核电厂辐射环境监督性监测系统选址和设计的思考和建议

2021-12-03姚沛林中核辽宁核电有限公司辽宁兴城125100

辐射防护通讯 2021年2期

姚沛林(中核辽宁核电有限公司，辽宁兴城，125100；

关庆涛(辽宁省生态环境监测中心，辽宁沈阳，110161)

0 前言

截至2020年9月，国内核电建设已覆盖全国8个沿海省份，北起辽宁南至海南，共49台核电机组装料发电[1]。随着核电的发展，国家环保监管部门和公众越来越重视核电厂周边辐射环境的水平，出台并发布了一系列的监管要求。2012年，国家能源局和原环境保护部联合颁布了《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设规范(试行)》[2](以下简称“建设规范”)，用以进一步明确和规范辐射环境监督性监测系统建设的相关要求。后于2014年颁布了《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设具体技术要求(试行)》[3](以下简称“技术要求”)，2018年进行了升版。两个文件明确了国家监管部门以及核电厂各自的职责，规范了监督性监测系统建设的标准要求，为该系统选址、方案设计、审评和验收等提供了系统的技术保障。全国已有8个省份建设了核电厂辐射环境现场监督性监测系统，其它新厂址的监督性监测系统也在进一步推进中。

1 系统介绍

辐射环境现场监督性监测系统用于国家环境保护监管部门对核电厂流出物和周边辐射环境开展监督性监测，是核电厂重要的环境保护设施之一。该系统由流出物监测系统及辐射环境监测系统两部分组成。

1.1 流出物监测系统

包括了核电厂核岛流出物在线监测系统以及流出物实验室两部分，用于对核电厂气、液态放射性流出物的放射性水平进行在线监测和实验室分析，同时兼顾核应急情况下的辐射监测任务。

1.2 辐射环境监测系统

包括了前沿站以及监测子站两部分，用于开展核电厂周边环境的放射性水平连续监测、环境介质和生物介质放射性水平的实验室分析以及相关气象监测。

1.3 数据传输

各监测子站连续监测的数据和流出物在线监测数据经前沿站汇总后逐级传输至省级汇总中心和国家汇总中心。同时，流出物监测数据还应传输至地方监督站。监督性监测系统架构见图1所示。

以下对监督性监测系统选址和设计阶段需要关注的问题予以分析并提出相关建议。

2 选址阶段

2.1 用地规划和资金概算应与主体工程统一考虑

建设规范中已明确：将监督性监测系统建设纳入核电厂建设方案、建设用地纳入土地利用规划和城市规划以及资金纳入成本概算。但由于各核电厂建设时间不同以及同期国家颁布的管理要求不同，各核电厂监督性监测系统建设推进的过程及建设水平各不相同。尤其是对于建设规范和技术要求颁布前已运行的核电厂，其监督性监测系统在后期均进行了升级改造。建设规范和技术要求颁布后，部分核电厂由于机组即将装料发电，其监督性监测系统启动建设时间较晚，建设过程比较仓促，用地和资金成本并没有提前纳入规划，前沿站和流出物实验室多采用已有建筑物改造的方式，监测子站多采用临时租地。按照2019年升版的技术要求，已投运的监督性监测系统其建设规格和技术指标大多需提标改造。

部分核电厂，由于技术经验不足，在选址和初步设计阶段，并没有考虑到监督性监测系统的整体规划，包括项目用地、概算以及方案设计等，对后期项目审评、验收和移交带来了一定的困难。

技术要求明确了监测子站选址需满足全面性、代表性、稳定性、易运维以及共点的原则，综合考虑以上要求后，个别子站可能会设置于距居民区稍远、交通条件相对较差的地方。为了便于后期人员布样、取样以及子站运维，需要对该子站周围的道路进行平整和硬化，因此，在本系统投资概算中还应适当考虑子站周边道路修建的费用。

2.2 选址和土地使用证办理

核电项目开展前期土地预审时，若未包括厂外监督性监测系统用地，就涉及单独征地事宜。根据地方土地规划，前沿站和流出物实验室用地可选择熟地直接按流程办理土地使用证。由于监测子站选址分布分散，涉及多个村、乡(镇)管辖，需逐个签订土地出让和补偿协议，再统一办理土地使用证。

“技术要求”关于监测子站的设计要求：“监测子站应优先考虑采用一体化站房，采用建筑物作为监测子站站房的原则上应采用现有房屋，不重新征地。”笔者认为，虽然征地工作难度较大、手续繁琐，但从长远考虑，利大于弊。在条件允许的情况下，应优先考虑采取征地的形式。主要原因有：

(1)子站选址一般多在空旷区域，综合考虑方位角、距离、风向等选址因素后能供选择的现房资源较少。

(2)采用现有房屋作为站址通常均为租赁的形式，同时需考虑出租者是否愿意长期出租、房屋的安全性是否能长期保证、噪声对周围人员影响等诸多客观因素。因此，很难将其作为永久性监测场所，后期移站的可能性较大，不利于监测数据的稳定获取，并对比对分析造成影响。

