輻射環境空氣自動監測站建構及運行管理

施曉烽 徐君

摘要：隨社會經濟發展速度不斷加快，核電事業建設規模日漸擴大。為從根本上保障核電生產期間的安全性，避免生產工作對周圍空氣環境造成嚴重不利影響，要著重關注輻射環境空氣監測工作，構建起輻射環境空氣自動監測站，從根本上提升監測結果的全面性及精準度。基于此，本文以輻射環境空氣自動監測站建設的必要性為切入點，提出輻射環境空氣自動監測站構建期間的技術路線，明確輻射環境空氣自動監測站的布點原則、選址條件，設計站房結構、細化設備選型要求，制定出專項可行的監測方案及數據處理流程，并結合輻射環境空氣自動監測站的運行要求，制定專項可行的運行管理機制，以供參考。

關鍵詞：輻射環境空氣自動監測站建構運行管理質量控制

現階段，核能源利用率不斷提升，核環境質量已然受到國家及大眾的高度關注。依據核安全十三五規劃，我國國控輻射環境質量自動監測站需要達到500個以上，要求輻射環境質量監控網絡覆蓋到全國范圍以內的地級以上城市以及邊境口岸等地區。為從根本上提升輻射環境空氣監測水平，需要設計出功能完善的輻射環境空氣自動監測站，不斷優化輻射環境空氣自動監測站的結構模塊，制定出專項可行的輻射環境空氣自動監測站運行管理機制。

1輻射環境空氣自動監測站構建重要意義

現階段，核能源已然在我國能源總體系中占據了重要地位，核設備建設規模不斷擴大，生產技術更加成熟。在電磁輻射活動不斷增多的同時，輻射對周邊空氣環境的污染更為嚴重。

為使核事業能夠與社會可持續發展目標相符，滿足輻射環境及安全管理要求，需要建立起輻射環境空氣質量自動監測站，在全國范圍內形成輻射環境自動監控網絡，從根本上提升輻射環境空氣自動監測結果的全面性與精準度。

輻射環境可以分為空氣輻射環境、水輻射環境、土壤輻射環境等，空氣輻射環境的監測難度較大，其中包括輻射劑量率連續監測、氣溶膠監測、氧濃度含量監測等。通過建立起功能完善的輻射環境空氣自動監測站，能夠對輻射環境下的空氣質量進行實時與應急監測，為后續應急防護決策的制定提供重要的數據支持，切實保障環境的安全性[1]。

輻射環境空氣自動監測站的構建工作應當經過設計技術路線、布點、選址、設備選型、監測方案制定等環節。監測站構建完畢后，還需要對自動監測站運行全過程進行嚴格管控，及時發現并解決自動監測站內部設備故障問題，確保自動監測站能夠始終處于高效平穩的運行狀態。

2輻射環境空氣自動監測站技術路線

輻射環境空氣自動監測站的監測項目開展工作主要包括在線或離線設備監測方式、數據監測設施。為從根本上滿足輻射環境空氣自動監測功能要求，應重點關注在線與離線設備的配置工作，確保這些設備能夠在運行過程中協調運轉。

著重關注輻射空氣吸收劑量、輻射能量譜分析工作，選擇適宜的電磁輻射測量項目，配備功能完善的在線及自動監測設備[2]，分析影響在線監測緩解的各類不利因素，并對自動監測流程進行切實優化，確保監測工作能夠提高事故反應速度，切實保障監測環節的人力及物力資源利用率。

結合不同地區空氣環境與水文特征，增強輻射環境空氣自動監測站對不同環境的適應性。要求在輻射環境空氣自動監測站中配備電力、通信、防雷等基礎設施，確保監測站能夠更好地適應惡劣運行環境[3]。配合使用集成設計建造理念，開展統一站房設計工作，能夠及時發現并解決存在于監測站設備運行期間的各類異常問題。

分析輻射環境空氣自動監測站的運行數據管控要求，建立起全省至全國范圍內的數據控制中心，確保不同部門及不同領域的管理人員均能夠及時掌握輻射環境空氣質量變化情況，并就這些情況制定出專項可行的應急決策方案。

3輻射環境空氣自動監測站布點

第一，就目前來看，我國已經具備較為成熟的核設施流出物監測技術，并配備了體系完善的輻射環境監測技術規范。在輻射環境空氣自動監測站布點工作開展期間，應當著重考慮核電站周邊環境特征，如道路、居住空間、環境風向特征等，確保建立起的輻射環境空氣自動監測站能夠充分發揮出監測預警功能，切實保障周邊空氣環境的安全性。輻射環境空氣自動監測站的布點工作需要嚴格遵守以下原則[4]。

