国内外海上应急辐射监测比较研究

2018-11-13邹树梁李书帆

资源节约与环保 2018年10期

凌鑫邹树梁李书帆

（核设施安全作业技术与装备湖南省重点实验室南华大学环境与安全工程学院湖南衡阳 421001）

引言

二战后军用为主的核动力舰船发展很快，海上各类核动力船舶众多，军用的核动力航母和核潜艇，商用的有核动力商船，以及科研或者其他用途的核动力破冰船等等，去年俄罗斯“罗蒙诺索夫院士”号进行海试，全球海洋核动力舰船蓬勃发展。另外，世界核电发展的需求使得从事核燃料运输、核废物处理等的船只规模不断变大。据不完全统计，截至2005年底，国外核潜艇共发生过285起较大的事故，其中反应堆一回路事故38起，沉没18起[1]。

2011年3月日本福岛核事故造成大量放射性废水直接排放入海，对海洋生态环境产生长期影响和威胁，高度引起了国家的关注，我国已经建立海洋辐射监测技术中心，开展这方面的研究，并且我国于2018年3月组建了应急管理部门，我国应急管理还处于起步阶段，需要借鉴国外有益经验，因此，亟待完善我国海洋核应急监测工作。

1 国内外海洋应急辐射监测概述

1.1 监测项目

国外常用的放射性监测方法有两种：在线连续监测和实验室分析测量方法，国外在海上核应急辐射监测项目上的选择取决于监测的目的，监测的项目如表1所示。选取的核素具有半衰周期长、易测量和具备代表性等，通常选取137Cs、90Sr、131I等元素[2]，这些核素也通常是海洋放射性环境背景值监测的主要项目，通过监测该核素可以得知核事故发生后前后的排放量，确定事故等级和便于应急准备和响应。

表1 国内外海上核应急辐射监测项目比较

国内在海洋应急辐射监测上分为两个时期进行监测，也是根据应急准备和响应的要求和目的不同分为事故早期监测和事故中后期监测，事故早期，需要对事故进行快速响应，了解事故的污染程度和污染范围，选取最具代表性且检测方法简便的项目进行监测。而在事故中后期，需要对事故进行环境影响评价和事故后果分析，辐射监测主要是半衰期较长、生物浓集系数较高的核素[3]。

在海上核事故应急监测的项目方面，国外有着一套完善的监测项目，监测项目有类别，并且还在不断完善过程中。国内在应急监测项目方面，主要是针对应急事故而做的监测项目，目的性强，不能全面应用，而且监测项目的类别较少，需要通过多次的海上放射性核素监测获取数据，掌握海上放射性核素的环境本底值，才能保证监测项目的指示性，对我国的海洋发展有很大促进作用。

1.2 监测方法

1.2.1 国外海上应急监测方法

国外海上应急监测方法如表1所示大致是采用在线连续监测和实验室分析测量方法。有时候根据监测的要求会把两种监测方法结合使用，在线连续监测通常是固定点位的连续性实时监测，该监测方法对监测仪器有很大的要求，同时仪器的灵敏度也要相当高。实验室分析测量方法就相对简单，只需要根据监测目的对海洋发生事故区域通过科学布置监测点位进行采样，然后收集样品带回实验室进行分析测量，该方法不仅可靠行高，而且监测项目更全面。

国外具体的监测方法有海底拖曳式γ射线谱仪、安装在潜水艇或遥控无人潜水器（ROV）上的γ射线探测系统、海洋浮标监控系统，海底拖曳式γ射线谱仪能够快速、连续监测的优势，已经成为国外海洋监测的通用方法，英国、美国、比利时、荷兰、摩纳哥和俄罗斯都开发了不同海底拖曳式γ射线谱仪系统[4]。安装在潜水艇或遥控无人潜水器（ROV）上的γ射线探测系统只能测量海底的物体，对海底的沉积物连续监测是一种较好的方法，该方法在俄罗斯、美国、日本等都有较好的应用；海洋浮标监控系统是针对海岸附近地区的监测系统，该方法常用于国外沿海地区的放射性监控，对核废物向海洋倾倒或沿海核电站向海洋排放放射性物质的监控有很大的帮助。

