核電廠環(huán)境放射性本底調(diào)查現(xiàn)場工作技術(shù)方法

貝新宇

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

核電廠環(huán)境放射性本底調(diào)查現(xiàn)場工作技術(shù)方法

貝新宇

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

針對某核電廠環(huán)境放射性本底調(diào)查項目，在明確調(diào)查目的和調(diào)查內(nèi)容基礎(chǔ)上，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準規(guī)范，結(jié)合調(diào)查范圍內(nèi)自然和社會環(huán)境狀況，形成一套高效、實用的現(xiàn)場工作技術(shù)方法，并解決了樣品采集、測量參數(shù)的設(shè)定等一系列關(guān)鍵問題，為后續(xù)同類項目的順利實施積累了寶貴經(jīng)驗。

核電廠；放射性；本底調(diào)查；測量方法

在核電廠廠址周圍（通常為80 km范圍內(nèi)）開展環(huán)境放射性本底調(diào)查，目的是確定廠址周圍現(xiàn)狀的環(huán)境輻射水平及環(huán)境介質(zhì)中關(guān)鍵放射性核素的含量水平，為廠址可行性研究與設(shè)計、建造和首次裝料前等階段的環(huán)境影響評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。筆者以某內(nèi)陸濱河廠址為例，結(jié)合調(diào)查范圍內(nèi)自然和社會環(huán)境實際特點，在實踐中不斷探索總結(jié)，形成一套高效、實用的現(xiàn)場工作技術(shù)方法。

1 廠址環(huán)境概況

1.1 核電工程概況

擬建核電廠西臨長江，北瀕江灘洲圩，取水口和總排水口均位于長江，采用AP1000型壓水反應(yīng)堆核電機組。

1.2 自然環(huán)境概況

擬建核電廠主廠房位于低矮丘陵；核電機組坐落在厚度大、地層穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)完整的古近系—新近系痘姆組粉砂巖上。

廠址周圍地表水系發(fā)育，除長江外，河流湖泊眾多。地下水分為第四系松散巖類孔隙水和古近系—新近系孔隙水兩大類，主要流向為：向東排泄入某湖，向西排泄入長江。

擬建核電廠廠址位于東亞中緯度季風(fēng)區(qū)，主導(dǎo)風(fēng)向為NE向，主要氣候特點是：氣候溫和，光照充足，降水充沛，雨熱同季，無霜期較長。

1.3 社會環(huán)境概況

在擬建核電廠廠址半徑80 km范圍內(nèi)，10萬人口以上的人口中心有兩個；10萬人以下1萬人以上的人口中心和城鎮(zhèn)共計有11個。廠址半徑1 km范圍內(nèi)有5個自然村。

擬建核電廠廠址半徑50 km范圍內(nèi)各地居民消費的食物為大米、蔬菜、水果、家畜和淡水魚等，習(xí)俗差別不大，飲食和生活習(xí)慣基本相同。

2 調(diào)查方案

調(diào)查方案是開展現(xiàn)場工作的基礎(chǔ)。調(diào)查方案的編制應(yīng)遵守國家有關(guān)標(biāo)準規(guī)范，依據(jù)技術(shù)任務(wù)書、工作大綱和質(zhì)量保證大綱，并結(jié)合核電廠周圍自然和社會環(huán)境特點，制定調(diào)查方案，以確保調(diào)查結(jié)果具代表性和可用性。

2.1 調(diào)查內(nèi)容和時段

調(diào)查內(nèi)容包括環(huán)境γ輻射水平和環(huán)境介質(zhì)放射性本底水平，詳見表1。環(huán)境γ輻射水平包括累積劑量和γ輻射劑量率測量，調(diào)查范圍分別為20 km和50 km［1］；環(huán)境介質(zhì)放射性本底水平包括空氣、水、土壤、底泥和生物樣品中總α、總β、3H、14C和γ能譜等測量，調(diào)查范圍均為10 km。

