美国地下水放射性污染治理管理策略研究

张宇航，高亚华，武明亮，王永仙，郭丽潇，梁 宇

（中国辐射防护研究院，山西太原030006）

核设施放射性核素泄漏后进入地下水，进而对周边人群和生态环境造成辐射累积效应，这是公众反对核设施建设的主要原因之一。地下水放射性污染的控制及修复是一个复杂工程，目前美国、日本、欧洲等发达国家在地下水放射性污染控制及修复方面均开展了大量工作。

在考虑采用技术方法修复受污染地下水的同时，还需考虑采取适当的管理办法。国际原子能机构成员国积累的地下水污染治理经验主要来自那些铀矿开采和核设施、核能开发活跃的国家。这些经验包括以下方面：放射性污染现场具体配置、社会政治因素、法律法规因素和制约因素、经济技术因素和社会经济标准、公众接受和公众参与地下水放射性污染治理决策过程等。针对放射性地下水问题，我国目前的研究主要集中在放射性地下水的环境监测和调查分析〔1-3〕，关于放射性水的处理仅处于技术开发阶段〔4-6〕，并无工程实践经验。

笔者对国外地下水污染控制、修复措施（包括放射性污染及非放射性污染）进行调研，收集并整理了美国地下水污染控制及修复的相关法规、标准以及部分国际组织发表的相关标准及导则，以期为我国地下水放射性污染法律法规的制定提供相关参考依据。

1 国际组织地下水放射性控制及修复相关法规标准

国际原子能机构（IAEA）根据其成员国处理环境放射性污染问题的需要，开展了大量工作，主要包括：（1）收集、分析相关信息和数据，发表关于环境恢复关键技术的摘要和其他报告；（2）协调开展环境恢复方面研究项目；（3）通过技术合作方案向成员国提供直接技术援助。

1988年，IAEA针对核电站地下水污染发布了《地下水放射性污染预防和缓解》〔7〕，提出预防和缓解地下水污染的主动和被动2种方式。主动方式采用机械设备不断抽水或注水改变地下水水流和地下水条件；被动方式则通过设置屏障重新引导或遏制场址周围的地下水流动，如阻隔墙等。

1999年，针对地下水放射性污染治理与修复行动，IAEA 发布了《地下水污染修复技术选择》〔8〕，总结了可有效减少辐射影响、修复地下水污染的方法和技术，旨在帮助技术管理人员、监管者和主管当局参与地下水修复决策和开展修复活动。该文件提供了描述地下水放射性污染问题性质和程度的方法，介绍了污染地下水的补救方法。地下水修复技术的适用性取决于场地的具体情况，一般分为就地控制污染物的方法及涉及改变地下水流量、数量和质量以达到既定目标的工程处理方法。这一技术文件为原子能机构成员国修复放射性和非放射性的地下水提供了重要参考依据。

世界卫生组织（WHO）为保护地下水提供了系统方法，用于分析放射性核素对地下水质量的危害，评估它们可能对特定水源造成的风险，确定解决这些问题的优先事项，并制定管理策略。2011年，WHO颁布的《饮用水水质准则》〔9〕规定了地下水中放射性核素的限值，总α、总β的放射性活度浓度限值分别为0.5、1 Bq/L，铀的质量浓度限值为30μg/L。如果超出限值，就必须进行更详细的放射性核元素分析。但较高的数值并不一定说明该水质不适于人类饮用。

2 美国地下水放射性污染控制及修复相关法规标准

美国有24%的地下水用作农业和工业用水，超过50%的美国人口以地下水作为饮用水，超过95%的农户以地下水作为饮用水的来源。到20世纪80年代，美国地下水抽取量已增加到50年代的2倍，同时地下水污染也开始加重。80年代末，地下水迅速成为国家重点保护的环境要素。美国地下水污染的主要途径包括污水的任意排放、地下储存废物、垃圾填埋场地下渗入、农业活动造成的农药和化肥污染径流、矿井排水造成的重金属污染，管道泄漏与自然原因等，与我国地下水污染的途径基本一致〔10〕。美国现存多部联邦法律都对地下水放射性污染防治体系做了定义，其中最重要的3部联邦法律是《资源保护和恢复法》（RCRA）〔11〕、《环境综合治理、赔偿和责任法》（CERCLA）〔12〕和《安全饮用水法》（SDWA）〔13〕。

