門 武，余 雯，何建華，王芬芬，林 峰，鄧芳芳，張玉生

(自然資源部第三海洋研究所、海洋放射性技術(shù)與環(huán)境安全評估實驗室，福建 廈門 361005)

隨著人類文明的進步，核輻射已經(jīng)影響到以往人們未曾考慮和涉及的區(qū)域，如太空、海洋、極地等。核輻射不易被感知且危害不易被發(fā)現(xiàn)，但卻影響深遠。生態(tài)系統(tǒng)中不同物種對核素呈現(xiàn)出不同的濃集特性，所受輻射危害的程度不同。上世紀80年代初以前，輻射防護領(lǐng)域的主導思想是以保護人類健康為核心，人類被認為是對輻射最敏感的生物，人類得到了保護則其它生物也能得到保護[1]。然而，這樣的觀點受到了文明進步和科學發(fā)展的挑戰(zhàn)，確保非人類物種得到全面的保護已經(jīng)成為不可回避的問題。1986年的切爾諾貝利事故之后，在生物個體和種群中觀察到了輻射損傷現(xiàn)象，使得人們意識到某些生物的輻射敏感度或受到的輻射劑量高于人類[2]，輻射對非人類物種的危害也不容忽視。在輻射防護領(lǐng)域，以人類為中心的環(huán)境保護理念逐漸發(fā)展為以整個生態(tài)系統(tǒng)為保護目標的生態(tài)保護理念[3-4]。美國能源部(United States Department of Energy, USDOE)在技術(shù)標準DOE-STD-1153-2002中提出了相應的輻射評價分級(GRADED)方法[5]，于2000年形成了技術(shù)標準并可提供相應的計算程序，其中，“Resrad-BIOTA”程序用于非人類物種輻射劑量的評估；國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection, ICRP)于2000年成立了一個研究電離輻射對非人類物種效應的工作組，并于2002年出版了第91號出版物《評價非人類物種電離輻射影響的框架》[6]；國際原子能機構(gòu)(International Atomic Energy Agency, IAEA)出版了《具有現(xiàn)行輻射防護標準含義的輻射水平對植物和動物的電離輻射效應》[7]等一系列報告；聯(lián)合國原子輻射效應科學委員會(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR)對環(huán)境中植物和動物可能受到的輻射效應進行了詳細介紹和系統(tǒng)評價[8]；歐盟委員會于2000—2007年完成了“環(huán)境電離輻射污染危險評估：評價和管理(environmental risk from ionising contaminants: assessment and management, ERICA)” 項目[9]。近年來，隨著國內(nèi)核行業(yè)的發(fā)展，核輻射的涉及面迅速增大，這就要求對人與環(huán)境全面協(xié)調(diào)及可持續(xù)發(fā)展的考慮應更為周全, 海洋環(huán)境是其中非常重要的一方面。國內(nèi)非人類物種輻射影響評估方面的研究相對較少，且大多是關(guān)于陸域生物[10-13]，涉及海洋生物的相對有限。張曉峰等(2009)利用歐洲ERICA程序輻射影響評價方法評估了陽江核電廠附近海域海洋生物受到的輻射影響[14]；李靜晶等(2009)分別用美國Resrad-BIOTA程序、歐洲ERICA程序和蒙特卡羅方法計算了某核電水域的中華鱘受到的輻射劑量[15]；清華大學也在海洋非人類物種評價方面做了一些工作。王秀娟(2009)利用模糊數(shù)學方法，經(jīng)過層次分析和綜合評價，選擇并推薦了17種大亞灣水生生物為人工放射性核素輻射劑量的參考生物[16]；趙穎(2009)[17]、蘇健等(2011)[18]、劉悅等(2011)[19]進行了大亞灣非人類物種輻射劑量評估的研究。葉素芬等(2016)綜述了海洋放射性污染生態(tài)風險評價研究進展[20]。何映雪等(2020)詳細介紹了歐盟推薦的ERICA方法和美國USDOE的Resrad-BIOTA方法的原理、參考生物、涉及核素、篩選流程和計算公式[10]。

