王艷麗

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510800）

隨著人類社會(huì)不斷地發(fā)展，活動(dòng)范圍不斷地?cái)U(kuò)大，造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞日益增大。2011年4月11日福島發(fā)生7.1級(jí)地震，受大地震影響，福島第一核電站遭到嚴(yán)重?fù)p毀和破壞，大量放射性物質(zhì)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏，嚴(yán)重影響到人類身體免疫系統(tǒng)功能[2]，并且導(dǎo)致周邊水土、空氣、生物受到嚴(yán)重的放射性污染[1]。通過(guò)此次事件，環(huán)境輻射安全更加受到環(huán)保人士和學(xué)者的關(guān)注，也間接促進(jìn)環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)的提高與發(fā)展。

美國(guó)作為發(fā)達(dá)國(guó)家，最早在20世紀(jì)90年代就建立了輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)幾十年的研究發(fā)展，技術(shù)水平相對(duì)成熟先進(jìn)。我國(guó)核事業(yè)發(fā)展起步相對(duì)晚于國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家，導(dǎo)致環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展也相對(duì)落后于國(guó)際社會(huì)。最早在1983年，我國(guó)由國(guó)家環(huán)?？偩謱?duì)全國(guó)環(huán)境天然放射性水平開(kāi)展調(diào)查研究工作。通過(guò)大量人力、物力采集到全國(guó)γ輻射劑量率數(shù)值和土壤天然放射性核素含量等多項(xiàng)重要成果，得到國(guó)際社會(huì)認(rèn)可。

作為核事業(yè)的重要參與者，核工業(yè)人在解放后通過(guò)50多年的艱苦奮斗，取得了許多光輝業(yè)績(jī)，給國(guó)家?guī)?lái)光榮的同時(shí)，但也給后代子孫在生態(tài)環(huán)境上帶來(lái)了許多不安全因素。從國(guó)家“八五”計(jì)劃起，核工業(yè)人順應(yīng)時(shí)代潮流，承擔(dān)起了對(duì)鈾礦勘探設(shè)施進(jìn)行退役整治重?fù)?dān)。在我國(guó)鈾礦勘探設(shè)施退役整治中，γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)數(shù)值一直作為評(píng)價(jià)治理工程是否合格的重要指標(biāo)。因此，γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確對(duì)于環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。

1 環(huán)境地表γ輻射劑量率的影響因素

依據(jù)相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范，環(huán)境地表γ輻射劑量率是指在田野、道路、森林、草地、廣場(chǎng)以及建筑物內(nèi)，地表上方一定高度處（通常為1m）由周圍物質(zhì)中的天然核素和人工核素發(fā)出的γ射線產(chǎn)生的空氣吸收劑量率（GB/T14583-93）。生態(tài)環(huán)境里的輻射一部分來(lái)自宇宙射線，強(qiáng)度比較低，對(duì)人體影響較??；一部分來(lái)自地殼中，主要存在于花崗巖火山巖等天然巖石和土壤中，其強(qiáng)度大小受降雨、風(fēng)雪和氣壓等氣候因素影響[4-5]，這部分是人類所受輻射的主要來(lái)源；另外一部分，主要是因人類生產(chǎn)及生活活動(dòng)產(chǎn)生的，如大型的核電站和軍事方面的核武器以及醫(yī)療事業(yè)中使用的各種電磁設(shè)備等等。隨著科技發(fā)展的突飛猛進(jìn)，第三部分產(chǎn)生的危害往往是災(zāi)難性的，比如上文提到的日本福島核電站事故，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的損毀幾乎是毀滅性的，故對(duì)此類輻射源，人類應(yīng)該采取最為嚴(yán)格的措施進(jìn)行開(kāi)發(fā)和使用。

自新中國(guó)成立以來(lái)，核工業(yè)人長(zhǎng)期與地質(zhì)打交道，完成國(guó)家下達(dá)的鈾礦地質(zhì)勘探任務(wù)。通過(guò)長(zhǎng)期的野外工作可以看出，γ輻射劑量受區(qū)域地質(zhì)條件影響較大，花崗巖地區(qū)、火山巖地區(qū)環(huán)境地表γ輻射劑量率通常高于其他地區(qū)。

2 監(jiān)測(cè)方法

由于環(huán)境地表γ輻射一部分受到來(lái)自宇宙射線的影響，故在監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)扣除其對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響，通常叫做扣除本底。不同的儀器設(shè)備，對(duì)宇宙射線響應(yīng)不用，可以通過(guò)理論計(jì)算，也可以通過(guò)野外監(jiān)測(cè)本底水平得出。本底野外監(jiān)測(cè)主要在水深大于3m，距岸邊大于1km的淡水面上進(jìn)行監(jiān)測(cè)獲得，可有效減少地殼中γ輻射的直接影響。

