磷矿资源开采对矿区周围环境介质放射性污染与防治

摘要：本文结合我国磷矿资源的概况及开采过程中存在的问题，综合论述了磷矿开采对矿区周围环境介质放射性污染与危害，在此基础上提出了污染防护的措施。

关键词：磷矿；核素；污染；防治

中图分类号： X5 文献标识码：A 文章编号：1007-0370（2011）11-0068-01

引言

我国是一个磷矿资源丰富的国家，已探明资源总量仅次于摩洛哥，位居世界第二位。在已发现的磷矿石中有1/3以上伴生铀、钍、镭等天然放射性核素，其中以贵州的含铀磷块岩矿床最多。工、农业的快速发展导致磷矿的开采量逐年攀升，同时也加剧了环境放射性污染，甚至危害人类的健康，这一问题已经引起了世界各国的高度重视。我国对除铀矿以外其他伴生放射性矿开发过程中的放射性污染尚未引起相关部门的高度重视，已有的研究大多年代较为久远。因此, 研究磷矿开发利用过程中放射性物质对环境的影响程度，对于环境的保护和污染防治十分重要。

1 我国磷矿资源的概况

目前，我国工业开采的约85％是以磷灰石为主要矿物组分的沉积型磷块岩。在海相磷灰石中，由于离子半径的原因，使海水中的铀与海生物沉积物中的钙发生同晶交换，使天然放射性核素的含量很高。我国的沉积型磷矿岩分布较为集中，在已查明的磷矿地质储量中有3/4集中分布在云、贵、川、湘、鄂等五省，但大多属于中低品位的胶磷矿，矿体一般呈层状和结核状，主要赋存于上震旦系、下寒武、上泥盆系。含铀磷块岩系主要赋存于下寒武统底部与上震旦统顶部,因区域地质条件和成因类型的不同,有贫化与富集的变动，铀的含量一般在0.005%—0.03%，个别高达0.05%。

2 磷矿资源开采中存在的问题

放射性核素的污染与人类活动密切相关，随着世界人口的不断增长，磷矿资源的开采量逐年增加。由于磷矿资源开采的过程中存在着诸多问题（如表1所示），加速了环境放射性污染，造成放射性核素在环境中的迁移，促成区域背景值增高，对人类的健康造成危害。

3 磷矿开采对周围环境的放射性污染及危害

磷矿开发利用对环境的影响和破坏与一般矿山既有共性又有个性。除了由于采矿活动导致矿区地质体的塌陷、崩裂、滑坡等地质灾害之外,由于磷矿中含有较高水平的天然放射性核U238、Ra226等，在开发利用的各个环节上可以通过废气、废水及废渣给采矿区周围环境带来放射性污染，进而危害人民的身体健康。

3.1 对空气的放射性污染及危害

磷矿采选对大气环境造成的放射性污染物主要是：磷矿石中的铀、镭及其子体在衰变中不断释放出γ射线，增加矿区环境空气中γ辐射剂量，增加人体的外照射剂量；磷矿石的堆放、粉碎、浸泡等过程中氡及其子的释放体造成局部空气的放射性污染。由于我国的磷矿山大多位于山区，气象条件不利于氡及其子体的扩散, 尤其在地下开采时，空气中的氡及其子体与呼吸性粉尘相结合，通过呼吸道进入人体，形成长期的内照射，矿工在长时间内受到高浓度的辐射会造成肺癌或导致白血病。一些调查结果显示，磷矿的氡危害普遍存在，有些还相当严重：十六世纪姚远图研究了金河磷矿矿工的肿瘤情况，在发现的39名肿瘤患者中有11人患肺癌，均高于全国流行病调查结果，而且肿瘤的发病率呈逐年增高趋势。

