陈前远,杨维耿,赵顺平,郑惠娣,陈 彬,宋伟刚
(1.浙江省辐射环境监测站/国家环境保护辐射监测重点实验室,杭州 310012;2.复旦大学现代物理研究所/核物理与离子束应用教育部重点实验室,上海 200433)
开展辐射环境水平调查,是获取各种环境介质放射性水平现状、了解我国境内辐射环境水平变化趋势、以及评估各类核与辐射设施运行对外围环境影响的重要手段。2011年日本3·11福岛核事故之后,我国境内“谈核色变”的现象屡屡见于媒体;核安全法2018年实施以来,核安全监管面临的压力空前巨大,公众对辐射环境水平现状的知情需求日益高涨;2021年4月,日本作出排放福岛污染水决定之后,海洋辐射环境成为了公众关注的焦点。
我国第一次全国范围内的辐射环境水平调查开展于1983—1990年,30年来,伴随着国民经济的迅速发展和低碳经济的深入推进,我国核电装机容量、核燃料循环设施数量、核技术利用设施数量和NORM设施的开发力度突飞猛进,整体环境的辐射水平也必然会随之发生变化。我国已形成较为完善的辐射环境监测网络,开展辐射环境水平质量监测和重点监管核与辐射设施外围辐射环境监测,是网络成员单位重要职责之一。本文以第一次全国性辐射环境水平调查[1]为起点,以我国辐射环境监测机构近30年来开展的各类调查(监测)活动为主线,以其他机构开展的调查工作为辅线,通过广泛而深入的调研,对我国已经开展的各类辐射环境水平调查所涵盖的监测介质(对象)、项目和点位进行全面的分析,并提出我国下一步拟开展的辐射环境水平调查工作建议。
本文所列辐射环境水平调查现状,主要指的是生态环境部门组织的全国范围内的各类调查工作,包括各类辐射环境本底/现状水平调查、核与辐射设施外围辐射环境调查、NORM相关辐射环境水平调查,对其他部门开展的辐射环境水平调查、以及其他区域性的辐射环境水平调查也作了不完全统计。为更加直观、定量的反映调查开展现状,对历次调查覆盖的监测对象(介质)、监测项目和点位覆盖情况作了定量统计,其中,监测对象(介质)包含环境γ辐射、空气、陆地水体(底泥、沉积物)、陆生生物、土壤、海水(沉积物)和海洋生物等;监测项目按γ辐射、氡(子体)、天然核素、人工核素和其他核素(3H、14C等既有宇生途径,又有人工途径产生的核素)进行区分;监测点位覆盖情况按点位实际数量、涵盖行政区域数量、流域和海域数量等进行罗列。
由原国家环境保护局组织,在全国范围内开展,29个省、自治区、直辖市和部分市级环境监测站(所)共300余人参加,历时8年[1]。形成了全国天然贯穿辐射水平[2]、部分地区空气中氡及其子体α潜能浓度[3]、各类水体中天然放射性水平[4]、土壤中天然放射性核素浓度[5]等全国性专题报告;另外还编制了各省、自治区、直辖市环境天然贯穿辐射水平、土壤中天然放射性核素和水体中天然放射性核素研究分报告,积累了大量的监测数据。全国天然放射性水平调查研究开展情况列于表1。
表1 全国天然放射性水平调查研究开展情况一览表[1-5]
全国辐射环境质量监测网络由国家环保总局于2002—2005年开始组织建设,2007年正式投入运行[5],第一批国控点点位包含辐射环境自动监测站25个、陆地辐射监测点318个、核环境安全预警点22个、水体点70个、土壤点175个[6]。经过14年的运行,网络覆盖面不断扩大,截至2021年[7],国控点点位包含空气自动监测站500个、陆地辐射监测点328个、陆地水体点477个、水生生物点1个、海水(近岸)点48个、海洋生物点34个、土壤点362个、电磁辐射监测点85个、国家重点监管核与辐射设施46个、在12个核电基地周边海域开展海水、沉积物和生物监测[8]。2021年全国辐射环境监测网络开展现状列于表2。
