28 3 0n o n - c o a lm i n e r a l si nw h o l ec i t y s e c l e c t2 0t y p i c a lm i n i n ga r e aa s r e s e a r c ht a r g e t 。b ym e a n so ff i e l ds u r v e y ， s a m p l i n ga n dl a b o r a t o r ya n a l y s i s ，w e a b t a i n e ds o m ed a t ai nt h e s ea s p e c t ，tr a d i o a c t i v e - d o s el e v e li nm i n e r a ld e p o s i tg r o u n d ， r n - 2 2 2c o n c e n t r a t i o ni na i r , r a y - 2 2 6 ，t h - 2 3 2a n dk - 4 0r a d i o a c t i v es p e c i f i ca c t i v i t yi n m i n e r a la n da m b i e n ts o i l ，t a t a lua n dbc o n t e n ti nw a t e ra r o u n dm i n e r e s e a r c hr e s u l ts h o w st h a t1 rr a d i o a c t i v ed o s er a t ed i f f e r e n c ei ne a c hm i n ei s o b v i o u s ，t h e s e d a t a r a n g e d i n 6 1 n g y h - - 4 3 9 n g y h ，t h e a v e r a g e v a l u e i s l l 9 8 n g y h ， t h em a x i m a ltr a d i o a c t i v ed o s er a t eo c c u r r e si nj i x i n gm i n eo fn a n c h u a n ab yt h e m o d e lp r e d i c t i v e ，t h em a x i m a le f f e c t i v e 丫r a d i o a c t i v ed o s ei np u b l i ca n do c c u p a t i o ni s 0 5 4m s v aa n d0 6 1m s v a ，w h i c ha l lb e l o wy e a rl i m i t e dv a l u e ( 1 m s v a 、2 0 m s v a ) 。 r n - 2 2 2c o n c e n t r a t i o ni n2 0m i n e sr a n g e di n8 2 9 6 1 7b q m 。j t h ea v e r a g ev a l u ei s8 3 5 5 b q m - 3 ，t h ep r e d i c t e dr e s u l to fi n t e r n a ir a d i o a t i v ed o s es h o w st h a ti n t e r n a lr a d i o a c t i v e d o s ei nt h e s et h r e em i n ea l le x c e e dy e a rl i m i t e dv a l u e ，b u ty e a rc a r e e rr a d i o a c t i v ed o s e i sb e l o wl i m i t e dv a l u e a m o n ga l lt h en u c l i d e si nt i a n s h e n g q i a oc o a lm i n ei n q i a n j i a n g ，n a n c h n a nj i x i n ga n