核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架與方法分析

摘要：當(dāng)前，對核電廠實施風(fēng)險評價主要包括兩方面內(nèi)容：一是核事故風(fēng)險評價，二是非人類物種電離輻射防護(hù)評價。為針對核電廠構(gòu)建并完善輻射防護(hù)的有效體系，有必要對環(huán)境風(fēng)險評價涉及的關(guān)鍵流程和相關(guān)要素進(jìn)行借鑒，構(gòu)建核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架，并掌握相關(guān)方法。本文簡述了環(huán)境風(fēng)險評價概念及流程方法，淺析了核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架與方法，探究了核輻射環(huán)境監(jiān)測的主要途徑，以期為核電廠環(huán)境風(fēng)險評價提供借鑒。

關(guān)鍵詞：核電廠;環(huán)境風(fēng)險評價;框架;方法

中圖分類號：X82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-00-02

Abstract：At present，the risk assessment of nuclear power plants mainly includes two aspects：one is the nuclear accident risk assessment，and the other is the non-human species ionizing radiation protection evaluation.In order to build and improve an effective system for radiation protection for nuclear power plants，it is necessary to learn from the key processes and related elements involved in environmental risk assessment，build a nuclear power plant environmental risk assessment framework，and master relevant methods.This paper briefly introduces the concept and process of environmental risk assessment， analyzes the framework and method of environmental risk assessment of nuclear power plants，and explores the main ways of nuclear radiation environment monitoring，in order to provide reference for environmental risk assessment of nuclear power plants.

Key words：Nuclear power plant;Environmental risk assessment;Framework;Method

當(dāng)前，我國核電廠建設(shè)取得了巨大的發(fā)展成就。同時，我國也日益重視加強(qiáng)核電廠環(huán)境風(fēng)險評價。對此，有必要立足于實踐，深入考察核電廠實際情況，構(gòu)建核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架。危險排序是該框架的重要環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)內(nèi)，要通過層次分析法對各評價終點指標(biāo)進(jìn)行分析計算，并按照評價終點對核電廠環(huán)境風(fēng)險的權(quán)重對之進(jìn)行排序，有效發(fā)現(xiàn)對環(huán)境風(fēng)險具有較大貢獻(xiàn)的評價終點，并優(yōu)先對之進(jìn)行風(fēng)險管控。

1 環(huán)境風(fēng)險評價概述述

環(huán)境風(fēng)險是指由自然因素和各類人類活動所引發(fā)的，并能經(jīng)由相關(guān)環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行傳播，對自然環(huán)境以及人類社會造成破壞和危害的事件發(fā)生概況及相關(guān)后果。在環(huán)境影響評價中，環(huán)境風(fēng)險評價占據(jù)著重要地位。環(huán)境風(fēng)險評價主要包括兩部分內(nèi)容，一是健康風(fēng)險評價，二是生態(tài)風(fēng)險評價。

實施健康風(fēng)險評價，主要包括如下步驟：

（1）危害識別，是指將污染物涉及的生物、化學(xué)相關(guān)資料作為依據(jù)，對特定污染物具備的危害性及其產(chǎn)生的具體危害進(jìn)行判定;（2）劑量效應(yīng)評價，是指對有害因子呈現(xiàn)出的暴露水平與生物種群在健康方面存在的不良反應(yīng)的實際發(fā)生率的具體關(guān)系實施定量估算，一般通過劑量對關(guān)系描述進(jìn)行反映[1];（3）暴露評價，是指將生物或者人體在物理因子以及化學(xué)物質(zhì)條件下暴露，并對暴露頻度、持續(xù)時間、途徑以及大小等進(jìn)行準(zhǔn)確測量、合理估算和科學(xué)預(yù)測，暴露評價涵蓋源項評估，對暴露途徑及暴露結(jié)果進(jìn)行分析，對環(huán)境濃度進(jìn)行估算，對人群以及綜合暴露量進(jìn)行分析等[2];（4）風(fēng)險表征，是指對綜合信息實施風(fēng)險定量或者風(fēng)險定性表達(dá)，風(fēng)險表征能促進(jìn)風(fēng)險評價有效連接風(fēng)險管理，并為風(fēng)險管理的良好實施提供有價值的參考依據(jù)。

