T-BSRS 125-2024 铀矿区放射性污染土壤生物修复技术规范

ICS13.280CCSF73BSRSTechnicalspecificationforbioremediationofsoilcontaminatedbyuraniummining本电子版为发布稿。请以北京市辐射安全研究会出版的正式标准为准。IT/BSRS125—2024 Ⅲ 2规范性引用文件 3术语和定义 4总体要求 5修复工作程序 6检测要求 7生物修复工程实施 8修复效果评估和验收 5T/BSRS125—2024本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：生态环境部核与辐射安全中心、新疆农业科学院微生物应用研究所、中国辐射防护研究院、北京师范大学。本文件主要起草人：郑国峰、张丽娟、乔新燕、杨凯、王玮、商照荣。T/BSRS125—2024为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国放射性污染防治法》《中华人民共和国土壤污染防治法》等法律法规，规范我国铀矿区放射性污染土壤采用生物修复的要求，制定本文件。1T/BSRS125—2024铀矿区放射性污染土壤生物修复技术规范本文件规定了铀矿区放射性污染土壤治理生物修复材料和技术筛选的要求。本文件适用于铀矿区土壤中铀和镭活度浓度不超过1Bq/g的放射性污染修复治理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T11713高纯锗γ能谱分析通用方法GB14586铀矿冶设施退役环境管理技术规定GB/T16145环境及生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法GB23727铀矿冶辐射防护和辐射环境保护规定HJ25.5-2018污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）HJ840环境样品中微量铀的分析方法HJ1347.2-2024建设项目竣工环境保护设施验收技术规范铀矿冶退役3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1生物修复bioremediation运用植物、微生物等生物降解、提取或遏制土壤或水中的外源性物质，减少污染环境中有毒有害物的浓度，使污染了的环境能够部分的或完全的恢复到原初状态的过程。3.2富集系数concentrationcoefficient植物体中核素质量浓度或者活度浓度与根部土壤中核素质量浓度或者活度浓度的比值。3.3转运系数transfercoefficient植物地上部分核素质量浓度或者活度浓度与植物地下部分核素质量浓度或者活度浓度的比值。3.4去除率removalrate土壤修复前后核素质量浓度或者活度浓度的比值。3.5缓释螯合剂Sustained-releasechelatingagent以各种调控机制减缓螯合剂的最初释放率，延长螯合剂活化土壤中重金属和放射性核素的有效期，使螯合剂按照设定的释放率和释放期缓慢释放的螯合剂。3.62T/BSRS125—2024修复目标值remediationtarget土壤任何100m2范围内土层中226Ra的平均活度浓度扣除当地本底值后不超过0.18Bq/g。4总体要求4.1秉承因地制宜，避免能源浪费的绿色修复理念。4.2筛选的修复方法应遵循成熟可靠、经济适用、安全节能、操作简便的原则。4.3生物修复材料和高效的修复方法应满足本文件规定的指标要求。4.4生物修复工程实施前，应根据本标准制定修复实施方案，建设及运行全过程应符合实施方案的要4.5修复后土壤中放射性污染物含量应符合修复目标值要求。4.6应对生物修复材料、修复方法筛选，以及生物修复工程实施过程中产生的废物及时处理处置，防止对生态环境产生二次污染。4.7生物修复材料、修复方法筛选以及生物修复工程实施应配备相应的监测设备，对修复前、修复中、修复后放射性核素质量浓度或活度浓度进行监测，修复前、后布点位置应保持一致。