2017年,原环境保护部组织开展了集中式饮用水水源放射性水平调查,覆盖全国地级以上城市饮用水源地、重点监管的核设施与敏感点周边或排放口下游饮用水源、伴生放射性矿周边集中式饮用水水源、土壤和水体中天然放射性核素含量相对较高地区饮用水水源等[9-11]。调查具体涉及项目和点位覆盖情况等列于表3。
表2 2021年全国辐射环境质量监测网络开展现状[8]
表3 集中式饮用水源地放射性水平调查开展情况[9]
2006年10月,国家环保总局组织第一次全国污染源普查伴生放射性污染源普查工作。选定稀土、铌/钽、锆石和氧化锆、锡、铅/锌矿、铜、铁、磷酸盐、煤(包括煤矸石)、铝和钒等11类矿产资源[12];2016年,原环境保护部根据《全国污染源普查条例》启动第二次全国污染源普查伴生放射性矿污染源普查工作,在第一次11类矿产的基础上,增加了钼、金、锗/钛、镍等4类普查对象[13-14],两次普查涉及监测对象(介质)、监测项目和点位列于表4。
表4 全国污染源普查伴生放射性污染源普查(第一次和第二次)开展情况
该项工作于2012年开展,调查对象包括民用和军工核设施,涵盖生产基地、科研基地、核电基地、铀浓缩和元件生产基地、铀矿冶设施、放射性废物处置场等,设施种类和数量多于表2所列重点监管核与辐射设施,调查对象和项目则与表2所列同类设施类似,补充了人为活动引起的天然放射性水平增加(NORM)数据和核技术利用设施辐射环境水平数据[15]。
1.6.1东、南海近岸海域环境综合调查
1998年,浙江省舟山海洋生态站牵头开展了我国东、南海近岸海域环境综合调查工作,浙江省和广东省辐射监测机构承担了海洋环境放射性调查样品的分析,并形成了专题报告[16-17]。调查涉及监测对象(介质)、项目和点位情况列于表5。
表5 东、南海近岸海域放射性调查开展情况[16]
1.6.2核电厂运行前本底调查
根据《核动力厂环境辐射防护规定》(GB 6249—2011)[18]和《核电厂环境放射性本底调查技术规范》(NB/T 20139—2012)[19]等标准规定,我国沿海已运行的12个核电基地均至少已获取了运行前2年本底监测数据,数据覆盖所有环境介质,监测核素种类包含了人工和天然放射性核素。此外,湖北咸宁大畈、江西九江彭泽、湖南益阳桃花江、重庆涪陵、河南南阳、吉林靖宇等内陆厂址,也至少获取了1年的选址/可研期本底监测数据。
1.6.3室内和环境氡全国/局部区域调查
关于室内氡的水平调查一直都在断断续续的进行;王春红等[20]使用累积测量方法,测量了国内1个省(浙江省)和其他7个分布于不同省份城市共2 029个房间的氡浓度数据;尚兵等[20-21]采用统一的累积测量方法对国内26个城市约3 098间房屋内的氡浓度水平进行了调查,发现室内氡水平呈现整体上升趋势。这是国内近30年来开展的规模较大的两次氡浓度水平调查。
1.6.4其他地方性调查工作
在生态环境部统一部署下,核与辐射安全中心在雄安新区和东北边境地区分别开展了环境辐射水平本底调查工作。
利用核与辐射安全监管项目,生态环境部组织重庆市和湖北省开展了三峡库区水环境放射性水平调查[22]。
全国天然放射性水平调查未涉及空气和生物介质;专项调查侧重于水体放射性监测;核基地调查、核电厂本底调查覆盖了这些介质,但是数据覆盖面仅限于设施周边;全国辐射环境监测网络补充了空气介质数据,但是,陆生生物仅仅布设了一个点位,海洋生物监测点位数量同样偏少。因而,各类生物样品放射性水平调查数据亟需补充。