實施生態(tài)風(fēng)險評價，要先對總體規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)制定，對評價目的進(jìn)行明確。生態(tài)風(fēng)險評價主要包括如下要素：評價終點、風(fēng)險表征、概念模型、生態(tài)響應(yīng)分析以及暴露分析等。實施生態(tài)風(fēng)險評價，關(guān)鍵在于對評價終點進(jìn)行科學(xué)選擇，要盡量選擇定義明確、可科學(xué)預(yù)測、可準(zhǔn)確測量、具有生態(tài)學(xué)意義、對重要壓力呈現(xiàn)出敏感響應(yīng)的評價終點，常用的評價終點主要是群落水平、個體及種群水平。生態(tài)風(fēng)險評價具有多個評價終點，具有較大的難度和較強(qiáng)的復(fù)雜性[3]。

2 核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架與方法

2.1 核電廠事故風(fēng)險評價方法

對核電廠實施事故風(fēng)險評價，其關(guān)注點主要是公眾健康風(fēng)險。常用方法如下：

（1）概率安全評價，是指事故發(fā)生之前，對某類設(shè)施可能引發(fā)的事故以及導(dǎo)致的環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測;（2）實時后果評價，是指在事故發(fā)生的具體過程中，對各類有毒物質(zhì)呈現(xiàn)的遷移軌跡及其具備的實時濃度進(jìn)行實時分析，并據(jù)此制定正確有效的防護(hù)決策[4];（3）事故后果評價，是指事故結(jié)束后，對環(huán)境社會產(chǎn)生的不良后果和影響。

三種評價方法大同小異，均包含源項、健康風(fēng)險評估、劑量估算以及大氣彌散等環(huán)節(jié)。但在目的、分析對象、研究范圍、定量結(jié)果、擴(kuò)散模式、氣象數(shù)據(jù)以及應(yīng)急措施等方面存在不同，具體比較如下：

（1）目的：概率安全評價在事故發(fā)生前進(jìn)行，主要考慮事故譜的概率以及后果，實時后果評價在事故發(fā)生期間進(jìn)行，主要通過劑量評價，為應(yīng)急響應(yīng)提供輸入，事故后果評價在事故停止后進(jìn)行，主要評估事故對環(huán)境產(chǎn)生的長期影響;（2）分析對象：概率安全評價將可能發(fā)生的事故譜作為分析對象，實時后果評價將某基準(zhǔn)事故源項作為分析對象，事后后果評價將發(fā)生的事故源項作為分析對象;（3）研究范圍：概率安全評價的研究范圍包括一級、二級和三級PSA，涉及系統(tǒng)、事故進(jìn)程、源項以及后果分析，實時后果評價的研究范圍包括放射性煙羽浸沒外照射、地面沉積外照射以及吸入內(nèi)照射，事故后果評價的研究范圍包括食入途徑以及長期環(huán)境影響;（4）定量結(jié)果：概率安全評價的定量結(jié)果包括經(jīng)濟(jì)代價和健康風(fēng)險，實時后果評價的定量結(jié)果包括健康風(fēng)險和劑量估計，事故后果評價的定量結(jié)果包括環(huán)境影響和污染水平;（5）擴(kuò)散模式：概率安全評價通常采用高斯模式，實時后果評價通常采用高斯模式和拉格朗日模式，事故后果評價主要對環(huán)境監(jiān)測信息進(jìn)行利用;（6）氣象數(shù)據(jù)：概率安全評價通過天氣取樣獲取氣象數(shù)據(jù)，實時后果評價通過氣象部門實時預(yù)報以及診斷模式等獲取氣象數(shù)據(jù)，事故后果評價主要對環(huán)境監(jiān)測信息進(jìn)行利用[5];（7）應(yīng)急措施：概率安全評價主要采用簡化應(yīng)急措施進(jìn)行利用，實時后果評價能實施應(yīng)急措施模式，事故后果評價無應(yīng)急措施。

