我國(guó)城市放射性廢物庫(kù)潛在污染因素分析及對(duì)策建議

陳德育，湯澤平，龔 杰

（1.廣東省輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣州 510300；2.中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司，北京 100037）

我國(guó)大部分省、自治區(qū)、直轄市已建立城市放射性廢物庫(kù)（簡(jiǎn)稱“廢物庫(kù)”）。廢物庫(kù)用于暫存本行政區(qū)域內(nèi)民用核技術(shù)利用單位所產(chǎn)生的廢舊放射源（簡(jiǎn)稱“廢源”）和低中水平放射性廢物（簡(jiǎn)稱“廢物”），屬社會(huì)公益性環(huán)境保護(hù)設(shè)施。對(duì)城市放射性廢物的管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期、瑣碎和任務(wù)艱巨的工作［1］。在廢物庫(kù)運(yùn)行中，由于種種原因可能會(huì)產(chǎn)生放射性污染問題，會(huì)給廢物庫(kù)的運(yùn)行管理、環(huán)境及人員帶來風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)可能導(dǎo)致城市放射性廢物庫(kù)放射性污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并結(jié)合現(xiàn)行法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)提出針對(duì)性的對(duì)策和建議。

1 城市放射性廢物庫(kù)運(yùn)行管理的特點(diǎn)

1.1 城市放射性廢物庫(kù)運(yùn)行管理相關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)放射性廢物庫(kù)的運(yùn)行管理，我國(guó)有完整的法律、法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。城市放射性廢物庫(kù)管理單位應(yīng)依法依規(guī)（還要滿足對(duì)放射性工作場(chǎng)所的一般規(guī)定）收貯本轄區(qū)范圍內(nèi)的放射性廢物。相關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 城市放射性廢物庫(kù)運(yùn)行相關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Laws,regulations and technical standards related to the operation of urban radioactive waste repository

續(xù)表1

1.2 廢舊放射源種類多、數(shù)量大、活度范圍廣、包裝陳舊

我國(guó)核技術(shù)利用領(lǐng)域非常廣泛，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、資源、環(huán)境、科研等；利用的放射源種類多，α源有244Cm、238Pu等；β源有90Sr、85Kr等；γ源有192Ir、60Co、137Cs；中子源有241Am-9Be、252Cf等；還有少量非密封放射源，如14C、125I等；類型多，如核子秤、料位計(jì)、探傷機(jī)、水分計(jì)、煤灰分儀、測(cè)厚儀、測(cè)井儀、輻照裝置、放療設(shè)備、敷貼器等；活度范圍廣：從微居到居里都有。這些放射源達(dá)到壽期或者不再用于原始目的后，便成為廢舊放射源，屬于一種特殊類型的放射性廢物［2］。廢舊放射源有兩種安全收貯方式：一種是返回生產(chǎn)廠家；另一種就是送往廢物庫(kù)。截至2019年年底，全國(guó)共有在用放射源146 291枚［3］。2011年，全國(guó)城市庫(kù)共治理收貯廢源達(dá)76 000余枚。廢源的類別范圍非常廣，從Ⅰ類源至豁免源［4］都有。廢源通常包裝陳舊，有不同程度的損壞，還有一些廢源來源、源項(xiàng)信息缺失。

1.3 放射性廢物收貯因整備不規(guī)范產(chǎn)生泄漏隱患

城市放射性廢物庫(kù)收貯的放射性廢物核素種類多、形態(tài)各異，有金屬片狀的241Am、含14C的膠囊、粉狀含鈾化學(xué)試劑、金屬環(huán)狀238Pu、63Ni和90Sr等。目前，我國(guó)制訂了嚴(yán)格的放射性廢物管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但由于技術(shù)、人員以及管理的不足，在整備和監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)可能會(huì)產(chǎn)生泄漏隱患。例如，曾發(fā)生過以放射性廢液形態(tài)送貯的情況。

