李静晶，王春红，张燕齐，刘昕宇，廖海涛

（中国原子能科学研究院，北京 102413）

天然放射性物质（NORM）在自然界中广泛分布，存在于土壤、地下岩层、水体、大气和动植物体内，主要核素有U 同位素、Th 同位素、226Ra、40K、210Po、210Pb和3H 等。一些工业活动可以改变环境中NORM 的分布，使某些材料或局部地区的天然放射性水平升高，并导致某些人群和生物受到高于正常本底水平的辐射照射，这些工业活动称作“NORM 工业活动”[1]。

国际原子能机构（IAEA）于上世纪末将此类活动纳入其工作范畴，重点关注如何对NORM 工业活动中的放射性危害进行有效识别、量化和管理。IAEA 将NORM 定义为除天然放射性核素外不含大量放射性核素的放射性物质；
在安全报告系列丛书No.49[1]中根据工作人员受照剂量进行监管控制的必要性高低，提出了需要关注的11 类工业，依次为：稀土元素的提取、钍及其化合物的生产和利用、铌和铌铁的生产、非铀矿山开采、石油和天然气的生产、二氧化钛颜料的制造、磷酸盐工业、锆石和氧化锆工业、金属的冶炼、燃煤工业，以及水处理。

NORM 工业活动通常使原本在地下环境中的NORM 随着矿产资源的开发利用活动释放出来，进入人类的生产和生活环境，其辐射水平有可能达到需要进行放射性监管的程度。在我国，《放射性污染防治法》（2003 年）使用“伴生放射性矿”的概念，将其定义为含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀矿（如稀土矿和磷酸盐矿等）；
《矿产资源开发利用辐射环境监督管理名录》（生态环境部公告 2020 年第 54号）[2]列出需进行辐射环境监督管理的矿产类别和相应工业活动（见表1）。

表1 矿产资源开发利用辐射环境监督管理名录[2]Table 1 List of radiation environment supervision and management for the development and utilization of mineral resources

在NORM 工业活动中，所含天然放射性核素会在产品、中间产物和废物中重新分布，可能造成放射性核素在废物中浓集。由于涉及工业类型较多，工艺、规模差异较大，产生的废物在过去的较长时间内并未得到适当的放射性监管控制，存在一定辐射风险。

在IAEA 技术文件《NORM 残留物的管理》（IAEA-TECDOC-1712）[3]中列出了一些值得关注的NORM 残留物类型及其大致活度浓度水平，并介绍了世界各国对各类残留物的典型处置方式。其所谓“NORM 残留物”，指在NORM工业活动中产生的或被NORM 污染的物质，包含尾矿、尾渣、副产品和可再利用的固体废弃物，本文中统称为“NORM 废物”。

IAEA-TECDOC-1712 中列出的NORM 废物包括以下8 类：

（1）采矿废石，产生量很大，国内外常见的处置方式是堆积于矿址周边或者回填矿井。

（2）重矿物干法分离的尾渣，重矿物包括锆石、钛铁矿、金红石和独居石等。此类尾渣放射性水平相对较高，常见处置方法是与其他废物掺混后回填矿井，再用细砂石等覆盖。

（3）铝土矿尾矿，即赤泥，含危险成分较多。国际常见于以泥浆形式贮存于人工池内、在海水中处置或是脱水后陆地干法处置。

（4）磷肥生产中的尾矿和磷石膏，其中，尾矿可以泥浆形式回填矿井，而磷石膏作为副产品可用于农业和建筑领域，供大于求的部分通常会在固定构筑物中存放。

（5）积垢，在管道内积聚产生，放射性水平较高，其处理处置过程须经过监管部门许可，通常在放射性废物处置设施、危险废物填埋场或矿区内处置结构中处置，也可用于熔炼金属。

（6）沉积物和淤泥，放射性水平差异较大，其中水平较高部分的处置方式与积垢类似；
水平较低部分将在一般工业废物填埋场中处置。

（7）炉渣，多见于在厂区内贮存和用于制造建筑材料。

（8）炉灰，通常在一般工业废物填埋场处置，或是经过一段时间的贮存衰变后再处置。

上述NORM 废物中，采矿废石、尾矿、磷石膏、赤泥和炉灰等大量（约数百万吨）产生的废物是安全管理方面的最大挑战。尽管这些废物所含放射性核素的活度浓度相对较低，但产生的体积非常大，含有长寿命放射性核素，且通常含有重金属等其他有害物质；
而一些废物可能体积相对较小，但活度浓度相对较高，如石油和天然气生产过程中堆积在管道或工艺容器中的积垢或沉积物，电解沉积过程中产生的阳极泥、沉积的冶炼粉尘、稀土萃取残渣，去污过程中产生的残留物、受污染的设备和工艺过滤器等[4]。

