海南昌江核電廠兩次海域放射性調(diào)查結(jié)果分析

劉偉容，齊宇虹，林 峰，張 偉，王 欣

(1.中國核電工程有限公司，北京100840；2.自然資源部第三海洋研究所，福建 廈門361005)

海南昌江核電廠位于海南省昌江縣海尾鎮(zhèn)塘興村，西北瀕臨北部灣，規(guī)劃建設(shè)4臺壓水堆核電機組。為獲得核電廠1、2號機組運行前的海域放射性本底資料，2009年9月中國核電工程有限公司委托國家海洋局第三海洋研究所對海南昌江核電廠進行了首次海域放射性調(diào)查，調(diào)查分為2009年秋季、2010年春季兩個航次進行。2015年11月7日1號機組首次并網(wǎng)成功，2016年6月20日2號機組首次并網(wǎng)成功。為獲得核電廠3、4號機組運行前的海域放射性現(xiàn)狀資料，2017年3月中國核電工程有限公司委托國家海洋局第三海洋研究所對海南昌江核電廠進行了第二次海域放射性調(diào)查，調(diào)查分為2017年春季、夏季和秋季三個航次進行。本研究對兩次海域放射性調(diào)查結(jié)果進行了對比分析，以評估海南昌江核電廠1、2號機組運行后對周邊海域環(huán)境的影響。

1 調(diào)查項目和方法

1.1 調(diào)查項目

開展首次調(diào)查時，調(diào)查項目、范圍、頻次、站位、要素的確定主要參照了2004年版《海洋工程環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》[1]和《輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[2]這兩個標準。第二次調(diào)查開展時，前述第一個標準已被2014年版《海洋工程環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》[3]替代，新標準對調(diào)查項目、范圍、頻次、站位、要素均進行了明確的要求，因此第二次調(diào)查按照新標準要求執(zhí)行。兩次調(diào)查的布點見圖1、2，兩次調(diào)查的調(diào)查項目、范圍、頻次、站位、要素見表1。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 采樣和預(yù)處理 海水：使用水泵抽取表層2 m以淺的海水，采樣量150 L，采集后立即酸化處理，密封，并記錄好采樣站位經(jīng)緯度、采樣日期、采樣時間、溫度和鹽度。另采集25 L海水，不酸化，用于總鈾、3H、14C、131I分析；記錄采樣信息(包括站位經(jīng)緯度、采樣日期、采樣時間)。海水樣品送至實驗室后，先靜置2～3 d，待澄清后，虹吸出上清液，再進行不同要素的放化分析。

沉積物：采用抓斗采泥器采集表層沉積物，采樣量為每個濕樣3～4 kg左右，裝入塑料袋中，并記錄采樣站位經(jīng)緯度、采樣日期、采樣時間、沉積物厚度、表觀性狀。如果采樣點遇到沙質(zhì)環(huán)境無法采樣，則采樣位置稍作移動再進行采樣。沉積物樣品送至實驗室后，用吸水紙吸去表面的水份，除去雜物，烘干、研磨、過篩(80目)后，再進行不同要素的放化分析。

海洋生物：通過現(xiàn)場采集和購買的方式獲取海洋生物樣品，每份樣品10～20 kg，冷凍保存，并記錄生物名稱、采集地點、采樣日期、采樣時間、濕重量等相關(guān)信息。海洋生物樣品只取可食部分進行分析(植物除外)經(jīng)過預(yù)處理、炭化、灰化后制成灰樣，再進行不同要素的放化分析。

圖1 2009年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查布點示意圖

圖2 2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查布點示意圖

表1 2009年和2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查內(nèi)容

1.2.2 放化分析 兩次調(diào)查均參照了當時最新的標準規(guī)范要求進行相關(guān)要素的放化分離和測量，部分分析項目沒有相應(yīng)的標準規(guī)范，采用了非標的方法，具體如表2所示。

表2 海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查分析方法

續(xù)表2

1.2.3 測量誤差 對于數(shù)據(jù)的測量誤差，兩次調(diào)查在樣品比活度的測量過程中計算了比活度的標準偏差。計算式如下：

(1)

式(1)中：A指樣品中某核素的比活度；ns指樣品的凈計數(shù)率(cps)；nb指本底計數(shù)率(cps)；ns+b指樣品加本底計數(shù)率(cps)；tb指本底測量時間(s)；ts指本底和樣品的測量時間(s)；Nb指本底總計數(shù)；Ns+b指樣品加本底總計數(shù)。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2009年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查結(jié)果為：海水除58Co、60Co、134Cs、110mAg測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值；沉積物除58Co、60Co、54Mn、110mAg測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值；海洋生物除58Co、60Co、134Cs、110mAg測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值。

2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查結(jié)果為：海水除54Mn、58Co、59Fe、60Co、65Zn、89Sr、106Ru、106Rh、110mAg、131I、134Cs測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值；沉積物除54Mn、58Co、59Fe、60Co、65Zn、110mAg、134Cs測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值；海洋生物除54Mn、59Fe、58Co、60Co、65Zn、110mAg、134Cs、106Ru、106Rh測量結(jié)果全部低于探測限之外，其他要素均有高于探測限的測值。

海南昌江核電廠1、2號機組運行后，核電廠采用槽式排放的方式排放放射性廢液。廢液中主要的放射性核素包括3H、14C、51Cr、54Mn、58Co、59Fe、60Co、90Sr、110mAg、124Sb、125Sb、131I、133I、134Cs、137Cs[15-16]?？紤]到核電廠廢液排放情況，選取了兩次調(diào)查均包含的且屬于廢液排放的核素進行對比分析。