dz e n g z ir o c ka n da l u m i n u mm i n e , t h es p e c i f i ca c t i v i 哆 v a l u eo fr a - 2 2 6i so b v i o u s l yh i g h e rt h a nt h em a x i m a lm e a s u r e m e n tv a l u ei ns o i lo f r e f e r e n c ep o i n t ,i nn a n c h n a nz e n g z ir o c ka n da l u m i n u mm i n e ，t h es p e c i f i ca c t i v i t y v a l u eo ft h - 2 3 2i so b v i o u s l yh i 曲e rt h a nt h em a x i m a lm e a s u r e m e n tv a l u ei ns o i lo f i i i 重庆大学硕士学位论文 r e f e r e n c ep o i n t ，h o w e v e r ，t h es p e c i f i ca c t i v i t yv a l u eo fa l lm i n e sa r eg e n e r a lb e l o wt h e a v e r a g ev a l u ei ns o i lo f r e f e r e n c ep o i n t t h r o u g ht h ep r e l i m i n a r yr e s e a r c ht ot h e2 0m i n e s ，a n dd e e p e rr e s e a r c hi np a r to f m i n e sw i t ht h eh i g h e rr a d i o a c t i v el e v e l t h er e s u l ts u g g e s tt h a tt h ev a l u eo fs t o r ef i e l d f o rp r o d u c to f c o a la n dc o a lc i n d e ri so b v i o u s l yh i g h e rt h a nt a i l i n gp i l e ，a m b i e n ts o i la n d v e g e t a b l ep l o t ，i ta l s oh i g h e rt h a nt h em a x i m a lv a l u ei ne n v i r o n m e n tr e f e r e n c ep o i n t t h eh i i g h e r “2 r nc o n c e n t r a t i o np o i n t sa r ea l ld i s t r i b u t e di np i ta n dw e l lo fm i n e t o t a l c t ，dc o n t e n ti nn l i n ew a t e ri so b v i o u s l yh i g h e rt h a nd r i n k i n gw a t e ri na d j a c e n ta r e a ， w h i l ed r i n k i n gw a t e ri nm i n ea r e ai sh i g h e rt h a nd r i n k i n gw a t e ri nu r b a nt h a tm i n e b e l o n g st o t h i sd i s s e r t a t i o nd i s c u s s e dt h ei d e n t i f i c a t i o nc r i t e r i o no fa s s o c i a t e dm i n e ，i t s u g g e s t st h a tb a s e do nt h ec a l c u l a t i o nf o