東電發(fā)布報(bào)告 介紹福島放射性污水處置方案

東京電力公司2020年3月24日發(fā)布報(bào)告，介紹了福島第一核電廠放射性污水現(xiàn)狀以及擬采用的兩種處置方案，即海洋排放和蒸汽排放。

1 福島污水來源和現(xiàn)狀

污水管理是福島退役面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。污水主要有四個(gè)來源：一是“3·11”特大海嘯涌進(jìn)電廠的海水，二是在事故應(yīng)急期間向事故機(jī)組注入的大量用于冷卻事故機(jī)組堆芯的水，三是持續(xù)流入的地下水，四是雨雪等自然降水。受后兩個(gè)因素的影響，福島的污水?dāng)?shù)量一直在持續(xù)增加。

為了減少污水的產(chǎn)生并降低環(huán)境污染，福島已采取多項(xiàng)措施：第一，建設(shè)地下水旁流系統(tǒng)，減少持續(xù)流入的地下水?dāng)?shù)量；第二，在事故機(jī)組廠房四周建設(shè)一道凍土式防滲墻，在減少地下水流入的同時(shí)防止污水滲漏；第三，在海洋防護(hù)堤外側(cè)建設(shè)一道擋水墻，防止污水進(jìn)入海洋；第四，建設(shè)和運(yùn)行多套污水凈化設(shè)施，包括可去除多種放射性核素的先進(jìn)液體處理系統(tǒng)(ALPS)，對(duì)污水進(jìn)行凈化處理；第五，建設(shè)冷卻回路，使用經(jīng)過凈化處理的水對(duì)事故機(jī)組堆芯進(jìn)行冷卻；第六，由于現(xiàn)有凈化系統(tǒng)無法除氚，因此在福島建設(shè)儲(chǔ)罐，貯存經(jīng)過處理的污水；第七，在場區(qū)地表鋪設(shè)硬化層，減少地表水向地下的滲漏。

上述措施已取得成效，福島污水增加速度已從2014年5月每天540噸降至2019年每天180噸，未來將進(jìn)一步降至2020年每天150噸和2025年每天100噸。但是，由于建設(shè)用地空間有限，污水儲(chǔ)罐的建設(shè)工作將在2020年終止，屆時(shí)將達(dá)到最大貯存容量——約137萬噸。這意味著福島污水到2022年將無處可存。根據(jù)東電最新發(fā)布的報(bào)告，截至2020年3月，福島共建設(shè)了979個(gè)污水儲(chǔ)罐，貯存著約119萬噸污水，污水中氚的平均活度濃度為每升73萬貝克勒爾。

圖1 福島的污水現(xiàn)狀(相關(guān)數(shù)據(jù)均為2019年平均值)

2 污水處置方案

2.1 六種候選方案

對(duì)于福島積累的大量污水，日本先后提出過六種處置方案，即海洋排放、氫(氚)排放、蒸汽排放、固化處理后地下埋藏、地圈注入以及在福島之外地點(diǎn)進(jìn)行長期貯存。主管福島退役工作的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省組建了污水處置問題專門工作組，從技術(shù)可行性、處置時(shí)間和費(fèi)用等方面對(duì)前五種方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并于2016年發(fā)布評(píng)價(jià)報(bào)告。報(bào)告認(rèn)為這些方案均能安全處置污水，但費(fèi)用差異巨大：海洋排放費(fèi)用最低，不超過34億日元；其他方案至少需要227億日元(蒸汽排放)，甚至超過6200億日元(地圈注入)。

對(duì)于經(jīng)產(chǎn)省提出的第六種方案，即在福島之外地點(diǎn)對(duì)污水進(jìn)行長期貯存，東電在最新報(bào)告中指出，實(shí)施這一方案需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，與相關(guān)各方進(jìn)行詳細(xì)磋商并獲得相應(yīng)的批準(zhǔn)，這需要耗費(fèi)大量時(shí)間。東電還進(jìn)一步指出，對(duì)于工作組曾開展專門研究的五種方案，其中三種即氫(氚)排放、固化處理后地下埋藏和地圈注入在許多法規(guī)、技術(shù)和時(shí)間方面面臨許多無法回避的挑戰(zhàn)，另外兩種即海洋排放和蒸汽排放實(shí)際可行，并且在其他國家都有先例可循。