全国天然放射性水平调查对人工放射性核素是存在缺位的;尽管全国辐射环境监测网络作了一定的补充,覆盖的点位数与全国天然放射性水平调查相比还是有极大差距,各类监测对象(介质)人工放射性核素水平数据亟需补充。
东、南海近岸海域环境综合调查环境放射性调查未覆盖我国所有海域,全国辐射环境监测网络开展了近岸海水和海洋生物监测,补充了相应介质监测数据,但是点位偏少且未覆盖沉积物监测;生态环境部门尚未开展管辖海域放射性监测工作,海洋放射性水平调查深度和广度均需得到加强。
氡是肺癌的重要致病因子之一,受到公众普遍关注;由1.1节、1.2节和1.6.3节所列我国部分氡水平调查开展情况可知,我国尚未集中开展超过万间房屋的氡调查,氡调查工作缺乏统一规划、样本量偏少,代表性不够。
集中式饮用水水源地调查未铺开进行90Sr和其他人工核素分析,全国辐射环境监测网络仅在部分饮用水点位和地表水点位开展了人工核素监测;相较于全国环境天然放射性水平调查研究,各类陆地水体调查样本数也明显偏少;各重点河流周边NORM设施开发利用所引起的水体中天然辐射水平变化也不容忽视[12-14],天然辐射水平调查数据也需得到补充。
国家科技基础性工作专项“我国环境放射性水平精细图谱建设”项目正在推动中,数据库建设重要性显而易见。前述各项调查积累了大量数据,数据提交格式不尽相同,统一的全国辐射环境水平数据库尚未建成。建议参照 “全国环境天然放射性水平数据库”[23],建立更加全面的“中国环境辐射水平数据库”。
对《东、南海近岸海域环境综合调查》和上述其他调查工作中所列近岸海域本底监测数据进行收集和整理,将海洋辐射环境水平监测纳入全国辐射环境监测网络框架内;适时开展管辖海域海水、海洋生物和沉积物监测;补充开展近岸海域海洋沉积物监测、适当增加近岸海水和海洋生物监测点位;针对日本福岛污染水排放,抓紧实施专项调查,尽快启动中国海洋辐射环境水平现状调查,调查应重点关注3H、14C、137Cs、90Sr和129I等排放相关核素。
补充开展各类陆地水体中人工放射性核素水平调查;在全国重点河流和新建重点水利设施增加布点,开展天然和人工放射性水平调查工作;同时,开展重点河流周边NORM设施对水体影响的专项调查。
无论是从氡监测数据的代表性和全面性、氡致人群健康效应、还是从室内氡的防控趋势和国内外对氡监测的重视程度来说,开展全国氡水平调查,刻不容缓。
土壤辐射环境本底调查已经在第一次天然放射性水平调查中充分开展,但是人工放射性核素的监测未在全国性调查中展开。空气和生物介质中放射性水平数据存在大量空白。因而,需补充开展全国空气和生物介质中放射性水平调查,并开展全国土壤中人工放射性核素水平调查。
航空监测是由铀矿勘查航空γ能谱测量技术发展起来的,航测设备对地面和空气放射性灵敏度高,不受地面交通条件限制,覆盖面宽。美国每3~5年对核设施开展一次航测[24]。可考虑将航空测量用于核设施、NORM设施以及高本底地区辐射环境水平调查工作。
综上所述,自全国环境天然放射性水平调查以来,我国环境辐射水平调查工作从未间断,获得了大量基础数据。但是,历年的调查工作在放射性核素种类、监测点位、监测介质覆盖面上,还存在一定的不足。下阶段,我国环境辐射水平调查工作可以从原有监测数据入库整合出发,逐步开展各项补充调查工作,引入航空测量等新型监测手段,在建库、查漏和补缺工作告一段落后,适时开展第二次全国环境辐射水平调查。