日本福島核事故發(fā)生在2011年3月，事故為最高等級7級，其放射性污染問題引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。此事故雖已過去11年有余, 但后續(xù)廢物處置還需相當長的時間。在過去的11年間，福島核事故后續(xù)泄漏時有發(fā)生。2021年4月，日本宣布自2023年夏天起將儲存在福島核電站的約137萬噸核污染水排放入太平洋，此舉遭到包括中國和韓國在內(nèi)的國際社會的強烈反對，但日本政府充耳不聞，如果國際社會沒有強有力的干預手段，最終很可能還是排海了之。事實上，自核爆實驗以來進入海洋中的放射性物質(zhì)，迄今已達幾百兆居里，而從其他核能利用排入海洋中的放射性物質(zhì)，每年達幾十萬居里[21]。核電作為一種清潔能源具有很大的開發(fā)潛力，但所帶來的放射性物質(zhì)對環(huán)境的潛在風險不容忽視。核電站的安全運行有利于社會、經(jīng)濟的發(fā)展，而一旦發(fā)生事故又會釀成危害或災難。截止2021年6月，我國投入商業(yè)運營的核電機組有50個，在建核電機組有13個，這些機組均建立在沿海地區(qū)，一旦發(fā)生核事故，大量放射性物質(zhì)將擴散到環(huán)境中并最終進入海洋，給海洋核安全造成潛在的巨大壓力，從而給我們提出了新的挑戰(zhàn)。近年來，核輻射對海洋生態(tài)環(huán)境影響的評估和風險控制越來越引起有關(guān)專家和部門的重視，而我國還未有相應的海洋放射性環(huán)境影響評價方法，研究核輻射對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響和風險評價方法已經(jīng)成為我國當今生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的重要課題，其對于我國海洋環(huán)境保護、海洋核安全、海洋生物多樣性及生物資源保護、海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展等具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。

我們開展了大量海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法研究，包括海洋放射性環(huán)境效應、海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級和低放廢物長期排放的潛在風險這3個部分內(nèi)容。目前該方法已經(jīng)相對完善，在此基礎(chǔ)之上，我們又開發(fā)出了相應的評價軟件，使得復雜的評價方法不僅簡單易行，而且適于推廣應用?，F(xiàn)將本方法的研究進展簡要介紹如下，供相關(guān)同行參考使用。

1 海洋生物輻射劑量模型

在研究和比較了國際上幾種非人類物種輻射劑量評估方法之后，我們選取框架比較完整、模型比較成熟的美國USDOE GRADED[5]和歐盟ERICA[9]兩種放射性評價方法作為借鑒，進行進一步研究。與上述兩種評價方法一樣，我們的海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價也以海洋生物所受到的輻射劑量率評估為基礎(chǔ)展開，其核心是建立海洋生物輻射劑量模型，為計算海洋生物的輻射劑量評估提供模擬對象。

1.1 參考核素的選擇

參考核素和參考生物的選擇是輻射劑量評估的首要工作。USDOE GRADED和歐盟ERICA選擇參考核素有以下幾個方面的考量[5,9]：①核素的生物地球化學特性。此特性決定了核素在環(huán)境介質(zhì)中的存在形式(如固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等)和在生物體內(nèi)的累積情況。②核素濃度的可測性。被選擇的核素應當具有使用常規(guī)檢測方法即可測得的核素濃度特點。③核素的持久穩(wěn)定性。對于半衰期長的核素，若其濃度可測且生物受其照射，則選擇；對于半衰期短的核素(如小于3個月)，若持續(xù)不斷或定期地向環(huán)境排放，也可選擇。對于我國海洋放射性環(huán)境評價而言，還需兼顧天然的、人工的、主要劑量貢獻的、生物主要濃集的和海洋放射性監(jiān)測和調(diào)查中常涉及到的放射性核素。經(jīng)過篩選，我們選取的參考核素有110mAg、58Co、60Co、134Cs、137Cs、3H、131I、40K、54Mn、226Ra、90Sr、232Th、238U、65Zn。在計算劑量率的時候選擇像ERICA一樣，將半衰期小于10 d的子體核素考慮在內(nèi)，分別為90Sr的子體90Y、137Cs的子體133mBa、226Ra的子體218At、218Po、214Bi、214Pb、222Rn、214Po。