(3)从运维角度来看，若将站房放置于房顶，一方面要考虑吊装条件，另一方面不便于人员作业，存在一定的安全隐患。

(4)从投资成本来看，由于子站占地面积较小，征地的费用明显低于长期租赁的费用。以某核电厂为例，子站选址土地市场价约8万元/亩，按照一个子站征地面积约100 m2计算，其征地费用约1.2万元。若采取租地的形式，参考同行情况，一个子站租地费用约1～2万元/年，在核电寿期内一个子站将花费至少60万的租地费。

除了满足建设规范和技术要求外，监测子站选址还应考虑：土地性质以建设用地、荒地、开荒地为宜，条件不具备的也可考虑耕地。但是基本农田、林地等有红线要求的不作为选址的范围。子站选址前，需向地方自然资源部门和城市规划部门了解选址范围内的土地性质和发展规划。同时，还应保证选址范围内不存在压覆矿、采矿权、探矿权的情况，且根据地方要求与其红线保持一定距离。

监督性监测系统选址固化后，应及时开展厂址保护，做好边界围栏或界桩，系统未建成前定期现场巡视，一旦发现问题尽早处理，妥善解决。

2.3 对照点应统一规划、同步推进

对照点是核电厂环境监测至关重要的组成部分，配置完整的子站功能，包括连续监测和取样，其连续监测数据应一并传送至监督性监测系统的数据中心。目前已颁布的建设规范和技术要求未包含对照点的相关要求，有经验的建设单位一般会参照行业传统的技术参数增加对照点的数量。如某核电厂在监督性监测系统选址时考虑将对照点设置于距核电厂21 km的前沿站，国家主审部门在审评时并没有提出异议，但后来地方环保主管部门要求在距离核电30 km以外重新设置对照点。对照点的选取只凭经验而确定，缺少严格的规范要求，具有一定的随意性，建议在技术要求中明确对照点的布设要求；另一方面，建设单位应同步推进对照点和监测子站的建设，以便统一规划和设计。选址的条件以距核电厂30～80 km[4]、不宜变更位置、避开主导下风向、与周围环境相互影响较小、用电通讯可达、工作便利为宜。

3 设计阶段

监督性监测系统的建设已在技术要求中进行了明确、具体的规范，这使得其设计有了依据和标准。总体来讲，技术要求对系统平面布置、建设规模、功能、设备指标和配置、安全防护等各方面进行了规范，但方案设计中还应结合各电厂具体的情况以及实验室使用的需求做进一步完善和优化。

3.1 实验室及配套设施布置优化

结合某核电厂监督性监测系统项目推进过程中的经验反馈，对实验室及其配套设施布设提出以下优化建议：

(1)建设规范和技术要求没有明确配设热释光实验室和监测设备的相关要求。而环境γ辐射累积监测是核电环境监测的必要工作之一，已运行核电厂环境实验室中均配有热释光实验室，因此在项目方案设计时应补充热释光测量实验室以及相关的设备和耗材。

(2)建设规范和技术要求没有明确对易制毒和易制爆化学品的要求。如硫酸、盐酸、高锰酸钾等三类易制毒化学品[5]，硝酸、硝酸盐、过氧化氢等易制爆化学品[6]都是开展实验常用的化学品，因此化学品储存室应按照易制毒、易制爆储存室的规范设计。

(3)建设规范和技术要求没有提及关于工作人员餐饮保障的要求。对于监督性监测前沿站和流出物实验室位置距离核电厂和市区较远的，应考虑长期工作人员的餐饮保障。以某核电厂为例，其监督性监测前沿站、流出物实验室、核电厂环境实验室同址建设在距离核电厂21 km的工业园区，距市区15 km，周围可利用的社会资源非常有限。建成后，该区域不仅承担着核电厂日常的环境与流出物监测，还承担了核事故状态下的应急监测，对该区域30～40人工作团队的餐饮条件应予以保障。

(4)生物样品碳化和灰化前处理实验室的通风系统应独立设置，重点侧重除油除味的过滤功能。条件允许的厂址最好能将灰化和碳化实验室与主体建筑物理隔离，以最大程度减小其气味的影响。

(5)对于前沿站和流出物实验室在厂外同址建设的，考虑到流出物实验室气氚等放射性物质的弥散，值守人员的休息场所应设置于前沿站为宜，以减少不必要的职业照射，达到辐射防护最优化。

3.2 设备配置优化

(1)按照3.1所述，热释光测量室设备应配置热释光剂量计、储存铅室、退火炉、测量仪、软件系统以及定期校准所需的刻度源等。

(2)建设规范中明确了气溶胶采样装置的要求，流量≥600 m3/h的超大流量采样装置不少于1台。而目前生态环境部建设的大气辐射环境自动监测站中，对于气溶胶均采取了超大流量采样装置[7]。结合实践，笔者认为在监督性监测系统中应参考国控站的配置，将气溶胶采样均配置超大流量采样装置为宜，以规范气溶胶取样及实验室操作，统一备品配件，便于后续运维管理。