核电厂流出物监督性监测实践

王茂杰，郝丽娜，徐 晋，马 英，南 哲

（1.生态环境部东北核与辐射安全监督站，大连 116001；2.生态环境部核与辐射安全中心，北京 100082）

核设施在运行过程中，通过烟囱排出气态流出物，或通过管道、水渠排入污水接纳体。

加强核设施流出物监测具有特殊的重要性。首先，除了在某些特殊的环境介质中可能发生核素浓集的情况以外，一般来讲，在排入环境之前，流出物中的核素浓度通常都会比进入环境后的浓度高得多，因此流出物监测可以以较高的准确度来鉴别和确定释入环境的核素组成和量。其次，由于流出物与核设施运行的归属关系十分清楚，因此进行流出物监测十分有利于对污染源的控制和评价［1］。

按照规定，核电厂营运单位向生态环境主管部门提交流出物月度排放量及年度排放累计量报告。主管部门对核电厂报告的排放量与国家批准年限值进行比较，但是这种方式难以对排放浓度、排放核素和排放波动情况进行实时监督［2］。在核能事业快速发展的新形势下，为保护环境，保护公众，深入贯彻落实习近平总书记提出的中国核安全观，积极推进核与辐射安全监管体系与监管能力现代化建设，确保核电良性发展、全面受控，做好核电厂流出物的监督性监测工作非常必要。本文仅就地区核与辐射安全监督站（以下简称地区监督站）对核电厂运行期间的流出物的监督性监测实践进行总结，对做好下一步工作做初步探讨。

1 法律依据和职责

当前世界主要核电国家对核电厂流出物实行“双轨监测”，即由核电厂营运单位开展环境监测的同时，由审批、监管部门开展独立于营运单位的监督性监测。在我国，生态环境保护部门出于管理目的，对核与辐射设施环境影响所进行的定期或不定期的测量，称为监督性监测。地区监督站开展监督性监测的主要法律或相关依据如下。

（1）《中华人民共和国放射性污染防治法》。如第二十四条规定：“国务院环境保护行政主管部门负责对核动力厂等重要核设施实施监督性监测，并根据需要对其他核设施的流出物实施监测”。

（2）各地区监督站的“三定方案”。其中规定：地区监督站负责由生态环境部直接监管的核设施、核技术利用项目和铀矿冶项目的辐射环境监测工作的监督及必要的现场监督性监测、取样与分析。

监督性监测不能取代核与辐射设施营运单位自行开展的或委托第三方所进行的监测，核设施营运单位仍然需要按照有关规定，按时将所进行的环境监测结果向审管部门报告。

2 核设施流出物源项及排放控制

在正常运行工况下，极少量的裂变产物通过包壳缺陷泄漏到一回路冷却剂中；同时裂变产生的中子使一回路冷却剂、控制棒、硼酸和其他结构材料受到激活而产生中子活化产物。在冷却剂的净化、蒸汽发生器传热管束的泄漏等过程中，造成对核辅助系统和二回路的污染。管道和部件的微小渗透、跑冒滴漏以及系统的正常泄放［3］会产生少量含核素水。

裂变过程产生的含核素气体主要是氪和氙的各种同位素，在燃料包壳破损的情况下，裂变气体进入反应堆冷却剂，高压下裂变气体溶解于冷却剂当中，但当系统内存在气相空间时，它们就会挥发出来，特别是在冷却剂除气处理时，将随着溶解的氢气或氮气一起释出。另一类废气为含氧废气，主要来自核辅助系统，特别是三废处理系统，可能进入空气的各种设备等有关系统容器的呼排气、吹扫气、鼓泡排气或抽气（保持负压）等。含氧废气所含的核素主要以气溶胶的形式存在，含有元素碘和有机碘等［4］。

国家生态环境主管部门对核动力厂气体和液体流出物的排放总量和浓度限值作出了相关规定，其中GB 6249—2011《核电厂环境辐射防护规定》［5］对核动力厂每堆流出物的排放参考限值进行了明确（见表1、表2）。总体来讲，核动力厂流出物排放遵循以下原则：剂量控制，充分保护公众安全；年排放量实行总量控制；最优化政策；可核查性原则。核电厂的排放值在不同时期会有变化（如图1—图4所示），其中一年中的核素占比如图5所示，但均不得高于国家规定的额定限值。

表1 3000MW热功率反应堆气态流出物流出物控制值Table 1 Airborne radioactive effluents control value of 3000MW thermal power reactor

表2 3000MW热功率反应堆液态流出物控制值Table 2 Liquid radioactive effluent control value of 3000MW thermal power reactor

图1 某核电厂气态流出物排放量占国家排放限值份额的年变化趋势Fig.1 The annual trend of the airborne effluents of a nu⁃clear power plant in the share of the national effluents limit

