國內(nèi)外海上應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)比較研究

凌 鑫 鄒樹梁 李書帆

（核設(shè)施安全作業(yè)技術(shù)與裝備湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南華大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院 湖南衡陽 421001）

引言

二戰(zhàn)后軍用為主的核動(dòng)力艦船發(fā)展很快，海上各類核動(dòng)力船舶眾多，軍用的核動(dòng)力航母和核潛艇，商用的有核動(dòng)力商船，以及科研或者其他用途的核動(dòng)力破冰船等等，去年俄羅斯“羅蒙諾索夫院士”號(hào)進(jìn)行海試，全球海洋核動(dòng)力艦船蓬勃發(fā)展。另外，世界核電發(fā)展的需求使得從事核燃料運(yùn)輸、核廢物處理等的船只規(guī)模不斷變大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2005年底，國外核潛艇共發(fā)生過285起較大的事故，其中反應(yīng)堆一回路事故38起，沉沒18起[1]。

2011年3月日本福島核事故造成大量放射性廢水直接排放入海，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期影響和威脅，高度引起了國家的關(guān)注，我國已經(jīng)建立海洋輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)中心，開展這方面的研究，并且我國于2018年3月組建了應(yīng)急管理部門，我國應(yīng)急管理還處于起步階段，需要借鑒國外有益經(jīng)驗(yàn)，因此，亟待完善我國海洋核應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。

1 國內(nèi)外海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)概述

1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

國外常用的放射性監(jiān)測(cè)方法有兩種：在線連續(xù)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量方法，國外在海上核應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上的選擇取決于監(jiān)測(cè)的目的，監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目如表1所示。選取的核素具有半衰周期長(zhǎng)、易測(cè)量和具備代表性等，通常選取137Cs、90Sr、131I等元素[2]，這些核素也通常是海洋放射性環(huán)境背景值監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目，通過監(jiān)測(cè)該核素可以得知核事故發(fā)生后前后的排放量，確定事故等級(jí)和便于應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)。

表1 國內(nèi)外海上核應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)項(xiàng)目比較

國內(nèi)在海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)上分為兩個(gè)時(shí)期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也是根據(jù)應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)的要求和目的不同分為事故早期監(jiān)測(cè)和事故中后期監(jiān)測(cè)，事故早期，需要對(duì)事故進(jìn)行快速響應(yīng)，了解事故的污染程度和污染范圍，選取最具代表性且檢測(cè)方法簡(jiǎn)便的項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。而在事故中后期，需要對(duì)事故進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)和事故后果分析，輻射監(jiān)測(cè)主要是半衰期較長(zhǎng)、生物濃集系數(shù)較高的核素[3]。

在海上核事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目方面，國外有著一套完善的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有類別，并且還在不斷完善過程中。國內(nèi)在應(yīng)急監(jiān)測(cè)項(xiàng)目方面，主要是針對(duì)應(yīng)急事故而做的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，目的性強(qiáng)，不能全面應(yīng)用，而且監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的類別較少，需要通過多次的海上放射性核素監(jiān)測(cè)獲取數(shù)據(jù)，掌握海上放射性核素的環(huán)境本底值，才能保證監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的指示性，對(duì)我國的海洋發(fā)展有很大促進(jìn)作用。

1.2 監(jiān)測(cè)方法

1.2.1 國外海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法

國外海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法如表1所示大致是采用在線連續(xù)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量方法。有時(shí)候根據(jù)監(jiān)測(cè)的要求會(huì)把兩種監(jiān)測(cè)方法結(jié)合使用，在線連續(xù)監(jiān)測(cè)通常是固定點(diǎn)位的連續(xù)性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該監(jiān)測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)儀器有很大的要求，同時(shí)儀器的靈敏度也要相當(dāng)高。實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量方法就相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)監(jiān)測(cè)目的對(duì)海洋發(fā)生事故區(qū)域通過科學(xué)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行采樣，然后收集樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)量，該方法不僅可靠行高，而且監(jiān)測(cè)項(xiàng)目更全面。

