[发明专利]一种铀矿冶大气辐射环境综合评价方法

摘要

本发明提供了一种铀矿冶大气辐射环境综合评价方法，包括气象预处理、地形预处理、大气扩散计算、确定吸入内照射剂量、确定食入内照射剂量、确定地表沉积外照射剂量、确定烟羽浸没外照射剂量、确定公众个人剂量、确定公众集体剂量等步骤。本发明具有科学、准确、快捷、全面的功能特点，适用于我国铀矿冶大气辐射环境影响的预测与评价，使用后可使计算结果更符合大气污染物实际迁移扩散规律，环境影响和公众剂量计算更为科学、合理。

主权项

一种铀矿冶大气辐射环境综合评价方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1，通过以下步骤建立大气扩散模型：选用美国国家环保局公开发布的大气扩散模型AERMOD，输入人工收集的地面和高空气象数据、地形高程数据，进行大气扩散计算。 步骤1.1，气象资料预处理：对来源于评价区域地面和高空气象观测站的地面和高空气象观测站的气象资料进行预处理，地面气象数据参数包括站点编号、数据日期、风向、风速、温度、总云、低云、降雨量；高空气象数据参数包括探空层、气压、高度、温度、风速、风向；将上述气象资料手动处理成*.SFC和*.PFL标准格式文件后，进行气象预处理，得到评价范围内连续化、参数化的边界层参数，包括莫宁霍夫长度L、对流速度尺度W_*、温度尺度θ_*、混合层高度z_i及摩擦速度u_*； 步骤1.2，地形资料预处理：对来源于国家测绘部门卫星图像解译或勘探仪人工实测的DEM格式高程数据文件中的地形资料进行预处理，得到地形高度尺度h_c和烟羽分层高度H_c； 步骤1.3，大气扩散计算：利用经步骤1.1和步骤1.2处理后得到的气象参数和地形参数，以及来源于设计文件或现场调查的污染源项数据，设置计算网格和计算点参数，进行大气扩散模式计算，得到空气核素浓度C和地表沉积通量数值结果d_i； 步骤2，通过以下步骤建立公众剂量模型： 步骤2.1，确定吸入内照射剂量： 步骤2.1.1，确定氡及其子体所致吸入内照射剂量，调用步骤1.3得到的空气核素浓度C_A，设定人工选择得到的吸入时间T和吸入剂量转换因子DF_Rn，则有氡及其子体所致吸入内照射剂量：步骤2.1.2，确定铀尘中六种核素所致吸入内照射剂量，调用步骤1.3得到的空气核素浓度CA，设定人工选择得到的空气摄入量Rinh和吸入剂量转换因子DFinh，则有铀尘中各核素所致吸入内照射剂量：E_inh＝C_A·R_inh·DF_inh； 步骤2.2，确定食入内照射剂量：步骤2.2.1，确定直接污染所致植物中核素浓度：直接调用步骤1.3得到的地表沉积通量di，设定人工选择的植物截留分数α、核素环境去除速度λw、核素衰变常数λi和经现场调查得到的植物生长周期te，则土壤根部核素有效衰减速度直接污染所致植物中核素浓度步骤2.2.2，确定间接污染所致植物中核素浓度： 步骤2.2.2.1，直接调用步骤1.3得到的地表沉积通量d_i，设定人工选择确定的土壤中有效根部区域的标准密度ρ、以及现场调查得到的与项目有关的放射性核素释放时间t_b，则有土壤中核素累积浓度步骤2.2.2.2，设定人工选择的土壤‑植物转移系数F_v，则有间接污染所致植物中核素浓度C_v，i，2＝F_v×C_s，i； 