環(huán)境地表γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)一般有兩種方法：即時(shí)監(jiān)測(cè)及連續(xù)監(jiān)測(cè)。即時(shí)監(jiān)測(cè)：用各種γ劑量率儀器直接在測(cè)點(diǎn)位置上方1m高度測(cè)得γ輻射空氣吸收劑量率的瞬時(shí)值。連續(xù)測(cè)量：主要在固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置安置監(jiān)測(cè)儀器、熱釋光劑量計(jì)等儀器獲取一段時(shí)間內(nèi)環(huán)境γ輻射劑量率的連續(xù)變化值或者劑量累計(jì)值。環(huán)境地表γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)值受雨水、冰雪影響較大，野外工作人員監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)時(shí)刻緊密關(guān)注天氣變化，若有降雨或降雪，應(yīng)該在天氣晴朗6h后且地面無(wú)明顯積水、積雪后進(jìn)行測(cè)量，以便保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性[6]。

3 監(jiān)測(cè)儀器

監(jiān)測(cè)儀器的性能好壞直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。為此，測(cè)量?jī)x器應(yīng)滿足一定的性能要求：①有較高的靈敏度；②相對(duì)固有誤差較小；③自身本底低，響應(yīng)能力精準(zhǔn)且穩(wěn)定；④角響應(yīng)一致；⑤適應(yīng)野外氣候條件（溫度、濕度）較好；⑥體積小、重量輕，以便于野外攜帶；⑦電池?fù)p耗較低。

目前，環(huán)境地表γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)儀器大部分采用高氣壓電離室型、閃爍探測(cè)點(diǎn)型和具有能量補(bǔ)償?shù)挠?jì)數(shù)型γ輻射劑量率儀等儀器。其中具有能量補(bǔ)償?shù)臒後尮鈩┝坑?jì)，不僅能夠用于固定測(cè)量點(diǎn)的常規(guī)測(cè)量，也可以給事故發(fā)生時(shí)提高可靠依據(jù)。我單位目前已完成鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十二五”退役整治二期工程，所采用儀器型號(hào)為環(huán)境監(jiān)測(cè)與輻射防護(hù)用χ、γ輻射劑量當(dāng)量率儀，該儀器融合了NaI晶體探測(cè)器高靈敏度和蓋革計(jì)數(shù)管寬量程的優(yōu)點(diǎn)，且增加了快速尋源模式，使用ABS外殼材質(zhì)，輕便利于攜帶。

4 監(jiān)測(cè)要求

鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工程源項(xiàng)設(shè)施通常有廢石堆、坑口、被污染道路、被污染水體、剝土、探槽等。環(huán)境地面γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)工作，常貫穿于治理工作前、中、后。在施工中采取邊監(jiān)測(cè)、邊施工，監(jiān)測(cè)結(jié)果指導(dǎo)施工，竣工后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可作為判定鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工程實(shí)施是否合格的基本依據(jù)。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，治理目標(biāo)為：退役整治治理后公眾的年有效劑量管理目標(biāo)值為0.25mSv/a[7]；從事鈾礦地質(zhì)勘查職業(yè)工作人員年有效劑量約束值不高于15mSv/a，結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，選取5mSv/a作為本次退役施工過(guò)程中的職業(yè)照射劑量管理目標(biāo)值；廢（礦）石堆、坑口等源項(xiàng)設(shè)施經(jīng)治理后，其土壤表面氡析出率不得大于0.74Bq/(m2·s)[8-10]，γ輻射劑量率扣除本底后不得大于17.4×10-8Gy/h[9]；對(duì)于移走廢（礦）石堆后的土地，表面氡析出率和γ輻射劑量率按照接近當(dāng)?shù)乇镜字颠M(jìn)行控制。

環(huán)境地面γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)基本要求：

（1）材料的監(jiān)測(cè)。該項(xiàng)目所用土源、砂石、塊石、水泥、水等原材料及成品后的混凝土、砂漿等混合料的γ輻射劑量率數(shù)值均應(yīng)控制在當(dāng)?shù)乇镜姿揭詢?nèi)。

