漳州核電廠環(huán)境生物和水采樣方案研究

卿云花

(福建省職業(yè)病與化學(xué)中毒預(yù)防控制中心，福建 福州 350000)

漳州核電項目入選《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011—2020)》，在中國核工業(yè)集團有限公司的工作部署下，各項工作積極推進。為掌握核電廠運營前后的放射性水平變化，保證核電廠運營期間居民飲食安全，福建省職業(yè)病預(yù)防控制中心于2017年對漳州核電廠開展運行前周邊環(huán)境生物和水放射性水平本底調(diào)查工作。本項目主要監(jiān)測核電廠運營后通過食物鏈對人體內(nèi)照射產(chǎn)生的影響。因此，必須根據(jù)采樣要求進行樣品采集、運輸、保存等，確保樣品具有代表性，從而保證測量數(shù)據(jù)的有效性。

自日本福島事故發(fā)生至今，中國對核電廠周邊食品、飲用水監(jiān)測已積累了一定經(jīng)驗；但也出現(xiàn)采樣點無效、采樣不規(guī)范、樣品種類不齊全等問題。在田灣核電站環(huán)境輻射本底調(diào)查過程中，出現(xiàn)過采樣塑料桶蓋破裂等問題[1]。為解決這些問題而實施的再布點、再采樣工作，不但加大了監(jiān)測工作量、浪費了資源，也影響了整個工作的進度和質(zhì)量。采樣方法不合理、采樣頻度太小、采樣點和樣品種類無代表性等，都會使監(jiān)測工作歸于無效[2]。

盡管在核電廠申請裝料許可證階段，國內(nèi)外受委托單位在進行環(huán)境輻射本底調(diào)查前都制定包含采樣方案在內(nèi)的環(huán)境輻射本底調(diào)查質(zhì)量保證大綱，但有關(guān)制定采樣方案的報道非常少。因此，在調(diào)查資料有限、經(jīng)驗不足，又要保證監(jiān)測項目可靠的條件下，如何制定合理的采樣方案顯得非常重要。隨著各方面條件的成熟，本單位在開展漳州核電廠周邊生物和水中放射性水平本底調(diào)查工作之前，根據(jù)相關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)等要求[3-6]及項目的實際情況，研究并制定采樣方案，以保證本底調(diào)查工作的準(zhǔn)確性和時效性。

1 廠址環(huán)境概況

1.1 工程概況

漳州核電廠的規(guī)劃容量為6臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，一次規(guī)劃，分期建設(shè)。第一期工程為福建漳州核電廠1、2號機組，采用“華龍一號(HPR1000)”自主化先進三代壓水堆核電技術(shù)。

1.2 自然環(huán)境

1.2.1 廠址概況

漳州核電廠位于福建省漳州市云霄縣列嶼鎮(zhèn)刺仔尾東山灣內(nèi)，東、北、南三面環(huán)海，廠外數(shù)十公里內(nèi)低山丘陵，地形起伏[7]。東山灣的東、北、西方向均有陸地屏障，北有漳江從灣頂直入大海，?？诔?，為半封閉式海灣。在廠址30 km范圍內(nèi)，東有漳浦縣、北有云霄縣，西北有詔安縣，西南有東山縣，東北離廈門市約100 km，北離漳州市約82 km。

1.2.2 巖石特征

漳浦、東山及詔安地區(qū)巖石以燕山早期花崗巖類為主，云霄地區(qū)巖石以上侏羅系為主。廠址附近有長樂-詔安北東向深大斷裂，上杭-云霄北西向斷裂帶相互交錯[8-9]。

1.2.3 水文特征

東山灣屬于非正規(guī)半日潮海灣，多年平均潮差2.3 m，漲潮流沿水道縱軸方向流向灣頂，落潮流沿反方向流向灣[10]，東山灣海域的常浪向為ENE，強浪向為ENE、S，東山灣除夏季常浪向為SSE外，其他季節(jié)常浪向為偏E浪。

漳州市地區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、風(fēng)化帶空隙裂隙水以及基巖裂隙水，大氣降水是該區(qū)域地下水的主要補給源[11]。距廠址約30 km范圍內(nèi)，除東山縣無河流外，詔安縣東溪、云霄縣漳江、漳浦縣鹿溪從北到南直流入海，在4個縣中存在大大小小的水庫。

1.2.4 風(fēng)場特征

廠址所在地區(qū)屬于典型的南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，冬季盛行東北風(fēng)，夏季盛行西南或西南偏南風(fēng)，春、秋兩季風(fēng)向多變。在廠址西北部有海拔1 000 m的山地，該地形易形成山谷風(fēng)。同時，濱海地區(qū)幾十公里范圍內(nèi)受海陸風(fēng)影響較強。