《资源保护和恢复法》对固体废物和危险废物的储藏、运输、处理和处置进行监管时提供法律依据，重点是通过制定管理标准来预防污染物的排放。《环境综合治理、赔偿和责任法》对废弃或使用中的污染场地的土壤和地下水治理过程进行监管时提供法律依据，规定了地下水修复资金（超级基金）的融资体系，为美国地下水污染防治工作提供了有力的支持。因此，《环境综合治理、赔偿和责任法》又被称为超级基金法，是美国地下水污染控制及修复最重要的参考法律。《安全饮用水法》用于保障公共饮用水的供应。美国环保署（EPA）依据安全饮用水法案制定那些被认为对公众健康构成威胁的污染物的最大限值（MCL），一旦某种化学物质超过最大限值，公共水供应商必须通知用户，并可能面临处罚。《安全饮用水法》是公认的EPA实施“地下水保护战略”的主要工具。

《安全饮用水法》中的《国家一级饮用水条例》（NPDWR）〔14〕规定了适于公共水系统法律强制执行的标准。主要标准和治理技术通过限制饮用水中污染物（微生物、消毒剂、消毒副产品、无机化学品、有机化学品和放射性核素）的水平来保护公众健康。其中，对放射性核素的MCL、最大污染物限值目标（MCLG）及其危害做出规定，见表1。

表1 饮用水中放射性污染物限值及限值目标

根据放射性核素对全身或任一特定器官产生4 mrem/a的剂量，美国国家统计局手册对地下水中的168种放射性核素进行了统计计算，如表2所示。

2007年，美国核能研究所（NEI）发布了《地下水保护倡议》〔15〕，向倡议成员单位提出下列建议：（1）加强对意外辐射泄漏导致地下水污染的管理。（2）加强与外部利益相关者的沟通，通过核工业企业对确保高标准的公共辐射安全和环境保护作出的承诺，增强当地社区、州政府、核管理委员会（NRC）对发展核工业的信任和信心，定期向外部利益相关者介绍情况。（3）执行项目监督制度，确保地下水保护倡议的项目有效实施。同时，要求项目实施1年内进行独立的自我评估，自我评估后1年内进行NEI资助下的同行评估，此后上述2种评估频率不低于5年1次。

表2 饮用水中β或中子核素的活度浓度

2.1 联邦条例规章（Codeof Federal Regulations）规定

《核电运行的环境辐射防护标准》〔16〕主要针对放射性核素对空气的污染而制定，并未考虑水的污染，这是因为这些设施释放的液体途径比空气释放的剂量小，低于1mrem/a的液体释放没有实际剂量。根据国际辐射防护委员会（ICRP）提出的全身25 mrem/a、甲状腺75 mrem/a、全身任何器官25 mrem/a的公众剂量标准，这一标准提出了核素释放限制值，每年限制每千兆瓦发电量进入环境的放射性活度：Kr-85，50 000 Ci；I-129，5 mCi；Pu-239 和其他 α 粒子源，0.5 mCi。

《用于乏燃料和高放废物管理处置的环境辐射防护标准》〔17〕要求，废物处理后1万年内，地下饮用水源的污染不会超过美国环保署根据《安全饮用水法》确定的最大污染水平，即每升地下水中含有的总溶解固体少于10 000 mg。

《铀和钍尾矿的健康和环境保护标准》〔18〕对原位修复的地下水控制标准包括：（1）组分的浓度标准规定了放射性核素在地下水和饮用水中的最大污染水平和矿井运行前的本底水平，监管机构必须在工厂运行前的监测阶段确定这些数值。（2）地下水洁净程度稳定性标准规定，所谓短期监测标准，就是需要连续3年的季度监测结果显示置信水平在95%上，统计上没有任何显著的增长趋势表明其将超过原位修复设施的核素组分的浓度标准。长期监测标准是指需要一个额外的连续3年的季度监测结果显示置信水平为95%，统计上没有显著的增加趋势表明其将会超过设施核素组分的浓度标准，并且还要求运营商提供通过地球化学建模和其他分析方法得出的相关参数。

《内华达州尤卡山的公共卫生和环境辐射防护标准》〔19〕中要求美国能源部证明，处置后的1万年内，在不受外界干扰的情况下，将尤卡山处置系统中的废物排放到环境中，释放的放射性核素不会导致地下水中的放射性水平超过表1规定的国家饮用水中放射性污染限值（MCL）。

2.2 《环境综合治理、赔偿和责任法》的要求和指南

2.2.1 放射性污染整体净化水平

2007年EPA发布了《辐射场地清理：CERCLA要求和指导》〔20〕，其内容包括：辐射场地管理背景和案例研究，概述了清除放射性废物的法规要求；环境署CERCLA辐射要求和指南，解释了EPA补救措施选择政策，特别是那些整治放射性污染场地的指导文件和工具；辐射场地长期管理面临的挑战，重点关注“技术与监管委员会”放射性核素小组确定的大型辐射场地长期管理面临的挑战。

