高速公路工程放射性环境影响评价方法的探讨

1、第28卷第4期辐射防护V ol 128N o 142008年7月Radiation ProtectionJul. 2008高速公路工程放射性环境影响评价方法的探讨邱国华(核工业北京地质研究院, 北京,100029摘要针对高速公路工程的特点及其对放射性环境的影响, 提出了高速公路工程放射性环境影响评价的基本步骤和程序, 包括源项分析与确定、评价因子选取、评价范围与管理限值的确定、现状调查、影响预测与评价, 并对各步骤的工作方法进行了分析和探讨。关键词环境影响评价放射性高速公路工程1前言, 钍、, 特别是在靠近和穿过铀矿发育地段或高放射性本底地区, 施工中有可能开挖到铀矿化的渣土, 如果不进行有效

2、的预防与监控, 则可能对当地的水土、大气和人体健康产生危害1,2。为了最大限度地减小工程对周围环境和居民造成的不利影响, 使高速公路建设与环境保护协调发展, 对高速公路沿线进行放射性环境影响评价是不可缺少的重要环节。本文结合高速公路工程的特点及其对放射性环境的影响, 提出高速公路放射性环境影响评价可按照以下基本程序进行:源项分析与确定、评价因子选取、评价范围与管理限值的确定、现状调查、影响预测与评价, 从放射性环境影响角度论证高速公路工程的环境可行性。2环境影响评价步骤和程序2. 1源项分析与确定高速公路建设工程中在放射性异常地段边坡开挖、采石、取土和隧道开挖等作业中, 可能导致地下放射性含量

3、较高的岩(土 层出露地表, 放射性核素会通过气态、液态流出物或固体, 。针对项目特点并结合公路沿线地质以及是否存在矿化异常等条件, 分析了在哪些作业环节和场景下可能产生放射性环境影响, 其污染途径、受影响的人群和影响期分别是哪些, 分析结果列于表1。应特别关注对边坡、隧道工程的分析。隧道开挖过程中, 如遇放射性异常, 对施工作业人员可能产生附加外照射和(或 吸入氡产生吸入内照射; 有隧道用水时, 如果水中放射性核素含量高, 还可能对水环境产生影响。在放射性异常地段新开挖边坡, 开挖后可能会导致放射性较高的岩(土 层暴露, 导致附近空气中氡浓度和环境辐射水平升高。2. 2评价因子选取评价因子的选

4、取要在污染源分析的基础上, 结合辐射环境监测技术规范和相关的标准38, 以及高速公路的工程特点, 综合分析后确定。经分析, 高速公路放射性环境影响评价一般选取以下评价因子:辐射剂量率、土壤中氡浓度、岩石和土壤中放射性核素(238U 、226Ra 、232Th 、40K 含量、空气中氡浓度和水体放射性(总、总 。以上评价因子是进行放射性环境现状调查和影响预测的基础。作者简介:邱国华, 男,1981年出生,2005年毕业于上海大学环境工程专业, 硕士, 工程师。表1高速公路工程污染源及其放射性环境影响因素分析1T ab. 1Analysis of contamination s ource and

5、 environmental radiological im pact on the highway construction project放射性环境影响来源施工期公众施工人员营运期公众道路维护人员放射性异常地段施工(含边坡、隧道等放射性较高渣石的堆放放射性较高渣石的处置地营运期路基中放射性异常地段放射性异常地段施工粉尘氡含量高值区放射性较高渣石开挖、处理与处置放射性弃渣场析出氡居住在放射性较高渣石上建筑的房屋中施工过程遇到放射性浓度高的地下水、隧道涌水放射性弃渣场淋滤液营运期放射性浓度高的隧道涌水1 表示外照射; 表示吸入内照射; 表示食入内照射; ; 2. 3, 分析确定放射性环评的评价