图2 某核电厂液态流出物排放量占国家排放限值份额的年变化趋势Fig.2 The annual trend of the liquid effluents of a nuclear power plant in the share of the national effluents limit

图3 某核电厂液态流出物年排放量统计情况Fig.3 Statistics of annual liquid effluent from a nuclear power plant

图4 某核电厂气态流出物年排放量统计情况Fig.4 Statistics of annual airborne effluent from a nuclear power plant

图5 某核电厂2018年液态流出物排放核素分布Fig.5 Distribution of nuclides in liquid effluent from a nuclear power plant in 2018

3 流出物监测

对流出物监测是排放的前提条件。核电站在运行过程中，向环境排放的核素来自核燃料链式反应的裂变产物（如133Xe、85Kr、131I、137Cs、134Cs、90Sr等）和活化产物（如54Mn、3H、58Co、110mAg、124Sb等）。根据有关研究，某核电厂废水排放口附近海域的环境海水中的氚浓度水平高于本底水平；某核电基地外围环境空气中和降水中的氚含量高于本底值和对照点的测量值；对液态流出物的留样复测中，检测出少量的核素，包括137Cs、110mAg、60Co和58Co［6］。

为防止液态流出物直接排入收纳体水，我国核电厂均专门设置了废液收集、处理、贮存和排放系统，监测合格后方可向受纳水体排放。对废气要进行控制、收集、输运、贮存、衰变，直至达到允许向环境排放的水平时才进行可控排放。核电厂制定流出物监测大纲，对液态流出物取样点包括TER（废液排放系统）、SEL（常规岛废液排放系统）和SEL月度混合样，分析项目包括PH值、总γ、3H、90Sr、γ核素分析和14C等；对气载流出物取样或连续监测点位包括TEG（废气处理系统）、ETY（安全壳大气监测系统）和连续排放样品，监测项目包括总γ、γ核素分析、3H和14C等。

样品分析是流出物排放监测的关键环节。对于气载流出物，排放烟囱要设取样孔取样分析。液态流出物排放口应设等比取样器取样。取样后的样品，一部分由业主自己分析，另一部分由审管部门独立分析。例如，某核电厂制定了流出物样品监测分析大纲［7］，所在地省级生态环境主管部门相应制定省级监督性监测计划。

随着流出物监测技术的发展，一些新的监测方法为核电厂气液态流出物的监测提供了可能，如使用萃取法快速监测液态流出物中的核素90Sr，使用TOC仪器分离高活度3H样品中的14C，进而使用液闪进行测量，使用镍特效树脂分离富集核电厂液态流出物中的63Ni等，都为快速准确地给出流出物监测数据提供了可能［8］。

4 监督性监测工作实践

2013年起，生态环境部东北核与辐射安全监督站（以下简称东北监督站）按照职责和辐射环境监督性监测的要求，对辽宁红沿河核电厂开展了核设施流出物监督性监测，具体涵盖三项工作：流出物样品分析、KRT在线监督性监测以及核电厂辐射环境监测工作专项检查。

（1）流出物样品测量分析工作。根据现有的人力、技术力量和设备情况，东北监督站实施“委托分析、加强监督”的样品分析模式。具体由核电厂技术人员负责流出物取样，东北监督站将平行样品委托有资质的第三方监测机构完成分析测量并出具报告。在整个过程中，东北监督站派监督员进行监督见证，保证取样过程的规范，质量保证工作得到落实，分析数据结果可信。流出物样品分析遵循抽样检测的原则，在频次上低于省级环保部门的监督性监测频次。按照此模式，东北监督站已完成了2013年至2020年的流出物样品测量分析工作。

（2）KRT在线监督性监测工作。根据《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设规范（试行）》（环发〔2012〕16号）第十六条“流出物监测系统是核电厂辐射环境现场监督性监测系统的重要组成部分，对核电厂释放到环境中的放射性气载、液态排放物进行监测”，第十七条“气载、液态流出物监督性监测的在线连续监测，共用核电厂自行实施的流出物在线连续监测系统的采样与监测设备，配置独立的相应传输及通信设备，实时同步传输在线连续监测数据至相关环境保护部现场监督单位、省区市及国家数据处理汇总”规定，东北监督站率先建成了红沿河核电厂KRT在线监督性监测系统，通过接收终端可实时显示辽宁红沿河核电厂流出物在线监测数据，成为生态环境部首家可实时监督核电厂流出物在线监测数据的地区监督站。为加强管理，该系统设置了监测数据报警信息短信通知功能，东北监督站编制、试行了《东北站KRT在线监督性监测系统报警响应程序》，并要求红沿河核电厂编制、试行了《流出物在线监测数据报告制度》。目前该系统运行正常，监测数据报警信息得到及时、有效处理，基本能够达到同时发现异常、同时采取应对措施的目的。