r m u l ao fi n t e r n a lr a d i a t i o ni n d e x1 r a = a p d 4 0 0 a n de x t e r n a lr a d i a t i o ne x p o s u r ei n d e xk = a r 3 3 0 + a 一2 6 0 + a # 3 8 0 0 ，w h e ni ti s s a t i s f i e di r 之lo rk 翌，t h e ni ti si d e n t i f i e da sa s s o c i a t e dm i n e t h r o u g hc a l c u l a t e v e r i f y ，t h er e s u l tw eg a i n e di sv e r yg o o d ，tr a d i o a c t i v ed o s er a t ei ss i g n i f i c a n tc o r r e l a t e d i nl e v e lo 0 1w i t hi n t e m a lr a d i a t i o ni n d e xa n de x t e r n a lr a d i a t i o n e x p o s u r ei n d e x a c c o r d i n gt 0t h ec a l c u l a t er e s u l t ，t h eko f j i x i n gc o a lm i n ei s1 9 0 ，li s2 4 3 ，t h er e s u l t i n d i c a t e si tb e l o n g st oa s s o c i a t e dm i n e t h ei n n o v a t i o no ft h i sd i s s e r t a t i o nr e s to nf i r s tr e s e a r c ht oi o n i z i n gr a d i a t i o nl e v e l i na l lt y p i c a lm i n e so f c h o n g q i n g m a k e sc l e a rt h er a d i o a c t i v ep o l l u t i o ns t a t ei nm i n e r a l e x p l o i t i n ga n du t i l i z i n gp r o c e s s e s ，t h e nc o m p a r e dw i me n v i r o n m e n tr e f e r e n c ep o i n t ， p r e d i c t e dt h er a d i a t i o nd o s et op u b l i ca n dp r o f e s s i o n a lp e r s o n n e l ， a n di n n o v a t e l y d i s o n g s e dt h ei d e n t i f i c a t i o ne r i t e f l o no f a s s o c i a t e dm i n ei nc h i n a k e y w o r d s ：m i n ea r e a , r a d i o a c t i v e ，l e v e l ，a s s o c i a t e dm i n e , r e s e a r c h i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：碎1 签字目期：知7 年r 月v 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重废太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重废太堂可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( 、厂) 。 ( 请只在上述一个括号内打“”) 学位论文作者签名：i 如导师签名： 芝, j j 签字日期：山1 年f 月一日签字日期：1 年f 月歹- 日 1 绪论 1 绪论 1 1 问题的提出 重庆市矿产资源丰富，矿物种类繁多，矿产开采量较大。稀土矿、铝矿、铅锌 矿、钽铌矿、锆英矿、煤矿、磷矿等矿物除了含所需的矿用成分外，同时伴生有 高于规定水平的天然放射性物质。伴生放射性矿( 以下简称伴生矿) 是指含有较高水 平天然放射性核素浓度的非铀矿( 如稀土矿和磷酸盐矿等) 。我国伴生矿资源丰富， 全国范围内伴生矿种类繁多，典型的伴生矿包括有色金属矿石、稀有金属矿石和 部分黑色金属矿石，其开发利用分为三大类：一类是伴生矿的开采和精选；二类是 伴生矿的冶炼、加工；三类是产品的使用与尾矿、矿渣利用。 伴生矿资源除了含所需的矿用成分外。同时伴生高于规定水平的天然放射性 物质。由于伴生矿资源中含有较高水平的天然放射性核素，在开采、冶炼、加工和 利用过程中，伴生矿中的天然放射性物质也将被迁移、浓集和扩散，含有天然放射 性核素的产品、废弃物也将对环境造成一定程度的放射性污染【1 1 。因此，研究各种 矿藏开发利用过程中的放射性环境污染现状将会对伴生矿开发利用项目的放射性 环境管理、环境污染防治对策的制定提供基础资料和科学依据。 近年来，由于经济效益差，特别是一些地方小企业，已处于停产、半停产状态， 再加上体制原因，有的由个体承包，片面追求经济效益。由于这些企业环境保护 意识差，环保投入少，中、低放射性固体废物缺乏妥善处置，造成放射性水平较高 的原料、废水、废渣污染环境，厂址周围环境y 辐射剂量率比本地区天然本底水平 高出数倍：同时由于管理者及职工缺乏相应的辐射防护安全知识、设备和测量技术， 伴生矿开发利用企业给周围环境带来了一定的放射性影响。 1 1 1 放射性废气污染 伴生矿的开发一般都是露天作业( 特别是个体开发商) ，因而炸矿、凿岩作业 而引发的粉尘量大，还有生产单位原料堆放场所的扬尘和生产工艺中产生的尾渣 等都是造成大气放射性污染的源项；有的厂矿对原料堆场不施淋水降尘，甚至工 艺中无除尘装置和通风设施，造成大气较为严重的放射性污染。根据伴生矿所含 放射性核素的差别，主要污染核素有u 一2 3 8 、t h - - 2 3 2 、r a - - 2 2 6 、k 一4 0 和r n - - 2 2 2 以及r n - - 2 2 0 的子体等，氡及其子体与空气中的浮游粒子结合，构成放射 性气溶胶，漂浮在空气中，使伴生矿井和堆场空气中存在较高浓度的氡及子体。 氡及子体随呼吸进入人体后，通过内照射给人类造成损害，甚至致癌。 1 1 2 放射性废水污染 废水主要来源，一是伴生矿湿法开采，由坑道排出的废水，二是废石堆场淋溶 重庆大学硕士学位论文 雨水，三是工艺废水。 放射性核素通过饮用水、动植物转移进入人体后，会选择不同的沉积部位， 如镭2 2 6 食入后大部分沉积骨骼组织，而放射性母核和子核发出的a 、b 射线会对 人体造成持续、长久的照射，从而诱发各种相关疾病。 1 1 3 放射性废渣污染 伴生矿的废石和工艺废渣应有专门堆场和贮存堆库，但很多矿区产生的废石 和废渣等基本都是乱堆乱放，存在环境放射性污染隐患，影响了周边的辐射环境 质量。 1 1 4 其他问题 矿物开采过程中存在的放射性废水、废气以及废渣引起的电离辐射对人体的 有着潜在损伤。电离辐射作用于人时，可能引起人体的组织或器官损伤，因而表 现出各种生物效应。一般而言，环境放射性属于低水平电离辐射，因此，人们着 重关注低水平电离辐射对人体健康的影响问题。按照生物效应与辐射剂量依赖关 系的不同特性，辐射对人体的损伤效应可以分为“随机效应”和“非随机效应”两类。 根据i c r p 的定义，“随机效应”是一种效应发生几率取决于辐射剂量的效应，无剂 量闭值，如辐射致癌和遗传效应均为随机效应；“非随机效应”是一种严重程度随辐 射剂量而变化的效应，有剂量闭值，如白内障。 此外，矿物乱开采还造成的树木被毁，植被遭到破坏，形成严重的生态破坏， 也存在噪声扰民等其他方面的问题。 