核電廠輻射環境監督性監測系統選址和設計的思考和建議

姚沛林(中核遼寧核電有限公司，遼寧 興城，125100；

關慶濤(遼寧省生態環境監測中心，遼寧 沈陽，110161)

0 前言

截至2020年9月，國內核電建設已覆蓋全國8個沿海省份，北起遼寧南至海南，共49臺核電機組裝料發電[1]。隨著核電的發展，國家環保監管部門和公眾越來越重視核電廠周邊輻射環境的水平，出臺并發布了一系列的監管要求。2012年，國家能源局和原環境保護部聯合頒布了《核電廠輻射環境現場監督性監測系統建設規范(試行)》[2](以下簡稱“建設規范”)，用以進一步明確和規范輻射環境監督性監測系統建設的相關要求。后于2014年頒布了《核電廠輻射環境現場監督性監測系統建設具體技術要求(試行)》[3](以下簡稱“技術要求”)，2018年進行了升版。兩個文件明確了國家監管部門以及核電廠各自的職責，規范了監督性監測系統建設的標準要求，為該系統選址、方案設計、審評和驗收等提供了系統的技術保障。全國已有8個省份建設了核電廠輻射環境現場監督性監測系統，其它新廠址的監督性監測系統也在進一步推進中。

1 系統介紹

輻射環境現場監督性監測系統用于國家環境保護監管部門對核電廠流出物和周邊輻射環境開展監督性監測，是核電廠重要的環境保護設施之一。該系統由流出物監測系統及輻射環境監測系統兩部分組成。

1.1 流出物監測系統

包括了核電廠核島流出物在線監測系統以及流出物實驗室兩部分，用于對核電廠氣、液態放射性流出物的放射性水平進行在線監測和實驗室分析，同時兼顧核應急情況下的輻射監測任務。

1.2 輻射環境監測系統

包括了前沿站以及監測子站兩部分，用于開展核電廠周邊環境的放射性水平連續監測、環境介質和生物介質放射性水平的實驗室分析以及相關氣象監測。

1.3 數據傳輸

各監測子站連續監測的數據和流出物在線監測數據經前沿站匯總后逐級傳輸至省級匯總中心和國家匯總中心。同時，流出物監測數據還應傳輸至地方監督站。監督性監測系統架構見圖1所示。

以下對監督性監測系統選址和設計階段需要關注的問題予以分析并提出相關建議。

2 選址階段

2.1 用地規劃和資金概算應與主體工程統一考慮

建設規范中已明確：將監督性監測系統建設納入核電廠建設方案、建設用地納入土地利用規劃和城市規劃以及資金納入成本概算。但由于各核電廠建設時間不同以及同期國家頒布的管理要求不同，各核電廠監督性監測系統建設推進的過程及建設水平各不相同。尤其是對于建設規范和技術要求頒布前已運行的核電廠，其監督性監測系統在后期均進行了升級改造。建設規范和技術要求頒布后，部分核電廠由于機組即將裝料發電，其監督性監測系統啟動建設時間較晚，建設過程比較倉促，用地和資金成本并沒有提前納入規劃，前沿站和流出物實驗室多采用已有建筑物改造的方式，監測子站多采用臨時租地。按照2019年升版的技術要求，已投運的監督性監測系統其建設規格和技術指標大多需提標改造。

部分核電廠，由于技術經驗不足，在選址和初步設計階段，并沒有考慮到監督性監測系統的整體規劃，包括項目用地、概算以及方案設計等，對后期項目審評、驗收和移交帶來了一定的困難。

技術要求明確了監測子站選址需滿足全面性、代表性、穩定性、易運維以及共點的原則，綜合考慮以上要求后，個別子站可能會設置于距居民區稍遠、交通條件相對較差的地方。為了便于后期人員布樣、取樣以及子站運維，需要對該子站周圍的道路進行平整和硬化，因此，在本系統投資概算中還應適當考慮子站周邊道路修建的費用。

2.2 選址和土地使用證辦理

核電項目開展前期土地預審時，若未包括廠外監督性監測系統用地，就涉及單獨征地事宜。根據地方土地規劃，前沿站和流出物實驗室用地可選擇熟地直接按流程辦理土地使用證。由于監測子站選址分布分散，涉及多個村、鄉(鎮)管轄，需逐個簽訂土地出讓和補償協議，再統一辦理土地使用證。