（3）对核电厂辐射环境监测工作专项开展监督检查。组织专项检查时，由核安全监督员现场检查环境监测实验室、流出物实验室、辐射防护实验室、辐射监测系统（KRT）、场区辐射与气象监测系统（KRS）子站、移动组网设备、应急监测车、地下水监测井和电厂总排口等场所和设备的运转情况，抽查辐射环境监测及应急监测相关的大纲、操作规程、培训计划等文件，督导督促营运单位严格落实辐射环境监测法规标准。

从实践体会上来说，东北监督站采取抽样检测、实时监测、专项检查“三结合”，深化了监督性监测的效能，实现了对流出物监督性监测的综合效益。从监管部门的角度验证了核电厂释放至环境的液态和气态流出物是否符合国家规定的排放控制值、核电厂规定的运行限值，保护了环境、公众和工作人员；检验了核电厂的工艺操作、流出物处理和控制体系、核与辐射安全管理体系的设备是否正常运行，是否有效提供数据；检验了核电厂辐射监测工作的运行情况；间接评估了核设施安全运行情况和潜在风险；间接检查了省级生态环境部门辐射环境监测能力和质量保证工作的落实情况；通过在线监测给出报警，监督采取必要的执行动作，防范和控制不合理排放，为可能的意外排放和潜在的核与辐射安全风险提供有关应急响应信息，为应急准备争取了时间；有助于使公众确信核电厂的流出物释放确实受到严格控制，持续改善公共关系。

受客观条件影响，当前地区监督站在开展监督性监测工作时还存在一定困难，制约了工作的进一步发展。

一是各地区监督站做法不统一，目前对核电厂开展的流出物监督性监测工作还没有相应的监测规范、方案，没有规定明确的监测项目，监测重点不突出。《生态环境监测规划纲要》（2020-2035）提出提升国家和沿海省份海洋放射性采样、自动监测、实验室分析和应急监测能力，加强沿海和海上核设施流出物监测和环境影响评估，从目前来看，海洋连续在线监测项目还处于空白。

二是受人员编制、人员资质及场地等条件制约，地区监督站没有独立的实验室和专业的监测人员开展取样及监测工作，质量保证体系健全度有待提高，未进行辐射监测方法计量认证，导致自身监测数据不具有法定效力，不能作为其他工作依据使用。

三是地区监督站的监督性监测工作经验不足，特别是在有关文件对监督性监测的定位和任务还不完全清晰的情况下，监管、监测“两担挑”，工作量大，技术难度要求高，开展起来力不从心。

四是委托第三方提供监测技术服务还存在诸多制约因素。一方面，当前能开展核电厂流出物检测分析的社会检测机构较少，而且核素检测项目不全。另一方面根据财政部印发的《政府购买服务管理办法（暂行）》规定“承接政府购买服务的事业单位应为划入公益二类或转为企业的事业单位”，省级辐射站或监测技术中心等单位，虽然具备资质全、技术能力强等特点，但是其作为一类事业单位，限制了购买社会服务范围。

5 结语及有关建议

法规制度、机构队伍、技术能力、精神文化是核安全监管大厦的四块基石，审评许可、监督执法、辐射监测、事故应急、经验反馈、技术研发、公众沟通和国际合作是核安全监管的八项支撑。东北监督站的工作经验表明地区监督站开展的监督性监测工作，其要素基本融合了“四梁八柱”的全部内容，对保护生态环境、确保核与辐射安全具有很强的基础性和支撑性作用。同时，加强地区监督站的监督性监测工作，也是提高中央本级核与辐射安全治理体系与治理能力的重要抓手。为进一步推动地区监督站的监督性监测工作的发展，本文提出以下建议。

（1）进一步明确地区监督站开展监督性监测工作的定位，明确其辐射环境监测工作的定位、工作目标、工作任务和相关要求；制定规范统一的监督性监测方案，突出监测重点，优化监测项目，进一步加强监督性监测的针对性。加强沿海和海上核设施流出物连续在线监督性监测系统的建设，实现核设施流出物监督性监测向自动智能、科学精细、要素齐全的方向发展，精细化水平全面提升，实现污染源智能识别、精准定位、实时监控。

（2）进一步加强地区监督站的监测能力建设，建立专门化、专业化实验室，建设一支专职技术人员队伍。加强辐射监测技术交流活动，加强人员培训，加强各地区监督站之间、监督站与辐射监测技术支持单位之间的交流。将地区监督站辐射环境监测质量保证体系纳入到国家监测质保体系当中，开展计量认证工作，建立一套统一的质量保证体系，确保地区监督站的监督性监测数据“真准全”。

（3）建议进一步加强政策支持，培育管理好辐射监测市场，发挥社会化服务的良好作用。加强国际交流，学习核电先进国家的管理经验，进一步健全优化监督性监测管理制度和体系。