鉴于各类矿物开发利用过程中产生的环境问题，特别是放射性环境问题，为 摸清我市伴生放射性矿开发利用情况，了解其空间分布和开发利用规模，为伴生 放射性矿管理打下良好的基础，根据中华人民共和国放射性污染防治法、放 射性同位素与射线装置安全和防护条例等法律、法规的有关规定，结合我市矿 产资源实际情况，重庆市环境保护局于2 0 0 5 年9 月提出，并于2 0 0 6 年组织开展了“重 庆市伴生放射性矿调查”课题研究，本文基于此课题，通过现场测量和实验室研究， 分析了重庆市典型矿区的电离辐射水平。 1 2 研究目的与研究意义 伴生放射性矿物资源系金属或非金属矿中伴有超过规定水平的天然放射性核 素的矿藏典型的伴生矿主要为有色、稀有金属和部分黑色金属矿石这些矿藏 中伴有的天然放射性核素一般为u - 2 3 8 、r a - 2 2 6 ，也有t h - 2 3 2 或k - 4 0 因此伴生矿 在开采和利用过程中必然会给环境带来放射性污染，有关资料表明，全国伴生矿 对公众产生的年集体有效剂量当量远大于核i 业 2 1 。 一方面，伴生放射性矿物开采利用过程中，放射性核素和其衰变子体经过迁 2 1 绪论 移转化富集到大气、水体、土壤中对人群健康和周边环境造成影响，另一方面由 于人们对伴生矿伴有比活度较高的放射性核素缺乏了解，在使用过程中往往按非 放射性物质对待，未采取必要防治措施，从而造成对环境大范围污染，比如大量用 其废渣烧砖制瓦、建房屋、造田、铺路，使伴生放射性污染日益成为突出的环境问 题。 我市的大渡口、万盛、南川、黔江、秀山等地都有着丰富的矿产资源，主要 为石灰石矿、白云石矿、萤石矿、铅锌矿和锰矿、铝矿、汞矿以及煤矿等。这些 矿产资源伴生的放射性水平迄今还不十分清楚，但可以肯定的是，这些矿区在开 发应用的过程中会给周围环境带来一定的放射性影响，故急需对我市的这些矿区 放射性水平进行调查研究，为我市伴生矿的监督管理提供基础数据，也为保障人 群身体健康和社会安定提供依据。 1 3 研究内容 本文对4 0 个区县( 自治县) 的1 6 4 3 家煤矿单位和2 8 3 0 家非煤矿山进行初步筛 选排查后，确定了1 1 个区县为重点调查研究范围，以1 1 个区县l o 种矿产品的2 0 个矿为调查对象，包括大渡口区的石灰石矿、万盛区的白云石矿和煤矿、黔江区 的煤矿、铅( 锌) 矿和萤石矿、南川市的煤矿和铝矿、彭水县的萤石矿、酉阳县的汞 矿、秀山县和城口县的锰矿、铜梁县和大足县的锶矿和綦江县的铁矿。 论文对大量国内外资料进行查阅、研究，确定主要内容如下： 研究y 2 0 个矿的矿物堆场丫辐射剂量水平、空气中氡2 2 2 浓度，以及矿物和 部分矿周围土壤的镭- - 2 2 6 、钍- - 2 3 2 、钾- - 4 0 放射性比活度及矿周围水( 井水或矿 井水) 样品的总、总p 等放射性指标； 选取环境对照点，进行测量、分析，并将矿区研究数据与之对比、分析； 通过模型预测各类矿区对普通公众和职业工作者的内照射剂量、外照射剂 量； 进一步甄选出水平比较高的矿，进行深入全面的研究，特别是对于周边放 射性环境特征进行了研究、对比； 通过数据统计分析，分析各矿区放射性核素与放射性水平之间的关系，探 讨了伴生放射性矿判别标准； 分析研究的得与失，提出了一定的建议。 1 4 所需要解决的技术关键 重庆市目前还没有开展伴生放射性矿物资源利用情况的调查，相关资料、数 据不完善，对于伴生放射性矿物及其矿渣对周边环境和人群的影响控制力度较弱。 重庆大学硕士学位论文 本课题将为重庆市辐射环境中伴生放射性矿产资源方面的管理提供大量基础数 据，量化重庆市伴生放射性矿产资源开发过程中放射性环境污染现状，研究人群 受影响程度，讨论处理处置措施以及管理方法，为建立污染防治系统做好准备， 有效控制伴生矿放射性矿产开发矿渣对生态环境及人身健康的影响。 另外，我国对于鉴别放射性矿物资源的方法，尚无统一的国家标准，因此本 课题可根据重庆市典型区域伴生放射性矿物资源的天然放射性核素含量以及对职 业人群、公众的年照射剂量和国家规定的有效剂量限值进行比较计算，探讨相关 管理机制。 4 2 国内外研究现状 2 国内外研究现状 2 1 伴生放射性矿开发利用现状 2 1 1 我国伴生放射性矿开发利用情况 据资料介绍，我国放射性物质含量高的各类稀土矿总含量居世界首位，稀土采 矿、选矿、冶炼和材料加工等方面已成为世界的强国，也是世界上唯一能够大量供 应各种不同品种、品级稀土矿品的国家，稀土产品在世界市场占有率达7 0 ，对我 国现代化建设具有十分重要的意义。 