NORM 废物中仅有一少部分被回收利用，如赤泥、磷石膏等，其余大部分则需要作为废物进行管理。这些废物自身很难产生效益，对于企业来说将会成为经济负担，如若管理不善还将对周围环境造成不利影响。因此，有赖于国家相应政策和监管要求为其管理指明方向并提供出路，以便于能够实现对废物的长期管理安全[3]。

3.1 监管要求

IAEA 于2021 年8 月发布了特定安全导则《来自铀生产和其他活动的含有NORM 残留物的管理》（SSG-60）[4]，针对计划照射情况下的NORM 废物管理（包括产生、再循环和再利用、长期管理和处置）问题，向监管机构、营运单位、技术支持组织和其他相关方提供安全管理建议。

SSG-60 提出的NORM 废物管理涉及如下步骤：

（1）根据类似设施的设计和运行，评估产生各种类型废物的可能性；

（2）采取控制废物产生的措施；

（3）加工（分类、表征、分离和处理）；

（4）清洁解控（如适用）；

（5）再循环和再利用；

（6）向环境释放；

（7）长期管理，包括适当情况下的处置。

3.2 分级方法

分级方法是NORM 废物管理中一个极为重要的策略。正如IAEA 安全标准GSR Part 3[5]中关于分级方法的描述指出，并非所有要求都与每种实践或源相关；
SSG-60 中强调对于NORM 工业活动中计划照射情况下的要求应与活动的特征、照射的范围和可能性相适应。鉴于NORM 废物的产生量和放射性活度浓度水平存在较大差异，在 SSG-60 中提出了对涉及NORM 废物管理的设施和活动进行筛选评估的建议，包括必要时对这些设施和活动进行安全评价甚至开展安全全过程系统分析。

3.3 再循环和再利用

NORM 废物能否进行再循环或再利用取决于多种因素，包括废物类型、产生速度、设施位置及市场需求等，因此，对于不同NORM 工业活动产生的各种废物不能一概而论。IAEATECDOC-1712 中指出，在世界范围内NORM废物管理的总体趋势是尽可能地进行再循环或作为副产品加以利用。这是受可持续发展思维引导的，例如，对不可再生资源耗竭的担忧或是受制于更严格的环境保护立法，可以更加深刻地认识到应当使作为废物进行处置的量最小化。一些国家已在其监管体系中针对NORM 废物再循环和（或）再利用做出明确规定。

4.1 监管要求

4.1.1 法律法规

我国《放射性污染防治法》和一些省份发布的辐射（或放射性）污染防治条例中，对NORM 废物管理提出基本要求，包括应尽量减少放射性废物的产生量和建造尾矿库贮存、处置尾矿等。其中，山东省、江苏省、陕西省等条例中明确规定由省生态环境主管部门负责放射性废物贮存库的建设，集中贮存放射性废物；
山东省、河北省等条例中明确鼓励放射性尾矿的综合利用，《放射性污染防治法》和多数省份条例中都要求废渣用于建筑和装饰材料时应符合建材标准。

生态环境部公告2020 年第54 号中要求其列出的矿产资源开发利用活动相关建设单位在环境影响报告书（表）中给出原矿、中间产品、尾矿、尾渣或者其他残留物中铀（钍）系单个核素活度浓度是否超过1 Bq/g 的结论；
对于超过1 Bq/g 的，建设单位应当组织编制辐射环境影响评价专篇，并纳入环境影响报告书（表）同步报批；
建设单位在竣工环境保护验收时，应当组织对配套建设的辐射环境保护设施进行验收，组织编制辐射环境保护验收监测报告并纳入验收监测报告。上述要求分别对应于监管文件《伴生放射性矿开发利用企业环境辐射监测及信息公开办法（试行）》（国环规辐射〔2018〕1 号）和《矿产资源开发利用辐射环境影响评价专篇格式与内容（试行）》（环办〔2015〕1号）。

