郭旭影,李春陽,周俊宇,林 強

(四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測中心站，成都 610031)

1 前 言

放射性廢物處置的目的是要隔離廢物以使它不對人和環(huán)境造成不當?shù)姆派湫暂椪誟1]。低中放固體廢物處置場的任務就是在廢物可能對人類造成不可接受的危險的時間范圍內(nèi)(一般考慮300～500年)，將廢物中的放射性限制在處置場范圍內(nèi)，以防止核素以不可接受的濃度和數(shù)量向環(huán)境釋放而影響人類健康和安全。

由于處置設施的長期安全性是公眾極為關注的問題，因此，對低中放固體廢物近地表處置場周圍進行輻射環(huán)境調查研究監(jiān)測是必要的[2]。

2 調查研究目的與內(nèi)容

2.1 調查目的

2.1.1 獲取處置場周圍環(huán)境輻射和環(huán)境介質中重要放射性核素的本底水平及變化，為確定指示生物品種，處置場正常運行及事故情況下的環(huán)境輻射監(jiān)測提供可供比較和解釋的本底數(shù)據(jù)。

2.1.2 為制定處置場運行后的環(huán)境輻射監(jiān)測方法和程序奠定技術基礎。

2.2 調查內(nèi)容

根據(jù)相關標準規(guī)定，具體調查內(nèi)容主要包括以下7個方面：(1)陸地γ輻射/貫穿輻射水平；(2)氣溶膠、沉降灰；(3)空氣中3H ；(4)土壤；(5)底泥；(6)水：包括地表水、地下水和飲用水；(7)生物：包括陸生生物和水生生物。

2.3 調查布點方案

本項目處置場位于四川省北部邊緣廣元市境內(nèi)，以處置場場址為中心，半徑10km評價范圍內(nèi)，主要居民點為三堆鎮(zhèn)，毗鄰鄉(xiāng)鎮(zhèn)包括寶輪鎮(zhèn)及青川縣的觀音店鄉(xiāng)；地表水主要是平溪河和白龍江。

2.3.1 原野貫穿輻射劑量率和累積劑量。調查范圍為半徑10km的圓形范圍內(nèi)，測量點的設置，原則上均勻布點，近密遠疏，方位交錯。原野貫穿輻射劑量率按以處置場為中心半徑1km、2km、5km、10km與16個方位角形成的扇形區(qū)域內(nèi)布點，累積劑量按以處置場為中心半徑1km、2km、5km、10km與8個方位角形成的扇形區(qū)域內(nèi)布點。在人口稀少的山區(qū)適當減少測量點，在人口稠密的居民區(qū)域和最大風頻下風向適當增加測量點。布點時避開處置單元等將來永固建筑。

2.3.2 氣溶膠、沉降灰和空氣中3H。共布設4個點位，分別為處置場常季風上風向場址邊界、處置場常季風下風向場址邊界、處置場常季風下風向5km和處置場常季風上風向5km，處置場常季風上風向5km點位作為對照點位。

2.3.3 土壤樣品共布設12個點位，包括處置場東、處置場南、處置場西、處置場北、三堆鎮(zhèn)(場鎮(zhèn))、順江村、飛鳳村、魚洞村、涼水村、茍村、紫蘭壩電站、井田村，其中魚洞村點位為對照點位。

2.3.4 地表水、底泥、地下水及飲用水。地表水布設了4個采樣點，其中處置場東側截洪溝布設了1個，在場內(nèi)河流布設了1個，在場外河流布設了2個；底泥的采樣點位與地表水相同；地下水主要是利用處置場已有的監(jiān)測井，采樣時，原有的8口監(jiān)測井僅24#、25#、26#監(jiān)測井有水，因此僅對這3口監(jiān)測井進行了采樣；飲用水布設了1個點位。

2.3.5 生物樣品。采集場址附近常見的、具有代表性的糧食、蔬菜、肉類、魚類及樹葉類等環(huán)境介質。其中，采集的糧食包括玉米和大米，蔬菜為卷心菜，肉類為豬肉，魚類為鯰魚，樹葉類為松針。