2.1 海水

對于海水，選取了3H、總β、58Co、60Co、90Sr、110mAg、134Cs、137Cs等測量結(jié)果，并對每個航次平均值再進行等權(quán)重平均，計算得到兩次調(diào)查數(shù)據(jù)的比值R海水，如表3所示。除90Sr的兩次調(diào)查比值為0.27，3H、總β、137Cs的兩次調(diào)查比值均在0.50～2.00區(qū)間范圍內(nèi)。

對比結(jié)果顯示：除第二次調(diào)查中90Sr測量結(jié)果比首次調(diào)查低之外，兩次調(diào)查中其他測量項目的范圍和平均值基本處于同一水平?？烧J為海南昌江核電廠1、2號機組的運行未對周圍海域海水放射性水平產(chǎn)生明顯影響。對于90Sr，建議在后續(xù)監(jiān)測工作中進一步關(guān)注。

2.2 沉積物

對于沉積物，選取了總β、54Mn、58Co、60Co、90Sr、110mAg、137Cs等測量結(jié)果，并計算得到兩次調(diào)查數(shù)據(jù)的比值R沉積物，如表4所示。除90Sr的兩次調(diào)查比值為2.20，總β、137Cs的兩次調(diào)查比值均在0.50～2.00區(qū)間范圍內(nèi)。

對比結(jié)果顯示：除第二次調(diào)查中90Sr測量結(jié)果比首次調(diào)查高之外，兩次調(diào)查中其他測量項目的范圍和平均值基本處于同一水平?？烧J為海南昌江核電廠1、2號機組的運行未對周圍海域沉積物放射性水平產(chǎn)生明顯影響。對于90Sr，建議在后續(xù)監(jiān)測工作中進一步關(guān)注。

2.3 海洋生物

對于海洋生物，由于不同航次在現(xiàn)場采集和購買的方式獲取的海洋生物樣品不完全一樣。對于同一種核素，不同海洋生物之間的測量結(jié)果通常差別較大[17-19]。因此選取了各航次基本都獲取的4種生物：文蛤(Meretrixlyrata)、海鰻(Muraenesoxcinereus)、對蝦(Metapenaeusaffinis)、麒麟菜(Eucheumamuricatum)，選取了它們的總β、54Mn、58Co、60Co、90Sr、110mAg、134Cs、137Cs等測量結(jié)果，并對每個航次平均值再進行等權(quán)重平均，計算得到兩次調(diào)查數(shù)據(jù)的比值R文蛤、R海鰻、R對蝦、R麒麟菜，如表5所示。除文蛤、海鰻中90Sr的兩次調(diào)查比值為2.73和0.31，其余結(jié)果均在0.50～2.00區(qū)間范圍內(nèi)。

對比結(jié)果顯示：兩次調(diào)查中測量項目的測量結(jié)果基本處于同一水平?？烧J為海南昌江核電廠1、2號機組的運行未對周圍海域海洋生物放射性水平產(chǎn)生明顯影響。

表3 2009年和2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查的海水調(diào)查結(jié)果對比

表4 2009年和2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查的沉積物調(diào)查結(jié)果對比

表5 2009年和2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查的海洋生物調(diào)查結(jié)果對比

2.4 與其他海域海水數(shù)據(jù)對比

2017年全國輻射環(huán)境質(zhì)量報告[20]按照不同海域給出了全國近岸海域海水中U、Th、226Ra、90Sr和137Cs的監(jiān)測結(jié)果范圍。根據(jù)兩次調(diào)查的測量要素，選取了上述報告中海南、廣西、廣東、福建等4個海域海水中U、226Ra、90Sr和137Cs的數(shù)據(jù)進行比對，如表6所示。

對比結(jié)果顯示：兩次調(diào)查海水中的測量結(jié)果范圍與2017年鄰近的其他海域監(jiān)測結(jié)果范圍基本相同。

表6 2009年和2017年海南昌江核電廠周圍海域放射性調(diào)查的海水調(diào)查結(jié)果與其他海域數(shù)據(jù)對比

3 結(jié)論

兩次調(diào)查由同一家單位完成，采樣、處理、分析方法均按照相關(guān)標準規(guī)范要求進行，數(shù)據(jù)的可比性較好。海南昌江核電廠1、2號機組的運行時間介于兩次調(diào)查時間之中。通過選取兩次調(diào)查均包含的且屬于核電廠廢液排放的核素進行對比分析，結(jié)果顯示：兩次調(diào)查中海水、沉積物、海洋生物的絕大部分測量結(jié)果基本處于同一水平，可認為海南昌江核電廠1、2號機組的運行未對周圍海域環(huán)境放射性水平產(chǎn)生明顯影響。兩次調(diào)查海水中的測量結(jié)果范圍與2017年鄰近的其他海域監(jiān)測結(jié)果范圍基本相同。

第二次調(diào)查中海水的90Sr測量結(jié)果比首次調(diào)查低，第二次調(diào)查中沉積物的90Sr測量結(jié)果比首次調(diào)查高，但兩次測量結(jié)果均與本底水平相當。兩次測量結(jié)果的差異可能由于：(1)低水平放射性測量的漲落；(2)由于海水的流動性，90Sr的擴散稀釋作用；(3)由于海洋沉積作用，沉積物中90Sr的積累效應(yīng)。上述可能性仍待進一步分析確認，建議在后續(xù)監(jiān)測工作中關(guān)注90Sr，并與相關(guān)測量結(jié)果進行比對。