在《放射性废物分类》（环境保护部、工业和信息化部、国家国防科技工业局公告2017 年第65 号）第七条中指出，对于主要含天然放射性核素的大量物质应当采用年附加有效剂量不超过1 mSv 作为豁免剂量准则；
在附则部分指出，大多数含天然放射性核素的废物可以在地表填埋设施中处置。

4.1.2 标准

由于NORM 行业众多，我国目前尚未制定广泛用于NORM 行业放射性监管的专门标准，现有辐射防护标准和行业标准中针对NORM 废物管理的要求也较少。

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871—2002）提出了辐射剂量限值及对应的核素豁免水平；
《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素活度浓度》（GB 27742—2011）规定，在申报免管的活动的正当性得到确认的前提下，凡是涉及物料中天然放射性核素的活度浓度小于或等于1Bq/g 的活动，通常无需进行辐射防护监管[6]。

2020 年3 月，生态环境部发布了《伴生放射性物料贮存及固体废物填埋辐射环境保护技术规范（试行）》（HJ 1114—2020），规定稀土、铌/钽、锆及氧化锆、锡、铅/锌、铜等NORM工业活动的废物填埋设施应遵守的辐射环境保护原则及一般技术要求。其中，对于铀（钍）系单个核素活度浓度大于400 Bq/g 的NORM 废物的处置，应根据实际情况采取更严格的环境保护措施[7]。

4.2 NORM 废物总体情况

自上世纪70 年代起，我国开始关注NORM工业活动的辐射环境管理问题，主要集中于伴生放射性矿尾矿与废渣的管理。从80 年代起在国家环境保护部门的带领下，开展了几次大规模的、对象中包含NORM 废物的调查活动，包括1983—1990 年开展的全国天然放射性水平调查[8]、2006—2009 年开展的第一次全国污染源普查（简称“一污普”）[9]和2017—2019 年开展的第二次全国污染源普查（简称“二污普”）；
此外，近十余年内，在生态环境部核与辐射安全监管项目的支持下，一些科研单位和高校开展了一些典型NORM 企业的辐射水平调查和影响评价工作。其中，二污普时间最近、覆盖范围最广，筛查了全国15 类工业的近2.97万家企业，确定NORM 企业共464家[10]。在二污普中针对固体废物的监测项目包括尾矿和尾渣中238U、226Ra和232Th 的活度浓度。

二污普数据显示，2017 年末全国NORM 废物累计贮存量（超过1 Bq/g）约为20 亿t，其中，来自钢铁行业的占99.61%，铝和稀土行业分别占0.21%和0.06%；
超过10 Bq/g 的约为225 万t，主要来自钢铁、铅/锌、稀土、锗、铌/钽、钛、锡、锆石和氧化锆行业；
超过100 Bq/g的约为2 万t，来源于稀土行业。现存废物中，累计贮存量最多的省份是内蒙古，占总量的99.51%；
其次为广西，占总量的0.22%[11]。2017年全年NORM 废物产生量合计1.12 亿t，其中，处理处置量合计0.31 亿t，综合利用量合计48万t[11]。

根据现有调查资料，各类矿产资源的放射性水平存在较大差异，总体来看，稀土、铌/钽、铅/锌、锆石和氧化锆、锗/钛、锡等矿产开发利用活动产生的 NORM 废物的放射性水平较高。细分放射性核素来源，232Th 在稀土废物中含量最高，平均活度浓度为48 685 Bq/kg，其次是在铌/钽废物中为17 053 Bq/kg；
238U 在铌/钽废物中最高，为19 123 Bq/kg，其次是磷酸盐、铜和稀土废物；
226Ra 在铌/钽废物中最高，为 19 467 Bq/kg，其次是在稀土废物中为8 349 Bq/kg。

4.3 处理处置现状

4.3.1 贮存和处置

当前我国NORM 废物管理集中于贮存和处置两种方式，关注较多的废物类型是各类尾矿和冶炼废渣，主要管理方式有尾矿湿式堆存、井下排放、建库暂存、近地表填埋处置、岩洞处置、送往城市废物库等[12]。

尾矿中除极小部分被利用之外，绝大部分存放于尾矿库。据统计，我国现有尾矿库1 万多座，其中冶金和有色金属行业占80%[13]。金属矿山尾矿湿式堆存是当前尾矿的主要处置方式[14]。

