近岸海域環(huán)境放射性水平調(diào)查與監(jiān)測探析

劉弓冶，倪士英，黃仁杰，劉長軍，孫國金，錢銳,侯立安

(1.環(huán)境保護(hù)部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心，國家環(huán)境保護(hù)輻射環(huán)境監(jiān)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310012；2.火箭軍工程大學(xué)，西安 710025)

近岸海域環(huán)境放射性水平調(diào)查與監(jiān)測探析

劉弓冶1，倪士英1，黃仁杰1，劉長軍1，孫國金1，錢銳1,侯立安2

(1.環(huán)境保護(hù)部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心，國家環(huán)境保護(hù)輻射環(huán)境監(jiān)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310012；2.火箭軍工程大學(xué)，西安 710025)

通過簡要闡述我國近岸海域環(huán)境放射性水平監(jiān)測的發(fā)展與現(xiàn)狀，指出在我國中長期核電發(fā)展戰(zhàn)略及“后福島時(shí)代”的大背景下，開展近岸海域環(huán)境放射性水平調(diào)查與監(jiān)測的重要性和緊迫性。充實(shí)我國近岸海域連續(xù)、周期性監(jiān)測數(shù)據(jù)，將為核事故的應(yīng)急處置及事故影響范圍和程度的確定提供評價(jià)依據(jù)。針對我國目前存在的問題，提出了統(tǒng)一我國近岸海域環(huán)境監(jiān)測管理、完善海洋放射性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和大力推進(jìn)海洋放射性測量技術(shù)研究等3項(xiàng)亟需開展的工作。

近岸海域；環(huán)境監(jiān)測；放射性水平

海洋中的放射性水平是人類探知海洋的重要內(nèi)容之一，近年來也吸引了國際上較多關(guān)注。海洋中的放射性物質(zhì)分為天然放射性和人工放射性兩大類，但對于它們的水平和變化分布規(guī)律，我們知之甚少。

發(fā)生于2011年3月日本近海的福島核電站事故是全人類的一次核災(zāi)難，也再次告誡人類核設(shè)施存在發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。核電廠或核工廠事故中排放的放射性物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境和人類健康有著深遠(yuǎn)且不可逆轉(zhuǎn)的影響。當(dāng)下，核事故、核試驗(yàn)、核設(shè)施的泄漏已成為產(chǎn)生海洋放射性污染的主要來源，也成為無法回避的現(xiàn)實(shí)。而我國運(yùn)行、在建或規(guī)劃建設(shè)的核電機(jī)組，全部是處于沿?；騼?nèi)陸地區(qū)的水域邊岸，且處于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、地理位置重要的地區(qū)，核電廠排放的大量低放射性廢水勢必對周邊水環(huán)境產(chǎn)生一定影響，倘若發(fā)生事故，極可能對近岸海域或流域的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成不可估量的重大影響。所以，開展近岸海域環(huán)境的放射性水平調(diào)查與監(jiān)測已迫在眉睫，亟須加速推進(jìn)。

1 開展近岸海域放射性水平調(diào)查與監(jiān)測的必要性及意義

自20世紀(jì)50年代開始，由于人類的海洋活動(dòng)愈加頻繁，人類對海洋環(huán)境的放射性污染問題也越來越關(guān)注。核試驗(yàn)的落下灰、原子能工業(yè)、核電站運(yùn)行、放射性同位素生產(chǎn)及利用和核動(dòng)力艦艇等排放的廢物，無一不造成海洋放射性污染。要控制放射性污染，保護(hù)海洋環(huán)境和海洋生態(tài)，海洋放射性調(diào)查和研究作為海洋綜合調(diào)查的組成部分，具有重要意義。