2.2 兩種優(yōu)選方案

2019年12月，經(jīng)產(chǎn)省專門委員會(huì)發(fā)布福島污水處置草案，提出從兩個(gè)處置方案即海洋排放或和蒸汽排放中選擇一個(gè)或兩者并舉。2020年1月，委員會(huì)初步通過這一草案。日本政府將在正式接收委員會(huì)的建議，并聽取多方意見后作出最終決定。

東電最新發(fā)布的報(bào)告對(duì)海洋排放和蒸汽排放的技術(shù)方案進(jìn)行了介紹。圖2和圖3分別顯示了海洋排放和蒸汽排放的技術(shù)路線。

未來在實(shí)施兩種處置方案中的任何一種時(shí)，東電將采取下述五方面行動(dòng)。首先，將在長達(dá)30至40年的福島退役整個(gè)時(shí)間框架內(nèi)設(shè)定每年的污水處置量，不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)一次性處置大量污水。第二，在處置前進(jìn)行二次處理，盡可能去除污水中除氚外的其他放射性核素。第三，盡可能降低排放時(shí)的氚濃度：如果采用海洋排放，將在排放前利用海水將污水中的氚活度濃度稀釋至低于每升1500貝克勒爾的水平——與東電目前從福島地下水旁流系統(tǒng)中提取并排放入海的水的氚活度濃度相當(dāng)，低于世界衛(wèi)生組織飲用水氚活度濃度指導(dǎo)值每升1萬貝克勒爾，也低于海水氚活度濃度監(jiān)管限值每升6萬貝克勒爾；如果采用蒸汽排放，將首先在廠房內(nèi)使用空氣對(duì)蒸汽進(jìn)行稀釋，然后再排放，確保廠區(qū)邊界處空氣氚活度濃度低于監(jiān)管限值，即每升5貝克勒爾。第四，設(shè)置取樣點(diǎn)，定期進(jìn)行取樣檢測，并及時(shí)公布檢測結(jié)果。第五，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即停止處置。

3 各方態(tài)度

在應(yīng)日本政府的要求完成對(duì)福島污水處置方案的評(píng)審后，國際原子能機(jī)構(gòu)2020年4月2日發(fā)布報(bào)告，表示海洋排放和蒸汽排放在技術(shù)上都是可行的，經(jīng)產(chǎn)省專門委員會(huì)2019年12月提出的建議是“基于全面且科學(xué)的合理分析”。

此前，日本曾多次通過非官方渠道表示準(zhǔn)備采用海洋排放方案處置污水，但都引發(fā)多方反對(duì)。例如原田義昭2019年9月10日在卸任日本環(huán)境大臣之前的一次記者招待會(huì)上表示，對(duì)于福島百萬噸放射性污水，“除了果斷排放之外沒有其他選項(xiàng)”。這一言論在國內(nèi)外均遭到強(qiáng)烈反對(duì)。日本國內(nèi)漁民尤其反對(duì)這一方案。漁業(yè)團(tuán)體次日在東京召開緊急記者會(huì)，對(duì)原田義昭的發(fā)言表示抗議。2011年3月核事故后，福島縣漁業(yè)受到重大打擊，近年來出現(xiàn)回升勢頭。如果未來向海洋排放放射性污水，福島縣漁業(yè)必將重回低谷。韓國2019年9月在國際原子能機(jī)構(gòu)大會(huì)上指出，福島放射性污水的管理不再是日本的國內(nèi)問題，而是影響整個(gè)全球海洋環(huán)境的嚴(yán)重國際問題。

圖2 海洋排放方案* ALPS為先進(jìn)液體處理系統(tǒng)；** RT為輻射監(jiān)測器。

圖3 蒸汽排放方案* ALPS為先進(jìn)液體處理系統(tǒng)；** RT為輻射監(jiān)測器。