稀土矿的放射性比活度比其它伴生矿放射性比活度高，开发利用过程中给环 境带来的放射性污染十分严重。从调查的情况看，我国伴生矿资源利用主要是伴生 矿采选和伴生矿加工，其中伴生矿初加工企业是产生放射性污染物的主要来源。以 稀土矿为例，我国稀土矿资源利用企业主要分布在内蒙、四川、江西、湖南、江苏、 山东、广东等省。据资料介绍，我国稀土矿、独居石矿的天然放射性比活度较高，稀 土精矿( 品位6 0 * , ) 的天然放射性比活度高达2 9 1 0 4 6 7 x 1 0 4a q k g 。但稀土矿的 深n - r 企业很少，深加工使用的原料中放射性比活度相对较低，因此，对环境的污 染程度相对较小1 3 j 。 据调查，我国湖南、广东、四川、内蒙古等省区伴生矿所产生的年集体有效 剂量对公众的危害已远大于核工业【3 1 。但是，目前人们对伴生矿的放射性危害尚缺 乏认识，象对待非放射性物质一样，大量用其废渣制造建筑材料、铺路、施肥等， 从而造成对环境的污染【4 】。 我国伴生矿资源利用分为三大类：一类是伴生矿的开采和精选；二类是伴生 矿的冶炼、n 3 ：；- - 类是产品的使用。 2 1 2 重庆市矿产资源开发利用情况 重庆市矿产资源比较丰富。现已发现矿产( 含亚矿种) 6 8 种，其中查明储量的矿 产4 4 种；已发现未查明资源储量的矿种2 4 种。查明资源储量的4 4 种矿产，共有矿 产地4 1 5 处，累计保有资源储量的潜在总值( 未计入地热水、矿泉水等) 为3 5 85 1 82 亿元，列入全国第2 5 位：人均潜在价值和单位国土面积潜在价值分别列全国第2 5 位和第2 l 位。重庆市铝土矿资源丰富，名列全国第7 位。这一矿种的开发利用起步 虽然比较晚，目前生产规模也不大，但在西部大开发中提出进一步开发铝土矿，建立 铝工业基地的规划。钡矿是重庆市一枝独秀的特殊矿种和优势矿产，保有储量名列 全国之首。重庆市的钡矿是以碳酸盐为主的沉积一改造混合型钡矿床，主要矿物为 毒重石和钡解石，类型独特，全国罕见，全国有4 家生产钡矿深加工产品，其中3 家以 重庆钡矿作原料。重庆市钡矿发现较晚，开发利用时间也不长，但发展迅猛，现已成为 重庆大学硕士学位论文 重庆市矿业的后起之秀。自上世纪8 0 年代起至今，已有钡矿矿山企业1 8 家，其中l o 家具有一定开采规模。锶矿储量大，质量好，保有储量名列全国第4 位。1 9 7 3 年在 全市率先开发利用的合川市干沟锶矿，经过3 0 年的开采，资源濒临枯竭。保有储量 排在全国第6 位的锰矿，按重庆市“十五”规划，全市锰矿生产规模将由目前的1 0 万 吨年，扩大n 2 2 0 万吨，年。重庆汞矿，开发历史悠久，产品以质纯而享有盛名。但勘 查程度较低，查明的保有资源储量1 6 94 0 14 吨，而其中的基础储量仅有16 4 3 吨，占 保有资源总量的9 7 。峥1 重庆市内石灰岩开采最为普遍，凡有石灰岩资源的区县都有石灰岩矿山，现有 2 0 0 0 个左右，开采矿石5 5 0 0 - - 6 0 0 0 万t 。石灰岩主要用于建筑行业，主要产品为碎 石和水泥原料，二者的矿石用量在5 0 0 0 万t 以上。石灰岩的其他产品有石灰、电 石、熔剂石灰、石粉、机制砂等，矿石用量约5 0 0 万t 。2 0 0 1 年石灰岩及其加工产 品的总产值达3 8 亿元，其中水泥产量1 7 0 0 万t ，产值约3 3 亿元，经济效益较好。 石灰岩矿产品的主体是建筑材料，除满足本市需求外，尚可辐射市外周边市场。 重庆市煤炭开采历史悠久，解放后经过几十年的发展壮大，现己形成以南桐、松 藻、永荣、天府、中梁山五大矿区( 五大矿务局) 为骨干，以众多地方国有煤矿和星 罗棋布的乡镇煤矿为辅的三级煤炭生产格局。重庆市现有煤炭设计生产能力约 4 0 0 0 万t ，2 0 0 1 年投产矿井1 5 0 9 对，生产原煤2 3 2 1 万t 。其中，五大矿务局矿井2 7 对，产煤8 1 0 万t ：地方国有煤矿矿井6 7 对，产煤3 1 2 万t ；乡镇煤矿矿井1 4 1 5 对， 产煤11 9 9 万t 。