5修复工作程序5.1一般规定5.1.1生物修复工程实施前，应对污染土壤实施源项调查，根据源项调查结果制定修复实施方案，方案应明确土壤污染特征、修复治理技术筛选过程、修复工程量、现场实施条件、修复目标值、修复工程实施流程、修复周期、能源供应条件等内容。5.1.2修复治理技术的筛选应在待修复的铀矿放射性污染地块或周边选择能代表整个待修复污染地块污染情况的部分地块进行。5.2修复治理技术筛选原则5.2.1用于修复的材料应满足下列原则：a)植物应通过修复实验对候选植物的污染物转运系数、富集系数等进行排序，综合考虑植物生物量、生长周期等，筛选出能够明显去除土壤中放射性核素铀和镭的若干种植物。b)微生物菌株选择既具备耐放射性核素的又同时对筛选植物具有促生作用。。c)缓释螯合剂具备为生物修复放射性污染土壤强化诱导作用，并可实现规模化生产。5.2.2修复治理方法筛选原则选择筛选合格的植物、微生物菌株、螯合剂，采取以种植植物为基础，种植过程中添加缓释螯合剂，微生物菌株形成各种组合的修复实验方法，筛选出对土壤中放射性核素去除率达到GB14586标准的修复治理方法。5.3调查污染场地收集、调查铀矿区放射性污染地块相关资料和数据，包括原先生产工艺和监测数据等，掌握地块土壤放射性污染物的浓度分布，确定土壤中放射性污染物（核素确定污染面积等，从而确定治理范围。5.4修复材料筛选5.4.1植物修复材料的筛选流程主要包括在待治理铀矿区放射性污染地块及周边优势生长植物，对选择的优势植物采样分析，采样分析植物地上部分与根部土壤、附着在植物根系上的核素质量浓度或者活度浓度；使用拟修复现场土壤制备实验土壤，以实验土壤为研究对象，采用盆栽模拟试验，通过对候选植物对放射性核素的富集系数、转运系数等进行排序，综合考虑植物生物量、生长周期等因素，选择出修复植物。修复植物筛选流程见图1。3T/BSRS125—2024图1植物筛选流程图5.4.2微生物筛选包括待修复治理的放射性污染土壤微生物群落特征调查分析，分析其与土壤理化性质的关系；筛选获得具有促生功能的耐铀菌株并鉴定，分析其对铀的作用效果及影响因素，微生物筛选流程见图2。铀矿区放射性污染土壤铀矿区放射性污染土壤土壤微生物群落结构分析土壤理化性质测定土壤微生物群落结构分析土壤理化性质测定耐铀菌株的促生能力测定耐铀菌株的促生能力测定能力筛选能力筛选耐铀菌株促生菌株耐铀菌株促生菌株菌株鉴定菌株对铀的作用效果菌株鉴定盆栽实验的效果评价盆栽实验的效果评价种子萌发盆栽试验种子萌发盆栽试验筛选获得耐铀促生菌株，筛选获得耐铀促生菌株，作为植物—微生物联合修复铀污染土壤的候选菌株图2微生物筛选流程图5.5修复方法筛选4T/BSRS125—20245.5.1按照4.2节、5.3.1节要求选择若干种用于生物修复的植物和微生物，再按照5.2.1节要求选择1~2种通用的缓释螯合剂。5.5.2设立不同的修复植物与微生物、缓释螯合剂的配伍实验组，在待修复的放射性污染地块或周边选择能代表整个污染情况的部分地块开展修复试验，选择试验地块的面积不小于6m2。5.5.3根据植物生长周期至生物量最大时进行收割，为80天~100天左右。5.5.4样品采集和分析：植物种植之前，对污染地块的放射性水平进一步分析，植物种植收割后，调查污染地块土壤放射性水平的变化，以及周边土壤的放射性水平。同时分别收取植物的地上部分和根系，洗净晾干，测定鲜重后，进行铀和镭放射性测定。5.5.5根据治理前后土壤中铀、镭的去除率，选择去除率达到GB14586标准的修复治理方法，并综合考虑植物生长量、生长周期，确定最终修复方法。具体筛选流程参考附录A。6检测要求6.1修复过程中，应定期对治理土壤进行取样，监测目标污染物浓度、微生物数量等参数。6.2植物种植之前，应对污染场地土壤进行翻耕，用五点混合采样法取全部地块表层土壤样法。植物收割后，立即采集土壤样品，采样位置与植物种植前保持一致，采集样品量应满足监测方法要求。6.3土壤中铀、镭监测宜使用国标方法，监测铀推荐使用GB/T14506.30-2010，土壤镭-226测定推荐使用GB/T16145。植物样品的镭、铀含量监测推荐使用GB/T16145、HJ840、GB/T11713。7生物修复工程实施7.1按照5.4节和5.5节筛选确定的生物修复材料和组合的生物修复方法对铀矿区放射性污染土壤开展生物修复工程。