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程文芳 程克昌:放射性物质与人的生活研究
作者:程文芳 程克昌 来源:中华易学文化促进网 2012-07-05 08:30:07

  (程文芳1中国极地研究中心,上海浦东  200219)
  
  (程克昌2黄石理工学院,湖北黄石  435002〕

  【摘要】本文简述放射源等放射性物质的性质及放射性物质参与自然界物质循环失控的潜在危害。从物质形态上分析了放射物的发生、衰变的性质、类型,探讨并依法提出了安全防范方略,以求实现良好的生态居住环境。
  
  【关键词】放射物质  生活  方略
  
  引言2011年3月11日,日本遭受了历史上罕见的特大地震海啸灾害,致使日本福岛核电站多个机组发生爆炸,放射性物质辐射将会严重伤害人的生命。在此,引发笔者对放射性物质问题的思考。假定居住在地下有铜矿和磁铁矿周围的人群,矿产物质源有没有放射性物质?或者说居住在已开采后的铜矿和磁铁矿周围,现在尚有没有放射性物质?一个执政党有没有管理法规?是目前人们十分关注的。
  
  一、放射性元素的含义与人的理解思维
  
  放射性元素(确切地说应为放射性核素)能够自发地从原子核内部放出粒子或射线,同时释放出能量,这种现象叫做放射性,这一过程叫做放射性衰变。某些物质的原子核能发生衰变,放出我们肉眼看不见也感觉不到,只能用专门的仪器才能探测到的射线。物质的这种性质叫放射性。含有放射性元素(如U、Tr、Ra等)的矿物叫做放射性矿物。原子序数在84以上的元素都具有放射性,原子序数在83以下的某些元素如K、Rb等也具有放射性。放射性元素具有放射性的元素的统称,由此命名。
  
  放射性元素的发现,揭开了人类利用核能的新纪元,研究成果不仅被用于军事,在战争中大出风头,而且越来越广泛地应用于科研、生产、生活等各方面,核技术已经渗透到各个领域,进入千家万户,为人类带来了巨大的福利。核技术的日益发展,人们接触到放射性辐射的机率增大了,所以许多人担心放射线会危及健康,心理上不免有恐惧感,甚至发生学校停课事件。如1998年,四川省一所新建不久的学校,教职员工和学生们纷纷要求迁移校址,正常的教学工作被迫停止,这是为什么呢?原来学校相继有两人患恶性肿瘤死去,有人提出校内建筑物用砖含有放射性物质的质疑,在一些教职员工和学生们的要求下,有关部门用仪器进行了测定,人们发现这些建筑物确实含有一定量的放射性物质。[1]不过,这些放射性物质的含量都在国家规定的安全标准之内。根据情况分析,可能是砖厂在选取厂址时没有勘查和分析当地的地质条件和土质情况,制砖用土的放射性元素的背景值偏高,从而导致用这些砖盖起来的楼房墙体含有一定的放射性物质。这种放射性物质现象与同于1976年8月30日,美国华盛顿州南部的一个地区发生了放射性元素反应类似;还有我国的安徽省石煤探明储量经检测约75亿t;再次是黄山市和宣城地区经检测约55.6亿t[2]。由于石煤具有一定热值,加之当地粘土资源缺少,利用石煤燃烧后的残余物石煤渣制造石煤碳化砖成为石煤利用的主要方式。但石煤中伴生的天然放射性核素将对环境产生一定的影响。这种石煤碳化砖的主要资源是矿物晶体。矿物晶体是地质作用矿物结晶态的天然元素的化合物或单质,它们具有均匀相对固定的化学组成和确定晶体结构。矿物晶体的化学成份多种多样,但不外乎是《化学元素周期表》中总共列有的100多种元素。在这100多种元素中,只有序  列号83铋(Bi)以后的元素原子核具有自发变化的性质,它们的射线以光、波等形式释放出能量,其释放过程为辐射,并有当量的大小。
  