重庆市煤炭近年的产销局面是：供需基本平衡；原煤生产大于需求， 余额销往市外；低硫精煤产量不足，尚需外省调入。【6 】 2 2 国内外伴生矿环境污染研究现状 2 2 1 对于伴生矿的研究现状 国内很多开采、使用伴生性矿物的省市都已经开展了相关的调查、测量、研 究及伴生矿放射性污染防治工作，取得了良好的成效。国家环境保护总局核安全 与辐射环境管理司1 9 9 9 年对全国部分省市铀、钍伴生放射性矿物资源开发利用中 放射性污染相关的调查，总体表明伴生矿放射性废物具有活度浓度低、寿命长、 数量大、分布广的特点f 孙。国家环保总局2 0 0 0 年组织完成的伴生放射性矿物资 源开发利用中放射性污染现状与对策研究 7 1 显示，仅四川、广东、山东、贵州、 内蒙、天津、吉林7 省市就有伴生矿资源开发利用企业4 0 0 余家，7 省市伴生矿 资源开发利用企业放射性“三废”排放总量见表2 1 。 6 2 国内外研究现状 表2 17 省市伴生矿资源开发利用企业放射性“三废”排放统计 t a b l e 2 1s t a to f t h r e ek i n d sw a s t ed i s c h a r g eb ye n t e r p r i s e so f a s s o c i a t e dm i n e r a le x p l o r i n gi n7p r o v i n c e s 调查表明，产生的固体废物中，比活度小于2 x 1 0 4b q k g 有近3m t ，比活度大 于2 1 0 4b q k g 的有约8m t ；废水中的比活度范围为3 9 x 1 0 4 4 1 1 0b q l ，总8 比活度范围为1 5 9 0 4b q k g ，废水中总a 、总p 比活度均超过了污水综合排放 标准规定的限值，其中总超标为1 1 5 0 0 倍，总b 超标l 9 倍。 帅震清等 1 1 对部分省市伴生矿开发利用地区环境t 辐射水平进行了测量调查， 伴生矿区及开发加工企业厂区周围的环境地面y 辐射剂量明显增高。伴生矿开发利 用过程中，向大气环境释放的气载放射性主要有两种途径：一是矿区氡浓度及其 子体a 潜能：二是粉尘随气流的弥散。伴生矿开发利用地区地表水和地下水源受到 天然放射性物质的污染，地下水总a 含量超过生活饮用水卫生标准的1 0 倍。 王灵秀等【8 】根据1 9 9 6 1 9 9 8 年对包头市陆地丫辐射剂量率进行的调查测量结 果，对包头市区及白云鄂博矿区环境放射性水平进行了分析研究。陈志东等【9 】对广 东省几个大型伴生矿( 包括稀土矿、钽铌矿和铅锌矿) 资源利用( 开采、冶炼、加工) 过程中天然放射性核素的污染现状进行了调查。张玉平【1 0 l 针对贵州省主要的伴生 矿资源铅锌矿开发利用中的放射性污染现状进行了测量，对核素含量水平、迁移 规律及公众影响进行了分析，并提出对策。李福林【1 l 】对吉林唯一的金矿金( 铀) 伴 生矿环境放射性水平进行了测量分析，调查了矿井下t 照射量率，矿井下2 2 2 r n 及 2 2 2 r n 子体浓度与潜能值，矿井下外照射累计剂量，矿石中放射性比活度，水体中 总放射性活度，外环境泥沙土中放射性比活度。张谦等【1 2 】对使用的高钛渣中含 2 2 6 r a 、2 3 2 t h 、小k 比活度较高的辽宁某海绵钛生产厂的t 辐射水平、主要环境介质 7 重庆大学硕士学位论文 和含钛废渣中总、总b 、u 、2 2 6 r a 、2 3 2 t h 、4 0 k 的放射性比活度进行7 n 量；对含 钛废渣所造成的环境放性影响及其处理进行了放射性卫生学评价。研究发现厂区 排出的废水含有一定的放射性，冶炼产生的废渣含放射性，不属于放射性废物，但 是对公众造成的剂量高于国家规定的限值，因而是需要对其进行辐射安全管理的 废物。苗金萍等1 1 3 】普查了包头地区地表1 ，剂量率的基础上，对影响较大的三个地区 和稀土冶炼厂、火石厂等进行了重点调查。包钢、白云矿区生产过程中的天然放 射性对环境造成了污染，主要位于矿区和厂区。 在石煤储藏量占全国9 0 以上的湖北、湖南、江西、浙江和安徽等五省曾经开展 的石煤资源开发和利用中的污染源项及其对环境和居民影响的调查。