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地浸采铀安全环保现状及展望

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摘要:对中国地浸采铀辐射环境安全的监管、法律法规、标准规范、管理和技术现状进行了全面的回顾,对环保技术主要成果进行了总结。结合中国地浸铀资源的特点,分析中国地浸采铀辐射环境安全的不足,指出了未来地浸采铀辐射环境安全的主要任务和发展方向。

关键词:地浸采冶;辐射环境安全;安全监管

地浸采铀技术始于20世纪50年代,在美国、加拿大、澳大利亚和中亚地区应用广泛[1]。中国最早在20世纪70年代开始地浸采铀技术研究,20世纪90年代中期伊宁铀矿床酸法地浸采铀和21世纪初内蒙古松辽盆地CO2+O2采铀的工业化应用,标志着中国成为全球唯一同时使用酸法和中性(CO2+O2)浸出的国家。由于地浸采铀具有生产成本低、建设周期短、环境友好等优点,2000年后,地浸采铀产量在世界天然铀产量中所占份额逐年增加。2014年地浸采铀产量占世界天然铀总产量的50%以上[2]。近年来,基于开采成本考虑和“绿色矿山”建设[3],中国找铀与采铀重心也逐步转移到地浸砂岩型铀矿。经过30年的发展,中国地浸采铀生产安全环保已形成中国特色的管理模式,安全环保技术达到国际先进水平,采冶过程基本实现了废水零外排、无废渣。笔者通过分析中国地浸采铀安全环保现状和存在的问题,从安全环保法规标准建设、地浸布局、环保关键技术研发等方面,提出了中国建设绿色地浸采铀矿山的发展方向和保障措施。

1中国地浸采铀安全环保现状

1.1监管体系

中国核工业集团有限公司所属的中国铀业有限公司为中国境内地浸采铀的唯一生产单位,具体地浸采铀生产由下属分公司分区负责,中国铀业有限公司及下属生产单位承担企业日常安全生产和环境保护的主体责任。环境保护部负责地浸采铀的环境监管,现已形成由环保部统一监管、地区核与辐射监督站负责日常监督、地方环保部门配合监测,环保部核与辐射安全中心和省级环境监测站提供技术支持的辐射环境监管体系,监管模式为行政审批(项目建设环境影响评价和污染排放许可)和日常监督检查(环保巡视检查和厂区周边定期环境监测)[4]。国家安全生产监督管理总局负责安全生产和职工职业卫生监管,监管模式为国家安全生产监督管理总局和地方安全生产监督管理部门负责行政审批与日常监管。监管形式有建设项目的安全预评价和验收评价制度、职业卫生预评价和控制效果评价制度、安全职业卫生巡视检查和职业卫生场所定期监测与现状评价,以及安全设施设计、安全生产标准化与安全生产许可证审批制度等。中国地浸采铀安全环保监管体系如图1所示。

1.2法律法规体系

中国地浸开采安全环保法律体系是基于中国特色的法律体系,以法律、行政法规、部门规章和企业规章等4个层次法规体系运行,如图2所示。1)第一层级是国家法律。国家法律由全国人民代表大会和全国人民代表大会常务委员会制定。地浸安全环保相关主要法律为《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国职业病防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国放射性污染防治法》等。2)第二层次是行政法规。行政法规是国家法律在某方面的细化,由国务院发布的行政法规具有法律约束力。与地浸生产相关的法规有《安全生产许可证条例》、《建设项目环境保护管理条例》、《放射性废物安全管理条例》、《水污染防治法细则》和《安全生产事故报告和调查处理条例》等。3)第三层次是部门规章。部门规章包括国务院条例的实施细则和核安全技术要求的行政管理规定。地浸安全环保中涉及的部门规章有《工作场所职业卫生监督管理规定》、《放射性废物安全监督管理条例》等。4)第四层级是企业规章。企业规章是由企业(CNNC)和劳动者依据现行法律结合生产情况共同制定。《铀矿冶安全规程》是地浸安全环保生产最主要的企业规章。