3 測量方法和使用儀器

3.1 測量方法

(1)《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T 61-2001)[3]；(2)《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》(GB/T 14583-93)[4]；(3)《個人和環(huán)境監(jiān)測用熱釋光劑量測量系統(tǒng)》(GB/T 10264-2014)[5]；(4)《生活飲用水標準檢驗方法放射性指標》(GB/T5750.13-2006)[6]；(5)《水中氚的分析方法》(GB12375-1990)[7]；(6)《水中鍶-90 放射化學分析方法二-(2-乙基己基)磷酸萃取色層法》(HJ815-2016)[8]；(7)《環(huán)境樣品中微量鈾的分析方法》(HJ840-2017)[9]；(8)《空氣中放射性核素的γ能譜分析方法》(WS/T184-1999)[10]；(9)《土壤中鍶-90的分析方法》(EJ/T1035-2011)[11]；(10)《高純鍺γ能譜分析通用方法》(GB/T11713-2015)[12]。

3.2 使用儀器

使用FH40G+FHZ672E-10多功能輻射測量儀對γ輻射劑量率進行監(jiān)測，每10s讀取一個數(shù)值，每個監(jiān)測點位讀10個數(shù)值，取其平均值作為測量結果；使用MPC9604四路流氣式低本底α、β測量儀對樣品中總α、總β放射性活度濃度進行測量；使用BR2000D熱釋光劑量讀出器對布設的劑量元件進行測量；使用Quantulus1220超低本底液體閃爍分析儀對樣品中3H放射性活度濃度進行測量；使用WGJ-Ⅲ微量鈾分析儀對樣品中U放射性活度濃度進行測量；使用GX8021高純鍺γ譜儀對樣品中γ核素進行測量。

4 監(jiān)測結果與分析

4.1 原野貫穿輻射劑量率和累積劑量

表1為原野貫穿輻射劑量率和累積劑量監(jiān)測結果，結果表明，處置場周圍半徑10km范圍內(nèi)各監(jiān)測點位原野貫穿輻射劑量率均屬于環(huán)境本地水平。

4.2 氣溶膠監(jiān)測

氣溶膠樣品的分析項目包括總α、總β、90Sr和γ譜分析(60Co、134Cs、137Cs)。所有樣品均給出了總α、總β和90Sr的測量結果，部分樣品137Cs的結果低于探測限，所有樣品60Co、134Cs的結果均低于探測限。其中：

總α的結果范圍為18.8～89.3μBq/m3，最低為下風向，最高為上風向。

總β的結果范圍為351.0～1 020.0μBq/m3，最低為下風向5km點位，最高為上風向。

90Sr的結果范圍為5.54～7.72μBq/m3，最低為下風向5km點位，最高為上風向。

表1 原野貫穿輻射劑量率和累積劑量監(jiān)測結果Tab.1 The monitoring results of the terrestrial gamma radiation and penetrating radiation level (nGy/h)

γ譜分析的結果中，部分樣品給出了137Cs的測量結果，其他核素(包括60Co和134Cs)的測量結果均小于探測限。

137Cs的測量結果中，上風向為2.25μBq/m3，上風向5km點位為6.22μBq/m3，下風向5km點位和下風向點位的測量結果均低于探測限。

結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響(見表2)。

4.3 沉降灰監(jiān)測結果

沉降灰樣品的分析項目包括總α、總β、90Sr和γ譜分析(60Co、134Cs、137Cs)。

沉降灰布設4個點位，分別為上風向、下風向、下風向5km和上風向5km，其中上風向5km點位為對照點。

總α的結果范圍為0.026 3～0.219 0Bq/m2·d，最低為上風向，最高為下風向。

總β的結果范圍為0.087 7～1.02Bq/m2·d，最低為上風向，最高為下風向5km點位。

90Sr的結果范圍為1.58～2.19mBq/m2·d，最低為下風向，最高為上風向5km點位。

γ譜分析的結果中，全部樣品均給出了137Cs的測量結果，其他核素(包括60Co和134Cs)的測量結果均小于探測限。

表2 氣溶膠監(jiān)測結果Tab.2 The monitoring results of radioactivity levels of aerosol (μBq/m3)

137Cs的測量結果范圍為0.920 7～7.212 4mBq/m2·d，最低為下風向5km點位，最高為下風向。

結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響(見表3)。

表3 沉降灰監(jiān)測結果Tab.3 The monitoring results of radioactivity levels of settling ash (mBq/m2·d)

4.4 空氣中3H監(jiān)測結果

表4為空氣中3H監(jiān)測結果，結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響。

表4空氣中3H監(jiān)測結果

Tab.4 The monitoring results of3H in air (mBq/m3)

