西安市燃煤电厂对周围环境的辐射影响研究

论文摘要

煤炭为社会经济发展做出巨大贡献的同时也带来了严重的环境污染问题。煤炭燃烧过程中，煤中的放射性核素会在煤灰和煤渣中残留富集，进而随煤灰、灰渣进入周边土壤，影响土壤放射性水平。陕西省内煤炭资源丰富，燃煤电厂较多，燃煤固体废弃物排放量大，而燃煤电厂固废的环境辐射影响研究极为欠缺。本研究在辐射监测与防护方面具有重要的理论与现实意义。本文以西安两大燃煤电厂（灞桥和西郊热电厂）为研究对象，应用低本底伽玛能谱法分析燃煤电厂原煤、煤灰、炉渣以及电厂、储灰场周边土壤中的放射性核素含量，了解煤炭燃烧过程中核素的迁移富集特征，分析燃煤电厂对环境的辐射影响以及电厂固废建材使用的辐射暴露。研究结果显示，西郊和灞桥电厂周边土壤本底较低，在长期生产过程中由于飞灰释放沉积，电厂周边土壤表层中放射性核素226Ra含量显著增加，储灰场对周围环境的辐射影响更加明显。西郊和灞桥电厂灰渣使用过程中，要注意其带来的额外辐射，防止居民健康受到影响。本论文的主要结论如下：1．西郊热电厂原煤中226Ra平均含量为16．2 Bq／kg，232Th平均含量为28．0 Bq／kg，40K平均含量为49．6 Bq／kg。（西郊热电厂）煤灰中226Ra平均含量为59．2 Bq／kg，232Th平均含量为72 Bq/kg，40K平均含量为250．1 Bq／kg。（西郊热电厂）炉渣中226Ra平均含量53．5 Bq／kg，232Th平均含量为49．7 Bq／kg，40K平均含量为214．4 Bq／kg。（西郊热电厂）煤灰中226Ra含量为原煤的3．7倍，232Th含量为原煤的2．6倍，40K含量为原煤的5．0倍；（西郊热电厂）炉渣中226Ra含量为原煤的3．3倍，232Th含量为原煤的1．8倍，40K含量为原煤的4．3倍。（西郊热电厂）煤灰中天然放射性核素226Ra富集度为0．725，232Th富集度为0．881。（西郊热电厂）炉渣中为226Ra富集度为0．761，232Th富集度为0．707。大量使用西郊电厂煤灰作为建筑材料，将导致建筑物室内空气吸收剂量率增加0．458×10-8 Gy／h；长期居住在使用西郊电厂灰渣建材的房屋内，居民受到的年有效剂量当量为0．074 mSv。2．西郊热电厂周边1公里范围内，表层土壤中226Ra含量平均为31．46 Bq／kg，B和C层中226Ra平均含量分别为24．85 Bq／kg和25．70 Bq／kg，土壤226Ra本底为25±1 Bq／kg；232Th和40K含量与陕西省土壤平均含量接近。电厂周围土壤1m高处空气γ平均剂量率为56．4 nGyh-1；电厂周围土壤表层等效镭浓度平均为128．74 Bq／kg。西郊电厂周边土壤中天然放射性核素产生的陆地γ辐射对周围居民产生的年有效剂量当量为0．550 mSv。3．灞桥热电厂原煤中226Ra平均含量为36．56 Bq／kg，232Th平均含量为36．08 Bq／kg，40K平均含量为88．55 Bq/kg，灞桥电厂原煤天然放射性核素含量与全国平均含量相比较低。（灞桥热电厂）灰渣中226Ra平均含量为55．18 Bq／kg，232Th平均含量为65．15 Bq／kg，40K平均含量为242．84 Bq/kg。（灞桥热电厂）灰渣中226Ra含量为原煤的1．5倍，232Th含量为原煤的1．8倍，40K含量为原煤的2．74倍。（灞桥热电厂）灰渣中226Ra富集度为0．550，232Th富集度为0．658。使用灞桥电厂灰渣作为建筑材料，将导致建筑物室内空气吸收剂量率增加0．423×10-8Gy／h，灞桥电厂灰渣建材给居民带来的年有效剂量当量为0．060 mSv。4．灞桥热电厂周边1公里范围内，表层土壤中226Ra含量平均为36．57 Bq/kg；电厂周边土壤中226Ra本底为26±1 Bq/kg，低于陕西省土壤226Ra含量平均值，232Th和40K含量与陕西省土壤平均含量接近。灞桥电厂周围土壤1m高处空气γ平均剂量率为58．3 nGyh-1，电厂周边表层土壤等效镭浓度平均为133．82 Bq/kg，陆地γ辐射对周围居民产生的年有效剂量当量为0．552 mSv。5．灞桥热电厂储灰场周围1公里范围内，表层土壤中226Ra含量平均为42．83 Bq／kg；储灰场周围土壤中226Ra本底为26±1 Bq／kg，低于陕西省土壤中226Ra平均含量；土壤样品中232Th平均含量均低于陕西土壤平均值；40K含量范围为200．83-673．16 Bq／Kg。储灰场周边土壤1m高处空气γ平均剂量率为58．8 nGyh-1，储灰场周边表层土壤等效镭浓度平均为136．70 Bq／kg，储灰场周围陆地γ辐射对周围居民产生的年有效剂量当量为0．553 mSv。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.1.3 课题来源
• 1.2 天然放射性核素来源、分布和危害
• 1.2.1 天然放射性核素来源
• 1.2.2 天然放射性核素在环境中的分布
• 1.2.3 天然放射性核素对人体的危害
• 1.2.4 放射性研究指标
• 1.3 燃煤电厂环境放射性研究
• 1.3.1 电厂环境辐射研究的方法
• 1.3.2 国内外研究状况
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 西安地理状况
• 2.1.2 西安市主要燃煤电厂概况
• 2.2 样品采集与处理
• 2.3 实验方法
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 西安燃煤电厂原煤、煤灰和炉渣的天然放射性核素水平
• 3.1.1 西郊热电厂原煤、煤灰和炉渣的放射性
• 3.1.2 灞桥热电厂原煤和灰渣的放射性
• 3.2 西安燃煤电厂周围土壤的天然放射性核素水平
• 3.2.1 西郊电厂周围土壤的天然放射性核素水平
• 3.2.2 灞桥电厂周围土壤的天然放射性核素水平
• 3.3 灞桥电厂储灰场周围土壤的天然放射性核素水平
• 3.4 电厂周边环境的辐射暴露水平
• 3.4.1 电厂周围土壤中等效镭浓度
• 3.4.2 陆地γ辐射和年有效剂量当量
• 3.5 电厂灰渣建材利用的辐射影响
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果