6、范围和相应的管理限值。2. 3. 1评价范围放射性环境影响评价范围为高速公路中心线两侧各200m 范围, 如果附近有环境关注点, 评价范围可适当扩大到路中心线两侧各300m 的范围。2. 3. 2管理限值1 个人剂量。对于施工人员、公路养护人员和一般公众取0. 25mSv a 。2 辐射剂量率。在施工过程中, 辐射剂量率小于174nG y h (扣除本底 , 且对于施工人员和公众所致附加照射剂量满足个人剂量管理限值; 在弃渣场治理后, 辐射剂量率不得大于174nG y h (扣除本底 。3 空气氡浓度及粉尘浓度。施工现场空气中氡浓度不得大于400Bq m 3; 隧道工作面的粉尘浓度不得大于2m

7、g m 3。4 岩石、土壤中放射性核素含量。取土(石 场中取用材料的天然放射性核素226Ra 、232Th 、40K 放射性比活度应满足建筑材料放射性核素限量的要求; 根据不同的土壤中氡浓度, 依据民用建筑工程室内环境污染控制规范采取建筑物底层地面抗开裂措施、防水和防5 氡析出率。弃渣场治理后氡析出率不大于0. 74Bq (m 2s 。6 水中放射性含量。水中的总1. 0Bq L 、总10Bq L ; 最近取水点天然铀0. 05mg L , 226Ra 1. 11Bq L 。7 含铀废渣石的排放与治理。比活度大于7. 4×104Bq kg 的废石应尽可能回填, 小于7. 4×

8、;104Bq kg 的废石应建坝稳定存放或在附近合适位置浅埋后黄土覆盖植被。2. 4现状调查与分析现状调查的方法主要有搜集资料和现场调查法。根据污染源分析结果和所选取的评价因子, 确定高速公路放射性环境现状调查包括以下内容:2. 4. 1资料调研通过各种方式查阅相关的国家和区域铀矿地质与地质调查资料, 了解高速公路工程拟建线路所经区域内有无铀矿床(点 及放射性异常区(点 。如在铀矿地质资料调研中发现线路经过放射性异常区, 可将该路段作为下一步现场调查测量的一个重点地段, 并在现状调查后进行相应的验证分析。此外, 沿线区域内发育的地层和岩性分布也是资料调研的主要内容, 用以解释异常点或异常区段出

9、现的原因, 以及从放射性环境地质角度阐述项目区域岩性和工程地质内容。152邱国华:高速公路工程放射性环境影响评价方法的探讨2. 4. 2现场测量现场测量应安排在评价因子确定之后, 这样可以避免盲目性, 既能取得较完整的数据及相关资料, 又节省时间和经费。根据高速公路工程和放射性环境的特点, 放射性环境现场测量主要包括以下内容:1 辐射剂量率:测量区域以路线中线为轴线, 在道路两侧各200m 范围内进行连续测量(测点距地面1m , 无异常时按一定间隔读取并记录测量值, 发现异常时在其附近扩大追踪范围, 测量其异常范围、异常值、最高点, 记录其测量值, 并分析可能成因。个别点位无法到达位置采取在相

10、同地质条件之邻近处测量。2 就地能谱:使用能谱仪测量土壤岩石中铀、钍、钾的放射性含量, , 量, s , 辐射剂量率同步测量。3 土壤氡浓度:测量沿拟建路线进行, 在全线路布点。测量时抽取土壤中的氡气到容器中后仪器加高压, 读取计数率, 最后根据标定系数换算为土壤氡浓度, 与辐射剂量率同步测量。4 土壤、岩石取样及放射性核素分析(238U 、226Ra 、232Th 、40K :岩石、土壤样品的采集与现场辐射剂量率、土壤氡浓度的测量同时进行。样品采集位置分布于各种岩性区段、基岩露头较多地段和重点地段(主要指需开挖的边坡和放射性测量异常区段 。5 环境空气中氡浓度:空气中氡浓度测量位置主要为拟建

11、线路的居民点以及外照射吸收剂量率测量异常地段。6 水样分析:在高速公路沿线经过的各类地表水体以及地下水井中采集水样品, 分析项目为总、总;7 取土(石 场、弃渣场放射性环境现状:对公路沿线的取土(石 场、弃渣场做放射性环境现状测量, 调查参数为辐射剂量率、能谱和土壤氡浓度, 其中需对取石场做岩石样品放射性核素分析。2. 4. 3现状调查与测量结果分析1 单项指标分析将现状调查所得的辐射剂量率、土壤和空气中氡浓度等放射性指标进行整理和统计, 分别与工程所在地的本底水平2,4进行比较, 对超出本底范围的路段进行原因分析, 以确定是否应采取必要的环保措施。其中, 放射性核素(238U 、226Ra