雖然核能源是最安全、清潔而高效的能源，但公眾出于對核能源的不了解或是對核能源的片面誤解，內(nèi)心仍存在著對潛在的放射性泄漏問題及放射性廢物排放問題的擔(dān)憂。在2011年日本福島核電站核泄漏事故造成的水環(huán)境影響的陰影之下，核輻射對水環(huán)境的影響也再度成為國際組織和世界民眾最為關(guān)注的問題。正如國際原子能機(jī)構(gòu)總干事天野之彌于2013年11月6日在聯(lián)大就福島核污水問題強(qiáng)調(diào)，“這無疑讓人們清楚認(rèn)識(shí)到核事故的影響仍在持續(xù)”。目前，我國在渤海灣、黃海、東海、南海均已建成了一大批商用核電站，但有關(guān)部門只在核電廠附近小范圍水域開展輻射環(huán)境監(jiān)測，這對于水域安全是極為不利的。因此，我國各級政府部門和公眾(尤其是核電站周邊的居民)對核電運(yùn)行期間低放射性廢液的排放對水資源安全以及水域生態(tài)環(huán)境所帶來的影響尤為關(guān)注，為解決公眾的擔(dān)憂，開展近岸海域環(huán)境放射性水平調(diào)查與監(jiān)測就顯得非常必要而且緊迫。

通過開展近岸海域放射性水平調(diào)查，可以了解海洋放射性污染水平及放射性核素在海洋中的含量、分布、存在形態(tài)及變化規(guī)律，掌握放射性物質(zhì)在海洋環(huán)境中的累積情況及長期發(fā)展趨勢，有助于控制海洋污染，為保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境和海產(chǎn)資源及合理利用海洋自解能力處理低水平放射性廢物提供參考和依據(jù)，促進(jìn)和平利用核能和核技術(shù)，進(jìn)而保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡和人類健康。同時(shí)，其研究成果可為制定放射性廢物排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供參考，也是對核電站放射性物質(zhì)排放至周圍海域所造成的影響進(jìn)行評估的必要依據(jù)。在核電站發(fā)生泄漏事故時(shí)，調(diào)查與監(jiān)測所得的周圍海域放射性歷史本底數(shù)據(jù)，可以為事故等級及影響范圍的評估提供重要參考。

2 我國近岸海域放射性水平調(diào)查與監(jiān)測現(xiàn)狀及問題

早在1964年首次核試驗(yàn)成功后不久，我國沿海各地就開始了對沿岸海域中的海水、沉積物和海洋生物的常規(guī)監(jiān)測。1976年12月至1979年10月，衛(wèi)生部組織了對渤海、黃海、東海和南海海產(chǎn)食品的放射性調(diào)查。1980年至1982年，對渤海、黃海沿海放射性污染源和沿岸放射性水平進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查。20世紀(jì)80年代和90年代，進(jìn)行了全國海洋污染基線調(diào)查[3]。在1988—1990年，國家海洋局第三海洋研究所對南海近海(包括大亞灣核電站周圍海區(qū))進(jìn)行了放射性本底監(jiān)測，主要涵蓋了U、90Sr、137Cs、3H和總β等監(jiān)測項(xiàng)目[4]。

此后的20年里，這種大范圍、全方位的海洋監(jiān)測調(diào)查活動(dòng)并未很好地持續(xù)下來，而是以各沿海省市零星組織開展局部監(jiān)測為主，這使得所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有保證良好的連續(xù)性、周期性和統(tǒng)一性，致使后期大數(shù)據(jù)的發(fā)掘和環(huán)境評價(jià)存在困難與局限。此外，與國外先進(jìn)國家相比，我國當(dāng)前近岸海域放射性監(jiān)測手段相對單一，采樣范圍相對狹小，并且缺乏統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測方案不夠全面，監(jiān)測資料有限，與國外尚存在一定差距[5]。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，我國沿海核能開發(fā)與核技術(shù)利用正在大步跨入全新時(shí)代，而向海洋排放的各種低放廢液在數(shù)量與程度上必將有所增加。國家“十三五”規(guī)劃綱要提出，要開工建設(shè)一批沿海新的核電項(xiàng)目，使核電運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到5800萬千瓦，在建達(dá)到3000萬千瓦以上，同時(shí)要求實(shí)施陸源污染物達(dá)標(biāo)排海和排污總量控制制度，建立海洋資源環(huán)境承載力預(yù)警機(jī)制，提高海洋災(zāi)害監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)評估和防災(zāi)減災(zāi)能力，加強(qiáng)海上救災(zāi)戰(zhàn)略預(yù)置，提升海上突發(fā)環(huán)境事故應(yīng)急能力[6]。因此，為了保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，我國必須更加重視近岸海域放射性污染管理監(jiān)控。