2.2 調(diào)查重點

本項目屬環(huán)境放射性本底調(diào)查，不設(shè)對照點，不圈定陸地環(huán)境介質(zhì)調(diào)查重點區(qū)域。采樣布點 “近密遠疏”，并適當(dāng)考慮調(diào)查區(qū)域的主導(dǎo)風(fēng)向［2］、地下水流向等因素：

（1）擬建核電廠液態(tài)排放是關(guān)鍵途徑，故排放口下游水介質(zhì)作為調(diào)查重點之一；

（2）擬建核電廠采用AP1000壓水堆技術(shù)，為研究關(guān)鍵核素在水生生物體內(nèi)富集特點，對長江、周圍湖庫生長的鯉魚進行監(jiān)測；

（3）對相關(guān)項目盡可能同位布點、同時監(jiān)測，如土壤和蔬菜、氣溶膠與沉降灰、瞬時γ輻射劑量率和γ輻射累積劑量等。

3 現(xiàn)場工作方法

3.1 γ輻射劑量率測量

γ輻射劑量率測量執(zhí)行《環(huán)境地表γ輻射空氣吸收劑量率測定規(guī)范》［3］。原野測點物理上應(yīng)均勻、平坦、開闊、無積水；距附近高大建筑物的距離需大于30 m，遠離公路；選擇未耕作荒地或田間小路。道路測量選擇具代表性的不同基質(zhì) （如柏油、水泥和泥土等）的路面（圖1）。宇宙射線響應(yīng)值測量在水深超過3 m，距岸大于1 000 m的湖中乘坐木制小船進行。

表1 核電廠環(huán)境放射性本底調(diào)查內(nèi)容Table 1 Investigation content of NPP background investigation of environmental radioactivity

3.2 γ輻射累積劑量測量

本次調(diào)查使用LiF（Mg、Cu和P）熱釋光劑量片記錄，劑量片的選片、分組和刻度等嚴格按照《環(huán)境熱釋光劑量計及其使用方法》［4］執(zhí)行。

現(xiàn)場布放點空曠、平整，離建筑物10 m以上，并能代表周圍的輻射環(huán)境，且相對安全可靠。在布放點將熱釋光劑量片盒懸掛于樹上，離地（1.5±0.5）m，每個點布放一盒或兩盒（圖2），同時進行瞬時劑量率測量。

3.3 樣品采集

3.3.1 設(shè)備安放

（1）氣溶膠、沉降灰和降水的采樣設(shè)備安放

放置點位于采樣點常年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，周圍開闊，遠離局部污染源的民房屋頂平臺；方便用電并采取相應(yīng)固定措施。

（2）空氣中3H、14C的采樣設(shè)備安放

采樣器采樣口360°無遮擋，并采取相應(yīng)固定措施；其他同氣溶膠采樣設(shè)備安放。

3.3.2 采樣方法

（1）氣溶膠采樣

檢查采樣器，確認其性能良好后方可采樣；每片濾膜連續(xù)采集48 h，共4片濾膜；采樣期間不定期檢查儀器流量，確保其穩(wěn)定性。

（2）沉降灰、降水采樣

降水：采樣時間約40 d；采樣期間，若不下雨，關(guān)閉收集桶桶蓋，待降雨時打開；將采樣時間段內(nèi)數(shù)次降水過程收集的降水合并為一個樣品。

沉降灰：采用濕法采樣，連續(xù)采樣約40 d；收集樣品時，將落入采樣桶中的異物取出，將采集的沉降灰和水一并收入塑料容器中封存。

（3） 空氣氚化水蒸氣（HTO）采樣

使用兩組可稱重的硅膠吸附瓶，根據(jù)空氣濕度等現(xiàn)場情況，采樣時間為28～32 h，捕集空氣中水蒸氣80～100 g；采樣結(jié)束后將硅膠樣品密封保存。