1.2 參考生物的選擇

參考生物的概念和參考人的概念很相似，通過計算某些特定生物的輻射危害來評估某類生命周期和受照射特性類似的生物群體的輻射危害，旨在為眾多計算和決策設(shè)定一個統(tǒng)一的基準。制定參考生物的系統(tǒng)方法是要為能夠代表環(huán)境的少數(shù)生物導出一套合理而完整的相關(guān)信息。這種方法不能夠?qū)φ麄€環(huán)境的輻射效應提出一般的評價，但卻能夠提供判斷此類生物可能受到輻射效應的概率和嚴重程度，采用這些數(shù)據(jù)和其他的環(huán)境數(shù)據(jù)就能夠評價個體或相關(guān)群體的可能后果，以便對此情形作出管理決定[22]。ICRP對于參考生物的定義為：參考生物是一組虛擬(假設(shè))的實體，具有一種特定類型的動物或者植物的基本生物學特征，按解剖學、生理學和生命歷史特征等分類描述生物體的一般性，用于計算不同照射路徑下的輻射劑量以及不同輻射劑量造成的不同生物效應[23]。然而，由于生物的種類繁多、習性各異，參考生物的選擇極為復雜。各國際組織紛紛給出參考生物的選擇準則。ICRP、USDOE和歐盟選擇參考生物基本上主要考慮生物種類、生態(tài)位、分布廣泛程度、代表性、輻射敏感性、照射途徑、易被監(jiān)測性等[5,9,24-26]。我們根據(jù)上述方法選取生物種類，再結(jié)合我國核電站附近海域，核電廠建成之前的放射性背景值調(diào)查和常規(guī)的海洋放射性監(jiān)測或調(diào)查中常常涉及到的生物(魚、蝦、貝、藻四大類)，認為ERICA中的參考生物比較齊全，其球體或橢球體的簡化輻射模型簡單適用，也涵蓋了海洋生物不同的居留形式(圖1)，基本包含了我國整個海洋生態(tài)系統(tǒng)放射性監(jiān)測或調(diào)查中的所有類型，可以作為我們所要選取的海洋生物模型。我國同類研究中有涉及主要經(jīng)濟型海產(chǎn)品蝦類的模型[17]，故也將蝦類生物模型納入所要選取的海洋生物模型之中。本研究選擇的生物模型見表1。雖然我國目前還未有海洋涉禽、 爬行動物和哺乳動物的輻射劑量研究， 但將來必然會涉及到。本研究盡可能地保留這些生物模型以作后備之用(在實際評價時，可以不選擇)。除表中的15種生物模型外，評價者也可以根據(jù)具體情況自行定義生物輻射劑量模型用于具體的劑量評估中。

圖1 海洋生物不同的居留形式Fig. 1 Types of habits for marine organisms1.生活在水表層，2.生活在水中，3.生活在水-沉積物界面，4.生活在沉積物中。

表1 參考生物及其輻射劑量模型信息

續(xù)表

1.3 生物體輻射劑量計算

生物劑量模型涉及核素在生物體內(nèi)、環(huán)境的分布等因素，本研究借鑒ERICA方法，作如下假設(shè)以簡化劑量評價模型的計算：①各種核素在生物體內(nèi)均勻分布；②各種核素在環(huán)境中均勻分布；③整個生物體的成分、密度都是相同的均勻體；④環(huán)境與生物體密度無差異。

生物輻射劑量率的計算公式為:

D=Dint+Dext

(1)

(2)

(3)

參考生物和居留點環(huán)境介質(zhì)中的核素濃度可以通過具體測量得出。如果缺少生物體內(nèi)和環(huán)境介質(zhì)中的核素濃度時，部分數(shù)據(jù)可使用濃集系數(shù)(concentration ratio，CR)和分配系數(shù)(diffusion coefficient，Kd)求?。?/p>

