12 铀矿开采对环境的影响

尽管 一般来说,虽然具有放射性,但其强烈放射性是有限的,因为主要同位素U-238的半衰期等于地球的年龄。 U-235发射α粒子和伽马射线,其半衰期是其六分之一。

因此,来自一块纯铀的伽马射线会比来自一块花岗岩的伽马射线要高一些。实际上,其α放射性取决于它是否以干粉或块状存在(或以矿石形式存在于岩石中)。

在后一种情况下,阿尔法辐射可能会带来风险,尽管风险很小。从化学角度来说,它与铅同样有毒。处理铀金属时通常使用手套作为充分的预防措施。为了防止人类吸入或食用铀浓缩物,对铀浓缩物进行管理和限制。

寻找铀的勘探地质学家已经识别出来自铋和镭等相关元素的伽马辐射,这些元素是在整个地质时期由于铀的放射性衰变而形成的。

铀矿开采对环境的影响

以下是与铀矿开采相关的一些主要环境问题

  • 栖息地破坏
  • 土壤退化
  • 水污染
  • 地表水量
  • 尾矿和废物管理
  • 辐射暴露
  • 空气污染物
  • 酸性矿山排水
  • 地下水污染
  • 能源强度
  • 土地复垦挑战
  • 对核扩散的担忧

1. 栖息地破坏

当地的生态系统和 生物多样性可能受到影响栖息地破碎化和退化 由采矿作业引起。清除土壤和植物可能会对野生动物栖息地造成干扰。

2. 土壤退化

去除土壤和覆盖物 采矿作业期间对土壤的物理、化学和生物特性产生直接影响。

土壤为植物生长提供水分的能力发生变化,健康土壤所必需的生物体(例如微生物和蚯蚓)的损失,长期储存导致可行种子库的损失,土壤有机质和氮的损失,孔隙空间的损失压实和土壤结构改变是最常见的影响之一。

这些影响是一般和当代采矿作业中大规模工业干扰的典型现象,而不仅仅是铀矿开采。

这些主要影响大部分发生在采矿场内,所使用的采矿类型将决定采矿活动对土壤的影响程度。

因为表面扰动 地下开采 仅限于非常小的地下开口,土壤影响可以忽略不计。另一方面,在这个时期,扰动土壤的数量最多。 露天采矿.

此外,场外条件可能会受到次生效应的影响,例如本节之前讨论的土壤压实导致的水径流增加。

3。水污染

铀矿开采的提取和加工阶段经常使用水。

多次复垦作业、矿山巷道和矿坑的脱水、矿石和采矿及加工废物的现场临时储存以及采矿引起的地表扰动都会对溶解和悬浮物质的浓度和负荷产生重大影响。场外地表水。

地下水必须远离矿井或通过称为“地下水”的程序提取 脱水 以便开采一座矿山。

矿井周围的一系列抽水井可用于降低当地地下水位并防止水进入,或者可以将进入矿井的地下水抽出并倾倒在地表。

地表水质量可能会受到矿井脱水作业的影响,特别是如果排放物未经处理的话。

多种材料可以具有 对地表水的影响,例如某些非放射性物质(特别是溶解的重金属和类金属)、天然存在的放射性物质(NORM)、技术增强的天然存在的放射性物质(TENORM)以及来自加工操作的液体和固体尾矿。

这可能导致放射性核素、重金属和其他对人类健康和水生生物有害的污染物的存在,并污染邻近的水源。

4、地表水量

预计弗吉尼亚铀矿开采场,无论是地下还是地上,偶尔会发生厂外漏水。控制排放率的一种来源是

  1. 降水输入(例如降雨强度)。
  2. 先前的潮湿条件;
  3. 地表特征(如土壤入渗能力)
  4. 无障碍蓄水(坑式蓄水池、滞留池等)
  5. 采矿活动有意释放水。

雷区的地表排水量可能会高于天然次生林覆盖的未雷区的当地地表排水量。

尽管增加的百分比会随着距矿山的距离而减少,并且尾矿管理对地表水量的影响可能更大,但径流的相对增加也会导致下游受纳水域的溪流流量增加。

5. 尾矿和废物管理

与铀提取相关的主要环境问题之一是放射性尾矿的处置。储存不充分可能会使污染物渗入地下和水中,造成长期污染。

不同废料的数量和构成、处理铀矿石的技术、不同废料的储存和处置方式以及为减轻对地表水质量的影响而采取的行动都会影响 矿山废物和尾矿管理 影响地表水。

铀矿石中存在的所有天然放射性和非放射性元素,包括铀衰变系列中的所有放射性核素,特别是 238U 的放射性核素,都在矿山和工厂尾矿中发现。

尽管加工过程去除了矿石中 90% - 95% 的铀,使铀浓度降低至少一个数量级,但大多数铀衰变产物(例如 230Th、226Ra 和 222Rn)可能占大部分铀衰变产物。矿石的放射性——保留在尾矿中。