  二、放射性物质参与自然界物质循环对人类的影响
  
  放射性物质参与自然界物质循坏的可能途径有三个方面问题:1、自然环境中放射性水平的消长及变化规律。2、生物个体及群体中放射性水平的消长及变化规律。3、生物体内放射性物质的分布及转移规律。关于放射性物质参与自然界物质循环的可能途径的研究与放射性物质毒理学,放射遗传学,电离辐射剂量学及组织剂量学有密切联系,而且在原子能工业卫星,废气废水及矿渣处理,生物探矿等生产实践中有着重要意义。[3]在自然状态下,来自宇宙的射线和地球环境本身的放射性元素一般不会给生物带来危害。50年代以来,人的活动使得人工辐射源和人工放射性物质大大增加,环境中的射线强度随之增强,危及生物的生存,从而产生了放射性污染。放射性污染很难消除,射线强度只能随时间的推移而衰减。放射性对人体的危害:大剂量的照射下,放射性对人体和动物存在着某种损害作用。[4]有许多人担心矿物晶体有“放射性”,危害人的身体健康?就地球构成的元素来讲,地球由岩石、矿物、土壤、空气、水等组成,同时还接受来之宇宙如太阳射线的辐射,也就是说人类自古至今就生活在放射性环境中,人类现代的生活,使用的各类电器如电视、电脑、微波炉、手机,居住新装饰的房屋等都有微量辐射,这些辐射当量,在通常情况下对人体是安全的。换句话说,这些放射性元素不但没有阻挡大地万物的生存和发展,反而成了自然平衡的一部份。  人们现在赏玩的几十种矿物晶体,大多数在历史上都有记载渊源流长,如几千年前古人就把水晶作为宝石收藏佩戴;鸳鸯矿物雄黄、雌黄、辰砂等十几种矿物,有药用价值,明朝大医学家李时珍收录于“本草纲目”为人治病,现代医学也利用放射性元素辐射治疗人类癌症;姊妹矿物孔雀石、蓝铜矿等作为颜料,几百年前就在国外油画中运用,欧美发达国家收藏矿物晶体已有200多年历史,特别是近些年来,他们对中国的特有精美矿物和珍稀矿物情有独钟。2007年8月份欧洲三国分别二次组团几十人专程来大冶考察交流,如此乐此不疲,应当说他们对矿物是否有放射性和环保意识是有充分认识的,所以人们收藏的众多矿物晶体,在带给人们美的享受和愉悦的同时有的还被视为人体健康的保护神。  其次收藏矿物晶体过程中可以科技知识为依据。如《岩石与矿物》(英克里斯佩兰特著)、《中国观赏石》(袁奎荣等著)、《中外奇石》(刘文龙等著)等科普和专业书藉,他们所介绍的每一种矿物是否有放射性元素辐射有明确告知,特别是《岩石与矿物》介绍世界常见的500多种矿物,明确指出只有含铀、钍等不常见、少数矿物有较强放射性元素。当然这些矿物晶体非专业大众是不宜收藏的,而其他绝大数如:水晶、萤石、方解石、孔雀石、蓝铜矿、黄铁矿、辉锑矿等矿物晶体基本没有放射性元素辐射,是不会危害人的身体健康的。上世纪八十年代,大冶铜绿山开采出许多色翠纹美的孔雀石,许多人看后爱不释手,纷纷带回家赏玩,忽不知哪天误传,说孔雀石有“放射性”放在家里会得病,因而又纷纷将其丢弃,如今大冶铜绿山孔雀石成了众多收藏者的最爱,加之资源枯竭,价格飞涨,稍有品相的就能卖出高价。谈及此事,当地人们无不后悔,都说,真是不懂科学做傻事啊!
  
  三、放射性物质污染来源分类及危害
  
  放射性物质污染来源从目前的情况来分析主要有以下四种:(一)核武器试验的沉降物,在大气层进行核试验的情况下,核弹爆炸的瞬间,由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升,随着与空气的混合,辐射热逐渐损失,温度渐趋降低,于是气态物凝聚成微粒或附着在其它的尘粒上,最后沉降到地面。(二)核燃料循环。核燃料循环的“三废”排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收、核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”,能对周围环境带来一定程度的污染。(三)医疗照射引起的放射性污染。目前,由于辐射在医学上的广泛应用,已使医用射线源成为重要的环境人工污染源。(四)其它各方面来源的放射性污染。其它辐射污染来源可归纳为两类:一是工业、医疗、军队、核舰艇,或研究用的放射源,因运输事故、遗失、偷窃、误用,以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量辐射或污染环境;二是一般居民消费用品,包括含有天然或人工放射性核素的产品,如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射,虽对环境造成的污染很低,但也有研究的必要。
  
