[科普中国]-天然放射性物质

1981年，专家们在北海油田采油平台上首次监测到天然放射性物质的存在，此后，国外开始关注油气开采及加工过程中天然放射性物质的存在及有关环境问题。

天然放射性物质广泛存在于自然环境中，甚至人体中也含K-40和C-14这两种天然放射性核素，其对人体健康产生损害的程度取决于天然放射性物质的辐射强度、半衰期和辐射距离等因素。许多天然放射性核素如铀、镭、氡在地层中与油气共生，当石油或天然气从地层中被开采出来时，痕量的天然放射性物质也随之到达地面，进入各种管道和设备中。1根据1992年英国石油公司的有关报告，土壤、石头和页岩的天然放射本底值为0.5~200μμCi/g，而采油管及油气加工设备垢层中的放射性强度有时可比本底值高处几千倍。此外，天然放射性物质在自然界中分布很广，它存在于矿石、土壤、天然水、大气及动植物的所有组织中，特别是鱼贝类等水产品对某些放射性核有很强的富集作用，使得食品中放射核素的含量可能显著的超过周围环境中存在的该核素的放射性。

主要聚积场所油气田管道及设备的内部垢层中由于地下的高温高压条件，半衰期很长的天然放射性核素镭在地层中呈溶解态。一般来说， 地层水中盐浓度越高，则包括镭在内的天然放射性物质浓度也越高。当水随油一起从地下采出时，由于温度和压力的降低，包括天然放射性物质在内的各种物质的溶解度也相应降低，这样就在管道和设备中形成了含钙、钡、锶的碳酸盐及硫酸盐垢层，镭也同时存在于垢层之中，除了镭之外，垢层中还可能含铀、钍等放射性物质。有时垢层中镭浓度可高达100μμCi/g。受天然放射性物质污染的场所包括原油输送管道，污泥坑池，过滤设备，盐水处置/注人井等，当然对油管及其他设备修理、清洗时也可能使附近的空气和土壤受到含天然放射性物质垢层和尘埃的污染。

天然气开采及加工装置内在天然气及其他轻烃加工处理厂里，可能受到天然放射性物质污染的具体设备包括：表层套管的顶部法兰，气体输送管道，分离器进口装置，蒸馏器，分馏器，冷凝器，各种液体输送泵，天然气凝析液贮罐，废坑池及过滤分离器等。

被污染的水产品中鱼贝类等水产品对某些放射性核有很强的富集作用，使得食品中放射核素的含量可能显著的超多周围环境中存在的该核素的放射性。

危害途径放射性物质在衰变过程中要产生α、β和γ射线，由于α辐射很容易受到阻止，所以其能量在极短距离就损失掉了。如果α辐射来自人体外部，只有皮肤的外表面细胞可能受到影响，而不会对人体产生危害。但如果α辐射源于体内，则一些敏感器官很容易受到损伤。与α辐射相比，γ射线的穿透能力要大一些。同样，源于体内的γ辐射比体外γ辐射对人体的损伤危害要大得多。β射线可以穿透几毫米的细胞组织，电离作用和穿透能力居于α射线和γ射线之间，但由于人体大多数敏感器官( 如心脏，胃，肺等) 距体表距离都远大于此数值，所以体外β射线对人体的危害也很小。

当需要对管道及设备拆卸并予以清洗、检修和维修时，天然放射性物质的垢层、尘埃和气体有可能污染周围土壤和大气，也有可能通过呼吸道和口腔直接进人人体，或通过皮肤直接吸收进人人体，这是油气开采、储运与加工处理过程中天然放射性物质对环境及人体健康最主要的污染及危害途径。由于肺比胃更容易受到放射性损伤，加上设备及管道拆卸、清洗、检修、维修过程中，天然放射性物质通过呼吸道比通过口腔进人体内的可能性大，所以应采取必要的技术措施防止工人吸人放射性尘埃及气体。

放射性物质的污染主要是通过水及土壤污染农作物、水产品、饲料等，经过生物圈进入食品，并可通过食物链转移。

对人体的危害天然放射性物质经消化道、呼吸道和皮肤进入人体后，对人体内各种组织、器官和细胞产生低剂量长期内照射效应。主要表现为对免疫系统、生殖系统的损伤，诱发恶性肿瘤、白血病，致癌，致畸，缩短人的寿命等。

防护措施当在油气加工、贮运、装置开罐检修、设备维修或除垢操作中无法避免尘埃的产生时，操作工人应佩戴防尘或防放射性气体面罩。工人完成工作离开现场后，应注意洗手及衣物，防止放射性物质被皮肤吸收及随食品摄入体内，在除垢及设备拆卸检修现场应禁止吸烟和饮食。

对存有天然放射性物质的污泥和固体废物必须进行必要的处置，使放射性强度尽可能降低，放射性废物应与无放射性废物分开，使放射性废物的处置体积最小。经固化的放射性废物在选择封存场所时应进行周密讨论，并保证符合国家“ 辐射防护规定”(GB8703一8)中的有关要求。