2011年EPA公布了《地下水技术路线图：超级基金场址修复污染地下水的推荐程序》〔21〕，其目的是将全部或部分地下水含水层恢复到“决策记录”中规定的清除水平。推荐程序如图1所示。

图1 超级基金场址修复污染地下水的推荐程序

2.2.2 风险评估

1992年美国EPA公布了《用于补救操作性能评估的通用方法》〔22〕，该通用方法由美国环保署资助的项目开发，用于解释、评估危险废物场地地下水污染修复所需考虑的技术因素和原则。针对地下水污染现场的特定性能评估，提出了一种用于方案制定的通用原则。

2014年EPA颁布了《超级基金污染风险评价导则》〔23〕，明确了地下水放射性污染多途径风险评价方法，进而采用风险评价方法确定地下水放射性污染治理目标和方案。对于非致癌污染物而言，必须保证人群的日暴露量对其终身都不会产生不利影响。

2.2.3 土壤治理

土壤治理和地下水治理是密不可分的。1998年EPA发布的《使用40CFR192中的土壤修复基准作为 CERCLA场址的修复目标》〔24〕中规定 U-226和U-228核素的限值为5 pCi/g。

2.2.4 地下水

2001年，EPA在《使用40CFR141和40CFR192的修复基准作为CERCLA场址地下水中铀含量的控制目标》〔25〕中说明，铀的控制标准为 30 μg/L。 EPA使用0.9 pCi/μg作为转换因子在公共供水系统衡量混合的铀同位素，意味着30μg/L的质量浓度限值通常对应27 pCi/L的放射性浓度限值。这些标准是依照1978年颁布的《铀选矿尾矿辐射控制法案》〔26〕（UMTRCA）制定的。但在极端情况下，甚至会有＞1.5 pCi/μg的转换因子，铀放射性浓度可能超过40 pCi/L。

2.3 研究案例

2002年，EPA提出《有效管理操作抽水处理系统的要素》〔27〕文件，在对20个超级基金资助的抽水处理系统评估的基础上，总结了有效管理抽水处理系统的核心因素，旨在为有效的场址管理提供框架，但并非详细的教学手册。

2004年EPA发布了《确定放射性污染场地清除目标：案例研究》，总结了各种监管标准和要求，规定了放射性污染场地的清理工作目标。这一文件提供了12个选定地点的放射性污染场地清除案例研究以供借鉴。

3 结语

地下水污染是伴随工业发展而产生的“原罪”，没有哪个国家能完全规避。IAEA发布的《地下水放射性污染补救规划和管理方案》、《核电站地下水监测指南》为污染地下水的补救行动提供指导。WHO发布的《饮用水水质准则》为地下水放射性污染防控的目标提供了参考。美国EPA于1970年12月2日成立，旨在将各种研究、监测、标准制定和执法活动整合到一个机构中，以确保环境安全。EPA制定了相对完善的地下水相关法律规范，成立专门机构，定期开展地下水环境状况调查，实施了大量地下水污染预防与治理工程，建立了完善的地下水污染防治管理体系，具有明确的管控目标、清除行动水平，在超级基金的支持下实施了大量地下水污染预防与治理工程。这使得美国在土壤与地下水放射性污染控制和修复方面的研究、立法与规范等方面处于前沿。就地下水相关法律法规的制定而言，美国在《安全饮用水法》、《资源保护和恢复法》、《环境综合治理、赔偿和责任法》基础上，发布了一系列地下水污染治理的指导性文件。

我国的地下水污染防治立法体系以《环境保护法》、《水污染防治法》等为基础，并辅以《地下水管理条例》、《北京市水污染防治条例》等部门、地方地下水管理条例，构成了我国地下水污染防治的法律依据。在此基础上出台的污染场地环境治理的5个导则和地下水治理的5个指南，给我国地下水污染防治提供了技术支持。而国家及地方水污染防治行动计划、地下水污染防治规划则指出我国今后一段时间地下水污染防治的重点。此外，我国地下水污染防治中还出台了一系列场地污染治理、地下水修复的技术指南、技术筛选指南等。但同美国相比，我国尚缺乏专门针对地下水放射性污染控制与修复的技术指导性文件和规范、标准，也没有专门针对地下水放射性污染防治的法律、条例。

放射性地下水的修复与非放射性地下水的修复既有一定的共性，同时也有其特殊性。在立法上，我国需要研究制定专门的地下水放射性污染防治法律法规。此外，可借鉴美国的研究案例和国际原子能机构的技术选择，结合我国非放射性领域的场地、地下水修复指南，出台相应的地下水放射性污染修复指南。虽然我国地下水质量标准比较严格，但仍需制定用于地下水放射性污染修复风险评估和控制的相关指导文件。