“技術要求”關于監測子站的設計要求：“監測子站應優先考慮采用一體化站房，采用建筑物作為監測子站站房的原則上應采用現有房屋，不重新征地。”筆者認為，雖然征地工作難度較大、手續繁瑣，但從長遠考慮，利大于弊。在條件允許的情況下，應優先考慮采取征地的形式。主要原因有：

(1)子站選址一般多在空曠區域，綜合考慮方位角、距離、風向等選址因素后能供選擇的現房資源較少。

(2)采用現有房屋作為站址通常均為租賃的形式，同時需考慮出租者是否愿意長期出租、房屋的安全性是否能長期保證、噪聲對周圍人員影響等諸多客觀因素。因此，很難將其作為永久性監測場所，后期移站的可能性較大，不利于監測數據的穩定獲取，并對比對分析造成影響。

(3)從運維角度來看，若將站房放置于房頂，一方面要考慮吊裝條件，另一方面不便于人員作業，存在一定的安全隱患。

(4)從投資成本來看，由于子站占地面積較小，征地的費用明顯低于長期租賃的費用。以某核電廠為例，子站選址土地市場價約8萬元/畝，按照一個子站征地面積約100 m2計算，其征地費用約1.2萬元。若采取租地的形式，參考同行情況，一個子站租地費用約1～2萬元/年，在核電壽期內一個子站將花費至少60萬的租地費。

除了滿足建設規范和技術要求外，監測子站選址還應考慮：土地性質以建設用地、荒地、開荒地為宜，條件不具備的也可考慮耕地。但是基本農田、林地等有紅線要求的不作為選址的范圍。子站選址前，需向地方自然資源部門和城市規劃部門了解選址范圍內的土地性質和發展規劃。同時，還應保證選址范圍內不存在壓覆礦、采礦權、探礦權的情況，且根據地方要求與其紅線保持一定距離。

監督性監測系統選址固化后，應及時開展廠址保護，做好邊界圍欄或界樁，系統未建成前定期現場巡視，一旦發現問題盡早處理，妥善解決。

2.3 對照點應統一規劃、同步推進

對照點是核電廠環境監測至關重要的組成部分，配置完整的子站功能，包括連續監測和取樣，其連續監測數據應一并傳送至監督性監測系統的數據中心。目前已頒布的建設規范和技術要求未包含對照點的相關要求，有經驗的建設單位一般會參照行業傳統的技術參數增加對照點的數量。如某核電廠在監督性監測系統選址時考慮將對照點設置于距核電廠21 km的前沿站，國家主審部門在審評時并沒有提出異議，但后來地方環保主管部門要求在距離核電30 km以外重新設置對照點。對照點的選取只憑經驗而確定，缺少嚴格的規范要求，具有一定的隨意性，建議在技術要求中明確對照點的布設要求；另一方面，建設單位應同步推進對照點和監測子站的建設，以便統一規劃和設計。選址的條件以距核電廠30～80 km[4]、不宜變更位置、避開主導下風向、與周圍環境相互影響較小、用電通訊可達、工作便利為宜。

3 設計階段

監督性監測系統的建設已在技術要求中進行了明確、具體的規范，這使得其設計有了依據和標準。總體來講，技術要求對系統平面布置、建設規模、功能、設備指標和配置、安全防護等各方面進行了規范，但方案設計中還應結合各電廠具體的情況以及實驗室使用的需求做進一步完善和優化。

3.1 實驗室及配套設施布置優化

結合某核電廠監督性監測系統項目推進過程中的經驗反饋，對實驗室及其配套設施布設提出以下優化建議：

(1)建設規范和技術要求沒有明確配設熱釋光實驗室和監測設備的相關要求。而環境γ輻射累積監測是核電環境監測的必要工作之一，已運行核電廠環境實驗室中均配有熱釋光實驗室，因此在項目方案設計時應補充熱釋光測量實驗室以及相關的設備和耗材。