1.3 社會環(huán)境

廠址所在地云霄縣總?cè)丝诩s為42萬余人，廠址 1 km 范圍內(nèi)無村莊和居民，1～2 km范圍內(nèi)居民點不多；2～5 km范圍內(nèi)的居民點有18個，涉及列嶼鎮(zhèn)的16個自然村和陳岱鎮(zhèn)的2個自然村[12]；詔安縣、漳浦縣及東山縣分別在廠址10 km范圍外，古雷石化產(chǎn)業(yè)園位于廠址東南向15 km范圍內(nèi)。除利用普通醫(yī)用X射線影像裝置進行診斷外，廠址數(shù)十公里范圍內(nèi)無其他核醫(yī)學(xué)、鈾礦開采等非密封放射源實踐。

漳州地區(qū)居民飲食主要以大米和地瓜為主，副食品以蔬菜為主，其次是肉、蛋、水產(chǎn)類。該區(qū)域盛產(chǎn)枇杷、芭樂、香蕉等水果。廠址15 km范圍內(nèi)無牧場。居民飲用水主要以自來水為主；井水主要用作農(nóng)田灌溉和洗滌，因海水入侵，濱海城市部分井水鹽度較高。

2 采樣方案及結(jié)果

2.1 布點原則

核電廠工程裝料階段環(huán)境影響報告書中的“三關(guān)鍵”(關(guān)鍵核素、關(guān)鍵途徑、關(guān)鍵居民組)需經(jīng)過調(diào)研分析并經(jīng)過模式計算才能確定，且需經(jīng)相關(guān)部門審核通過，過程非常復(fù)雜；且“關(guān)鍵居民組”會因氣候環(huán)境等變化而發(fā)生變化。

本項目在資源信息匱乏和職責(zé)要求下，主要以通過食物鏈引起內(nèi)照射的途徑為關(guān)鍵途徑。由于漳州核電廠堆型為先進三代壓水堆，其排放到環(huán)境中的放射性物質(zhì)與二代壓水堆相當(dāng)，通過氣態(tài)和液態(tài)途徑排放到環(huán)境中的主要放射性核素有133Xe、41Ar、135Xe、85Kr、3H、14C、131I、58Co、60Co、134Cs、137Cs、90Sr、110mAg等。在上述核素中，3H主要通過水被人體食入，131I通過蔬菜、海藻類生物被人體食入，海洋生物對110mAg有高積累特性[13]。根據(jù)核電廠廠址特征和周邊居民的飲食習(xí)慣，主要考慮以3H、131I、58Co、60Co、134Cs、137Cs、90Sr、110mAg為關(guān)鍵核素。根據(jù)核電廠特征及康凌等在福建漳州沿海大氣擴散特性的數(shù)值分析與模擬的研究[14]，考慮核電廠10 km范圍內(nèi)的云霄縣居民為關(guān)鍵居民。因此，本項目以關(guān)鍵核素、關(guān)鍵途徑、關(guān)鍵居民組為基礎(chǔ)，監(jiān)測可能受影響的生物和水。

按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，漳州核電廠運行前的本底調(diào)查工作應(yīng)與運行后相銜接。在核電廠常規(guī)運行后，在監(jiān)測過程中需要掌握核電廠周邊地區(qū)天然和人工放射性核素在生物和水中的水平、分布和變動趨勢。因此，為保證調(diào)查質(zhì)量，以廠址為中心，陸地取樣半徑為30 km，海洋取樣半徑為10 km，16個方位以取樣半徑5、8、10、15、20、30 km六圈進行近密遠(yuǎn)疏間隔布點。另根據(jù)核電廠工程概況、自然環(huán)境以及社會環(huán)境調(diào)查結(jié)果，本項目在核電廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向、排放口下游以及居民人口密集地適當(dāng)加密采樣點。因此，在西南風(fēng)下風(fēng)向、東北風(fēng)下風(fēng)向及排放口下游1～10 km范圍內(nèi)進行重點布點采樣。

2.2 采樣方法

在方案制定過程中，首先，明確監(jiān)測目的，并評估實驗室條件確定可分析環(huán)境介質(zhì)和分析能力；其次，調(diào)研并分析核電廠自然環(huán)境和社會環(huán)境，初步確定包括采樣地點、頻度、設(shè)備和分析項目等在內(nèi)的采樣方案；然后，討論分析采樣方案的合理性和可行性；最后，聯(lián)系采樣地相關(guān)人員(如下一級單位相關(guān)人員)，確定采樣可行性以及樣品代表性。

根據(jù)本單位所承擔(dān)的職能和實驗室監(jiān)測能力，本次調(diào)查項目的環(huán)境介質(zhì)主要為生物和水，采樣布點如圖1所示，采樣方案見表1和表2。