(4)

(5)

式(4)至(5)中：CRi是放射性核素i在生物體中的濃度與海水中的濃度之比；Kdi表示沉積物中與海水中的濃度之比值。

本研究所涉及的各參考核素的CR值和Kd值見表2，大部分數(shù)據(jù)來自于IAEA 422號技術(shù)報告[31]、ERICA數(shù)據(jù)庫和放射生態(tài)學轉(zhuǎn)移參數(shù)手冊[32]，但其中沒有40K(40K在海洋中的活度水平較高，也是主要的劑量貢獻者)的數(shù)據(jù)。表中40K的數(shù)據(jù)是通過收集到的數(shù)據(jù)計算得出，海水中濃度數(shù)據(jù)采用平均K濃度(0.399 g/kg)，根據(jù)其豐度(0.000 117)得出活度值；海洋生物中40K的活度采用“我國近海海洋綜合調(diào)查與評價專項”(“908”專項)、“第二次全國海洋污染基線調(diào)查”(二次基線調(diào)查)、核電廠周邊海域放射性背景值調(diào)查以及文獻[33]中的海洋生物學數(shù)據(jù)；海洋沉積物中40K的數(shù)據(jù)來自“908”專項、二次基線調(diào)查數(shù)據(jù)的平均含量。但是，哺乳動物、涉禽、?？?珊瑚、多毛類動物仍然沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，由于文獻[33]中所列的大部分生物40K數(shù)據(jù)(浮游植物、浮游動物、甲殼動物、魚類)都為～90 Bq/kg鮮重, 所以在此假設(shè)哺乳動物、涉禽、?？?珊瑚、多毛類動物的40K數(shù)據(jù)為90 Bq/kg鮮重，在有相關(guān)數(shù)據(jù)之后再作調(diào)整[31-34]。

內(nèi)、外照射劑量轉(zhuǎn)換總系數(shù)的表達式為：

DCCint=wflowβDCCint,lowβ+wfβ+γDCCint,β+γ

+wfαDCCint,α

(6)

DCCext=wflowβDCCext,lowβ+wfβ+γDCCext,β+γ

(7)

式(6)至(7)中:DCCint和DCCext分別表示總的內(nèi)、外劑量轉(zhuǎn)換因子，是各不同輻射類型[α，β(低能 E<10 keV)，γ(或高能β)]的劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以各自權(quán)重因子(wf)的和。國際上由于關(guān)心重點不同，對各射線的權(quán)重因子選擇也不盡相同。IAEA和ICRP著重用人類α內(nèi)照射，其權(quán)重因子取20，但不適合用在評價生物中；經(jīng)過文獻分析和比對，ERICA對于α，β(低能 E<10 keV)，γ(或高能β)的權(quán)重因子一般分別為10、3、1，本研究亦采用這3種射線的權(quán)重因子。

對于各種輻射類型的內(nèi)、外劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用如下方法進行計算：

DCCint=5.77×10-4·

(8)

DCCext=5.77×10-4·

(9)

式(8)至(9)中：v表示輻射類型；Ei(MeV)和Yi為第i種能量和每次衰變時發(fā)射第i種能量輻射的產(chǎn)額，Nv(E)是輻射類型v連續(xù)輻射的能量譜，這里特指β離子；?v(E)是生物體對v輻射能量的吸收份額，需利用蒙特卡洛方法對特定生物模型模擬得出。5.77×10-4是從MeV/s到μJ/h的轉(zhuǎn)換因子。

表2 各參考核素的CR值和Kd值

2 海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法

海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價包括海洋放射性環(huán)境效應、海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級和低放廢物長期排放的潛在風險評價3種方法，其總體框架如圖2所示：通過前述的選取海洋參考生物建立生物輻射劑量模型、選取參考核素計算生物輻射劑量，并根據(jù)劑量閾值判定輻射是否在種群水平上產(chǎn)生生物效應，以此作為海洋放射性環(huán)境效應評估的方法；根據(jù)輻射劑量閾值和其他參數(shù)導出某一核素相應的活度作為海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級的活度閾值，形成海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級方法；最后通過收集某一區(qū)域長時間序列環(huán)境放射性數(shù)據(jù)變化趨勢，外推至未來某一時間，得出環(huán)境放射性數(shù)據(jù)后，經(jīng)過海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級評價，從而構(gòu)建低放廢物長期排放的潛在風險評估方法。

