深圳市電離輻射環境自動監測系統的建設

林擇華，丁敏霞，馮江平，劉焱，時勁松，郭鍵鋒

(深圳市環境監測中心站，深圳 518049)

隨著科學技術的發展與進步，原子能利用和核技術利用領域在不斷擴大，輻射環境質量越來越受到人們的關注，輻射環境的實時自動監測和應急監測越來越受重視[1]。根據?廣東省環境監測規劃(輻射部分2014—2020 年)?[2]的指導要求，廣東省在2014—2020 年規劃期內要“逐步完善輻射環境監測管理體制機制，健全輻射環境監測技術體系，大力加強基礎能力建設，深化輻射環境監測業務體系，加快建設先進的核與輻射環境監測預警體系，為政府在輻射環境方面的決策提供技術支持，為公眾了解輻射環境狀況提供監測信息”。圍繞著政府的部署和要求，發揮深圳市先行示范區的特點，深圳市于“十三五”期間在全市范圍內布設了31 個電離輻射環境自動監測站，通過安裝自動監測設備和采樣設備，利用無線通信網絡，建設了深圳市電離輻射自動監測系統。

1 電離輻射環境自動監測站布點規劃

為了實現全市9 個行政區及兩個新區全覆蓋目的，考慮深圳市轄區內核設施、核技術利用單位分布情況以及人口密集程度和地形地貌、氣象條件等，在全市共布設了31 個電離輻射環境自動監測站。分布情況如表1 所示。

表1 核與輻射自動在線監測設備安裝點位

1.1 大亞灣核電站

重點關注位于深圳市東部的大鵬新區建設的大亞灣核電機組，綜合考慮了核電站應急計劃區[3]、核事故放射性煙羽擴散、區域風玫瑰圖、人口分布以及地形地貌等因素，在大亞灣核電廠周圍布設6 個監測點位。

(1)葵涌人民醫院:作為核電站發生核事故時第一人員救治場所。在此設點有利于對人員受照情況和攜帶進出物品進行測量，屬于放射性監測的重要監測點位。

(2)東漁碼頭:與核電站隔海相望，離核電站最近，直線距離4.3 千米，屬于核事故煙羽應急計劃區。雖不在主導風向的下風向，但屬于離大亞灣核電站距離最近的監測點位。

(3)楊梅坑生態中心站:與核電站隔海相望，離核電站10 千米范圍內，屬于煙羽應急計劃區和旅游人口密集區。雖不在主導風向的下風向，但仍在放射性釋放影響范圍內。

(4)大鵬新區管委會:位于核電站下風向10 千米范圍內，屬于放射性釋放重要影響范圍，且該處為大鵬新區核事故應急指揮中心，在此設點可以對應急人員所處環境進行監控。

(5)鹽田子站:位于核電站下風向，在葵涌人民醫院子站以西且接近市區。在此布點監控放射性釋放過程以及事故對城市環境的影響。

(6)壩光銀葉樹濕地公園:位于大亞灣東南風向正下方，與核電站分屬排牙山兩側，且在核電站北通道的撤離路線中。在此布點以評價放射性釋放及煙羽影響的范圍。

1.2 飲用水源保護區

飲用水源保護區的安全直接關系到深圳市民的飲水安全。深圳水庫和西麗水庫分別位于深圳市羅湖區和南山區，均被水利部列為全國重要飲用水水源地，亦屬于深圳市飲用水主要來源之一。近年來建設的東部引水工程也將這兩大水庫作為最重要的飲用水儲存水庫。深圳水庫是深圳市非常重要的一座中型水庫，也是深港兩地的重要水源地[4]；而西麗水庫作為東江水源工程的交水點，是中西部傳輸水的重要樞紐，也是鐵崗水庫的供水源頭。

為評價核事故、輻射事故以及可能的核恐怖襲擊對飲用水源是否產生放射性影響，深圳市電離輻射環境自動監測系統建設以深圳水庫和西麗水庫為試點，在安裝常規地表γ監測設備的基礎上，首次增加了飲用水中總α、總β自動監測設備，以實時監控重要水源的放射性安全。

2 電離輻射環境自動監測站類型

電離輻射環境自動監測站根據應用分成四種，各配置不同的自動監測設備，具體見表2。

表2 電離輻射環境自動監測子站類型

2.1 A 級站(小型電離輻射自動監測子站)

A 級站的主要功能是用于當地常規的環境地表γ劑量率測量。目前配備的設備有環境地表γ輻射劑量率自動監測設備、環境地表γ輻射譜儀自動監測設備和自動氣象測量設備，如圖1 所示。A 級站的特點是小而精，建造無需大空間，建設及維護比較簡單，且電離輻射監測數據可以快速準確獲取，屬于可大范圍配置的建設子站。