1.4 廢舊放射源轉(zhuǎn)移時(shí)存在整備能力不足的情況

根據(jù)城市放射性廢物庫(kù)收貯管理規(guī)定，廢物庫(kù)是暫存庫(kù)。從當(dāng)前收貯情況看，廢物庫(kù)收貯周期一般為5～10年，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。在庫(kù)容不足時(shí)，相關(guān)人員需要在庫(kù)內(nèi)將廢源整備后移交國(guó)家廢放射源貯存庫(kù)集中貯存，將廢物整備后送低中放廢物處置場(chǎng)處置。

按照《核技術(shù)利用放射性廢物庫(kù)選址、設(shè)計(jì)與建造技術(shù)要求》（試行），城市放射性廢物庫(kù)屬二類庫(kù)，僅設(shè)貯存設(shè)施，不設(shè)廢物處理、整備設(shè)施和裝置，但是，在廢物庫(kù)治理階段仍需要對(duì)廢源廢物進(jìn)行就地整備，以滿足放射性物質(zhì)運(yùn)輸和后期處置或長(zhǎng)期貯存的需要。目前，城市放射性廢物庫(kù)內(nèi)缺乏整備操作間、固定式監(jiān)測(cè)設(shè)備，以及相應(yīng)整備設(shè)備，如減容設(shè)備、水泥固定/固化設(shè)備等。

2 放射性污染潛在因素分析

在正常情況下，對(duì)廢源、廢物的所有操作都應(yīng)當(dāng)保證放射性核素處于良好的包容狀態(tài)。由于廢物庫(kù)內(nèi)廢源包裝陳舊、信息不全，所以在廢物庫(kù)運(yùn)行的多個(gè)環(huán)節(jié)均有發(fā)生放射性核素?cái)U(kuò)散、造成放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)。

造成廢物庫(kù)污染的兩個(gè)直接原因是廢舊放射源的泄露和放射性廢物包裝的破損，而引起泄露和破損的原因又有如下幾種情況。

2.1 核技術(shù)利用單位的操作不當(dāng)

首先，核技術(shù)利用單位在使用放射源時(shí)，如果不按放射源輻射安全要求或違反國(guó)家法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，可能造成放射源的破損、泄露與污染；其次，核技術(shù)利用單位若送貯液體廢物、未經(jīng)可靠包容或整備的廢物，送貯后就可能給廢物庫(kù)帶來放射性污染。因此，核技術(shù)利用單位送貯廢物之前，應(yīng)將所有廢物轉(zhuǎn)化為固態(tài)，并且進(jìn)行整備；對(duì)于含有易擴(kuò)散放射性核素的廢物，應(yīng)將其進(jìn)行可靠包容，防止放射性核素的擴(kuò)散；所使用的容器應(yīng)滿足廢物庫(kù)的接收要求。

2.2 廢源廢物的收貯過程不規(guī)范

廢源廢物收貯過程涉及廢源廢物的回取、表面監(jiān)測(cè)核查、交通運(yùn)輸、吊裝搬運(yùn)入庫(kù)等工作內(nèi)容，難免要對(duì)廢源廢物包裝體進(jìn)行多次操作。該過程如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合規(guī)廢源廢物包裝體，且在運(yùn)輸搬運(yùn)、吊裝入庫(kù)過程中包裝體意外損壞，造成廢物庫(kù)放射性核素污染的可能性就大大增加。

2.3 廢物庫(kù)貯存廢源廢物的時(shí)間過長(zhǎng)

廢源廢物收貯后一般要貯存5～10年，甚至更長(zhǎng)時(shí)間，貯存期間往往會(huì)發(fā)生以下情況：

（1）廢源廢物包裝進(jìn)一步老化，包容性能逐漸降低，或者某些具有腐蝕性的放射性廢物可能腐蝕包裝容器，徹底毀壞其包容性。

（2）某些廢源久置會(huì)發(fā)生自然泄露，如226Ra源，1個(gè)226Ra原子完全衰變會(huì)生成5個(gè)4He原子，久置引起包封容器壓力增大，膨脹過壓可能造成容器破損，導(dǎo)致擴(kuò)大污染［5］。