1.2.2 国内海上应急监测方法

目前，我国海上应急监测采用的是“现场采样－实验室分析”方法，该方法是通过“采样—制样—测量—分析”的流程进行实施，虽然可提高海水监测灵敏度和精确度，对监测对象可以进行对项目测量分析，具有相当高的可靠性，但从取样到实验室分析的过程耗费时间特别长，采样要考虑频次，制样、测量都是需要时间和人力物力，监测过程中对仪器设备、采样量、采样方法和制样方法都要求较高，哪一个环节出现纰漏都可能导致监测结果的误差，不能及时反应事故发生的影响，存在时效性低和应急性差等缺点。

对比国内外海上应急监测方法上，国外海上应急监测起步早，发展比较成熟，监测方法具有多样性、针对性，开发了多种应急辐射监测的仪器设备，对我国的海上应急辐射监测设备的开发具有很大的启发。国内在这方面远远不足，监测方法单一，实时性不强，时间周期长。从取样到实验室分析经历时间较长，不能应对核事故的突然发生，应急性不强，监测得到的分析数据只能反应具体某一个点位的状态，不能确定区域性的范围污染状况，我国应该加强海上应急实时连续监测设备的研究，能有效的对突发事故进行应急准备和响应。

2 监测网建设

2.1 国内海洋监测网建设

我国辐射环境监测起步较晚，国家海洋局从60年代起，开展了沿海地区的水文气象及海洋污染监测工作，1976年12月至1979年10月，卫生部组织了对渤海、黄海、东海和南海海产品的放射性调查；1984年组建了“全国海洋污染监测网”；1988年至2007年，环保部辐射环境监测技术中心等监测机构陆续对秦山核电基地、三门核电站等核电厂周边海域进行了放射性本底调查和监督性监测[5]。

2007年侯胜利等人研制了一台海底拖曳式多道γ能谱仪[6]。它的出现提升了我国海洋辐射监测的能力，这台仪器能快速有效的监测海底放射性核素，填补了实时监测的空白，对我国海洋核应急监测有着重要的作用。

2.2 德国海洋监测网建设

德国海洋放射性监测网络主要由联邦海事水文局（BSH）负责，主要是通过德国联邦环境署的环境放射性监测综合测量和信息系统（IMIS）系统来实现的。它对于海水的常规放射性监测包括3个方面:

（1）直接监测海水中与事故相关的高放射性浓度；

（2）通过采样和分析判别海水、悬浮物和海泥中的特定放射性核素；

（3）对事故后放射性迁移做出预测。

国外经过多年的监测网络建设，基本上具备完全的海上辐射监测系统，并且从采样、接受、追踪、保管、处理、分析、监测结果发布都有一套完善的质量控制系统。国外对辐射环境监测网络的设备以及其他后勤保障手段也展开研究，一些国家的辐射监测网络实现了全面或部分自动化的监测。

国内的辐射环境监测网络基本是参照秦山核电站的辐射监测网络来建设的，而且国家海洋放射性监测能力地区发展不平衡，整体差异较大。国内的辐射监测网络建设大部分都是在陆地上，海上辐射监测网络亟待开发，完善我国的海洋核事故应急辐射监测体系，为海上核事故后果评价提供科学依据。

3 建议与展望

（1）多种监测手段共存，相互补充。发挥多种监测手段的优势，互为补充，保障我国海上核事故应急监测的实施。

（2）建立健全海洋核事故应急监测网络，大力发展海上核事故应急监测设备。借鉴国外海洋监测网络建设的经验，针对我国海洋环境的特殊性和具体性，建设符合我国海洋应急辐射监测的要求的监测网，开展对海洋环境放射性本底值的监测，才能应对突发核事故展开应急辐射监测。对于海上核应急辐射监测设备，引进国外的实时连续监测仪器，研发就地测量和走航测量等监测设备。

（3）开展海洋核核应急辐射监测和评价技术研究。针对海洋核应急的要求对海洋应急辐射监测能力和技术进行评估，加强跨海区域国家之间的辐射监测数据共享，增强海洋应急辐射监测能力评价。

（4）加强海洋应急辐射监测工作人员培训。海洋应急辐射监测的工作人员不仅需要监测专业方面的知识，还需要了解海域的环境情况，对工作人员开展航海技能、辐射监测仪器的使用和核事故的应急处置能力方面的培训，政府部门组织海上核应急演练，让工作人员了解海上核应急的其他相关工作。