圖1 A 級站

2.2 B 級站(中型電離輻射自動監測子站)

B 級站是在A 級站的基礎上增加了大氣采樣裝置。B 級站主要功能有常規地表γ劑量率測量、大氣沉降灰中放射性測量和大氣氣溶膠中放射性測量。配置的測量設備是在A 級站的基礎上增加了大氣沉降灰中放射性采樣設備和大流量氣溶膠采樣設備，如圖2 所示。B 級站的特點是能更進一步地了解站點周圍空氣中的放射性含量水平，但建造所需空間比A 級站要大，建設和維護也相應地增加了一定難度。B 級站能在發生核事故情況下快速進行空氣的采樣和測量，并可在平時掌握監測點位沉降灰及氣溶膠中的放射性含量，并對其是否有異常提供預警功能，屬于專門針對敏感點位配置的建設子站。

圖2 B 級站

2.3 C 級站(大型電離輻射自動監測子站)

C 級站建設的主要目的是用于了解核設施周邊的電離輻射環境狀況，并為在域外發生核事故時對深圳是否產生影響(如2011 年日本福島核事故等)提供監測數據。C 級站配置的測量設備是在A 級站的基礎上增加配備大氣沉降灰中放射性采樣設備、氚采樣設備、碘采樣設備、碳－14 采樣設備、大氣微型監測站和超大流量氣溶膠采樣設備，如圖3 所示。C 級站的特點是更加全面，在國控點的監測設備配置上還增加了氚采樣設備。同時超大流量采樣器能在出現核事故時快速采集空氣氣溶膠樣品，在第一時間獲取監測數據。

圖3 C 級站示意圖

2.4 D 級站(飲用水自動監測子站)

D 級站建設的主要目的是自動監測深圳市重要飲用水源地水總α、總β放射性水平，既能達到快速預警的功能，又能滿足對飲用水水源地水的安全監控。D 級站配置的測量設備是在A 級站的基礎上增加飲用水水源地水放射性核素自動監測設備，如圖4 所示。D 級站的特點是能夠實現對水質總α、總β的一體化快速自動化測量，其特點是自動采集、富集和制樣，實現無人值守長期自動監測，提高了監測效率，保證監測數據的全面性，既可以用于事故預警，又可以用于日常飲用水水源地水的放射性水平監測。

圖4 D 級站

3 電離輻射環境自動監測系統特點

本系統建設的資金來源為深圳市政府投資項目“深圳市核與輻射環境安全監測監管系統建設”，總投資1.02 億元，有如下特點:

(1)站點數量多、覆蓋面廣，監測項目更全面

為了全面評估深圳市范圍內的輻射環境水平，本系統在全市11 個區共布設了31 個電離輻射環境自動監測站，是全國地市級輻射自動監測站建設中規模最大、內容最全、覆蓋面最廣的項目。

本系統的監測設備包括:環境地表γ輻射劑量率自動監測設備、環境地表γ輻射譜儀自動監測設備、自動氣象測量設備、大氣沉降灰中放射性采樣器、大流量氣溶膠采樣器、氚采樣器、碘采樣器、碳－14 采樣器、大氣微型監測站和飲用水水源地水自動在線監測設備，相較于國家相關標準[5]，深圳市輻射環境自動監測系統，增加了針對核設施的氚采樣器和碳－14 采樣器、飲用水水源地水自動在線監測設備以及用于創新性探索研究的大氣微型監測站。

(2)交叉研究，探索發展

近年來各地研究機構[6－9]開始關注氣溶膠顆粒物、臭氧與輻射之間的相互影響。為了探索研究三者之間的相關性，在C 級監測子站中配置了大氣微型監測站，首次將輻射環境監測和大氣環境監測相結合，通過24 小時在線連續監測，比對三者之間監測數據的變化規律，為進一步研究PM10和O3與電離輻射之間的影響做一些相關的研究工作。

(3)開拓創新，應用新技術

傳統實驗室分析[10]測定水質總α、總β放射性活度具有采樣量大、前處理時間長、測量時間長的缺點，不能滿足對環境水體中放射性水平快速測量的要求。

為此，本項目秉承開拓創新的原則，應用反滲透膜富集法制樣、智能流程化制樣、高壓流體密封等高新技術，攻克了傳統實驗室內地表水總放射性分析的弊端，實現了1 天內出具2 個監測數據的快速測量，填補了國內外對水質總α、總β放射性在線快速監測的空白。

4 總結及展望

深圳市電離輻射自動監測系統是全國規模最大、能力最強的輻射環境自動監測項目，該項目能夠有效實時跟蹤評價深圳市核與輻射環境安全，對于保障深圳的經濟和城市安全與發展具有極其重要的意義。同時，該項目集監測與科研于一體，采用新方法和新技術，將輻射環境與大氣環境相結合，為環境保護和可持續發展提出了新的思路和研究方向。