（1）要求自動監測站的布點工作應當切實滿足地區行政劃分標準，重點在省會及地級行政區城市建立空氣自動監測站，構建起覆蓋范圍更廣的輻射環境，即空氣自動監測網絡。

（2）分析所在地區人口分布情況，結合人口分布密度及分布特征選擇適宜的輻射環境空氣自動監測站位置。

（3）在設置輻射環境空氣自動監測點的疏密性時，要結合監測站的監測功能、核建筑設施的密集程度、建設成本投入情況。在所處位置為重點監控區域的情況下，可以適當增加自動監測點密度，從根本上保障監測結果的全面性及精準度。

（4）重視輻射環境空氣自動監測站必要的交通道路、電力及通信基礎設施，實現監測數據高質高效傳輸目標，從根本上提升自動監測站管控效果。

4輻射環境空氣自動監測站設備選型

為使輻射環境空氣自動監測站的運行效果滿足預期設計要求，還需要結合監測目標選擇適宜的監測設備。

現階段，輻射環境空氣自動監測工作主要包括輻射空氣吸收劑量率、氣象參數、大流量氣溶膠監測、實驗室放射性監測等。采集到的監測數據應當借助網絡傳輸到數據中心。

輻射環境空氣自動化監測設備為輻射探測儀、氣象參數自動測量儀、超大流量自動氣溶膠采樣儀、數據采集以及電力通信傳輸設備。不同設備肩負起的運行職責不同，后期運維管理要點差異性較大[5]。

舉例而言，輻射探測儀主要用于測量輻射劑量率水平;氣象參數自動監測儀主要用于監測環境內氣象參數值，對比分析環境參數及監測數據結果;數據采集與通信傳輸系統主要由采集裝置、不間斷電源、有線及無線接入設備、現場監測設備等組成，需要在具體運行過程中具備數據處理、異常數據預警、故障診斷等功能。

5輻射環境空氣自動監測站監測方案的制定

現階段，國家及有關部門對輻射環境空氣監測工作開展的質量要求更高，并頒發了全國輻射環境監測方案，制定了更為完善的監測內容。

輻射環境空氣自動監測站的建設目的是為環境管控部門提供輻射空氣環境狀況以及環境變化趨勢，判斷空氣環境中放射物污染來源，為輻射環境空氣治理工作提供重要技術支持，從根本上保障大眾核心利益。

在制定輻射環境空氣自動監測站監測方案時，需要遵循現行標準規范，遵照自動監測站監測目標，優化人力與物力資源配備方式。

結合不同輻射環境空氣自動監測項目，設置監測技術參數以及監測設施布置要求。例如，在超大流量自動大氣連續氣溶膠監測項目開展期間，采樣流量需要大于等于每天8000m3，濾紙過濾效率高于90%[6]，要求監測設備應當具備自動流量控制功能。設備布置期間的取樣點高度應當距離地面1.5m，取樣點需避免設置在氣候環境變化較為顯著、受人為行為影響較大的范圍內。

6輻射環境空氣自動監測站數據處理

輻射環境空氣自動監測站在運行過程中涉及了體量大、種類復雜的監測數據，為實現高效利用監測數據的目標，保障監測數據存儲及處理效果，需要著重關注輻射環境空氣自動監測站數據庫的建立工作，建立起省級與全國范圍內的兩級數據中心，配合使用有線及無線的雙鏈路冗余備份通信方式，增強數據處理水平。

首先，在各省內建立起省級輻射環境空氣自動監測站數據匯總中心。配合使用有線網絡系統連接各空氣輻射環境自動監測站數據庫，將自動監測站在線測量得到的數據借助系統直接傳輸給數據匯總中心，并借助相應的數據處理軟件，對此些數據進行集中處理及利用。

其次，在全國范圍內站立起輻射環境空氣自動監測數據匯總中心，借助有線網絡連接各省級匯總中心數據。要求全國數據匯總中心應當借助有線網絡連接環境保護管理單位。各省級數據匯總中心處理后的數據需要統一發送至全國數據匯總中心以及環境保護部門，確保相關部門能夠利用這些數據及時發現存在于輻射環境中的異常問題，并針對問題制定出專項可行的解決對策。

7輻射環境空氣自動監測站運行管理

7.1自動監測站運行維護要點

著重分析輻射環境空氣自動監測站運行環境特征，從根本上保障自動監測數據結果的全面性、精準度、完整性。要求輻射環境空氣自動監測站的運行需要嚴格遵循日監視、月巡檢的要求，巡檢內容主要包括基礎設備巡檢、軟件系統巡檢、氣象設備運行狀態檢查、數據傳輸通信系統監管等。在發現設備運行故障問題后，需要進行及時的上報維修，制定出專項可行的運維管理對策，為監測設備提供一個安全可靠的運行環境，進一步控制設備運維成本。

7.2自動監測站結果質量管理

為從根本上增強輻射環境空氣自動監測數據的準確性及全面性，還需要著重關注自動監測設備檢查、運行參數校準等工作。要求監測設備需要每隔3～5年對運行功能進行復測，采樣設備及氣象設備需要每隔1年進行量值監測。