圖1 采樣布點示意圖

表1 生物采樣方案

表2 水樣采樣方案

2.2.1 生物樣采集

在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求下，根據(jù)核電廠堆型、自然環(huán)境、周邊居民人口結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣等調(diào)研結(jié)果，在主導(dǎo)風(fēng)下風(fēng)向和排放口下游灌溉區(qū)采集居民消費多的陸生生物，在排放口下游海域采集居民消費多且對放射性核素聚集能力強的水生生物，并確定樣品種類和監(jiān)測項目。根據(jù)核電廠廠址概況、風(fēng)場特征等確定采樣位置，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求確定采樣量。

確定采樣方案后，在2018年下半年，中心組織開展生物樣采集，委托漳州市的漳浦、云霄、東山和詔安4個縣級疾控中心進行生物樣采集。在采樣方案的指導(dǎo)下，所采生物樣品充足。

2.2.2 水樣采集

根據(jù)核電廠周邊居民用水情況，本項目中水的采集以飲用水為主，農(nóng)作物灌溉用水為輔。根據(jù)核電廠的巖石、水文特征、廠址特征等，在可能受影響的江、河、水庫等采集地表水，在江河入?？诩昂穗姀S排放口下游潮間帶外分別采集海水。根據(jù)核電廠社會環(huán)境特征確定采樣位置，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求確定采樣量。

采集的飲用水主要為自來水，并采集可能受影響的自來水出廠水、入廠水和末梢水。農(nóng)作物灌溉用水主要為地下水，地下水主要采集調(diào)查區(qū)域的井水。在地表水采集過程中避開水底沉渣和懸浮物，水?dāng)嗝娲笥?0 m的江河水在江河斷面的左、中、右分別采集，并混合為1個樣品；水深大于10 m的水庫水，在水庫3個不同點位的中層與水下分別采集，并混合為1個樣品。在2018年1月，中心組織開展水樣采集。由于水樣采集種類多、數(shù)量多，水樣的采集由本中心實驗室人員和各市縣級疾控人員共同完成。按照采樣方案的要求，采集的樣品數(shù)量充足。

2.3 樣品管理

2.3.1 采樣記錄

采樣人在采樣記錄表上詳細(xì)、真實地填寫采樣記錄表和樣品卡，在樣品卡上標(biāo)注樣品編號、采樣地點、采樣時間、樣品質(zhì)量或體積等信息并簽名。采樣記錄表和樣品卡不得隨意涂改；若需更改，應(yīng)采用杠改法并簽字。校核人確認(rèn)采樣記錄表及樣品卡無誤后，簽名并保存記錄。

2.3.2 樣品保存

生物樣品采集后應(yīng)立即用塑料袋密封，并注意保鮮。只用于總α、總β放射性分析的水樣，采集的樣品裝入聚乙烯塑料容器后，加10%的濃硝酸酸化；若水中含沙量高，待靜止24 h后取上清液再酸化。需要進行3H放射性分析的水樣，用玻璃瓶采集，不需酸化。

2.3.3 樣品運輸及交接

運輸前，確保每個樣品密封完好，防止樣品溢出導(dǎo)致樣品損失和放射性交叉污染，同時準(zhǔn)備適量空的裝樣容器準(zhǔn)備應(yīng)急使用；并對照現(xiàn)場采樣記錄表和樣品卡，清點樣品，填寫送樣單。運輸樣品途中，安排專人負(fù)責(zé)，以便在發(fā)生樣品標(biāo)簽脫落、樣品丟失及容器破裂等問題時，能及時采取措施。必要時采取加冰塊和防震措施，保證運送途中樣品新鮮。

樣品運輸?shù)絾挝缓?，收樣人?yīng)按送樣單認(rèn)真清點樣品，同時檢查樣品質(zhì)量及裝樣容器完整度。驗收完畢后，將接收的樣品分類存放在樣品儲存室，妥善保管，防止發(fā)生樣品丟失、交叉污染、變質(zhì)等問題；并對需要及時處理的樣品進行預(yù)處理和分析，以防樣品因儲存時間過長而導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)無效。

3 結(jié)論

通過調(diào)研漳州核電廠自然和社會環(huán)境相關(guān)因素，分析得到采樣方案的關(guān)鍵途徑、關(guān)鍵人群以及關(guān)鍵核素，并制定了包含采樣布點、采樣方法、樣品種類、保存方法等內(nèi)容的采樣方案。按照采樣方案對核電廠周邊生物和水進行樣品采集，所采樣品數(shù)量充足，未出現(xiàn)樣品丟失、重復(fù)采樣的情況，且樣品具有代表性，采樣方案展現(xiàn)出方向明確、目的性強、合理適用等特點。