4.5 土壤監(jiān)測結果

土壤樣品的分析項目包括：處置場內(nèi)布設4個采樣點，即處置場南、處置場西、處置場北、處置場東。處置場外布設8個采樣點，即三堆鎮(zhèn)(場鎮(zhèn))、順江村、飛鳳村、魚洞村、涼水村、茍村、紫蘭壩電站、井田村，其中魚洞村為對照點。監(jiān)測項目包括總鈾、90Sr、和γ核素(60Co、125Sb、134Cs、137Cs、155Eu)。

總鈾的測量結果范圍為1.41～2.52μg/g，最小值出現(xiàn)在井田村點位，最大值出現(xiàn)在處置場北點位。

90Sr的活度濃度范圍為0.96～2.93Bq/kg，最小值出現(xiàn)在處置場西點位，最大值出現(xiàn)在魚洞村點位。

γ譜分析的結果中，部分樣品給出了137Cs的測量結果，其他核素(包括60Co、125Sb、134Cs、155Eu)的測量結果均小于探測限。其中：

137Cs的活度濃度范圍為

結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響(見表5)。

表5 土壤監(jiān)測結果Tab.5 The monitoring results of radioactivity levels of soil (Bq/kg)

4.6 底泥監(jiān)測結果

底泥樣品的分析項目包括90Sr、和γ核素(60Co、125Sb、134Cs、137Cs、155Eu等)。

γ譜分析的結果中，所有樣品均給出了137Cs的測量結果，其他核素(包括60Co、125Sb、134Cs、155Eu)的測量結果均小于探測限。其中：

137Cs的活度濃度范圍為0.74～31.02Bq/kg，最小值出現(xiàn)在魚洞村點位，最大值出現(xiàn)在東側截洪溝點位。

放化分析的結果中，所有樣品均給出了90Sr的測量結果，其中：

90Sr的活度濃度范圍為1.62～9.18Bq/kg，最小值出現(xiàn)在東側截洪溝點位，最大值出現(xiàn)在魚洞村點位。

結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響(見表6)。

表6 底泥監(jiān)測結果Tab.6 The monitoring results of radioactivity levels of sediment (Bq/kg)

4.7 地表水監(jiān)測結果

地表水的分析項目包括：總α、總β、總鈾、3H、90Sr、和γ核素(60Co、125Sb、134Cs、137Cs、155Eu等)。

γ譜分析的結果中，全部樣品的測量結果均小于探測限。

放化分析的結果中，所有樣品均給出了總α、總β、總鈾、3H和90Sr的測量結果，其中：

總α的測量結果范圍為0.012 3～0.041 5Bq/L，最小值出現(xiàn)在東側截洪溝點位，最大值出現(xiàn)在白龍湖點位。

總β的測量結果范圍為0.048 0～0.141 0Bq/L，最小值出現(xiàn)在魚洞村點位，最大值出現(xiàn)在東側截洪溝點位。

總鈾的測量結果范圍為1.08～1.53μg/L，最小值出現(xiàn)在東側截洪溝點位，最大值出現(xiàn)在井田村點位。

3H的活度濃度范圍為

90Sr的活度濃度范圍為1.11～1.51mBq/L，最小值出現(xiàn)在魚洞村點位，最大值出現(xiàn)在東側截洪溝點位。

結果表明，各監(jiān)測點位監(jiān)測結果處于正常本底水平，未造成輻射環(huán)境影響(見表7)。

表7 地表水監(jiān)測結果Tab.7 The monitoring results of radioactivity levels of surface water (mBq/L)