在各类涉及NORM 的行业中，由于稀土矿中放射性水平较高，早期便在辐射监管方面得到较多关注。我国白云鄂博氟碳铈矿 -独居石矿产生的废石和尾矿的主要去向是回填采空区，对于预期会回收稀土或钍的独居石精矿等则以尾矿库/尾矿坝的形式暂存，通常采取一定覆盖措施。白云鄂博氟碳铈矿 -独居石矿已尝试开展将高炉炉渣用于制作建筑材料和回收铁等再循环方式[15]。

暂存作为NORM 废物管理方式之一，可为放射性核素的衰变提供时间，直到经批准后再循环、再利用或清洁解控。

4.3.2 再循环和再利用

目前有一小部分NORM 废物经处理后进行再循环或再利用。这可能涉及一些行业的废物被其他行业用作原料，如用于制造建筑材料等新产品。这一做法有助于减少废物量，同时能够创造一定经济价值；
然而，在某些情况下，也可能导致工作人员、公众和环境受到辐射影响。因此，NORM 废物的再循环和再利用存在一定争议。

NORM 废物再循环的主要目的是回收其中的金属，这是由于尾矿或废渣中通常还含有一定量的目标金属或者其他金属，其中铁最为常见，还有铜、铝、锌、钒、钍、稀土元素、稀散金属等，当这些金属达到一定品位后，便有进一步回收的价值[16-18]；
除金属外，还可能回收盐、硫化钠等其他有用成分。常见工艺有浸出、氧化、还原、电解等。

目前，NORM 废物再利用的常见途径是用于制作基础建筑材料或超性能建筑材料，例如作为水泥添加剂、路基材料、尾矿复合陶粒等[19]；
也预期可能作为特殊功能材料，如微晶玻璃、融雪剂、修复污染土壤的钝化剂等[20]。

在我国，有些企业一直面临NORM 废物出路问题，将其长期堆积于厂区内，导致一些区域出现放射性污染情况。而天然放射性核素半衰期较长，NORM 废物不适宜长期贮存，建议从加强监管、明确策略、统筹处置、着手现存等方面加以管理，以期尽快实施安全处理或处置，减小辐射风险。

5.1 进一步完善NORM 废物监管体系

我国《放射性污染防治法》等法律法规提出了NORM 废物管理的原则和基本要求，但现有辐射防护相关标准和各NORM 行业标准中很少提及 NORM 废物管理要求。另外，由于NORM 行业众多，其监管过程中涉及多个部门，存在分工不明确的问题。因此，缺少相应的法规和标准为其监管工作提供具体指导。

完善法规标准体系是对NORM 废物实施有效管理的必由之路。建议基于我国现有法规标准和调查数据，进一步明确以下内容：

（1）在法规层面明确将生态环境主管部门（辐射监管机构）作为各类NORM 废物管理的主导部门[21]，同时建立与其他固体废物监管部门及各NORM 行业主管部门的协调机制，便于在国家层面和省层面对NORM 废物的清洁解控、处理、处置以及监测等工作进行总体规划和统筹管理；

（2）在法规或标准层面指出需要对NORM废物予以关注的重点行业及废物类型，如稀土行业产生的独居石尾渣、石油和天然气行业产生的积垢等；

（3）在标准层面系统运用分级方法，整合我国当前提出的活度浓度1 Bq/g 的筛选水平和附加辐射剂量1 mSv 的豁免水平，并进一步细化，对不同放射性水平的NORM 废物提出辐射监测、影响评价、处理和处置等相应要求。

5.2 明确NORM 废物管理策略

NORM 废物从产生到最终处置，通常要经过一系列步骤，由于各类废物特性存在较大差异，有必要在统一的管理框架下采取针对性策略。目前，我国尚未建立系统的NORM 废物管理框架，缺乏对各步骤管理策略的明确指导。

