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摘要:合成橡膠及塑料產(chǎn)品以其強韌耐用、防水和成本低等特性,在日常生活中發(fā)揮著重要作用。但由于合成橡膠及塑料產(chǎn)品通常很難自然降解,其帶來的“污染”問題不容忽視。與此同時,橡塑產(chǎn)品改性過程中引入了稀土等材料,由此產(chǎn)生的輻射問題及引發(fā)的社會影響需要進一步研究。本文由某市涉及橡塑產(chǎn)品的輻射事件出發(fā),分析了產(chǎn)品中的放射性水平,討論了某些改性橡塑產(chǎn)品的放射性問題,并提出了輻射安全監(jiān)管建議。
關鍵詞:輻射事件;橡膠塑料;安全處置
2020年6月,某市輻射部門接到鄰省情況通報,當?shù)啬硰U品收購站貨車進廠過磅時引發(fā)輻射報警,輻射水平異常,車表熱點劑量率約2.4uSv·h-。經(jīng)現(xiàn)場排查,系由某市運來的廢鐵引發(fā),進一步分揀后發(fā)現(xiàn)了多塊含有放射性的橡膠狀物體。輻射工作人員到達事由廢品發(fā)出點后,立即使用輻射監(jiān)測儀器對院內廢品堆和運貨車輛開展應急監(jiān)測。組織現(xiàn)場人員使用抓斗和鏟車將整座廢品山進行了分解和攤平,逐堆用輻射表面污染儀和便攜式巡測譜儀進行輻射水平監(jiān)測及核素分析,發(fā)現(xiàn)了多塊帶有放射性的橡膠制品。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測,物品表面劑量率達8.5uSv·h-1;手持式核素分析儀顯示其中含有天然放射性核素釷。
1分析結果
發(fā)現(xiàn)的放射性物品帶回實驗室測試。首先,經(jīng)儀器測定,表面劑量率為8.50uSv·h-1,用擦拭法測量放射性物品表面無放射性污染,初步判斷該物品含有放射性物質。從譜圖分析,有明顯的釷-232能量峰(911.2kev),鐳-226能量峰(295.2kev,351.9kev)及鈾-238能量峰(92.6kev)。經(jīng)計算,單個放射性物品中釷-232、鐳-226及鈾-238的總活度及活度濃度見表1(同時給出了標準中的豁免水平)。
2討論
2.1輻射水平
參照《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002),所發(fā)現(xiàn)橡塑物品中釷232、鐳-226及鈾-238的活度濃度都超過豁免標準,釷與鈾的總活度也超過豁免水平[1]。按《放射性廢物分類》(2018年1月1日起施行)規(guī)定,活度濃度在解控水平以上至解控水平10~100倍區(qū)間定義為極低水平放射性廢物[2]。該項輻射事件中發(fā)現(xiàn)的含放射性核素物 品的活度濃度略高于解控水平,應屬于極低水平放射性廢物。
2.2追蹤放射性來源
由于相關線索缺失,關于所發(fā)現(xiàn)物品的來源還需進一步考證。從物品材質外形及所含放射性核素可以初步推斷,相應物品中的放射性情況極有可能是利用稀土進行橡膠改性的結果。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,塑料以及合成橡膠類材料的應用越來越廣泛,特別是在工業(yè)和建筑業(yè)中對其質量提出了越來越高的要求,往往需要其具有更高的熱穩(wěn)定性、潤滑性和耐候性,更好的耐磨性及屈撓性和更低的生熱性。
同時,也對材料的抗?jié)窕h(huán)保及節(jié)能的要求更加嚴格,而這些性能都是傳統(tǒng)橡塑材料無法滿足的。為了適應經(jīng)濟發(fā)展對橡塑產(chǎn)品的改性要求,國內外科研人員做了大量的研究工作,其中利用稀土材料進行橡塑產(chǎn)品改性的方法取得了長足發(fā)展。例如,在20世紀60年代,我國科學家首先發(fā)現(xiàn)了稀土絡合催化劑,并研制成功了順丁橡膠[3]。
在塑料工業(yè)中,稀土化合物作為塑料助劑,廣泛應用于無毒熱穩(wěn)定劑、表面改性劑、晶型成核劑、光敏劑、光轉換劑和抗菌劑等方面[4-7]。我國是稀土資源大國,探明儲量的礦區(qū)有60多處[8],稀土礦的放射性來源除其本身具有放射性特征的部分稀土元素外,更多來源于伴生礦中的鈾-238、鐳-226、釷-232等核素[9]。
2.3輻射安全問題
伴生放射性礦通常指含有較高濃度的天然放射性核素的非鈾礦。稀土金屬礦多為伴生放射性礦,其中獨居石及其混合礦總體體量較大,除此之外通常會含有氟碳鈰礦、磷釔礦和離子型稀土礦等伴生放射性礦。獨居石礦是磷酸鹽礦物,其中含有釷、鈾和鐳等放射性核素,釷含量可達10%,鈾含量可達0.5%。除稀土原礦外,稀土產(chǎn)品中的放射性含量同樣不可忽視。
總的來說,放射性污染貫穿稀土等伴生礦開發(fā)利用的全過程。研究指出,天然輻射照射的增加,占當前我國國民所受因人為活動引起的輻射照射中的最大比例[11]。在全國第一次伴生放射性污染源普查中發(fā)現(xiàn),超過規(guī)定放射性污染水平的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用企業(yè)我國有一千多家,由開采產(chǎn)生的固體廢物、礦產(chǎn)資源連同排放的廢水對企業(yè)附近的輻射環(huán)境水平的影響已經(jīng)引起了公眾的關注[12]。伴生礦中的天然放射性在不同階段的產(chǎn)品及廢物中存在著不同程度的濃集,應當充分引起放射性污染防治的關注。
2.4安全監(jiān)管建議
1.在我國第二次全國伴生礦污染源普查的基礎上,梳理不同節(jié)點放射性產(chǎn)物的類型和特點,引入分類分級體系。2.在涉及伴生礦開發(fā)及利用項目的規(guī)劃和可研階段,要充分考慮必要的輻射防護與科學防治評價,落實“三同時”制度。3.梳理現(xiàn)有伴生礦輻射安全監(jiān)管法規(guī)標準,強化系統(tǒng)性;提升各類基本限值在監(jiān)管實踐中的可操作性、適用性。4.政府、企業(yè)及行業(yè)協(xié)會齊心協(xié)力,加強管理制度、技術改進、科普宣傳和公眾參與,營造良好的文化氛圍,提升認知水平。5.加強伴生礦相關治理領域的基礎科學投入,加強科研條件建設,提高技術能力水平。
3總結
生態(tài)環(huán)境部在2020年頒布了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》。依據(jù)文件精神,應考慮在規(guī)范塑料廢棄物回收利用的同時,關注稀土化合物在橡膠及塑料的改性過程中可能引入的放射性因素。因此在塑料制品的生產(chǎn)、流通、使用和回收處置等環(huán)節(jié),要注意可能的放射性污染,加強管理與必要的監(jiān)測,從而保護環(huán)境安全和公眾身心健康,維護社會穩(wěn)定。
參考文獻
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作者:高鵬,黃微,胡翔,劉慶云
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