4.8 地下水及飲用水監(jiān)測結果

地下水的分析項目包括：總α、總β、總鈾、3H、90Sr、和γ核素(60Co、125Sb、134Cs、137Cs、155Eu等)。

飲用水共1個采樣點，其分析項目包括：總α、總β、總鈾、3H、90Sr、和γ核素(60Co、125Sb、134Cs、137Cs、155Eu等)。

γ譜分析的結果中，所有核素的測量結果均小于探測限。

放化分析的結果中，所有樣品均給出了總α、總β、總鈾、3H、90Sr、的測量結果，其中：

總α的測量結果范圍為9.07～21.50 mBq/L，最小值出現(xiàn)在24#監(jiān)測井，最大值出現(xiàn)在26#監(jiān)測井。

總β的測量結果范圍為31.30～98.60 mBq/L，最小值出現(xiàn)在24#監(jiān)測井，最大值出現(xiàn)在26#監(jiān)測井。

總鈾的測量結果范圍為0.70～0.96μg/L，最小值出現(xiàn)在26#監(jiān)測井，最大值出現(xiàn)在飲用水。

3H的活度濃度范圍為

90Sr的活度濃度范圍為2.49～5.25mBq/L，最小值出現(xiàn)在25#監(jiān)測井(見表8)。

表8 地下水及飲用水監(jiān)測結果Tab.8 The monitoring results of radioactivity levels of ground water and drinking water (mBq/L)

4.9 生物樣品監(jiān)測結果

采集的生物樣品種類包括：糧食(玉米、大米)、蔬菜(卷心菜)、肉類(豬肉)、淡水魚(鯰魚)和松針，樣品數(shù)共計6個。分析項目包括：90Sr和γ核素(60Co、134Cs、137Cs)，所有生物樣品測量結果均為Bq/kg(鮮重)。

所有樣品均給出了90Sr的測量結果，部分樣品137Cs的結果低于探測限，其他核素(60Co、134Cs)的結果均低于探測限。其中：

90Sr：大米的測量結果為0.070 6Bq/kg鮮；玉米的測量結果為0.132 0Bq/kg鮮；卷心菜的測量結果為0.090 8Bq/kg鮮；豬肉的測量結果為0.033 3Bq/kg鮮；鯰魚的測量結果為0.042 3Bq/kg鮮；松針的測量結果為0.374 0Bq/kg鮮。

137Cs：糧食類樣品(玉米和大米)的測量結果均低于探測限；蔬菜類樣品卷心菜的測量結果為0.033 5Bq/kg鮮，松針的測量結果為0.635 9Bq/kg鮮；豬肉和鯰魚的測量結果低于探測限(見表9)。

表9 生物樣品監(jiān)測結果Tab.9 The monitoring results of radioactivity levels of biological samples (Bq/kg鮮)

5 結 論

5.1 原野貫穿輻射劑量率和累積劑量分析

原野貫穿輻射劑量率按以處置場為中心半徑1km、2km、5km、10km與16個方位角形成的扇形區(qū)域內(nèi)布點，累積劑量按以處置場為中心半徑1km、2km、5km、10km與8個方位角形成的扇形區(qū)域內(nèi)布點。在人口稀少的山區(qū)適當減少測量點，在人口稠密的居民區(qū)域和最大風頻下風向適當增加測量點。通過對比分析原野貫穿輻射劑量率和累積劑量各19個監(jiān)測點位數(shù)據(jù)，從累積劑量換算出的劑量率結果與原野貫穿輻射劑量率測量結果基本保持一致。因此原野貫穿輻射劑量率和累積劑量的監(jiān)測點位具有代表性和可溯源性。

5.2 生物樣品的90Sr分析研究

通過對比分析生物樣品監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)松針對于90Sr的富集遠高于其他陸生植物，因此可將松針作為核設施外圍環(huán)境90Sr監(jiān)測的指示生物，對于其他核與輻射設施的環(huán)境監(jiān)測具有指導意義。

5.3 環(huán)境輻射監(jiān)測方法和程序分析

本次監(jiān)測中采樣及分析測量方法，均嚴格執(zhí)行我國已頒布的有關標準和法規(guī)。做到采樣、樣品預處理和分析測量工作依據(jù)有關作業(yè)指導書執(zhí)行，質量保證措施貫徹監(jiān)測全過程，從而保證調查結果的代表性、準確性和可靠性。本次監(jiān)測采用的環(huán)境輻射監(jiān)測方法和程序為制定處置場運行期間的環(huán)境輻射監(jiān)測方法和程序奠定了技術基礎。

5.4 結論

通過對某低中放固體廢物近地表處置場周圍陸地γ輻射/貫穿輻射水平、氣溶膠、沉降灰、空氣中3H、土壤、底泥、地表水、地下水、飲用水、陸生生物和水生生物的放射性水平進行檢測，結果表明，該低中放固體廢物近地表處置場運行過程周圍輻射環(huán)境無明顯變化，所有樣品的檢測結果均符合相關國家標準，本處置場的運行未對環(huán)境造成放射性影響。