（3）已經(jīng)發(fā)生泄漏的放射性核素會(huì)隨時(shí)間逐漸擴(kuò)散，尤其是衰變時(shí)母核會(huì)發(fā)生反沖的α放射性核素，如244Cm、241Am。

（4）廢物庫(kù)均為地坑式貯存，貯存期間有可能對(duì)某些包裝體進(jìn)行回取等操作，這些操作均有損壞包裝體或加劇污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 廢源廢物的治理設(shè)施不完善

為滿足廢物量的最小化、廢源長(zhǎng)期貯存動(dòng)態(tài)管理、廢物最終處置，以及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)囊?，一般需要?duì)廢源廢物進(jìn)行治理。廢源廢物治理主要包括對(duì)廢源廢物進(jìn)行信息的收集、回取、核查與整備、運(yùn)輸、送貯或處置全過程。廢源廢物的回取、核查與整備環(huán)節(jié)一般都在廢物庫(kù)內(nèi)進(jìn)行，包括廢源拆除、合并、重新包裝、廢物分揀整備、加入處置容器內(nèi)進(jìn)行固化或固定。

廢物廢源治理的基礎(chǔ)設(shè)施包括：帶屏蔽的手套箱，用于廢物廢源的分揀、核查；廢物壓縮設(shè)備，用于廢物壓縮減容；廢物水泥固定/固化設(shè)備，用于放射性廢物的水泥固定/固化；廢源遠(yuǎn)距離操作設(shè)備及焊接設(shè)備，用于放射源的整備。

目前，我國(guó)城市放射性廢物庫(kù)配備的處理整備設(shè)施參差不齊，人員的專業(yè)水平差別也較大。廢源廢物的治理現(xiàn)場(chǎng)多為臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)，治理過程難免要產(chǎn)生一些不當(dāng)操作，這也是造成放射性核素泄露和擴(kuò)散的潛在因素之一。

3 對(duì)策和建議

相比于一般的放射性工作場(chǎng)所，廢物庫(kù)是省級(jí)行政區(qū)域內(nèi)絕大多數(shù)民用廢舊放射源和放射性廢物的暫存場(chǎng)所，具有收貯廢源廢物數(shù)量大、核素種類多、包裝陳舊等特點(diǎn)，比較容易發(fā)生放射性污染。加強(qiáng)對(duì)廢物庫(kù)的污染控制，有利于保持廢物庫(kù)的安全運(yùn)行，保障廢源廢物的安全，保護(hù)環(huán)境和保障人員健康。

廢物庫(kù)防止污染重點(diǎn)在于對(duì)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制。通過對(duì)廢物庫(kù)污染原因的分析和對(duì)策的制定，可以有針對(duì)性地為可能發(fā)生放射性污染的各環(huán)節(jié)提供具體操作指導(dǎo)。

3.1 加強(qiáng)對(duì)核技術(shù)利用單位的管理

目前，有很多核技術(shù)利用單位對(duì)于國(guó)家規(guī)定的廢源廢物的管理要求并不十分明晰。我們必須加強(qiáng)國(guó)家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)輻射安全防護(hù)知識(shí)的專項(xiàng)培訓(xùn)或宣傳，定期或不定期地檢查輻射源使用或貯存狀態(tài)，將放射性污染隱患消滅在源頭。

因?yàn)樗阶圆鸾夥派湓丛大w極有可能造成放射源的破損、泄露，所以，我國(guó)嚴(yán)禁核技術(shù)利用單位私自操作放射源，尤其對(duì)于某些密封殼很薄、易破的放射源。對(duì)于含源裝置，放射源只能由相關(guān)技術(shù)人員拆卸后送貯。對(duì)于體積較大的射線裝置，可將放射源拆除后連同相關(guān)部件共同送貯。液體、粉末放射性廢物還必須在滿足國(guó)家防護(hù)要求條件下轉(zhuǎn)化為包容性可靠的固體放射性廢物，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督監(jiān)測(cè)確認(rèn)后才能送貯。