（4）空氣14C采樣

參照EJ/T1008-96相關(guān)要求［5］，累積取樣體積約5 m3；采樣結(jié)束后卸下吸收瓶，將4個吸收瓶中的溶液倒入同一容器；用蒸餾水沖洗吸收瓶2次，沖洗水一并收入樣品容器，樣品密封保存。

（5）土壤、底泥采樣

土壤采樣地點在相對開闊的未耕區(qū)，盡可能遠離建筑物和樹林，取垂直深5～10 cm新鮮的土壤，每采樣點的取土點不少于5個（梅花狀或蛇狀布點），混合后作為一個樣品并挑出雜物。

底泥采樣地點要與地表水取樣位置相同，且在相距2 m的兩個位置分別采集底泥，混合后作為此采樣點的樣品。

（6） 水采樣

對河流地表水進行左、中和右3點采樣，湖泊、水庫地表水做多點采樣，混合后作為一個樣品，以確保樣品具有代表性。地下水采自當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟?，并確保取樣深度低于核島廠房的負挖深度。農(nóng)村飲用水與地下水相同，城鎮(zhèn)飲用水采集自來水管末端水。

當(dāng)水中泥沙含量較高時，靜置24 h后取上清液進行預(yù)處理，分析氚的樣品從采集到貯存確保不接觸塑料介質(zhì)。

（7） 生物采樣

以當(dāng)?shù)胤N植面積大和當(dāng)?shù)鼐用裣M較多的生物樣品為采集對象，蔬菜類選擇油菜，糧食類選擇當(dāng)年新收獲的谷類干籽實（大米），淡水魚選擇鯉魚。蔬菜、稻谷和茶葉應(yīng)在生長均勻的田地或茶園選擇5～7處采集樣品，確保樣品有代表性；淡水魚直接從養(yǎng)殖場捕撈。樣品預(yù)處理后用保鮮袋封裝，并注意保鮮。

部分樣品采集方法見圖3。

3.3.3 樣品管理

（1） 采樣記錄

由采樣人在采樣記錄表上詳細、真實地填寫樣品卡，標(biāo)注樣品編號、采樣地點、采樣時間、樣品重量或體積等信息并簽名，不得隨意涂改。

（2） 樣品保存

各類樣品采集完畢后按要求保存。氣溶膠濾膜密封在聚乙烯塑料袋中；水樣（除測氚的水樣外）采集后， 用 1∶1（v/v）硝酸酸化至pH＝1～2。測氚的水樣、吸水后的硅膠直接裝入硬質(zhì)玻璃瓶；土壤、底泥密封在雙層聚乙烯塑料袋內(nèi)再裝入同樣大小布袋；生物樣品采集后注意保鮮，必要時放入冰柜保存。

（3） 樣品運輸

運輸前，按要求進行樣品包裝，并對照現(xiàn)場記錄表和樣品卡認真清點樣品，填寫送樣單；運輸途中樣品有專人負責(zé)，以防丟失，經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時采取措施［6］。

（4） 交接驗收

接送樣品人員按送樣單認真清點樣品（包括樣品形狀和量等）；驗收后，存放在實驗室或樣品庫內(nèi)，妥善保管以防丟失和交叉污染。

4 解決關(guān)鍵問題

4.1 儀器適應(yīng)性測試

正式測量、采樣之前，針對當(dāng)?shù)鼐唧w環(huán)境，對所有現(xiàn)場儀器完成適應(yīng)性測試，對部分儀器進行條件實驗，以保證測試數(shù)據(jù)精度。

4.2 儀器穩(wěn)定性檢驗

對于便攜式儀器，如BH3103B γ輻射劑量率儀，每天出發(fā)之前和測量結(jié)束后，在同一地點進行測量比對，以保證儀器運行的穩(wěn)定性。

4.3 劑量片懸掛點位選擇

劑量片懸掛點位首先需考慮其有效性，能夠代表總體被測環(huán)境；另外考慮其隱蔽性和安全性，以保證劑量片的回收率；還要考慮經(jīng)濟合理性，確保懸掛點可達和可操作。