國外具體的監(jiān)測(cè)方法有海底拖曳式γ射線譜儀、安裝在潛水艇或遙控?zé)o人潛水器（ROV）上的γ射線探測(cè)系統(tǒng)、海洋浮標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)，海底拖曳式γ射線譜儀能夠快速、連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為國外海洋監(jiān)測(cè)的通用方法，英國、美國、比利時(shí)、荷蘭、摩納哥和俄羅斯都開發(fā)了不同海底拖曳式γ射線譜儀系統(tǒng)[4]。安裝在潛水艇或遙控?zé)o人潛水器（ROV）上的γ射線探測(cè)系統(tǒng)只能測(cè)量海底的物體，對(duì)海底的沉積物連續(xù)監(jiān)測(cè)是一種較好的方法，該方法在俄羅斯、美國、日本等都有較好的應(yīng)用；海洋浮標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)海岸附近地區(qū)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法常用于國外沿海地區(qū)的放射性監(jiān)控，對(duì)核廢物向海洋傾倒或沿海核電站向海洋排放放射性物質(zhì)的監(jiān)控有很大的幫助。

1.2.2 國內(nèi)海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法

目前，我國海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)采用的是“現(xiàn)場(chǎng)采樣－實(shí)驗(yàn)室分析”方法，該方法是通過“采樣—制樣—測(cè)量—分析”的流程進(jìn)行實(shí)施，雖然可提高海水監(jiān)測(cè)靈敏度和精確度，對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象可以進(jìn)行對(duì)項(xiàng)目測(cè)量分析，具有相當(dāng)高的可靠性，但從取樣到實(shí)驗(yàn)室分析的過程耗費(fèi)時(shí)間特別長(zhǎng)，采樣要考慮頻次，制樣、測(cè)量都是需要時(shí)間和人力物力，監(jiān)測(cè)過程中對(duì)儀器設(shè)備、采樣量、采樣方法和制樣方法都要求較高，哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏都可能導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果的誤差，不能及時(shí)反應(yīng)事故發(fā)生的影響，存在時(shí)效性低和應(yīng)急性差等缺點(diǎn)。

對(duì)比國內(nèi)外海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法上，國外海上應(yīng)急監(jiān)測(cè)起步早，發(fā)展比較成熟，監(jiān)測(cè)方法具有多樣性、針對(duì)性，開發(fā)了多種應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備，對(duì)我國的海上應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備的開發(fā)具有很大的啟發(fā)。國內(nèi)在這方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，監(jiān)測(cè)方法單一，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，時(shí)間周期長(zhǎng)。從取樣到實(shí)驗(yàn)室分析經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，不能應(yīng)對(duì)核事故的突然發(fā)生，應(yīng)急性不強(qiáng)，監(jiān)測(cè)得到的分析數(shù)據(jù)只能反應(yīng)具體某一個(gè)點(diǎn)位的狀態(tài)，不能確定區(qū)域性的范圍污染狀況，我國應(yīng)該加強(qiáng)海上應(yīng)急實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的研究，能有效的對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)。

2 監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)

2.1 國內(nèi)海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)

我國輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)起步較晚，國家海洋局從60年代起，開展了沿海地區(qū)的水文氣象及海洋污染監(jiān)測(cè)工作，1976年12月至1979年10月，衛(wèi)生部組織了對(duì)渤海、黃海、東海和南海海產(chǎn)品的放射性調(diào)查；1984年組建了“全國海洋污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)”；1988年至2007年，環(huán)保部輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)中心等監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)陸續(xù)對(duì)秦山核電基地、三門核電站等核電廠周邊海域進(jìn)行了放射性本底調(diào)查和監(jiān)督性監(jiān)測(cè)[5]。