核技術(shù)利用單位還應(yīng)使用滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的放射性廢物容器分類存放廢物，以減小后期廢物整備的操作量和容器換裝的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 規(guī)范廢源廢物收貯環(huán)節(jié)

廢物庫(kù)管理單位對(duì)廢源廢物需進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，核實(shí)廢源廢物使用單位的貯存場(chǎng)所及廢源廢物包裝體的污染狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染情況，檢查廢源廢物包裝體的包容情況，并評(píng)估其包容性能，確保貯存期間其包容完整性。不滿足要求的核技術(shù)利用單位應(yīng)采取改進(jìn)措施直至滿足國(guó)家規(guī)定要求。廢源廢物收貯過程要按國(guó)家輻射防護(hù)與安全的相關(guān)要求進(jìn)行，在各環(huán)節(jié)都要進(jìn)行表面污染監(jiān)測(cè)和外照射劑量率監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染情況并采取措施及記錄建檔。

3.3 做好廢源廢物貯存環(huán)節(jié)的管理工作

在廢源廢物貯存期間，廢物庫(kù)管理單位要對(duì)入庫(kù)建檔情況與廢源廢物貯存狀態(tài)進(jìn)行定期檢查并編寫年度評(píng)估報(bào)告，確保各容器的包容完整性；要制訂日常監(jiān)測(cè)計(jì)劃，定期對(duì)庫(kù)坑內(nèi)部、蓋板、通風(fēng)系統(tǒng)的輻射水平與放射性污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染情況并采取相應(yīng)措施；除進(jìn)行必要的檢查、監(jiān)測(cè)外，應(yīng)減少對(duì)廢源廢物的非必要操作；應(yīng)減少庫(kù)內(nèi)無關(guān)物品的放置數(shù)量，以減小污染發(fā)生時(shí)去污的工作量和二次廢物產(chǎn)生量。

省級(jí)廢物庫(kù)并不適合于長(zhǎng)期貯存廢源廢物，管理單位應(yīng)按國(guó)家規(guī)定要求適時(shí)將廢源廢物轉(zhuǎn)移至國(guó)家廢物庫(kù)進(jìn)行貯存或處理。參照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及生態(tài)環(huán)境部對(duì)核電廠廢物管理政策，省級(jí)廢物庫(kù)宜5年開展一次治理；應(yīng)依據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定與庫(kù)容情況及時(shí)制訂定期清庫(kù)計(jì)劃，以便統(tǒng)籌考慮省廢物庫(kù)與國(guó)家廢物庫(kù)集中收貯能力；對(duì)于廢源廢物貯存及可能的風(fēng)險(xiǎn)信息應(yīng)記錄建檔，為廢源廢物的永久治理提供科學(xué)依據(jù)。

3.4 廢源廢物的治理準(zhǔn)備充分

在實(shí)施廢源廢物治理前，廢物庫(kù)應(yīng)了解庫(kù)內(nèi)的廢源廢物貯存狀態(tài)、各年度環(huán)境輻射水平監(jiān)測(cè)狀況，評(píng)估放射性污染發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

廢源廢物治理單位要與城市放射性廢物庫(kù)的管理單位進(jìn)行詳細(xì)的溝通交流，根據(jù)具體情況共同制訂出可行的廢源廢物治理方案，優(yōu)化廢源廢物的治理臨時(shí)場(chǎng)所設(shè)置，以減少在治理期間發(fā)生放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 增設(shè)配套廢物廢源整備設(shè)施

我國(guó)省級(jí)廢物庫(kù)都不具備廢物廢源處理、整備設(shè)施設(shè)備。為了更好更有效地在廢物庫(kù)內(nèi)對(duì)廢源廢物進(jìn)行適當(dāng)處理，建議在城市放射性廢物庫(kù)內(nèi)設(shè)置配套廢物處理、整備的設(shè)施設(shè)備，或由國(guó)家統(tǒng)籌考慮，建立區(qū)域廢物廢源整備中心，集中解決區(qū)域內(nèi)零散廢物、廢源的整備問題。