基于IAEA 对NORM 废物管理的建议，结合我国现行法规要求和国际发展趋势，提出针对我国NORM 废物管理策略的建议：

（1）从设计、选料、工艺等方面控制废物的产生；

（2）对于已产生的废物，应尽可能再循环或再利用，使废物减量；

（3）对于不能实现再循环或再利用的废物，充分利用清洁解控机制，减少需作为放射性废物进行管理的量；

（4）对于尾矿和磷石膏等大宗废物，若在厂区范围内处置，需合理建设处置设施以满足相应要求；

（5）对于废石等大宗废物，若在矿井坑洞中处置，需考虑密闭性；

（6）对于大宗或较大宗废物而言，可选处置场所还包括工业废物或危险废物填埋场、有天然屏障的沟渠以及较高防护级别的工程设施，也可以考虑钻孔、废油井和岩洞等；

（7）非豁免放射性废物可在近地表处置设施中处置，但需考虑化学物质和重金属等非放射性有害成分的影响。

5.3 加强NORM 废物处置统筹规划

处置是废物管理的最终步骤，是解决废物出路问题的最终指向。《放射性污染防治法》明确指出须建造尾矿库处置尾矿，一些省份发布的辐射（或放射性）污染防治条例中，明确规定由省级政府部门负责建设放射性废物库，建设等费用列入省级财政预算或由废物产生单位支付。然而，我国当前在处置技术研发和处置设施建设方面还存在统筹规划不足的问题。

在NORM 废物处置规划方面提出以下建议：

（1）制定全国范围NORM 废物处置设施建设规划。由于NORM 企业类别较多，产生的废物形态差异很大，每个省建一个处置设施仍很难解决所有NORM 废物的出路问题。建议基于二污普数据，根据各省的NORM 废物种类、放射性水平、产生量和运输距离进行综合评估，提出全国NORM 废物处置设施建设规划，对设施位置、处置容量、接收废物类型、大致接收区域做出考虑。

（2）将NORM 废物处置设施的建设与已有各类废物处置设施相融合。针对放射性水平很低且不具备其他危险性的废物、放射性水平很低的危险废物和高于清洁解控水平的NORM废物，分别对接填埋处置场、危险废物填埋场和放射性废物处置设施的处置体系，在体量不大且来源较分散的情况下优先考虑利用已有处置设施。

（3）开展NORM 废物处置成本评估。按照国际惯例，基于“污染者付费”的原则，根据当前工程技术水平，对处置设施的建造、运行与维护、关闭、长期监护、占地与补偿等成本进行初步评估，根据可接收废物量估算处置单价，并根据行业产量和废物产生情况估算产品附加成本，预留经费用于废物集中处置或者自行建造处置设施。

（4）开展低成本处置技术/材料研发。NORM 废物除了具有放射性之外，通常还具有酸碱度范围大、含水率较高、含有酸根、氯离子、重金属等特点，对于长期处置具有较高的要求。建议针对HJ 1114 提出的要求，研发可满足防渗、防腐、防氡等要求的高性能、低成本材料，有助于推进NORM 企业废物的就近处置，并尽量减少对设施关闭后监护要求的依赖。

5.4 加快现存NORM 废物管理进程

当前，我国约有20 亿t NORM 废物处于暂存状态，由于缺乏可工程应用的处理技术和足够的处置空间，废物贮存量还在持续增长。在现存NORM 废物中，不乏放射性水平较高的废物和具有再循环或再利用价值的废物，如不及时处理或处置，将成为安全隐患，同时也可能造成可进一步利用资源的浪费。

从放射性水平看，我国现存NORM 废物中放射性核素活度浓度大于100 Bq/g 的均来源于稀土行业；
从贮存量看，NORM 废物中99%以上来源于钢铁行业，由此可见，稀土和钢铁行业产生的NORM 废物需重点关注，建议优先推动处理、处置工作。

（1）对于稀土行业，由于废渣中通常含有丰富的稀土、钍、磷、铁等金属元素，可通过浸出、电解等工艺，回收金属。建议针对面临废渣处置困难的大型稀土企业，分析废渣样品中的有用成分，研究并提出钍、铀回收技术，用于减小放射性废物量或降低放射性水平；
也可同时回收稀土、磷、铁等金属材料，实现废物的高值利用。

（2）对于钢铁行业，建议筛选废物主要来源企业，首先分析各类废物的放射性水平，并据此进行初步分类，实现部分废物的清洁解控；
其次，分析废物中的有用成分，开发回收铁、锌等金属或用于制备其他商品的技术，尽量实现废物的高值利用；
对于大量已解控或放射性水平较低的废物，在满足相应标准的情况下，用于制造建筑材料，实现废物减量化。

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