深圳市电离辐射环境自动监测系统的建设

林择华，丁敏霞，冯江平，刘焱，时劲松，郭键锋

(深圳市环境监测中心站，深圳 518049)

随着科学技术的发展与进步，原子能利用和核技术利用领域在不断扩大，辐射环境质量越来越受到人们的关注，辐射环境的实时自动监测和应急监测越来越受重视[1]。根据«广东省环境监测规划(辐射部分2014—2020 年)»[2]的指导要求，广东省在2014—2020 年规划期内要“逐步完善辐射环境监测管理体制机制，健全辐射环境监测技术体系，大力加强基础能力建设，深化辐射环境监测业务体系，加快建设先进的核与辐射环境监测预警体系，为政府在辐射环境方面的决策提供技术支持，为公众了解辐射环境状况提供监测信息”。围绕着政府的部署和要求，发挥深圳市先行示范区的特点，深圳市于“十三五”期间在全市范围内布设了31 个电离辐射环境自动监测站，通过安装自动监测设备和采样设备，利用无线通信网络，建设了深圳市电离辐射自动监测系统。

1 电离辐射环境自动监测站布点规划

为了实现全市9 个行政区及两个新区全覆盖目的，考虑深圳市辖区内核设施、核技术利用单位分布情况以及人口密集程度和地形地貌、气象条件等，在全市共布设了31 个电离辐射环境自动监测站。分布情况如表1 所示。

表1 核与辐射自动在线监测设备安装点位

1.1 大亚湾核电站

重点关注位于深圳市东部的大鹏新区建设的大亚湾核电机组，综合考虑了核电站应急计划区[3]、核事故放射性烟羽扩散、区域风玫瑰图、人口分布以及地形地貌等因素，在大亚湾核电厂周围布设6 个监测点位。

(1)葵涌人民医院:作为核电站发生核事故时第一人员救治场所。在此设点有利于对人员受照情况和携带进出物品进行测量，属于放射性监测的重要监测点位。

(2)东渔码头:与核电站隔海相望，离核电站最近，直线距离4.3 千米，属于核事故烟羽应急计划区。虽不在主导风向的下风向，但属于离大亚湾核电站距离最近的监测点位。

(3)杨梅坑生态中心站:与核电站隔海相望，离核电站10 千米范围内，属于烟羽应急计划区和旅游人口密集区。虽不在主导风向的下风向，但仍在放射性释放影响范围内。

(4)大鹏新区管委会:位于核电站下风向10 千米范围内，属于放射性释放重要影响范围，且该处为大鹏新区核事故应急指挥中心，在此设点可以对应急人员所处环境进行监控。

(5)盐田子站:位于核电站下风向，在葵涌人民医院子站以西且接近市区。在此布点监控放射性释放过程以及事故对城市环境的影响。

(6)坝光银叶树湿地公园:位于大亚湾东南风向正下方，与核电站分属排牙山两侧，且在核电站北通道的撤离路线中。在此布点以评价放射性释放及烟羽影响的范围。

1.2 饮用水源保护区

饮用水源保护区的安全直接关系到深圳市民的饮水安全。深圳水库和西丽水库分别位于深圳市罗湖区和南山区，均被水利部列为全国重要饮用水水源地，亦属于深圳市饮用水主要来源之一。近年来建设的东部引水工程也将这两大水库作为最重要的饮用水储存水库。深圳水库是深圳市非常重要的一座中型水库，也是深港两地的重要水源地[4]；而西丽水库作为东江水源工程的交水点，是中西部传输水的重要枢纽，也是铁岗水库的供水源头。

为评价核事故、辐射事故以及可能的核恐怖袭击对饮用水源是否产生放射性影响，深圳市电离辐射环境自动监测系统建设以深圳水库和西丽水库为试点，在安装常规地表γ监测设备的基础上，首次增加了饮用水中总α、总β自动监测设备，以实时监控重要水源的放射性安全。

2 电离辐射环境自动监测站类型

电离辐射环境自动监测站根据应用分成四种，各配置不同的自动监测设备，具体见表2。

表2 电离辐射环境自动监测子站类型

2.1 A 级站(小型电离辐射自动监测子站)

A 级站的主要功能是用于当地常规的环境地表γ剂量率测量。目前配备的设备有环境地表γ辐射剂量率自动监测设备、环境地表γ辐射谱仪自动监测设备和自动气象测量设备，如图1 所示。A 级站的特点是小而精，建造无需大空间，建设及维护比较简单，且电离辐射监测数据可以快速准确获取，属于可大范围配置的建设子站。