3.2 对土壤的放射性污染及危害

磷矿采选的过程中将产生大量的废石和尾矿，这些裸露的固废长期露天堆放，在雨水冲刷下,伴生于其中的放射性核素随地表径流进入土壤中，其中铀的六价氧化态是可溶性的，极易随着土壤溶液迁移，但由于土壤中有机质含量较高，能吸附一定浓度的铀；钍的水溶解性极差，不随水迁移，易被固定在土壤中，并在土壤表层积累下来，造成土壤环境放射性污染；镭的化学性质与钙相似，极易被作物吸收，如果不进行有效的预防与控制，则可能对当地环境造成污染并且通过食物链积聚在人体骨骼中,当体内负荷量大时可能引起骨质疏松、骨组织坏死、骨肉瘤等难以治疗的疾病。另外，磷矿石粉碎和研磨操作所产生的粉尘飘扬随后沉降并积累在土壤也是造成矿区周围土壤环境放射性污染的一个因素。据相关的研究报道，美国佛罗里达磷矿区土壤镭-226的浓度比一般土壤高一个数量级，而且土壤上层比下层高得多。

3.3 对水体的放射性污染及危害

因磷矿开采造成水环境放射性污染已引起许多人的高度重视。郑美扬研究了沱江流域磷矿采选对周围水系及水系沉积物中放射性核素的贡献，研究结果表明地表水中铀含量明显高于钍，而水系沉积物中钍的含量明显高于铀，而且绵远河和石亭江放射性元素的质量分数明显高于早期，其主要原因是两河上游磷矿业和磷加工企业的干扰；帅震清研究了贵州磷矿纳污河水中放射性核素的浓度（238铀7.3×10-3Bq/L，232Th 1.4×10-3Bq/L，226Ra 1.0×10-3Bq/L），结果表明磷矿开采已经造成了地下水源污染。地面水中放射性核素浓度的增高会引起水生物和鱼类中放射性核素浓度的增高，这样就有可能使人类由于食用放射性核素浓度高的鱼而接受较高剂量的照射。

4 防治措施

磷矿开发利用对周围环境介质造成放射性污染，甚至危害人类的健康。为了最大限度的减小磷矿开采对当地环境、居民和生产工作人员造成不利影响，使当地的资源开发与环境保护协调发展，我们必须根据我国磷矿资源开采中存在的问题，提出相应的防治措施，这是急需的。

一方面，国家相关部门应该重视伴生放射性磷矿资源开采的环境污染问题。加强和规范磷矿资源的开采与开发，尽快出台或者完善伴生放射性矿产开发的法律法规，时时监督磷矿企业走上生产发展、绿色环保的发展道路；坚决取缔和关闭那些生产技术落后、资源浪费严重、环境污染严重企业；磷矿资源的开采应该和世界接轨，学习和借鉴国外先进的管理措施和开采技术，使磷矿企业的发展能够真正的富国强民；对于已经造成污染的企业，要及时进行放射性污染评价，采取相应的防治措施，使污染危害降到最低。

另一方面，磷矿资源开采给矿区或者附近居民带来了一定程度的放射性危害，尤其是常年工作在矿井的工作人员，提高他们的辐射防护意识也是做好放射性污染防治的一个必要的措施。由于我国的矿山工作人员文化水平参差不齐，加上放射性对人体的危害具有长期性和隐蔽性等特点，有部分人认识不到放射性的危害，容易忽视对放射性的防护，久而久之，给健康带来危害；定时检测矿区环境中的放射性水平也是降低危害的一种必要的措施。

参考文献

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[2] 姚远图，化学矿山辐射防护探讨.化工矿山技术[J],1988,17(02)：37-40.

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[4] 郑美扬，沱江流域磷矿开发利用中核素迁移及地表环境影响[D].四川：成都理工大学,2010.

[5] 帅震清，温维辉，赵亚民，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.辐射防护通讯[J]，2001,21（02）：3-7.

收稿日期：2011-10-20

作者简介：程馨（1985-），女，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向：核素迁移与转化.

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