  放射性物质污染对人体是有危害的。在大剂量的照射下,放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400rad的照射下,受照射的人有5%死亡;若照射650rad,则人100%死亡。照射剂量在150rad以下,死亡率为零,但并非无损害作用,往往需经20年以后,一些症状才会表现出来。放射性也能损伤遗传物质,主要在于引起基因突变和染色体畸变,使一代甚至几代受害。[5]据笔者调查统计,居住在湖北黄石的铁山、下陆地段的癌症病人占居住该地区人口总数的5‰左右。笔者认为地处伴生放射性矿且在开采后的地段,也是放射物质源的地方,其释放具有两个方面的表现形式:一是伴生放射性矿经冶炼释放辐射及冶炼后的放射性废物辐射;二是放射性矿的其它废物被抛弃地面,经太阳光的照射同样释放辐射。这两类形式释放的辐射,周边环境造成天然放射性污染,对人的生存是有一定的危害性。位于湖北理工学院的住宿区,二十余年来,已婚之女很难怀孕,即使怀上了多数也要数个月的保胎期。放射性废物中的放射性物质,采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏,只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期十分长,并且衰变的产物又是新的放射性元素,所以放射性废物与其它废物相比在处理和处置上有许多不同之处。
  
  四、放射性物质管理方略
  
  据新华社北京2012年2月29日电,3月1日起,《放射性废物安全管理条例》开始实施。主要内容:一是完善放射性废物的处理、贮存管理。根据放射性废物产生单位的不同特点,法规作了如下规定。(1)针对核设施营运单位数量少、废物多、技术力量强等特点,规定核设施营运单位应当按照规定对其产生的放射性固体废物和不能经净化排放的放射性废气、废液进行处理、贮存,然后及时送交取得相应许可证的放射性固体废物处置单位处置(第九条)。(2)针对核技术利用单位数量多、布局分散、废物少、技术能力有限等特点,规定核技术利用单位应当将其产生的放射性固体废物(含固化的放射性废气、废液)和废旧放射源送交取得贮存许可证的放射性固体废物贮存单位集中贮存,或者直接送处置单位处置。同时,明确了贮存许可证的条件、申请程序、内容、期限以及对贮存单位的日常管理要求(第十条、第十二条至第十九条)。(3)针对铀(钍)矿和伴生放射性矿开发利用单位产生的尾矿数量巨大、放射性低的特点,征求意见稿规定开发利用单位应当建造尾矿库贮存、处置其产生的尾矿;建造的尾矿库应当符合放射性污染防治的要求(第十一条)。二是加强放射性固体废物的处置管理。由于放射性废物的危害性大,很多废物的衰变期漫长,处置是否妥当直接关系到公共环境安全。因此,如何找到安全的处置场所、建造安全的处置设施并最终安全地处置放射性废物,是放射性废物管理的关键。为此,征求意见稿建立了处置场所选址规划制度、选址批准与建造许可制度、处置许可制度,明确了处置单位日常处置活动管理、运行监测和辐射环境监测方面的要求,并规定处置设施关闭后应当按要求进行安全监护。(第三章)三是强化执法手段,严格法律责任。征求意见稿强化了执法手段,并对在放射性废物处理、贮存、处置等活动中可能发生的各种违法行为,规定了罚款、没收违法所得、责令停产停业、吊销或者暂扣许可证、依法追究刑事责任等严格的法律责任。(第四章、第五章)严格的讲就是产生放射性废物的单位,必须按照国家放射性污染防治标准的要求,对不得向环境排放的放射性废液进行处理或者贮存。产生放射性废液的单位,向环境排放符合国家放射性污染防治标准的放射性废液,必须符合国务院环境保护行政主管部门规定的排放方式。禁止利用渗井、渗坑、天然裂隙、溶洞或者国家禁止的其他方式排放放射性废液。
  
  为加深对以上内容的理解,提出以下四项释义:
  