12、、232Th 、40K 含量应进行外照射指数I 和内照射指数I Ra 的计算12(I =370+260+C 4200, I Ra =C 200, C Ra 、C Th 、C K 分别为226Ra 、232Th 、40K 的放射性比活度,Bq kg , 并与相关标准12,13进行比较。通过单项指标分析, 汇总得。, 238U 、232Th 和40K 放射性含量, 以及土壤氡浓度等放射性指标汇总, 进行多项指标综合分析, 具体可采用多项放射性指标对公路里程作折线图的方式, 从折线图上进行直观的分析, 得出各放射性指标均较高的“高场区”, 并进行原因分析。通过单项和多项指标分析, 可以得到高速公路沿

13、线的放射性水平高值区段, 结合对沿线居民区、学校、水源地等关注保护目标的影响程度, 经综合分析后可初步确定公路沿线需要关注的放射性环境关注点和关注区段, 并对关注原因进行分析。2. 5放射性环境影响预测与评价放射性环境影响预测与评价首先要按评价目的和要求选取合适的预测方法, 然后将预测的结果与相应的管理限值和标准进行比较并进行相关分析, 最后作出正确的评价。2. 5. 1预测方法可采用数学模式法和类比分析法相结合的方式对高速公路工程施工期及营运期的放射性环境影响进行预测与评价。1 类比分析法。类比分析法是用与拟建高速公路工程相似的现有项目的实测数据或设计资料进行放射性环境影响预测的一种常用方法

14、。采用此法时, 应充分注意分析对象与类比对象之间的相似性和可比性, 如工程特征相似、污染物排放特征相似和环境特征相似。剂量估算以现252辐射防护第28卷第4期状调查为基础, 并参照类似工程实践进行。2 数学模式法。这是通过选用恰当的数学模式, 在输入必要参数、数据后对工程实施中或实施后的放射性环境影响进行定量预测的方法。选用模式时需注意模式的应用条件, 如实际情况不能很好满足应用条件而又拟采用时, 要对模式进行修正并验证。2. 5. 2预测内容1 施工期根据高速公路工程施工子项的特点及其对环境放射性的可能影响, 应重点对在放射性异常点附近弃渣、隧道施工和边坡施工过程中, 工作人员和附近居民可能

15、受到附加剂量进行定量计算, 其他情形下对环境放射性的可能影响可进行定性评价。a. 边坡、在边坡, , 行类比分析, 结合地面连续面源浓度模式、222Rn排放估算公式1416等进行预测。在进行类比分析时, 应注意类比对象在地质条件、自然条件和工程及其施工特点等方面的相似性。预测结果中应给出施工人员和隧道进出口附近居民点的公众所受的附加剂量, 并与年有效剂量管理目标值相比较。b. 弃渣场预测接受放射性超标的弃渣土(石 的弃渣场对公众的影响时, 应结合项目工程特点和现状调查结果, 合理假设弃渣场的规模和放射性水平, 根据氡析出量的相关公式(式1 进行计算, 得出渣堆的氡析出量。Q =7. 1

16、5;10-9×3. 7×1010××V ×C U ×K P ×S e ×K 衰变(1 式中, Q 为松散岩矿岩堆的氡析出量,Bq s ; 为渣场渣石密度,t m 3; V 为渣场矿岩堆量,m 3; C U 为松散矿岩堆中的铀含量, %; K P 为铀镭平衡系数; S e 为射气系数; K 衰变为氡从岩块析出时的衰变系数。弃渣场周围空气中氡浓度附加浓度计算采用地面连续面源浓度模式进行估算(尽可能采取积分和机算的方法提高准确度 。大部分天气条件下, 对弃渣场在下风向一定距离处的氡浓度附加值和公众所受附加剂量进行预测,