2.2 非人類物種電力輻射防護(hù)框架

國際放射性輻射防護(hù)委員會指出環(huán)境放射相應(yīng)的防護(hù)框架要相對簡單，并具備較強(qiáng)的實用性。具體方法如下：

對防止發(fā)生確定性效應(yīng)、限制個體隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行采用，并確保其對群體產(chǎn)生最小化影響，實現(xiàn)對人體健康的有效保護(hù);減小動植物早期死亡率，加強(qiáng)對動物多樣性的有效保護(hù)，保護(hù)群落狀態(tài)，避免對環(huán)境造成危害性影響。歐盟構(gòu)建了評價電離輻射對生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境影響的框架，如圖1所示：

在正常運行工況下，核電廠對公眾健康風(fēng)險形成了相對成熟的研究，能對公眾劑量進(jìn)行準(zhǔn)確計算，并具備相應(yīng)的約束值，還能對水生生物相應(yīng)的輻射劑量率進(jìn)行計算，但未能對評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理制定。要對參考生物研究進(jìn)行有效拓展，并科學(xué)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在事故工況下，核電廠具備對健康風(fēng)險進(jìn)行評價的相關(guān)技術(shù)，但未能系統(tǒng)確定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境影響相應(yīng)的評價報告，能對各類設(shè)計基準(zhǔn)事故引發(fā)的公眾劑量進(jìn)行計算，還能對公眾劑量進(jìn)行約束。另外，在事故工況下，對生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行定量描述存在較大困難，通常對生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行半定量描述。

2.3 核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架

當(dāng)前，在國際范圍內(nèi)達(dá)成如下共識：對電離輻射進(jìn)行防護(hù)，既要對人類和非人類物種進(jìn)行保護(hù)，還要對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)前，我國針對生態(tài)風(fēng)險評價頒布的相關(guān)法規(guī)對核電項目缺乏良好的適用性。當(dāng)前，我國核電廠基本具備了對健康風(fēng)險進(jìn)行評價的相關(guān)技術(shù)，但在評價過程中，仍需強(qiáng)化對基本數(shù)據(jù)以及可接受健康風(fēng)險的研究確定。我國核電廠對生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行了相關(guān)研究，對選取參考生物、評價生物劑量以及事故對環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行了相關(guān)研究，但仍需強(qiáng)化對核素轉(zhuǎn)移系數(shù)、管理限值、劑量效應(yīng)以及整體生態(tài)風(fēng)險研究框架的研究[6]。核電廠構(gòu)建輻射防護(hù)相關(guān)體系，不僅要注重對公眾健康進(jìn)行保護(hù)，還要涵蓋對非人類物種的有效防護(hù)。借鑒現(xiàn)有的環(huán)境風(fēng)險、生態(tài)風(fēng)險等評價框架，構(gòu)建核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架如圖2所示：

觀察上圖可知，核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架，主要包括規(guī)劃、問題形成、風(fēng)險分析、風(fēng)險表征以及風(fēng)險管理等階段。在規(guī)劃階段，要明確風(fēng)險管理者、評價者、利益相關(guān)方、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)以及各項職責(zé);在問題形成階段，要明確評價終點，包括參考人、參考生物以及生態(tài)環(huán)境，要明確時間和空間范圍，要確定概念模型;在風(fēng)險分析階段，在參考人方面，要實施源項分析、劑量響應(yīng)以及后果計算，在參考生物方面，要實施源項分析、輻射效應(yīng)以及后果計算;風(fēng)險表征階段，要實施健康風(fēng)險估計及風(fēng)險描述，還要實施非人類物種風(fēng)險估計及描述，在此基礎(chǔ)上，實施環(huán)境風(fēng)險估計及危害排序;在風(fēng)險管理階段，要明確風(fēng)險管理限值，并加強(qiáng)相關(guān)方溝通，在此基礎(chǔ)上，確定接受實施，還是拒絕、避免、替代、改進(jìn)。