由于 230Th 的半衰期较长(76,000 年),尾矿的活性在数千年内基本不会发生变化。

鉴于其半衰期非常长,230Th 和 226Ra(半衰期 1,625 年)的地球化学和矿物学从水质角度来看特别重要。

6. 辐射暴露

采矿作业期间可能会释放出氡气和放射性核素等放射性元素,对当地居民和人员造成暴露危险。

7. 空气污染物

铀矿开采和加工作业可能会产生 空气污染、颗粒物和移动污染物的空气传播过程。

与任何建筑工地一样,施工期间会产生扬尘、夹带土壤和施工设备排出的废气。运行工程机械和车辆的柴油发动机会排放柴油废气。

为了保证工人的安全,地下矿井需要通风装置;然而,空气会被释放的灰尘污染。

地下和露天采矿对空气的影响是不同的。露天矿通过爆破、装载运输车辆、运输至选矿设施,将粉尘直接排放到大气中。

输送到场外的颗粒物会产生令人烦恼的影响,例如阻塞视力以及车辆和房屋上积聚灰尘。然而,接触颗粒物可能会加重哮喘,增加急诊室就诊次数,甚至导致肺病或心脏病相关的死亡。

患有呼吸系统疾病的人,包括哮喘、支气管炎、肺气肿、心脏病、糖尿病、新生儿、儿童和青少年,都属于这些人群。 风险增加.

8。酸性矿山排水

如果酸性矿井排水 (AMD) 管理不当,它可能成为铀矿开采带来的最危险的环境问题之一。

一群嗜酸细菌氧化废料或采矿中发现的金属硫化物(例如 FeS2)以产生 AMD。由于这些细菌只能在酸性环境中生存,因此在硫化物和氧气存在的情况下,酸度的产生会加速并最终变得自我维持。

酸性矿井水更有可能含有因氧化而释放到溶液中的重金属(如铁、锰、铝、铜、铬、锌、铅、钒、钴或镍)或类金属(如硒或砷)。硫化物矿物,以及铀 238 (238U) 衰变系列中的放射性核素(即铀、镭、氡和钍)。

因此,促使铀矿中放射性核素和有害重金属释放到环境中的前提条件是铀矿石中存在硫化物矿物。

9.地下水污染

地下水 可能会受到铀矿开采作业中浸出的放射性和有害化合物的污染,危及生态系统和饮用水源。

通过地球化学相互作用,与含水层固体接触的地下水将获得反映主岩组成的化学成分。许多地球化学和水文地质因素影响这些反应的程度,从而影响水的化学成分,例如

  • 母岩的矿物学
  • 矿物颗粒的大小
  • 通过含水层的水的化学组成
  • 含水层中的水存在了多长时间
  • 流动路径(例如裂缝流动,而不是通过粒状多孔材料的流动)。

其中许多因素可能会因采矿作业而改变,从而影响地下水的质量。

现代尾矿管理主要通过两种方式对地下水质量构成威胁:

  • 旨在防止尾矿中的毒素进入附近地下水的结构(例如尾矿容纳结构、衬里和泄漏收集系统)发生故障
  • 地下处置设施中不适当的水力隔离可以采取多种形式,例如主动隔离中泵故障不充分、对现场水文地质了解不足以及被动水力隔离中尾矿压实不充分。

10.能源强度

铀的提取和加工需要大量的能源投入(通常来自不可再生能源),这增加了温室气体排放和能源生产对环境的影响。

11. 土地复垦挑战

铀矿开采后,复垦土地是一个复杂的过程。生态系统的恢复和环境危害的减轻可能需要一段时间,而且采矿前的状态可能不会完全恢复。水位恢复到开采前的水平可能需要几年甚至几十年的时间。

此外,矿山建设对含水层的破坏可能会永久改变该地区地下水流的模式,这可能会影响附近生活供水井的可用水量,尽管总体而言这种影响可能可以忽略不计。

当地地下水补给率也可能下降。采矿作业期间积累的表土在矿场复垦过程中被替换到土地上。

然而,复垦土壤的物理、化学和生物特性与天然土壤显着不同,其中一些差异可能需要长达 1,000 年才能愈合。

例如,当表土被移除、堆积和更换时,数百至数千年形成的自然土壤层就会被抹去。

养分的压实、淋溶和生物劣化使表土的物理、化学和生物性质发生变化,导致其衰退。

堆存期间此类土壤中氮循环的变化导致表土中氮储量的损失,而表土随后在堆存后恢复。

此外,与采矿前条件或未采矿地区相比,储存土壤中的微生物种群(真菌和细菌)经历了长期变化,这些变化改变了矿区恢复后微生物的运作方式。

12. 对核扩散的担忧

由于开采的铀可用于生产核武器,因此铀矿开采引发了有关核武器扩散的问题。

结论

为了减少这些 对环境的负面影响,采矿作业必须采用最佳实践,必须制定并实施严格的法规,并且必须使用废物管理和水处理的尖端技术。

减少铀矿开采对环境的长期影响需要可持续的采矿方法和安全处理放射性产品。

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一个充满激情的环保主义者。 EnvironmentGo 的首席内容作家。
我努力教育公众了解环境及其问题。
它一直是关于自然的,我们应该保护而不是破坏。

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