核電廠流出物監督性監測實踐

王茂杰，郝麗娜，徐 晉，馬 英，南 哲

（1.生態環境部東北核與輻射安全監督站，大連 116001；2.生態環境部核與輻射安全中心，北京 100082）

核設施在運行過程中，通過煙囪排出氣態流出物，或通過管道、水渠排入污水接納體。

加強核設施流出物監測具有特殊的重要性。首先，除了在某些特殊的環境介質中可能發生核素濃集的情況以外，一般來講，在排入環境之前，流出物中的核素濃度通常都會比進入環境后的濃度高得多，因此流出物監測可以以較高的準確度來鑒別和確定釋入環境的核素組成和量。其次，由于流出物與核設施運行的歸屬關系十分清楚，因此進行流出物監測十分有利于對污染源的控制和評價［1］。

按照規定，核電廠營運單位向生態環境主管部門提交流出物月度排放量及年度排放累計量報告。主管部門對核電廠報告的排放量與國家批準年限值進行比較，但是這種方式難以對排放濃度、排放核素和排放波動情況進行實時監督［2］。在核能事業快速發展的新形勢下，為保護環境，保護公眾，深入貫徹落實習近平總書記提出的中國核安全觀，積極推進核與輻射安全監管體系與監管能力現代化建設，確保核電良性發展、全面受控，做好核電廠流出物的監督性監測工作非常必要。本文僅就地區核與輻射安全監督站（以下簡稱地區監督站）對核電廠運行期間的流出物的監督性監測實踐進行總結，對做好下一步工作做初步探討。

1 法律依據和職責

當前世界主要核電國家對核電廠流出物實行“雙軌監測”，即由核電廠營運單位開展環境監測的同時，由審批、監管部門開展獨立于營運單位的監督性監測。在我國，生態環境保護部門出于管理目的，對核與輻射設施環境影響所進行的定期或不定期的測量，稱為監督性監測。地區監督站開展監督性監測的主要法律或相關依據如下。

（1）《中華人民共和國放射性污染防治法》。如第二十四條規定：“國務院環境保護行政主管部門負責對核動力廠等重要核設施實施監督性監測，并根據需要對其他核設施的流出物實施監測”。

（2）各地區監督站的“三定方案”。其中規定：地區監督站負責由生態環境部直接監管的核設施、核技術利用項目和鈾礦冶項目的輻射環境監測工作的監督及必要的現場監督性監測、取樣與分析。

監督性監測不能取代核與輻射設施營運單位自行開展的或委托第三方所進行的監測，核設施營運單位仍然需要按照有關規定，按時將所進行的環境監測結果向審管部門報告。

2 核設施流出物源項及排放控制

在正常運行工況下，極少量的裂變產物通過包殼缺陷泄漏到一回路冷卻劑中；同時裂變產生的中子使一回路冷卻劑、控制棒、硼酸和其他結構材料受到激活而產生中子活化產物。在冷卻劑的凈化、蒸汽發生器傳熱管束的泄漏等過程中，造成對核輔助系統和二回路的污染。管道和部件的微小滲透、跑冒滴漏以及系統的正常泄放［3］會產生少量含核素水。

裂變過程產生的含核素氣體主要是氪和氙的各種同位素，在燃料包殼破損的情況下，裂變氣體進入反應堆冷卻劑，高壓下裂變氣體溶解于冷卻劑當中，但當系統內存在氣相空間時，它們就會揮發出來，特別是在冷卻劑除氣處理時，將隨著溶解的氫氣或氮氣一起釋出。另一類廢氣為含氧廢氣，主要來自核輔助系統，特別是三廢處理系統，可能進入空氣的各種設備等有關系統容器的呼排氣、吹掃氣、鼓泡排氣或抽氣（保持負壓）等。含氧廢氣所含的核素主要以氣溶膠的形式存在，含有元素碘和有機碘等［4］。

國家生態環境主管部門對核動力廠氣體和液體流出物的排放總量和濃度限值作出了相關規定，其中GB 6249—2011《核電廠環境輻射防護規定》［5］對核動力廠每堆流出物的排放參考限值進行了明確（見表1、表2）。總體來講，核動力廠流出物排放遵循以下原則：劑量控制，充分保護公眾安全；年排放量實行總量控制；最優化政策；可核查性原則。核電廠的排放值在不同時期會有變化（如圖1—圖4所示），其中一年中的核素占比如圖5所示，但均不得高于國家規定的額定限值。

表1 3000MW熱功率反應堆氣態流出物流出物控制值Table 1 Airborne radioactive effluents control value of 3000MW thermal power reactor

表2 3000MW熱功率反應堆液態流出物控制值Table 2 Liquid radioactive effluent control value of 3000MW thermal power reactor

圖1 某核電廠氣態流出物排放量占國家排放限值份額的年變化趨勢Fig.1 The annual trend of the airborne effluents of a nu?clear power plant in the share of the national effluents limit