在自動監測結果質量管理過程中，還需要設置適宜的設備質量管理體系。建立起設備運維檔案，從根本上提升設備運維工作效率，確保監測設備能夠始終保持精準運行狀態，為管理部門提供高質量輻射環境空氣監測結果。

8輻射環境空氣自動監測站運行管理現狀

由于輻射環境空氣自動監測站在我國的運行時間較短，監測數據的全面性與精準度難以得到根本上的保障，存在于監測運維管理期間的問題屢見不鮮。

一方面，專業設備運維人員缺失。由于輻射環境空氣自動監測站內部設備種類較多，設備結構復雜，對維護人員專業水平及職業素養提出了更高要求。但就目前來看，現因人員缺乏豐富的運維工作經驗，無法及時發現監測站內設備運行問題，導致監測設備故障頻繁出現，嚴重影響到數據監測結果精準度。

另一方面，自動監測站內部設備種類較多，維護難度較大。輻射環境空氣自動監測站涉及的監測設備種類較多，不同設備操作要點不同，運維管控體系較為復雜，對設備運維工作開展的質量與效率提出了更高要求。

同時，通過分析現階段輻射環境空氣自動監測站運行維護工作，發現在運行期間的故障維修處理較為緩慢，自動監測站內儀表設備故障發生概率難以從根本上得到控制。此外，監測站內高氣壓電離室以及 VPN設備故障發生概率較高。由于部分地區沒有針對輻射環境空氣自動監測站設置專項的設備原裝備件庫，導致出現故障問題的設備難以得到及時更換，極大程度地影響了輻射環境空氣自動監測水平。

9提升輻射環境空氣自動監測站運行管理水平的具體措施

9.1建立起監測站運行維護管理機制

制定出專項可行的輻射環境空氣自動監測站運行管控機制，設置統一的輻射環境空氣自動監測站建立標準，配備相應的設備運維管控保障手段。

統一監測站內操作軟件、系統集成、數據端口，降低設備運維故障難度。積極與第三方機構合作，將設備的日常巡檢及維護工作交于第三方服務機構，使自動監測站內部運維人員能夠將更多的時間放置在自動監測站數據分析、設備運行管理及評估等工作中，從根本上增強自動監測站運行管理力度，控制運行管理期間的人力與物力成本投入量。

9.2做好監測站保養及備件儲備工作

通過開展輻射環境空氣自動監測站保養及備件儲備工作，為后續監測站的運行管理提供必要支持。依照現有輻射環境、空氣自動監測站建設及運行管理要求，有序開展監測設備、采樣設備、基礎設備的維護保養工作。結合監測站設備運行情況以及易發生故障的設備種類，測算出備品備件的年度需求量，確保存在于監測站設備中的故障問題能夠得到及時解決，從根本上提升監測站設備運維管理效果。

9.3構建專業監測站運維管理人才隊伍

為切實增強輻射環境空氣自動監測站運行管理水平，最大限度地保障監測結果的全面性及精準度，還需要以構建起一支專業的監測站運維管理團隊為基礎，及時發現與解決存在于監測站設備運行時的異常問題。

在輻射環境空氣自動監測站運維隊伍的建設工作中投入充足的物力支持，定期在運行管理團隊內開展專業技能培訓工作。要求入崗前的運行維護管理人員，均需要通過專業培訓并獲得相關的任職許可證。在監測站日常運行管理過程中，加強工作人員的實際操作訓練力度，確保相關工作人員能夠在發現監測站運行故障問題后第一時間做出正確反應，制定出周密可行的故障設備運維方案，最大限度地降低監測站設備故障問題對輻射環境空氣質量監測工作造成的不利影響。

10結語

總而言之，通過優化空氣輻射環境自動監測站建設流程，對輻射環境下的空氣質量進行專項監測，能夠從根本上提升輻射環境監測結果精準度。相較于發達國家而言，我國輻射環境空氣自動監測站的建設工作處于起步階段，在重點關注自動監測站設計工作的同時，還需要做好自動監測站運行管理工作，加強自動監測站內設備故障運維力度，確保輻射環境空氣監測站的監測結果全面且精準。

參考文獻

[1]薛蓮，徐以飛，劉岳峰，等.青島市春季一次臭氧污染過程特征及成因分析[J].環境科學與技術，2021，44（S1）：161-165.

[2]葛連江，鄭瑤.空氣自動監測PM2.5的方法比對及適用性[J].資源節約與環保，2020（10）：42-43.

[3]鈕云龍，楊維耿，楊江，等.關于輻射環境自動監測空氣采樣器現場標定裝置的研究[J].環境與可持續發展，2020，45（5）：129-132.

[4]駱云飛.國控大氣輻射環境自動監測站輻射監測模型的研究[D].杭州：浙江大學，2020.

[5]陳怡.輻射環境空氣自動監測站建構及運行管理[J].環境與發展，2019，31（9）：180，182.

[6]黃晨旭.環境空氣中PM_（2.5）自動監測方法比較及應用[J].江西化工，2019（4）：258-259.