7.2植物种子应在适宜的时间进行播种，以确保作物能够充分利用生长季节，达到最佳的生长效果。播种时种子应均匀排出，以保证单位面积的保苗数量达到预期。7.3微生物和缓释螯合剂的添加应按照筛选方法确定的添加时机和数量进行添加。7.4应对实施生物修复工程的铀矿区放射性污染场地进行围栏，张贴提示性标牌。7.5应安排专人对实施修复工程的铀矿区放射性污染场地进行看护，如遇干旱、害虫等情况，及时进行浇水、防虫等措施。7.6应对植物生长情况做好记录，对放射性污染土壤、修复后土壤、植物的放射性指标监测数据做好记录。7.7如在单个植物生长周期对铀矿区放射性污染土壤的治理效果未达到GB14586和GB23727规定的治理目标值，则根据治理要求的时间和被选植物的生长周期继续开展生物修复工程，直至达到治理目标值。8修复效果评估和验收8.1生物修复工程实施完成后，经综合分析修复后土壤监测数据，若判断修复达到目标值，可参照HJ25.5-2018开展修复效果评估。效果评估过程中，土壤采样点数量和布置位置，应结合土壤治理前源项调查点位确定。8.2经修复效果评估后，如修复效果良好，参照HJ1347.2-2024开展验收。5T/BSRS125—2024附录A修复案例A.1选择广东某铀矿冶退役场地作为修复示范场地，开展植物修复试验。通过现场种植植物，研选包括缓释螯合剂、耐核素微生物等生物修复材料，组合开发形成“缓释载体—微生物—植物”联合生物修复技术，进行联合修复实验。A.1.1材料与方法A.1.1.1实验材料螯合剂为缓释的柠檬酸；微生物菌剂为耐铀促生的菌剂；修复植物的种类确定为5种植物：苏丹草、鬼针草、花生、秋葵、牛筋草。A.1.1.2实验设置在修复场地划分实验组。每个实验组是将地块自然划分为2m×1m小块，三个生物学重复，平整后施入底肥和螯合剂。微生物菌剂处理组的种子在播种前一日，进行表面消毒后菌液浸种过夜。在修复示范场地，按照不同植物设置实验组，分别为苏丹草微生物+螯合剂，鬼针草微生物+螯合剂、花生微生物+螯合剂、秋葵微生物+螯合剂、牛筋草微生物+螯合剂组，共种植5种植物。种植期间按照实验设置进行相关处理，缓释螯合剂在植物发芽后2周后施加，整个周期施加一次，微生物菌剂施加在螯合剂施加后一周后施加，每周一次，菌剂稀释百倍后，每个实验设置的植物进行灌根400ml。根据植物生长周期至生物量最大时进行收割。A.1.1.3样品采集土样采集：植物种植之前，需对污染农田翻耕，故在翻耕后，对污染农田的放射性水平进一步分析。翻耕后，划定了6m×6m网格地块待种植植物，用五点混合采样法取全部地块表层土壤样法。植物种植收割后，调查土壤放射性水平的变化，以及周边水样的放射性水平，植物收割后，立即采集土壤样品，采样方法五点混合采样法。植物采集：分别收取植物的地上部分和根系，洗净晾干，测定鲜重后，进行铀和镭放射性测定。A.1.1.4样品测定与分析土壤U按照GB/T14506.30-2010测定，土壤镭-226按照GB/T16145测定。植物样品的镭、铀含量按照GB/T11713、GB/T16145、HJ840的规定测试。A.2结果与分析A.2.1现场种植情况植物整体长势良好至植物收割，收割的植物有四种即秋葵，鬼针草，苏丹草，花生。收割时地上地下部分的生物量（随机选取10棵称重）如表A.1所示：6T/BSRS125—2024表A.1现场植物的生物量情况单位为克根A.2.2修复示范场地土壤中放射性核素浓度水平A.2.2.1铀浓度水平在种植前后都进行了土壤核素的测定，以计算联合修复对于土壤污染的清除情况，种植植物等修复措施有助于土壤中污染物质的减少，尤其是种植花生及秋葵土壤均有较大程度的下降，土壤中的铀含量具体数据见表A.2。种植苏丹草及鬼针草部分地块土壤中的铀也有不同程度降低。表A.2联合修复前后土壤中铀的含量变化其中利用秋葵进行的联合修复的去除率较高，去除率在37.5%，其次是花生实验组，去除率为30.8%，苏丹草实验组的去除率为24.7%，鬼针草实验组去除率为14.5%。A.2.2.2镭浓度水平土壤中226Ra治理前后的含量通过γ能谱进行测试，通过联合修复措施能明显减轻土壤中的放射性镭的活度，具体，见表A.3。7T/BSRS125—2024表A.3联合修复前后土壤中226Ra放射性活度变化其中利用鬼针草进行的联合修复的去除率较