圖2 海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法總體框架Fig. 2 Framework of marine radioactive environmental quality assessment

2.1 海洋放射性環(huán)境效應評價方法

放射性環(huán)境效應閾值采用歐盟ERICA和USDOE GRADED 中的水生生態(tài)系統(tǒng)的劑量閾值400 μGy/h或10 mGy/d[5,9]。如果生物體受到的總劑量率大于等于生物安全輻射劑量限值400 μGy/h，則認為在種群水平上有生物效應；如果小于400 μGy/h，則認為在種群水平上無生物效應。此外，具體的對應某種生物的生物效應可查詢ERICA的輻射效應數(shù)據(jù)庫(http://www.frederica-online. org/mainpage.asp)，由于該數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)有限，很多種生物沒有明確的輻射生物效應數(shù)據(jù)，亟待放射生態(tài)學研究者后續(xù)的大量科研工作積累，因此在本方法中對具體的生物效應不作強制要求。

2.2 海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級方法

海洋放射性環(huán)境分級較為復雜，海洋中存在很多天然和人工放射性核素，需要將二者都考慮在內(nèi)，海洋環(huán)境中的放射性核素研究相對較少，相關(guān)數(shù)據(jù)有限；海洋是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，所涉及的不僅有海洋生物也涉及到人類(食物鏈傳遞、直接接觸等)，人類的輻射敏感性往往在大多數(shù)生物之上(比大多數(shù)生物高)，也就是說絕大部分非人類物種對輻射的耐受性較強，在相對較高放射性的輻射環(huán)境中也不會發(fā)生輻射效應。在海洋放射性環(huán)境質(zhì)量的評價中，非人類物質(zhì)的輻射安全評估理念固然重要，但也不能超越以人類輻射安全為最高保護目標的準則，所以在考慮分級方法時要兼顧海洋生物與人類安全。

在USDOE GRADED和歐盟ERICA中的分級都是以濃度限制為標準的,本研究也采用以濃度為基準的分級方法。從污染評價、保護人類健康、保護海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的角度將海洋放射性環(huán)境質(zhì)量即海水和海洋沉積物放射性質(zhì)量分為4級。

2.2.1 第1級海洋放射性環(huán)境質(zhì)量 第1級屬于安全級別，為放射性環(huán)境質(zhì)量最好的一級。海洋環(huán)境(海水和海洋沉積物)放射性水平處于海洋的背景值范圍以內(nèi)，評判的標準為目標海區(qū)內(nèi)海水或海洋沉積物中放射性核素的最高濃度值均不超出其背景范圍值，背景值參見文獻[35]。

2.2.2 第2級海洋放射性環(huán)境質(zhì)量 第2級仍然屬于安全級別，海洋放射性環(huán)境質(zhì)量次之。海洋環(huán)境(海水和海洋沉積物)放射性水平高于本底水平，但還未危害到人類和海洋生物的健康，評判標準為海水或海洋沉積物中參考放射性核素濃度高出本底水平但仍然在人類和海洋生物的安全濃度限值以內(nèi)。

人類安全海水或海洋沉積物放射性濃度限值(human safety sea water concentration limits，HSSWCL， human safety marine sediment concentration limits， HSMSCL)為不危害人類健康的海水或海洋沉積物中放射性核素濃度的最高值，具體計算方法參見文獻[25]。此處危害商(hazard factor, HF)為所測量的海水或海洋沉積物中參考放射性核素濃度與其對應的人類安全海洋放射性濃度限值之比：

(10)

(11)

式(10)至(11)中：Cisw、Cims為所測量的海水和沉積物中第i種核素的最大濃度。人類安全風險系數(shù)(human safety risk quotient, HSRQ)為所有放射性核素危害商之和：