1.3标准及技术规范体系

中国的标准及技术规范体系,从发布层级上可分为:国家标准(GB国家强制标注、GB/T国家推荐标准和GB/Z国家指导性标准)、行业标准、地方标准和企业标准。截止2017年,地浸生产涉及的行业标准包括环保标准(HJ)、核工业标准(EJ)、卫生标准(WS)等,涉及的企业标准为中国核工业集团公司企业标准(Q/CNNC)。从标准用途可分为通用、管理、技术规范和企业标准3个方向[5]。1)通用标准。通用标准是纲领性标准,与中国地浸安全环保相关的主要标准有GB18871—2001《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》、GB23727—2009《铀矿冶辐射防护与环境保护规定》和EJ/T1007—1996《铀矿堆浸、地浸环境保护技术规定》。2)管理标准。管理标准是通用标准相关内容的细化,涉及地浸安全环保生产的管理标准有GB23726—2009《铀矿冶辐射环境监测规定》、GB/T23728—2009《铀矿冶辐射环境影响评价规定》和GB13695—1992《核燃料循环放射性流出物归一化排放量管理限值》等。3)技术规范。技术规范是在管理标准的框架下,对管理标准中提出的要求和程序,根据目前铀矿冶行业生产实际和行业发展水平而制定的一系列技术措施或规范,是具有更强操作性的一线标准。具体有GB50521—2009《核工业铀矿冶工程设计规范》、EJ348—1988《铀矿冶辐射防护设计规定》、HJ/T61—2001《辐射环境监测技术规范》、Q/CNNCJB12—2014《地浸采铀矿山辐射环境监测规范》、《铀矿冶职业病危害因素监测规范》和《铀矿冶职业健康检查规范》等。

1.4管理现状

1)建立了完善的安全环保标准化管理和考评制度体系。各地浸生产公司均建立了公司、车间、班组三级安全管理体系;公司成立安委会,设立安防处;车间设立安全负责人,聘用安全员;班组组织班委会。从总经理(安全环保第一责任人)到公司每一位员工都明了各自的安全职责,实现安全管理全覆盖[6]。2)制定各项安全管理制度和操作规程,把管理制度细化至风险管理、隐患排查、安全培训、应急管理等安全管理环节。3)通过安全标准化建设,通过自查、自评、咨询、复评等环节,寻找事故隐患,对存在安全缺陷的设备设施加以整改甚至淘汰,促进了新科技、新工艺、新设备的应用,事故防控能力得到加强。4)建立了职业健康制度,开展上岗前、在岗期间和离岗后职业健康体检,并建立职工职业健康档案。开展了工作场所辐射水平监测和从业人员个人剂量监测,近五年来酸法地浸矿山平均个人剂量在1.3mSv/a左右,中性地浸矿山个人剂量在2.3mSv/a左右,低于国家标准GB23727—2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》15mSv/a的剂量约束限值。

1.5环保技术现状

1)开展井场钻井泥浆处置,推行泥浆集中处置和固井回用工艺,减少地面排放;采取抽液量大于注液量0.3%~1%的抽注比控制地下水流场及溶质迁移,实时检测和自动控制钻孔抽注量,确保抽液量大于注液量。2)在井场周边含矿含水层和上下含水层布置地下水环境监测孔,制定落实地下水环境监测计划和采场运行工况检测措施,定期分析监测孔水样,及时优化抽注比[7],防止污染井场外地下水。3)部分矿山开展流程全封闭改造(除蒸发池外),减少气态流出物氡的释放。4)采用转型废水经反渗透处理回用、沉淀母液酸化后配制淋洗剂等废水循环利用技术,省去了传统工艺中需要清水专门配制转型剂的工序,有效地减少了清水使用量,废水回用率达到75%以上。工艺废水减量化技术的应用,实现了注液过程中不向含矿含水层引入其他有害离子,保证了浸出地下水环境的稳定,同时实现了废水的减量化[8]。5)工艺废水外排至蒸发池自然蒸发,杜绝向地表环境排放。6)提高事故应急能力,配备和维持应急发电能力,保证采场抽注连续性;开展蒸发池渗漏监测,关键输液线路泄漏监测报警及应急收纳设施建设。7)以伊宁铀矿矿床地浸开采为试点,开展了酸法地浸终采井场地下水污染程度调查及地下水治理的实验室膜处理试验、生物化学处理试验和现场电渗析试验等研究[9]。