3 加強(qiáng)我國近岸海域放射性水平調(diào)查與監(jiān)測的建議

3.1 建立和完善近岸海域輻射監(jiān)測體系

近岸海域輻射環(huán)境監(jiān)測是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅具有其他環(huán)境監(jiān)測的共同點(diǎn)，而且對設(shè)施和技術(shù)要求更高。針對近岸海域環(huán)境監(jiān)測工作現(xiàn)狀，建議實(shí)施分步走戰(zhàn)略，即逐步建立和完善海洋環(huán)境監(jiān)測體系，進(jìn)而開展、完善近岸海域環(huán)境放射性水平的調(diào)查和監(jiān)測工作。開展近岸海域輻射環(huán)境監(jiān)測，需配備完善的人力、物力體系，由國家統(tǒng)一部署，依托現(xiàn)有輻射環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)，在若干有核省份沿海地區(qū)重點(diǎn)扶持建立海洋輻射環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室，并基于大型專業(yè)監(jiān)測船，配備必需的監(jiān)測設(shè)備和專業(yè)監(jiān)測技術(shù)人員，成立海洋輻射監(jiān)測骨干站，承擔(dān)起對附近地區(qū)網(wǎng)絡(luò)站的監(jiān)測技術(shù)扶持與指導(dǎo)責(zé)任。

3.2 加強(qiáng)海洋放射性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

在日本福島核事故之后，我國輻射環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)積極響應(yīng)，迅速展開環(huán)境放射性監(jiān)測，最終較好地完成了核事故應(yīng)急工作。但是其中也暴露出一些問題，特別是我國在海上放射性監(jiān)測力量比較薄弱，既沒有一個(gè)完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，也沒有完善的監(jiān)測方案和規(guī)范的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要通過對國外監(jiān)測方案的研究，逐步建立起我國科學(xué)、規(guī)范并有針對性的海洋放射性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測方案與監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，為我國海洋放射性污染的防治提供技術(shù)支持。

同時(shí)，由國家環(huán)境保護(hù)部和地方政府合力協(xié)作，敦促沿海各地網(wǎng)絡(luò)站定期組織開展近岸海域環(huán)境放射性水平調(diào)查，尤其是沿海核設(shè)施周圍海域的監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠?yàn)楹Ｑ筝椛洵h(huán)境評價(jià)及政府決策提供重要科學(xué)依據(jù)。例如，福島核事故以來，周邊多個(gè)國家開展了海洋放射性監(jiān)測，我國也基于海洋放射性本底與各國制定的限值標(biāo)準(zhǔn)，對福島核事故后海洋放射性監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了評價(jià)。

3.3 大力推進(jìn)海洋放射性測量技術(shù)研究

(1)大力發(fā)展以船載現(xiàn)場快速監(jiān)測系統(tǒng)為核心的監(jiān)測技術(shù)體系。長期以來，我國海洋放射性監(jiān)測以實(shí)驗(yàn)室分析方式為主，目前還不具備足夠成熟的實(shí)時(shí)監(jiān)測能力。每年若干次在重點(diǎn)海域站位現(xiàn)場采取海水、海底沉積物和海洋生物等樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行樣品處理和分析。要完成一次從采樣到獲得測量數(shù)據(jù)的流程需要20～30天時(shí)間。這種非實(shí)時(shí)、斷續(xù)的測量模式也無法對海洋放射性污染情況實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的監(jiān)測，更難以進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警。因此，應(yīng)大力開發(fā)以船載現(xiàn)場快速監(jiān)測系統(tǒng)為核心的技術(shù)體系，配置一批具有國際先進(jìn)水平的現(xiàn)場監(jiān)測儀器，集成為現(xiàn)場監(jiān)測船，可同時(shí)監(jiān)測多種海洋生態(tài)環(huán)境參數(shù)。

(2)積極探索低活度樣品分析技術(shù)。在目前的放射性測量手段中，主要是采用計(jì)數(shù)測量方法。由于海水和大部分生物體中除40K以外的其他放射性核素含量處于極低水平，海水中放射性核素活度分析需要大體積樣品。目前，陸地上用于土壤、建材、巖石、食品等現(xiàn)場放射性測量的成熟γ能譜儀，在探測效率、探測靈敏度等性能指標(biāo)上無法達(dá)到海洋放射性污染現(xiàn)場監(jiān)測的要求，因而亟需研發(fā)適合海洋放射性監(jiān)測的超低本底的測量儀器。