步骤2.2.3，确定公众消费植物产品中总核素浓度：设定人工选择确定的洗涤因子w_i和现场调查得到的植物从收获到消费的存储时间t_h，则公众消费植物产品中总核素浓度C_v，i＝(C_v，i，1×w_i+C_v，i，2)exp(‑λ_it_h)；式中，w_i为洗涤因子，是指公众摄入植物食品之前，经食物加工过程(如洗涤、削皮)消除掉一定比例的核素后，植物食品中剩余核素的比例缺省值取0.4； 步骤2.2.4，确定动物饲料中核素浓度：设定经调查得到的放牧季节饲料中 鲜草的份额f_s、放牧季节的时间份额f_p，则有动物饲料中核素浓度式中，为干饲料中核素浓度，牧草中核素浓度，均利用植物中的核素浓度公式计算，且不考虑洗涤因子；步骤2.2.5，确定动物肉、奶、蛋中的核素浓度：调用饲料核素浓度C_a，i，设定人工选择确定的植物‑动物核素转移系数(F_f、F_m和F_e)和现场调查得到的动物每天消耗的饲料量Q_m、从屠宰到消费的平均时间t_f，则有动物肉产品中的核素浓度C_f，i＝F_fC_a，iQ_mexp(‑λ_it_f)，奶产品中核素浓度C_m，i＝F_mC_a，iQ_mexp(‑λ_it_f)，蛋类产品中核素浓度为：C_e，i＝F_eC_a，iQ_mexp(‑λ_it_f)； 步骤2.2.6，确定食入内照射剂量：直接调用步骤2.2.1～步骤2.2.5的计算结果，设定经调查得到的食物年摄入量H_p、食入某类食物被污染的份额f_p，设定人工选择确定的食入内照射剂量转换因子DF_ing，则有食入内照射剂量步骤2.3，确定地表沉积外照射剂量：考虑污染源项多年排放量一致和不一致两种情况，分别确定地表沉积核素密度C_gr计算方法； 步骤2.3.1，确定地表沉积核素密度： 步骤2.3.1.1，在污染源项污染物排放量多年一致情况下，直接调用步骤1.3得到的地表沉积通量d_i，设定现场调查得到的与项目有关的放射性核素释放时间t_b，则有地表沉积核素密度步骤2.3.1.2，在污染源项污染物排放量多年不一致情况下，逐年计算，则有其中，步骤2.3.2，确定地表沉积外照射剂量：调用步骤2.3.1得到的地表沉积核素密度计算结果，设定人工选择确定的污染地表居留时间份额O_f、地面粗糙度屏蔽衰减系数R_g、建筑物屏蔽衰减系数R_d和地表沉积外照射剂量转换因子DF_gr，则地表沉积外照射剂量E_gr＝C_gr·DF_gr·O_f·R_g+C_gr·DF_gr·(1‑O_f)·R_d； 步骤2.4，确定烟羽浸没外照射剂量：直接调用步骤1.3得到的空气核素浓度C_A，则有烟羽浸没外照射剂量E_im＝C_A·DF_im·O_f+C_A·DF_im·(1‑O_f)·R_d； 步骤2.5，确定公众个人剂量：直接调用步骤2.1～步骤2.4得到的吸入内照射、食入内照射、地表沉积外照射、烟羽浸没外照射剂量计算结果，则有公众个人剂量E_i＝E_inh+E_ing+E_gr+E_im； 步骤2.6，确定公众集体剂量：设定极坐标网格，以评价中心为圆心，划分1km、2km、3km、5km、10km、20km的同心圆，再将其划分为22.5°扇形段，以正北N向左右各划分11.25°为起始段，共分96个评价子区；确定在各子区取5个点作为公众个人剂量值代表点；其中，扇形子区各边的中心点共计4个、扇形区几何中心点1个； 步骤2.6.1，计算各子区公众剂量代表值：调用计算得到的各子区代表点的公众个人剂量值E_i，则有各子区公众剂量代表值为步骤2.6.2，计算各子区公众集体剂量：按照子区划分方法，设定经人工收集到得该子区人口数量R_i，调用步骤2.6.1计算得到的子区公众剂量代表值E_A，则有该子区公众集体剂量S_i＝E_A×E_i，评价范围内所有子区的公众集体剂量 。