遵循上述原則，懸掛點位選擇環(huán)境條件合格、粗細適中的樹枝。實踐證明，點位選擇合理，劑量片可100%回收。

4.4 氣溶膠抽氣條件實驗

氣溶膠正式采樣之前進行條件試驗，對儀器采樣流量的穩(wěn)定性及兩種材質(zhì)濾膜（玻璃纖維、醋酸纖維）的性能進行比較。

流量穩(wěn)定性測試時間分別為連續(xù)采樣8、16、36 h，結(jié)果表明，儀器抽氣流量穩(wěn)定性良好，基本能夠保持1.05 m3·min-1的氣流量，同時滿足每48 h更換濾膜的要求。通過綜合分析兩種濾膜與儀器的適應(yīng)性、操作合理性，最終選擇醋酸纖維濾膜。

4.5 數(shù)據(jù)復(fù)核

γ劑量率每天測量之后及時處理所測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常及時查找原因。詳細記錄每個測值數(shù)據(jù)、測量時的天氣狀況、監(jiān)測點位所處的地面介質(zhì)及周圍環(huán)境狀況，并保證測點重現(xiàn)性。

樣品采集后盡快處理，嚴格把控分析測試時間節(jié)點。發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，及早查找原因，必要時進行重新采樣分析。

5 結(jié) 論

在明確核電廠環(huán)境放射性本底調(diào)查目的和內(nèi)容基礎(chǔ)上，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準規(guī)范，結(jié)合調(diào)查范圍內(nèi)自然和社會環(huán)境實際特點，在實踐中不斷探索總結(jié)，形成一套高效、實用的現(xiàn)場工作技術(shù)方法，包括點位選擇方法、儀器設(shè)備安放流程、測量采樣方法、保存及前處理方式等現(xiàn)場工作全流程環(huán)節(jié)。同時，根據(jù)儀器特性和采樣要求，解決了儀器適應(yīng)性、儀器穩(wěn)定性、劑量片懸掛點位和樣品保鮮運輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵問題，確保了測量數(shù)據(jù)和所采樣品的代表性、準確性和可靠性，對同類項目順利開展極具指導(dǎo)意義。

［1］國家環(huán)境保護總局.GB6249—86核電廠環(huán)境輻射防護規(guī)定［S］.北京：中國標(biāo)準出版社，1986.

［2］國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.EJ/T1131—2001核電廠環(huán)境輻射監(jiān)測規(guī)定［S］.北京：中國標(biāo)準出版社，2001.

［3］國家環(huán)境保護總局，國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T14583—93環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準出版社，1993.

［4］國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T8998—1988環(huán)境熱釋光劑量計及其使用方法［S］.北京：中國標(biāo)準出版社，1989.

［5］中國核工業(yè)總公司.EJ/T1008—96空氣中14C的取樣與測定方法［S］. 北京: 中國標(biāo)準出版社，1996.

［6］國家環(huán)境保護總局.HJ/T61—2001輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國標(biāo)準出版社，2001.

Fieldwork measuring methods of NPP background investigation of environmental radioactivity

BEI Xin-yu
（Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

Aimed at NPP background investigation of environmental radioactivity，this paper first points out the investigation objectives and content，and proposes an efficient and practical fieldwork measuring methods by combining relevant standards and natural and social environment condition of the investigation area，finally some critical issues such as samples collecting and setting measuring parmeters are also solved for the successful implementation of similar follow-up projects.

NPP； radioactivity； background investigation； measuring methods

X830.1

A

1672-0636（2011）04-0240-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.04.010

2011-07-04；

2011-09-06

貝新宇（1983—），男，天津人，工程師，主要從事放射性環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價等工作。E-mail:beixinyu_0211011@163.com