  ( 一)制订本条的目的是防止放射性废液不受控制的排放,避免污染环境,危害人类健康。不得向环境排放的放射性废液指的是不符合国家有关放射性废液排放标准的废液。我国已发布的涉及放射性废液排放管理控制的标准主要有。
  
  1、《电离辐射防护和辐射源安全的基本标准》。该标准规定了辐射防护的基本要求:实践的正当性、剂量限制和潜在照射危险限制、防护与安全最优化、剂量约束和潜在照射危险约束。该标准还规定了放射性物质向环境排放的控制要求和公众照射的控制及受照剂量限值。
  
  2、放射性废物管理规定。该标准规定了液态废物的排放目标和基本要求。
  
  3、辐射源和实践的豁免管理原则。该标准规定了低水平液态放射性废弃物的豁免比活度。
  
  4、轻水堆核电厂放射性废水排放系统技术规定。该标准对轻水堆核电厂的放射性废水的排放、排放口、监测等作了具体规定。
  
  5、核燃料循环放射性流出物归一化排放量管理限值。本标准规定了核燃料从铀矿山开采到乏燃料后处理的整个循环系统的放射性流出物的归一化排放量管理限值。
  
  (二)放射性废液的处理方法,有蒸发、离子交换、膜技术、絮凝沉降、吸附、过滤、离心分离等。具体使用哪种工艺可根据废液的理化特性、放射性核素种类和活度浓度、有机物含量、含盐量、悬浮物含量、酸碱度等来决定。对于尚未建立适宜处理方法的废液如高放废液应进行贮存,在贮存期间应确保废液不会泄漏,污染环境。
  
  ( 三)向环境排放放射性废液必须按照国务院环境保护行政主管部门批准的方式排放,如采用槽式排放方式。槽式排放至少应设置两个相同容量的槽,每个槽都应设有混合中和设备和流量、浓度检测设备,在排放前必须先经混合均匀,并取样分析检测,分析检测结果低于排放管理限值时方可排放,在排放期间不再流入新的废液。检测结果超过排放管理限值的废液返回处理系统再处理,以此来对流出物实施受控排放。
  
  (四)利用渗井、渗坑、天然裂隙、溶洞或者国家禁止的其他方式排放放射性废液,容易使放射性核素在排放介质中局部积累,或迁入地下水,污染地下水、水源和农田,最终危害人类健康。所以,《中华人民共和国水污染防治法》明文规定,“禁止企业事业单位利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物”。[6]
  
  结束语:综上所述,使我们不难反思,有些产业单位,为追求狭小经济效益,不顾法律法规的规定,也不顾一定区域人群的生命安危,在市区内的沿江码头或滩边和生产区域附近露天堆放放射性物质,理应激起市民的高呼:“依法贮存”。保护公民的合法人身权益,还人们的一个良好的生态居住环境。
  
  参考文献
  
  [1]张国平;放射性元素与人[j]《大自然》1990年03期
  
  [2]江山;安徽省石煤矿区天然放射性水平调查[j]《辐射防护通讯》2000年01期
  
  [3]张尔贤;放射性物质参与自然界物质循环的可能途径[j]《兰州大学学报》1963年02期
  
  [4]百度快照;放射性对人体的危害《元素半衰期-知识百科》2010年6月3日
  
  [5]WJBair;1976年汉福特镅照射事故[J];辐射护理,1984年03期
  
  [6]文山州人民政府办公室;放射性“三废”处理方法是怎样的,2006-3-2122:04:28 

  Research about the relation between radioactive materials and human living condition

  Cheng-wenfang1  Cheng-kechang2
  
  (1PolarResearchInstituteofChina,Pudongdistrict,Shanghai200219)
  
  (2CollegeofInternet,HuangshiInstituteofTechnology,Huangshi,435002〕
  
  【Abstract】Thispaperdescribesthecharacterofradioactivematerialslikeradioactive
  
  sourcesandthepotentialharmwhenlosingtheircontrolinnaturesubstancescirculating.
  
  Itanalyzedthecharactersandtypesofthedevelopmentanddecayaboutradioactive
  
  materials,alsotoachievegoodecologicallivingenvironment,securedefendingstrategy
  
  hasbeendiscussedandpresentedaccordingly.
  
  【Keywords】radioactivematerials;life;policy

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