2中国地浸采铀安全环保存在的问题

2.1相关安全环保标准规范体系有待完善

当前标准体系虽然能基本应对当前核安全和辐射安全监管的需要,但也存在着一些问题,具体体现在下列几个方面。1)现行的各级标准实施时间从1989—2017年,运行跨度时间长,很多标准未能及时更新,存在标准内容重复、内容陈旧、水平落后、层次结构不合理的现象。地浸安全环保标准尚未进行体系化整理,标准缺乏归口管理;现行标准编制单位多(国家标准化委员会、环保部、国防科工局、中国核工业总公司等),标准种类多(有GB、AQ、EJ等)。2)标准名称、条款和内容存在交叉和重复。如GB23727—2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》与EJ993—2008《铀矿冶辐射防护规定》、GB23728—2009《铀矿冶辐射环境影响评价规定》与EJ/T977—1995《铀矿地质辐射环境影响评价要求》、GB14585—1993《铀、钍矿冶放射性废物安全管理技术规定》与EJ/T683—1992《铀、钍矿冶放射性废物安全管理》等存在一定的交叉。3)不同标准之间存在部分要求自相矛盾和部分条款不明确问题。如《核工业铀矿冶工程设计规范》要求抽注比为0.3%~1%,而《铀矿堆浸、地浸环境保护技术规定》要求抽注比为1%~5%;《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》要求钻井泥浆分类收集处置,而《铀矿堆浸、地浸环境保护技术规定》未作出相应要求。

2.2地下水保护研究不足

1)开采范围以外的地下水环境存在潜在的污染危险。虽然地浸生产中采取了总抽液量大于总注液量0.3%等控制溶浸范围的措施;但由于采区外围均布置注入井、矿层裂隙断层、水动力弥散、不同抽注井抽注量的差异等原因,实际的采区溶浸范围和厚度均大于预测面积。2)地浸结束后地下水修复还需加强,酸法及中性(CO2+O2)地浸由于溶浸剂的注入和含铀溶液的抽出,不可避免地改变了含矿含水层地下水的原始地球化学环境,不同程度地造成地下水的污染。目前,中国地浸铀矿山中,对于地浸井场采区,采用了地下水监测、影响范围控制和自然净化方法,地浸地下水修复技术尚处于试验阶段[10]。

3中国地浸采铀安全环保重点任务

3.1推动立法完善安全环保标准体系

1)推动完善与《放射性污染防治法》配套的条例和部门规章,提高地浸安全环保监管的完整性。2)完成对标准的梳理,对交叉重叠标准进行重新修订和合并,逐步完善标准体系,建立通用、管理和技术规范三级标准体系。3)建立中核集团铀矿冶企业标准体系,对现有GB、EJ标准进行有效补充、细化,进一步提高标准的可执行性。

3.2推进地浸采铀产业布局

1)调整铀产业结构布局,优先采用更加环保的CO2+O2采铀技术。到2020年,地浸矿山产量占中国天然铀总产量的80%。2)制定绿色矿山建设实施标准,统一地面设施形象、厂区绿化标准、实体隔离要求。

3.3加强绿色地浸矿山安全环保技术研究

1)优化浸出工艺、优选环保型浸出剂,开展废水强制蒸发技术,降低环境生态污染[11]。2)开展地下水数字化仿真模拟技术,渗流场实时动态可视化模拟及溶浸场范围控制,开展三维流溶质运移规律模拟与验证及地下水环境影响评估研究,并建立设计准则及模拟流程标准。3)开展人工干预、自然净化等地下采场多方案退役可行性研究,开展采场次序退役研究及酸法、碱法浸出地下水恢复关键工艺及装备研发,建立退役工艺设计、工艺操作标准或手册。4)开展井场钻孔泥浆集中处理回用及高效充填固井技术研发。5)对输液管路进行渗漏实时监测和报警系统建设,进一步提高应急能力。

3.4推动安全文化建设

高度重视安全文化建设,明确决策层、管理层、员工在组织结构中不同层面的职责,促使各级管理者和从业人员自觉全面落实岗位职责,保持质疑的工作态度、严谨的工作方法、相互交流的工作习惯,开展安全文化培训教育,积极推进安全文化建设。

3.5加强公共宣传和舆情应对

坚持公开透明的信息沟通原则,依法公开建设项目环境保护信息,方便公众获取。开展辐射安全公共宣传教育与舆情应对,畅通公众参与和社会监督渠道,保障公众环境权益,促进核安全水平的提高。

4结语

当前结合地浸采铀大基地建设,按照中核集团提出的“创新、高效、低耗、安全”的绿色铀矿山建设要求,秉承“企业管理规范化、生产工艺环保化、矿山环境生态化”的开发理念,不断完善法律、法规和标准体系,强化企业主体责任,加强环保辐射防护关键技术攻关,实现地浸采铀环境影响最小化,从源头上预防和减少辐射安全问题的发生,使中国地浸采铀辐射环境安全和监管达到国际领先水平。

作者:胡鹏华 李先杰 陈刚 任建军 单位:核工业北京化工冶金研究院

地浸采铀安全环保现状及展望责任编辑:张雨    阅读:人次
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