3 核輻射環(huán)境監(jiān)測的主要途徑

3.1 空氣輻射監(jiān)測

空氣輻射監(jiān)測主要包括兩種，一種是瞬時輻射監(jiān)測，一種是累計輻射監(jiān)測。實施瞬時輻射監(jiān)測，要對具備自動連續(xù)測量功能，且能對環(huán)境輻射實際水平進(jìn)行顯示的儀表進(jìn)行裝設(shè)，儀表量程要充分考慮事故工況監(jiān)測涉及的各項要求。輻射監(jiān)測儀器可對劑量率以及活度進(jìn)行測量，可對環(huán)境水平、高劑量率進(jìn)行測量，能提供核事故應(yīng)急監(jiān)測。

3.2 水體與土壤的放射性監(jiān)測

對水體進(jìn)行放射性監(jiān)測，主要涉及地下水以及地表水，要重點對飲用水中所含的放射性核素進(jìn)行監(jiān)測。主要的監(jiān)測項目包括3H、90Sr、總測定以及譜分析等，在必要情況下，要對核素進(jìn)行分析。放射性核元素最終要在土壤中累積。在放射性監(jiān)測中，土壤作為指示介質(zhì)具有最強(qiáng)的靈敏度，通過土壤可獲取放射性核素在附近地區(qū)累積沉積的實際分布情況，進(jìn)而獲取核素所致內(nèi)外照射劑量的相關(guān)信息。137Cs在土壤中具有較為穩(wěn)定的行為，呈現(xiàn)出較慢的垂直遷移，便于對之進(jìn)行分析測量。土壤監(jiān)測項目適宜選用137Cs等核素相應(yīng)的譜分析，或者選用90Sr相應(yīng)的放射化學(xué)分析。

4 結(jié)語

綜上所述，環(huán)境風(fēng)險評價主要是健康風(fēng)險評價和生態(tài)風(fēng)險評價。核電廠事故風(fēng)險評價方法主要包括概率安全評價、實時后果評價以及事故后果評價。核電廠環(huán)境風(fēng)險評價框架要注重對公眾健康進(jìn)行保護(hù)，還要涵蓋對非人類物種的有效防護(hù)。另外，要通過層次分析法對權(quán)重進(jìn)行計算，并合理排序，實現(xiàn)對環(huán)境風(fēng)險具有較大貢獻(xiàn)的評價終點，為核電廠風(fēng)險管理提供有價值的參考信息，增強(qiáng)核電廠環(huán)境風(fēng)險評價的科學(xué)性和有效性。

參考文獻(xiàn)

[1]黎為，莫超.內(nèi)陸核電廠環(huán)境安全性評估與分析[J].中國核電，2017，10（3）：435-438.

[2]王建召.核電廠運行風(fēng)險管理分析[J].科技視界，2018（4）.

[3]宋建陽，楊江，劉井泉，等.風(fēng)險指引的CPR1000核電廠LBLOCA分析方法初步研究[J].原子能科學(xué)技術(shù)，2018，52（6）.

[4]孫鳳，趙慶南，張志儉.關(guān)于核電廠火災(zāi)概率風(fēng)險的研究[J].原子能科學(xué)技術(shù)，2017，51（5）：872-878.

[5]杜東曉，何建東，仇永萍，等.核電廠風(fēng)險指引型允許后撤時間（AOT）優(yōu)化研究[J].核科學(xué)與工程，2018，38（2）：239-245.

[6]初永越，李虎偉，黃志超，等.風(fēng)險指引型在役檢查優(yōu)化申請的獨立審核計算[J].核科學(xué)與工程，2017，37（5）：822-829.

收稿日期：2019-06-01

作者簡介：林喆（1979-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級職稱，研究方向為輻射環(huán)境監(jiān)測。