(12)

目標海區(qū)海水或海洋沉積物中放射性核素的最高濃度值部分或全部超出其背景值，但其人類安全風險系數(shù)小于1，則該海域海水或海洋沉積物放射性環(huán)境質(zhì)量為2級。

2.2.3 第3級海洋放射性環(huán)境質(zhì)量 第3級屬于危險級別。海洋環(huán)境(海水和海洋沉積物)放射性水平超出人類的輻射安全范圍，但還未危害到海洋生物的健康，評判標準是海水或海洋沉積物中參考放射性核素濃度高出人類安全限值濃度，但還未超出海洋生物安全濃度限值。

海洋生物安全海水或海洋沉積物放射性濃度限值(marine organism safety sea water concentration limits, MOSSWCL； marine organism safety marine sediment concentration limits，MOSMSCL)：不危害海洋生物健康的海水或海洋沉積物中放射性核素濃度的最高值，其數(shù)學表達式為：

(13)

(14)

式(13)至(14)中：DRL(dose rate limit)為劑量率限值400 μGy/h。Fi是第i種核素的劑量率轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算公式見表3。

表3 各參考生物幅射劑量模型的Fi計算公式

此處危害商是所測量的海水或海洋沉積物中放射性核素濃度與海洋生物安全海洋放射性限值濃度之比，對于每一種生物來說都有一個對應的MOSSWCL和MOSMSCL值，在計算危害商時采用其中最小的MOSSWCL和MOSMSCL值，即MOSSWCLmin和MOSMSCLmin值，具體計算方法參見文獻[35]。

(15)

(16)

式(15)至(16)中：Cisw、Cims為所測量的海水中和沉積物第i種核素的最大濃度。海洋生物安全風險系數(shù)(marine organism safety risk quotient，MOSRQ)為所有參考核素危害商之和：

(17)

目標海區(qū)海水或海洋沉積物人類安全風險系數(shù)大于1，但其海水或海洋沉積物生物安全風險系數(shù)小于1，則該海域海水或海洋沉積物放射性環(huán)境質(zhì)量為3級。

2.2.4 第4級海洋放射性環(huán)境質(zhì)量 所測量的某一海區(qū)海水或海洋沉積物海洋生物安全風險系數(shù)大于1，則該海域海水或海洋沉積物放射性環(huán)境質(zhì)量為4級。

2.2.5 評級順序 由于第2、3級的分級閾值是以人類安全為標準，通過食物鏈關(guān)系導出海水中的濃度限值。由于保護的核心不同，造成第3、4級分級閾值中的60Co、54Mn和238U濃度限值比第2、3級相對應的分級閾值還低；第2、3級分級閾值的226Ra濃度限值比第1、2級所對應的分級閾值還低。為解決這一問題，本研究在第2、3級分級閾值中沒有設(shè)置60Co、54Mn、238U和226Ra濃度限值，并采用從高級到低級的評級順序來解決這一問題，即評價一批數(shù)據(jù)，首先進行第4級的評價，再進行第3級評價，依次是第2級和第1級評價。

2.3 低放廢物長期排放的潛在風險評價方法

低放廢物被排放入復雜的海洋環(huán)境中，一部分放射性核素會隨著水體的混合及交換遷移至外海，一部分放射性核素會吸附在海洋顆粒物中并隨之沉降，最終進入沉積物中。當然，這部分吸附在沉積物上的核素也會在海洋作用下重新進入水體，還有一部分核素會被生物濃集，也可能給發(fā)生再礦化而重新進入水體，這是一個非常復雜的生物地球化學過程。目前，國際上暫無相關(guān)的低放廢物長期排放的潛在風險評價方法用以借鑒。我們在此提出一種評價方法，雖然海洋過程異常復雜，無法確定每一種核素準確的海洋生物地球化學過程，但是我們可以得到這些過程的最終作用結(jié)果，也就是通過歷年監(jiān)測獲得海水和沉積物放射性水平的歷史變化，從已知的歷史變化情況外推至未來某一時間的環(huán)境放射性水平，以此便可以評價低放廢物長期排放的潛在風險。具體方法如下：