主要调查了 石煤矿区及其周围建筑物室内、外的y 辐射水平和年平均氡浓度，石煤、石煤渣、含 石煤渣砖( 俗称碳化砖) 等固体介质中的天然放射性核素的比活度；并计算了居住在 碳化砖房的居民和有关工作人员的附加剂量。山东省、四川省还对磷肥生产过程 中使用磷矿石的放射性水平进行了分析与评价。对不同地区稀土产品放射性水平 研究表明【1 4 1 ，总的趋势包头 江西 四川 广东，同时也符合总的规律，即离子吸附型 矿 5 0 ( 2 n ) ，1 4 c 4 0 ( 2 n ) 水样o l 放射性活度： ，、 l 睾一吸i 彬 ，：三上一 4 毛。矿。叩。 l 式中水放射性活度 e 式样中的a 计数； r 测量时间( s ) ； 吃测量装置的伍本底计数率( c p s ) ； 形水样蒸干后的残渣总质量( m 曲； 测量装置的n 计数计数率( c p s ) 矿水样的取样体积( l ) ； 用于测量的残渣质量( m 曲 叩。水样蒸等化学处理a 放射性的回收效率 水样b 放射性活度： l8 = 知y ，7 ， 厶式中水p 放射性活度( b q l ) 3 研究矿区及主要指标 c 。式样中p 计数 c 试样中的a 计数 ko f 射线对b 计数的干扰率 丁测量时n ( s 1 测量装置的p 本底计数率( c p s ) 矽水样蒸干后的残渣总质量( m 曲 测量装置的p 计数计数率( c p s b q ) v 水样的取样体积( l ) 形用于测量的残渣质量( m g ) r 。水样蒸等化学处理p 放射性的回收效率 3 5 质量保证方法 为了保证论文研究的质量，并依据分析方法质量参数水平，选择检出限低、 准确度高和精密度好的测量与分析方法，同时考虑方法适用范围、成本、时间， 进行合理优化配套组合。被选用的分析方法经过检出限、准确度、精密度检验合 格后，用于伴生矿调查测量与样品分析。 放射性测量仪器的性能检验 放射性测量系统的工作参数，包括本底、探测效率，分辨率和能量响应等， 按仪器使用要求进行性能检验、测量系统发生某些可能影响工作参数的改变，作 了某些调整或长期闲置后，都进行了性能检验。当发现某参数在预定的控制值以 外时，操作人员对测量系统进行校正或调整后，方用于测量与分析。 对低水平测量仪器的检验 放射性计数装置的本底计数满足泊松分布是其工作正常的必要条件，因此， 在伴生矿调查分析中，定期进行实验室本底计数检验，确定其是否满足泊松分布 要求。 长期可靠性检验 取自正常工作条件下代表实际的定时或定数计数的常规测量的本底或效率测 量值2 0 个以上，由这些数据计算平均值和标准差，绘制质量控制图。 异常数据重复性检验 每个矿区或每批样品分析完毕后，对部分特高或特低含量试样，进行异常点 重复性检验，以保证结果科学、准确。 4 矿区放射性水平研究结果分析 4 矿区放射性水平研究结果分析 本论文对各矿区矿物堆场陆地y 辐射剂量率、空气中氡浓度以及矿物放射性核 素含量、周边水体中总0 t 、总b 含量以及土壤中放射性核素含量进行了现场测量、 采样和实验室分析。此外，还选择了重庆市大部分区县的环境对照点，进行了相 关放射性指标的测定，共分上下半年进行了对照点的测量。环境对照点放射性指 标主要作为矿物各项指标的本底对照，以对比、分析出放射性水平较高的矿区。 其中，空气侑射剂量率环境对照测量点选择在不易受人为活动影响天然t 辐射 变化的地区布设，共有代表性的2 4 个对照点，分布于2 4 个区县。空气中氡浓度对 照环境测量点选择在不易受人为活动影响，避开地质断裂带和矿山、工地的区域。 土壤对照点测量点位选择避开矿区、工地以及道路、市场等区域。水体环境对照 点主要选择了重庆市的2 大水系。 4 1 矿区环境陆地1 ，辐射剂量率 环境外照射包括环境地表y 辐射与宇宙射线的照射。宇宙射线剂量率随纬度而 变化，并随海拔高度增高而增高，在局部地区一般比较稳定。因而环境地表t 辐射 剂量率的高低变化，大致反映了环境外照射的大小和变化。重点测量各矿区堆放场 地，在堆场中心及四周布设测量点位。 4 1 1 堆场y 辐射剂量率测量结果 调查测量选用b h 3 1 0 3 a 型便携式x 、y 剂量率仪，按环境地表辐射剂量率 测定规范( g b t 1 4 5 8 3 1 9 9 3 ) 的要求，通过质量保证手段，得到陆地