（2）清挖治理的監(jiān)測(cè)。

①監(jiān)測(cè)要求。廢石堆、污染道路清挖治理過(guò)程中的監(jiān)測(cè)要求：

a.挖至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)，如果測(cè)量值滿足相應(yīng)管理限值的要求時(shí)，即停止清挖。

b.挖至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)，如果測(cè)量值不滿足相應(yīng)管理限值的要求時(shí)，應(yīng)找出原因并確定續(xù)挖深度，繼續(xù)清挖至γ輻射劑量率滿足相應(yīng)管理限值的要求時(shí)，即停止清挖。

②測(cè)點(diǎn)布置要求。γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)：每塊場(chǎng)地一般按50m2取1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)3～5次讀數(shù)后取其平均值，每塊場(chǎng)地測(cè)點(diǎn)數(shù)量均不得少于3個(gè)。

（3）覆土治理的監(jiān)測(cè)。

①監(jiān)測(cè)要求。廢石堆、剝土等的覆土工程實(shí)施過(guò)程中的監(jiān)測(cè)程序如下：

a.厚度及壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)，如果測(cè)量值滿足相應(yīng)管理限值的要求后，再進(jìn)行土壤氡析出率監(jiān)測(cè)，如果土壤氡析出率同時(shí)也滿足相應(yīng)管理限值的要求，即停止覆土。

b.土厚度及壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)，如果測(cè)量值不滿足相應(yīng)管理限值的要求，應(yīng)按每增加覆蓋壓實(shí)10cm左右厚度土層進(jìn)行一次γ輻射劑量率和氡析出率監(jiān)測(cè)，直至γ輻射劑量率和氡析出率滿足相應(yīng)的管理限值時(shí)，即停止覆土。

②測(cè)點(diǎn)布置要求。γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)：每塊場(chǎng)地一般按50m2取1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)3～5次讀數(shù)后取其平均值，每塊場(chǎng)地測(cè)點(diǎn)數(shù)量不得少于5個(gè)。

5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析

本次選取已完成治理工作的鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十二五”退役整治二期工程中某個(gè)廢石堆相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析討論。該廢石堆按設(shè)計(jì)要求，經(jīng)覆土后，覆土厚度及壓實(shí)度均滿足設(shè)計(jì)要求后，對(duì)該場(chǎng)地地表進(jìn)行γ輻射劑量率和氡析出率監(jiān)測(cè)。該廢石堆占地面積1834.52m2，裸露面積3930m2，按照γ輻射劑量率每塊場(chǎng)地50m2取1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)要求，共布置γ輻射劑量率測(cè)點(diǎn)79個(gè)，見(jiàn)圖1。該廢石堆具體監(jiān)測(cè)數(shù)值見(jiàn)表1（由于實(shí)際測(cè)量的γ輻射劑量率數(shù)據(jù)量較大，只截取部分?jǐn)?shù)據(jù)）。

分析數(shù)據(jù)我們可得，該廢（礦）石堆治理后γ輻射劑量率平均值為28.7×10-8Gy/h，其中最小值為25.9×10-8Gy/h，最大值為33.8×10-8Gy/h。以上數(shù)據(jù)扣除本地區(qū)本底值19×10-8Gy/h后，所有數(shù)值均小于17.4×10-8Gy/h，滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)土壤氡析出率監(jiān)測(cè)，得到相關(guān)數(shù)據(jù)均小于0.74Bq/(m2·s)管理限值。因此，在覆土厚度及壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且γ輻射劑量率和氡析出率同時(shí)也符合相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，可以停止進(jìn)行覆土。

圖1 ⅢT-5、ⅢT-7廢石堆輻射環(huán)境監(jiān)檢測(cè)點(diǎn)示意圖

表1 廢（礦）石堆γ輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)表

6 結(jié)論

隨著環(huán)境地表γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)水平的不斷提高，該數(shù)值已成為環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工程是否合格的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。要獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)該做好以下幾項(xiàng)相關(guān)工作：

（1）定期對(duì)儀器設(shè)備應(yīng)進(jìn)行檢修、維護(hù)，保證儀器的一致性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性；

（2）在監(jiān)測(cè)作業(yè)前，對(duì)監(jiān)測(cè)人員應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)化、專業(yè)化地培訓(xùn)，提高監(jiān)測(cè)人員專業(yè)素質(zhì)；

（3）在項(xiàng)目開(kāi)工前，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目具體特點(diǎn)及要求編制滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求方便可行的監(jiān)測(cè)方案；

（4）同時(shí)在監(jiān)測(cè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)盡可能避免不利的人為內(nèi)部因素或氣候外部因素干擾，以此保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提高可靠依據(jù)。