圖2 某核電廠液態流出物排放量占國家排放限值份額的年變化趨勢Fig.2 The annual trend of the liquid effluents of a nuclear power plant in the share of the national effluents limit

圖3 某核電廠液態流出物年排放量統計情況Fig.3 Statistics of annual liquid effluent from a nuclear power plant

圖4 某核電廠氣態流出物年排放量統計情況Fig.4 Statistics of annual airborne effluent from a nuclear power plant

圖5 某核電廠2018年液態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 流出物監測

對流出物監測是排放的前提條件。核電站在運行過程中，向環境排放的核素來自核燃料鏈式反應的裂變產物（如133Xe、85Kr、131I、137Cs、134Cs、90Sr等）和活化產物（如54Mn、3H、58Co、110mAg、124Sb等）。根據有關研究，某核電廠廢水排放口附近海域的環境海水中的氚濃度水平高于本底水平；某核電基地外圍環境空氣中和降水中的氚含量高于本底值和對照點的測量值；對液態流出物的留樣復測中，檢測出少量的核素，包括137Cs、110mAg、60Co和58Co［6］。

為防止液態流出物直接排入收納體水，我國核電廠均專門設置了廢液收集、處理、貯存和排放系統，監測合格后方可向受納水體排放。對廢氣要進行控制、收集、輸運、貯存、衰變，直至達到允許向環境排放的水平時才進行可控排放。核電廠制定流出物監測大綱，對液態流出物取樣點包括TER（廢液排放系統）、SEL（常規島廢液排放系統）和SEL月度混合樣，分析項目包括PH值、總γ、3H、90Sr、γ核素分析和14C等；對氣載流出物取樣或連續監測點位包括TEG（廢氣處理系統）、ETY（安全殼大氣監測系統）和連續排放樣品，監測項目包括總γ、γ核素分析、3H和14C等。

樣品分析是流出物排放監測的關鍵環節。對于氣載流出物，排放煙囪要設取樣孔取樣分析。液態流出物排放口應設等比取樣器取樣。取樣后的樣品，一部分由業主自己分析，另一部分由審管部門獨立分析。例如，某核電廠制定了流出物樣品監測分析大綱［7］，所在地省級生態環境主管部門相應制定省級監督性監測計劃。

隨著流出物監測技術的發展，一些新的監測方法為核電廠氣液態流出物的監測提供了可能，如使用萃取法快速監測液態流出物中的核素90Sr，使用TOC儀器分離高活度3H樣品中的14C，進而使用液閃進行測量，使用鎳特效樹脂分離富集核電廠液態流出物中的63Ni等，都為快速準確地給出流出物監測數據提供了可能［8］。

4 監督性監測工作實踐

2013年起，生態環境部東北核與輻射安全監督站（以下簡稱東北監督站）按照職責和輻射環境監督性監測的要求，對遼寧紅沿河核電廠開展了核設施流出物監督性監測，具體涵蓋三項工作：流出物樣品分析、KRT在線監督性監測以及核電廠輻射環境監測工作專項檢查。

（1）流出物樣品測量分析工作。根據現有的人力、技術力量和設備情況，東北監督站實施“委托分析、加強監督”的樣品分析模式。具體由核電廠技術人員負責流出物取樣，東北監督站將平行樣品委托有資質的第三方監測機構完成分析測量并出具報告。在整個過程中，東北監督站派監督員進行監督見證，保證取樣過程的規范，質量保證工作得到落實，分析數據結果可信。流出物樣品分析遵循抽樣檢測的原則，在頻次上低于省級環保部門的監督性監測頻次。按照此模式，東北監督站已完成了2013年至2020年的流出物樣品測量分析工作。

（2）KRT在線監督性監測工作。根據《核電廠輻射環境現場監督性監測系統建設規范（試行）》（環發〔2012〕16號）第十六條“流出物監測系統是核電廠輻射環境現場監督性監測系統的重要組成部分，對核電廠釋放到環境中的放射性氣載、液態排放物進行監測”，第十七條“氣載、液態流出物監督性監測的在線連續監測，共用核電廠自行實施的流出物在線連續監測系統的采樣與監測設備，配置獨立的相應傳輸及通信設備，實時同步傳輸在線連續監測數據至相關環境保護部現場監督單位、省區市及國家數據處理匯總”規定，東北監督站率先建成了紅沿河核電廠KRT在線監督性監測系統，通過接收終端可實時顯示遼寧紅沿河核電廠流出物在線監測數據，成為生態環境部首家可實時監督核電廠流出物在線監測數據的地區監督站。為加強管理，該系統設置了監測數據報警信息短信通知功能，東北監督站編制、試行了《東北站KRT在線監督性監測系統報警響應程序》，并要求紅沿河核電廠編制、試行了《流出物在線監測數據報告制度》。目前該系統運行正常，監測數據報警信息得到及時、有效處理，基本能夠達到同時發現異常、同時采取應對措施的目的。