①收集或測量至少5 a的目標海域海水和沉積物中的參考核素濃度；

②將每一種參考核素濃度的年際變化作圖，用線性擬合的數(shù)學方法，得出各個核素濃度隨年代變化的公式；

③將核電站設(shè)計使用壽命年限以內(nèi)各年的各核素濃度數(shù)據(jù)推算出來；

④利用推算出的數(shù)據(jù)進行各年的海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級評價；

⑤根據(jù)評判出的環(huán)境質(zhì)量級別評價其潛在風險，如果在核電站設(shè)計使用壽命年限內(nèi)未超出海洋放射性環(huán)境質(zhì)量2級，則表明低放廢物的長期排放沒有潛在風險；如果在核電站設(shè)計使用壽命的某一年海洋放射性環(huán)境質(zhì)量為3級，則表明低放廢物在該年有影響人類健康的潛在風險，如果在核電站設(shè)計使用壽命內(nèi)的某一年海洋放射性環(huán)境質(zhì)量為4級，則表明低放廢物在該年有影響海洋生物及其生態(tài)系統(tǒng)健康的潛在風險。

3 評價軟件

根據(jù)上述海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法，將其匯編成一套評價軟件MREQA V1.0 (marine radioactive environmental quality assessment version 1.0)，該軟件包含海洋放射性環(huán)境效應、海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級和低放廢物長期排放的潛在風險評價3個模塊(圖3)。用戶點擊主界面上的各項按鈕進入該項評價程序，按照要求輸入海洋介質(zhì)活度、評價海域、評價人、評價單位等信息后，點擊“開始評價”按鈕，相應的評價結(jié)果描述會顯示在“評價結(jié)果”顯示欄內(nèi)；若需保存評價報告，點擊“保存報告”按鈕，軟件會在其所在的文件夾里生成一個Excel格式的評價報告文件，記錄此次評價的所有信息；保存完畢后，如果想進行新的評價，點擊“清空數(shù)據(jù)”按鈕，而后輸入新的數(shù)據(jù)和信息，重新評價即可。該軟件一方面可以將繁冗復雜的工作歸結(jié)到幾個簡單的計算機操作步驟，簡化評價工作，提高工作效率；另一方面，讓一些不清楚或不完全清楚放射性評價工作的人也可以利用該軟件進行評價，有利于方法的推廣和應用。本套評價軟件相對完善，功能強大，易學易懂，操作簡便，符合目前我國海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價的需求，但目前還是1.0版本，需要經(jīng)過長期的評價實踐進一步完善，升級到更高級的版本，以滿足我國海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價進一步的需求。

利用該評價軟件，我們對大亞灣核電站鄰近海域海洋放射性環(huán)境質(zhì)量(2002—2010年)進行了評價，結(jié)果顯示該海區(qū)海水和海洋沉積物放射性質(zhì)量均為2級，屬于安全級別，海洋生物的總劑量率小于400 μGy/h，在種群水平上無生物效應，在核電站設(shè)計使用年限內(nèi)低放廢物長期排放無潛在風險。

圖3 海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評級軟件Fig. 3 Software of marine radioactive environmental quality assessment

4 展望

本海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法包括海洋放射性環(huán)境效應、海洋放射性環(huán)境質(zhì)量分級和低放廢物長期排放的潛在風險評價方法及其配套軟件，該方法是在參考國際主流評價方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國海洋放射性環(huán)境管理和評價需求，通過“學習-吸收-創(chuàng)新”的方式取得的，實現(xiàn)了我國海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價方法從無到有的突破，雖然有不少方面還有待進一步改進，但總體上已經(jīng)形成了一套相對科學完整的海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價體系，可服務于后續(xù)相關(guān)的海洋放射性環(huán)境質(zhì)量管理及評價。未來，隨著我國海洋放射性環(huán)境質(zhì)量評價需求的增加，希望可以將本方法繼續(xù)完善并形成行業(yè)或國家標準，在全國范圍內(nèi)推廣使用。