17、并分别与环境氡浓度本底值和剂量管理限值进行比较, 如在距离弃渣场很近处的预测结果满足要求, 按照适度简化原则17, 可知该弃渣场不会对放射性环境产生显著影响。c. 放射性关注点放射性环境影响分析根据项目特点并结合上述计算方法, 对公路沿线的居民点、学校、隧道等放射性关注点处可能受到最大附加剂量进行预测计算, 得出公众和施工人员所受附加剂量。2 营运期在公路营运期间受照人群为在高速公路上、, , 主体工程当车辆在公路上以一定速度行驶时, 可结合现状调查所得的沿线放射性水平, 根据式(2 和式(3 分别估算旅客和公路养护人员所受外照射和内照射辐射剂量, 并与当地或我国的正常天然辐射所致公众个人剂量

18、18相比较。H p (d =017×R ×T (2 式中, H p (d 为辐射所致外照射个人有效剂量当量,Sv ; R 为外照射剂量率增量, G y h ; T 为照射时间,h 。吸入222Rn 子体所致公众个人待积有效剂量当量的计算公式为:D Rn =TC Rn DF Rn(3式中, D Rn 为222Rn 子体所致的个人待积有效剂量当量,Sv h ; C Rn 为222Rn 平均浓度,Bq m 3; T 为受照时间,h ; DF Rn 为吸入222Rn 子体的剂量转换因子,Sv (Bq h m -3-1。b. 辅助设施及弃渣场营运期, 辅助设施受到的放射性环境影响主要

19、为室内空气中氡浓度, 可以现状调查结果和类比分析为基础, 对公众所受的附加辐射剂量进行预测。弃渣场经放射性防护处置后, 其地表各项放射性指标均符合开放场址要求, 对环境无不利影响, 对公众的附加辐射剂量一般也是很低的。c. 放射性关注点放射性环境影响分析352邱国华:高速公路工程放射性环境影响评价方法的探讨营运期, 放射性异常地段的边坡、隧道、弃渣场经过辐射防护措施处理后, 对环境关注点的放射性影响已很轻微, 可根据项目特点并结合上述计算方法对环境关注点的最大个人附加剂量进行预测。综上所述, 可以得出施工期和营运期公众与工作人员所受的外(内 照射附加剂量, 并与年有效剂量管理限值比较, 对于超

20、出管理限值的情况要进行原因分析, 并在辐射防护中给予特别关注。3结论和建议综合以上对高速公路放射性环境影响评价各个步骤和程序的介绍可以得出:(1 :选取、。(2 将现状调查和放射性环境影响预测的结果与相应的管理限值和标准进行比较, 以确定沿线的放射性环境关注点和关注区段, 在进行相关分析后作出正确的评价。(3 通过放射性环境影响评价, 结合国家有关法规和标准限值要求, 从辐射环境保护角度评价项目的可行性, 并明确路线走向的可行性。建议:(1 遵循“防护最优化”的原则19采取相应的放射性环境保护措施, 及时发现和处置放射性异常情况。重点关注在评价中发现的放射性高值点或高值区段。(2 在施工过程中

21、进行放射性监测是非常必要的, 建议遵循“边施工边监测”的原则, 及时发现放射性异常并立即采取措施, 确保辐射安全。(3 进一步规范和细化高速公路放射性环境影响评价的工作程序, 明确评价的内容、方式、方法, 促进放射性环境影响评价的实施效果, 为高速公路选线的优化提供依据, 达到保护环境和人体健康的目的。参考文献1孔令丰, 金问龙. 广东省大型工程建设中天然放射性核素引起的环境问题. 辐射防护, 2003. 23(3 :1782万玉松, 李耀辉, 封章林, 等. 广东省部分大型建设工程中环境氡浓度调查研究. 辐射防护通讯,2001. 21(5 :353刘基, 卢映新. 浅析天然放射性铀矿化对高速公路建设的辐射影响. 西部探矿工程, 2005. 8:1944全国环境天然放射性水平调查研究课题组. 中国环境天然放射性水平. 国家环保总局, 1995. 5095中华人民共和国行业标准. 公路建设项目环境影响评价规范(试行 . J T J 005296. 北京:人民交通出版社,19966中华人民共和国国家标准. 电离辐射防护与辐射源安全基本标准. G B 1887122002. 北京:中国标准出版社,20037. . :中国标准出版8. 铀矿地质辐射