2007年侯勝利等人研制了一臺(tái)海底拖曳式多道γ能譜儀[6]。它的出現(xiàn)提升了我國海洋輻射監(jiān)測(cè)的能力，這臺(tái)儀器能快速有效的監(jiān)測(cè)海底放射性核素，填補(bǔ)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的空白，對(duì)我國海洋核應(yīng)急監(jiān)測(cè)有著重要的作用。

2.2 德國海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)

德國海洋放射性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)主要由聯(lián)邦海事水文局（BSH）負(fù)責(zé)，主要是通過德國聯(lián)邦環(huán)境署的環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)綜合測(cè)量和信息系統(tǒng)（IMIS）系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。它對(duì)于海水的常規(guī)放射性監(jiān)測(cè)包括3個(gè)方面:

（1）直接監(jiān)測(cè)海水中與事故相關(guān)的高放射性濃度；

（2）通過采樣和分析判別海水、懸浮物和海泥中的特定放射性核素；

（3）對(duì)事故后放射性遷移做出預(yù)測(cè)。

國外經(jīng)過多年的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，基本上具備完全的海上輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且從采樣、接受、追蹤、保管、處理、分析、監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)布都有一套完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)。國外對(duì)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備以及其他后勤保障手段也展開研究，一些國家的輻射監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了全面或部分自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)。

國內(nèi)的輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基本是參照秦山核電站的輻射監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)來建設(shè)的，而且國家海洋放射性監(jiān)測(cè)能力地區(qū)發(fā)展不平衡，整體差異較大。國內(nèi)的輻射監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大部分都是在陸地上，海上輻射監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)亟待開發(fā)，完善我國的海洋核事故應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)體系，為海上核事故后果評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

3 建議與展望

（1）多種監(jiān)測(cè)手段共存，相互補(bǔ)充。發(fā)揮多種監(jiān)測(cè)手段的優(yōu)勢(shì)，互為補(bǔ)充，保障我國海上核事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)的實(shí)施。

（2）建立健全海洋核事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，大力發(fā)展海上核事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備。借鑒國外海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)我國海洋環(huán)境的特殊性和具體性，建設(shè)符合我國海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)的要求的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，開展對(duì)海洋環(huán)境放射性本底值的監(jiān)測(cè)，才能應(yīng)對(duì)突發(fā)核事故展開應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)。對(duì)于海上核應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備，引進(jìn)國外的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器，研發(fā)就地測(cè)量和走航測(cè)量等監(jiān)測(cè)設(shè)備。

（3）開展海洋核核應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)研究。針對(duì)海洋核應(yīng)急的要求對(duì)海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)能力和技術(shù)進(jìn)行評(píng)估，加強(qiáng)跨海區(qū)域國家之間的輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享，增強(qiáng)海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)能力評(píng)價(jià)。

（4）加強(qiáng)海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)工作人員培訓(xùn)。海洋應(yīng)急輻射監(jiān)測(cè)的工作人員不僅需要監(jiān)測(cè)專業(yè)方面的知識(shí)，還需要了解海域的環(huán)境情況，對(duì)工作人員開展航海技能、輻射監(jiān)測(cè)儀器的使用和核事故的應(yīng)急處置能力方面的培訓(xùn)，政府部門組織海上核應(yīng)急演練，讓工作人員了解海上核應(yīng)急的其他相關(guān)工作。

結(jié)語

我國的海上核應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力有待加強(qiáng)，日本福島核事故給我國海洋核事故應(yīng)急能力需求敲響了警鐘。我們做好海上核事故應(yīng)急的突發(fā)準(zhǔn)備，不斷完善海上核事故應(yīng)急預(yù)案，明確相關(guān)機(jī)構(gòu)和海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)人員的職責(zé)，建立健全的海上核事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)急隊(duì)伍，加強(qiáng)海上核事故應(yīng)急的演練，維護(hù)好我國的海洋權(quán)益。參考文獻(xiàn)

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