(2)建設規范和技術要求沒有明確對易制毒和易制爆化學品的要求。如硫酸、鹽酸、高錳酸鉀等三類易制毒化學品[5]，硝酸、硝酸鹽、過氧化氫等易制爆化學品[6]都是開展實驗常用的化學品，因此化學品儲存室應按照易制毒、易制爆儲存室的規范設計。

(3)建設規范和技術要求沒有提及關于工作人員餐飲保障的要求。對于監督性監測前沿站和流出物實驗室位置距離核電廠和市區較遠的，應考慮長期工作人員的餐飲保障。以某核電廠為例，其監督性監測前沿站、流出物實驗室、核電廠環境實驗室同址建設在距離核電廠21 km的工業園區，距市區15 km，周圍可利用的社會資源非常有限。建成后，該區域不僅承擔著核電廠日常的環境與流出物監測，還承擔了核事故狀態下的應急監測，對該區域30～40人工作團隊的餐飲條件應予以保障。

(4)生物樣品碳化和灰化前處理實驗室的通風系統應獨立設置，重點側重除油除味的過濾功能。條件允許的廠址最好能將灰化和碳化實驗室與主體建筑物理隔離，以最大程度減小其氣味的影響。

(5)對于前沿站和流出物實驗室在廠外同址建設的，考慮到流出物實驗室氣氚等放射性物質的彌散，值守人員的休息場所應設置于前沿站為宜，以減少不必要的職業照射，達到輻射防護最優化。

3.2 設備配置優化

(1)按照3.1所述，熱釋光測量室設備應配置熱釋光劑量計、儲存鉛室、退火爐、測量儀、軟件系統以及定期校準所需的刻度源等。

(2)建設規范中明確了氣溶膠采樣裝置的要求，流量≥600 m3/h的超大流量采樣裝置不少于1臺。而目前生態環境部建設的大氣輻射環境自動監測站中，對于氣溶膠均采取了超大流量采樣裝置[7]。結合實踐，筆者認為在監督性監測系統中應參考國控站的配置，將氣溶膠采樣均配置超大流量采樣裝置為宜，以規范氣溶膠取樣及實驗室操作，統一備品配件，便于后續運維管理。

3.3 流出物實驗室設計關注事項

監測實驗室在設計過程中還應重點關注實驗室輻射防護能力，技術規范要求實驗室內物流通道和人流通道設置以及通風應從輻射水平低的區域向輻射水平高的區域流動，以最大限度避免放射性核素的擴散和沾污，并盡量減小工作人員的受照劑量。

為了防止實驗室間交叉污染，實驗室布設建議：

(1)設置高效過濾器，合理規劃氣流組織，對易產生放射性污染、廢氣、廢熱和異味的房間，均采用機械排風，氣流組織從室外、走廊彌散到各實驗室，再經排風系統排至室外，確保各實驗室相對于走廊和室外保持微負壓狀態。

(2)對易揮發的放射性氣體、廢氣和有異味的操作均設計在通風柜內進行，以盡量減少廢氣向實驗室的擴散。

(3)對氚的防護，監測樣品應密封傳遞和保存，易泄露的操作設計在通風柜內進行，實驗室應長期通風。

4 結語

監督性監測系統的建設，不僅是落實國家監管部門的要求，對增加環保核電的公信力、促進核電與地方和諧發展具有重要的意義?；趪鴥饶澈穗姀S監督性監測系統選址和方案設計的實踐，同時結合其他部分核電廠的經驗反饋，筆者提出以下建議：

(1)《核電廠輻射環境現場監督性監測系統建設具體技術要求》進一步升版時，補充完善關于對照點選址和配置、熱釋光實驗室及設備配置、化學品儲存室設計以及工作人員后勤保障等相關內容，將氣溶膠采樣設備統一為超大流量型。

(2)核電項目建設單位在開展前期土地預審時，將位于核電廠外的監督性監測前沿站、流出物實驗室以及監測子站用地做統一策劃和征地。

(3)核電項目建設單位在開展項目方案設計時充分調研國內監督性監測系統運行的情況，在滿足建設規范和技術要求的前提下，結合實際進一步優化實驗室布局設計，不斷完善實驗室功能以及儀器設備的選型。