（3）對核電廠輻射環境監測工作專項開展監督檢查。組織專項檢查時，由核安全監督員現場檢查環境監測實驗室、流出物實驗室、輻射防護實驗室、輻射監測系統（KRT）、場區輻射與氣象監測系統（KRS）子站、移動組網設備、應急監測車、地下水監測井和電廠總排口等場所和設備的運轉情況，抽查輻射環境監測及應急監測相關的大綱、操作規程、培訓計劃等文件，督導督促營運單位嚴格落實輻射環境監測法規標準。

從實踐體會上來說，東北監督站采取抽樣檢測、實時監測、專項檢查“三結合”，深化了監督性監測的效能，實現了對流出物監督性監測的綜合效益。從監管部門的角度驗證了核電廠釋放至環境的液態和氣態流出物是否符合國家規定的排放控制值、核電廠規定的運行限值，保護了環境、公眾和工作人員；檢驗了核電廠的工藝操作、流出物處理和控制體系、核與輻射安全管理體系的設備是否正常運行，是否有效提供數據；檢驗了核電廠輻射監測工作的運行情況；間接評估了核設施安全運行情況和潛在風險；間接檢查了省級生態環境部門輻射環境監測能力和質量保證工作的落實情況；通過在線監測給出報警，監督采取必要的執行動作，防范和控制不合理排放，為可能的意外排放和潛在的核與輻射安全風險提供有關應急響應信息，為應急準備爭取了時間；有助于使公眾確信核電廠的流出物釋放確實受到嚴格控制，持續改善公共關系。

受客觀條件影響，當前地區監督站在開展監督性監測工作時還存在一定困難，制約了工作的進一步發展。

一是各地區監督站做法不統一，目前對核電廠開展的流出物監督性監測工作還沒有相應的監測規范、方案，沒有規定明確的監測項目，監測重點不突出。《生態環境監測規劃綱要》（2020-2035）提出提升國家和沿海省份海洋放射性采樣、自動監測、實驗室分析和應急監測能力，加強沿海和海上核設施流出物監測和環境影響評估，從目前來看，海洋連續在線監測項目還處于空白。

二是受人員編制、人員資質及場地等條件制約，地區監督站沒有獨立的實驗室和專業的監測人員開展取樣及監測工作，質量保證體系健全度有待提高，未進行輻射監測方法計量認證，導致自身監測數據不具有法定效力，不能作為其他工作依據使用。

三是地區監督站的監督性監測工作經驗不足，特別是在有關文件對監督性監測的定位和任務還不完全清晰的情況下，監管、監測“兩擔挑”，工作量大，技術難度要求高，開展起來力不從心。

四是委托第三方提供監測技術服務還存在諸多制約因素。一方面，當前能開展核電廠流出物檢測分析的社會檢測機構較少，而且核素檢測項目不全。另一方面根據財政部印發的《政府購買服務管理辦法（暫行）》規定“承接政府購買服務的事業單位應為劃入公益二類或轉為企業的事業單位”，省級輻射站或監測技術中心等單位，雖然具備資質全、技術能力強等特點，但是其作為一類事業單位，限制了購買社會服務范圍。

5 結語及有關建議

法規制度、機構隊伍、技術能力、精神文化是核安全監管大廈的四塊基石，審評許可、監督執法、輻射監測、事故應急、經驗反饋、技術研發、公眾溝通和國際合作是核安全監管的八項支撐。東北監督站的工作經驗表明地區監督站開展的監督性監測工作，其要素基本融合了“四梁八柱”的全部內容，對保護生態環境、確保核與輻射安全具有很強的基礎性和支撐性作用。同時，加強地區監督站的監督性監測工作，也是提高中央本級核與輻射安全治理體系與治理能力的重要抓手。為進一步推動地區監督站的監督性監測工作的發展，本文提出以下建議。

（1）進一步明確地區監督站開展監督性監測工作的定位，明確其輻射環境監測工作的定位、工作目標、工作任務和相關要求；制定規范統一的監督性監測方案，突出監測重點，優化監測項目，進一步加強監督性監測的針對性。加強沿海和海上核設施流出物連續在線監督性監測系統的建設，實現核設施流出物監督性監測向自動智能、科學精細、要素齊全的方向發展，精細化水平全面提升，實現污染源智能識別、精準定位、實時監控。

（2）進一步加強地區監督站的監測能力建設，建立專門化、專業化實驗室，建設一支專職技術人員隊伍。加強輻射監測技術交流活動，加強人員培訓，加強各地區監督站之間、監督站與輻射監測技術支持單位之間的交流。將地區監督站輻射環境監測質量保證體系納入到國家監測質保體系當中，開展計量認證工作，建立一套統一的質量保證體系，確保地區監督站的監督性監測數據“真準全”。

（3）建議進一步加強政策支持，培育管理好輻射監測市場，發揮社會化服務的良好作用。加強國際交流，學習核電先進國家的管理經驗，進一步健全優化監督性監測管理制度和體系。