图1 A 级站

2.2 B 级站(中型电离辐射自动监测子站)

B 级站是在A 级站的基础上增加了大气采样装置。B 级站主要功能有常规地表γ剂量率测量、大气沉降灰中放射性测量和大气气溶胶中放射性测量。配置的测量设备是在A 级站的基础上增加了大气沉降灰中放射性采样设备和大流量气溶胶采样设备，如图2 所示。B 级站的特点是能更进一步地了解站点周围空气中的放射性含量水平，但建造所需空间比A 级站要大，建设和维护也相应地增加了一定难度。B 级站能在发生核事故情况下快速进行空气的采样和测量，并可在平时掌握监测点位沉降灰及气溶胶中的放射性含量，并对其是否有异常提供预警功能，属于专门针对敏感点位配置的建设子站。

图2 B 级站

2.3 C 级站(大型电离辐射自动监测子站)

C 级站建设的主要目的是用于了解核设施周边的电离辐射环境状况，并为在域外发生核事故时对深圳是否产生影响(如2011 年日本福岛核事故等)提供监测数据。C 级站配置的测量设备是在A 级站的基础上增加配备大气沉降灰中放射性采样设备、氚采样设备、碘采样设备、碳－14 采样设备、大气微型监测站和超大流量气溶胶采样设备，如图3 所示。C 级站的特点是更加全面，在国控点的监测设备配置上还增加了氚采样设备。同时超大流量采样器能在出现核事故时快速采集空气气溶胶样品，在第一时间获取监测数据。

图3 C 级站示意图

2.4 D 级站(饮用水自动监测子站)

D 级站建设的主要目的是自动监测深圳市重要饮用水源地水总α、总β放射性水平，既能达到快速预警的功能，又能满足对饮用水水源地水的安全监控。D 级站配置的测量设备是在A 级站的基础上增加饮用水水源地水放射性核素自动监测设备，如图4 所示。D 级站的特点是能够实现对水质总α、总β的一体化快速自动化测量，其特点是自动采集、富集和制样，实现无人值守长期自动监测，提高了监测效率，保证监测数据的全面性，既可以用于事故预警，又可以用于日常饮用水水源地水的放射性水平监测。

图4 D 级站

3 电离辐射环境自动监测系统特点

本系统建设的资金来源为深圳市政府投资项目“深圳市核与辐射环境安全监测监管系统建设”，总投资1.02 亿元，有如下特点:

(1)站点数量多、覆盖面广，监测项目更全面

为了全面评估深圳市范围内的辐射环境水平，本系统在全市11 个区共布设了31 个电离辐射环境自动监测站，是全国地市级辐射自动监测站建设中规模最大、内容最全、覆盖面最广的项目。

本系统的监测设备包括:环境地表γ辐射剂量率自动监测设备、环境地表γ辐射谱仪自动监测设备、自动气象测量设备、大气沉降灰中放射性采样器、大流量气溶胶采样器、氚采样器、碘采样器、碳－14 采样器、大气微型监测站和饮用水水源地水自动在线监测设备，相较于国家相关标准[5]，深圳市辐射环境自动监测系统，增加了针对核设施的氚采样器和碳－14 采样器、饮用水水源地水自动在线监测设备以及用于创新性探索研究的大气微型监测站。

(2)交叉研究，探索发展

近年来各地研究机构[6－9]开始关注气溶胶颗粒物、臭氧与辐射之间的相互影响。为了探索研究三者之间的相关性，在C 级监测子站中配置了大气微型监测站，首次将辐射环境监测和大气环境监测相结合，通过24 小时在线连续监测，比对三者之间监测数据的变化规律，为进一步研究PM10和O3与电离辐射之间的影响做一些相关的研究工作。

(3)开拓创新，应用新技术

传统实验室分析[10]测定水质总α、总β放射性活度具有采样量大、前处理时间长、测量时间长的缺点，不能满足对环境水体中放射性水平快速测量的要求。

为此，本项目秉承开拓创新的原则，应用反渗透膜富集法制样、智能流程化制样、高压流体密封等高新技术，攻克了传统实验室内地表水总放射性分析的弊端，实现了1 天内出具2 个监测数据的快速测量，填补了国内外对水质总α、总β放射性在线快速监测的空白。

4 总结及展望

深圳市电离辐射自动监测系统是全国规模最大、能力最强的辐射环境自动监测项目，该项目能够有效实时跟踪评价深圳市核与辐射环境安全，对于保障深圳的经济和城市安全与发展具有极其重要的意义。同时，该项目集监测与科研于一体，采用新方法和新技术，将辐射环境与大气环境相结合，为环境保护和可持续发展提出了新的思路和研究方向。