(3)重點(diǎn)研發(fā)海上放射性跟蹤監(jiān)測設(shè)備。鑒于在發(fā)生核泄漏情況下，放射性核素在海水中遷移速度快、影響范圍廣的問題，可采用以小型浮標(biāo)平臺(tái)搭載探測器的測量手段，開展基于小型漂流浮標(biāo)探測器的海洋放射性核素跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)研究。研發(fā)小型輕便的可拋投式漂流浮標(biāo)輻射探測器和配套組合供電單元，搭載NaI伽馬譜儀或GM計(jì)數(shù)管，組建自組織自愈無線傳感監(jiān)測網(wǎng)，形成對大面積海域放射性環(huán)境的快速和長期跟蹤監(jiān)測能力。

4 結(jié)語

日本福島核事故所造成的大量放射性物質(zhì)已進(jìn)入北太平洋，海洋放射性本底的改變不容忽視。多個(gè)國家在福島核事故后相繼開展海洋放射性跟蹤監(jiān)測，并積累了大量海洋放射性數(shù)據(jù)。盡管目前我國也正在開展海洋放射性監(jiān)測，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際先進(jìn)水平。核事故后的海洋放射性數(shù)據(jù)是后果評價(jià)的依據(jù)，是新時(shí)期海洋放射性本底數(shù)據(jù)庫的重要補(bǔ)充。我國也必須盡快開展海洋放射性監(jiān)測，以保證我國海洋環(huán)境的生態(tài)安全。

[1] Buesseler K, Aoyama M, Fukasawa M. Impacts of the Fukushima Nuclear Power Plants on Marine Radioactivity[J]. Environ Sci Technol, 2011, 45(9): 931- 935.

[2] Lozano R L, Hernández-Ceballos M A, Adame J A,etal. Radioactive impact of Fukushima accident on the Iberian Peninsula: Evolution and plume previous pathway[J]. Environment International, 2011, 37(7): 1259- 1264.

[3] 唐森銘, 商照榮. 中國近海海域環(huán)境放射性水平調(diào)查[J]. 核安全, 2005(2): 21- 30.

[4] 陳進(jìn)興. 南海近海水中U，90Sr，137Cs，3H和總β放射性分布[J]. 海洋科學(xué), 1993(1): 69.

[5] 錢銳, 孫國金, 黃仁杰, 等. 國內(nèi)外近岸海域放射性監(jiān)測比較及發(fā)展建議[J]. 環(huán)境影響評價(jià), 2016, 38(5): 51- 54, 62.

[6] 新華網(wǎng). 十三五規(guī)劃綱要(全文) [EB/OL]. (2016-03-17) [2016-04-08]. http://sh.xinhuanet.com/2016-03/18/c_135200400.htm.

Investigation and Monitoring Analysis of Environmental Radioactivity Level in Coastal Waters

LIU Gong-ye1, NI Shi-ying1, HUANG Ren-jie1, LIU Chang-jun1, SUN Guo-jin1, QIAN Rui1, HOU Li-an2

(1.State Key Laboratory of Environment Protection Radiation Environmental Monitoring, Radiation Monitoring Technical Center of Ministry of Environmental Protection, Hangzhou 310012, China;2.Xi’an High-Tech Institute, Xi’an 710025,China)

This article briefly expounded the current situation of environmental radioactivity level monitoring in coastal waters of China, and pointed out the importance and urgency of environmental radioactivity level investigation and monitoring in coastal waters under the background of long-term nuclear power development strategy in China. According to current issues, this article put forward three countermeasures, including unifying the environmental monitoring management in coastal waters, completing the marine radioactivity monitoring network, and promoting technology research on marine radioactivity measurement.

coastal waters; environmental monitoring; radioactivity level

2016-04-08

國家自然科學(xué)基金專項(xiàng)項(xiàng)目(L1422037)；浙江省環(huán)保科研計(jì)劃項(xiàng)目(2014A017)

劉弓冶(1984—)，男，吉林長春人，高級工程師，博士，主要從事輻射環(huán)境監(jiān)測，E-mail：liugongye@126.com

倪士英(1963—)，男，浙江人，教授級高級工程師，學(xué)士，長期從事輻射環(huán)境監(jiān)測研究，E-mail：1143562054@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.01.008

X837

A

2095-6444(2017)01-0032-03