墨西哥放射性廢物管理現(xiàn)狀

羅雰，苗玉龍，李欞霜，袁北龍，趙慧嫻，劉刈，盧喜瑞,6

(1.西南科技大學(xué)拉美研究中心，四川 綿陽，621010；2.核廢物與環(huán)境安全省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，四川 綿陽，621010；3.核廢物與環(huán)境安全國防重點(diǎn)學(xué)科實驗室，四川 綿陽，621010；4.西南科技大學(xué)外國語學(xué)院，四川 綿陽，621010；5.中國原子能科學(xué)研究院，北京，102413；6.環(huán)境友好能源材料國家重點(diǎn)實驗室，四川 綿陽，621010)

1 放射性廢物的來源、分類

墨西哥放射性廢物主要來自核技術(shù)應(yīng)用和核電廠，并以低水平放射性廢物為主，少量的中水平放射性廢物來源于核電廠。除了由聯(lián)邦電力委員會(CFE)運(yùn)營的核電廠外，90%的固體放射性廢物來源于科學(xué)研究，10%源自醫(yī)學(xué)應(yīng)用。液體放射性廢物的來源也大致如此。從事核技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)機(jī)構(gòu)和公司需要衛(wèi)生部長和國家核安全與保障委員會(CNSNS)授予的執(zhí)照、授權(quán)和許可。國家核安全與保障委員會大約頒發(fā)了1 200個許可證，其中約100個與X射線設(shè)施有關(guān)，200個與核醫(yī)學(xué)有關(guān)，200個與工廠企業(yè)有關(guān)，400個與放射免疫分析實驗室有關(guān)，其余為高校和研究機(jī)構(gòu)所有。

國家核研究所(ININ)設(shè)有放射性廢物處理廠，負(fù)責(zé)收集、運(yùn)輸、處理在全國各地的醫(yī)學(xué)、工業(yè)和研究應(yīng)用中產(chǎn)生的放射性廢物。每年大約處理20 m3固體放射性廢物，280 m3中低放射性液體廢物，其中有機(jī)混合廢物5 m3，乏燃料密封源約10 m3。這些廢物在放射性廢物處理廠中經(jīng)過簡單處理后，送到放射性廢物貯存中心(CADER)臨時貯存。

1.1 放射性廢物的來源

目前，國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的NEWMDB數(shù)據(jù)只更新至2013年12月。數(shù)據(jù)顯示墨西哥放射性核廢物的總存量為28 061 m3，其中反應(yīng)堆運(yùn)行(RO)產(chǎn)生的放射性廢物占16.6%，核技術(shù)應(yīng)用(NA)產(chǎn)生的放射性廢物占83.4%，而低水平放射性廢物(LLW)占99.3%，中水平放射性廢物(ILW)占0.7%，如表1所示。

表1 墨西哥放射性廢物存量及分布

1.1.1核電站產(chǎn)生的放射性廢物

Laguna·verde核電廠每年產(chǎn)生92～102個乏燃料，并將其貯存在每個反應(yīng)堆二次安全殼內(nèi)的輻照燃料池中。這些燃料池的貯存容量滿足核電站使用壽期內(nèi)的需求。在TRIGA-Mark III研究堆中，平均每年產(chǎn)生5個乏燃料，并將其貯存在反應(yīng)堆池中，然后將其返還給供應(yīng)商，以便在原產(chǎn)國進(jìn)行最終處置。核電廠每年平均產(chǎn)生381 m3低放廢物，這些廢物暫時存放在核電廠的3個倉庫中。目前，國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的NEWMDB數(shù)據(jù)顯示，截止到2013年12月，Laguna·verde核電站兩個機(jī)組累計產(chǎn)生了4 662 m3的放射性廢物。其中，低水平放射性廢物占95.6%，中水平放射性廢物占4.4%。

1.1.2核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的放射性廢物

在墨西哥，對于放射性同位素的需求，衛(wèi)生部門占89%，其次是工業(yè)占9%，其余2%用于研究[1]。在放射性同位素的常規(guī)使用中，用于診斷的有：99mTc、131I、67Ga、201Tl和133Xe；用于治療的有：125I、131I、32P、90Y、153Sm和186Re；用于工業(yè)上的有：131I、82Br、22Na和3H；用于研究的有：14C、3H、125I以及少量的各種較短半衰期的放射性同位素，其中一些用于ININ的TRIGA Mark III研究堆。在1998—2003年期間，墨西哥對放射性同位素的需求增加了23%，核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究增加了20%[2]。用于放射性藥物的放射性同位素有99Mo/99mTc、131I、125I、67Ga、201Tl、153Sm、90Sr和188W/188Re，其中99Mo/99mTc和131I分別占2003年全國核醫(yī)學(xué)年需求量的72.9%和15.9%。由表1可知，墨西哥核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生的低水平放射性廢物占總存量的83.4%，這表明墨西哥放射性廢物主要來源于核技術(shù)應(yīng)用。大量同位素如不進(jìn)行妥善處理，會對周圍環(huán)境及人體健康造成傷害。

1.2 墨西哥放射性廢物的分類

根據(jù)墨西哥官方標(biāo)準(zhǔn)NOM-004-NUCL—1994[3]，放射性廢物分類如下：低水平(A、B和C類)、中水平、高水平、混合水平以及鈾和釷尾礦。分類的具體標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)墨西哥《輻射安全總條例》(MGRRS)要求[4]，由放射性核素的活度水平和半衰期對廢物進(jìn)行分類。根據(jù)每個裝置或設(shè)施的許可證和MGRRS，只要不超過墨西哥官方標(biāo)準(zhǔn)NOM-006-NUCL—1994中規(guī)定的限值，裝置或設(shè)施就可以釋放放射性廢物[5]。

1.2.1低、中水平放射性廢物分類

1.2.2高水平放射性廢物

分類標(biāo)準(zhǔn)如下[3]：

(1) 核反應(yīng)堆中具有放射性的乏燃料；

(2) 在核反應(yīng)堆乏燃料的后處理中，溶劑萃取過程或其他過程產(chǎn)生的液體或固體放射性廢物；萃取循環(huán)或其他過程中的濃縮廢物；固化上述液體廢物產(chǎn)生的固體廢物；

(3) 與第(1)、(2)的放射性水平相當(dāng)?shù)钠渌派湫詮U物。

1.2.3混合廢物

符合墨西哥官方標(biāo)準(zhǔn)NOM-004-NUCL—1994[3]中第四、五條規(guī)定，并含有墨西哥官方標(biāo)準(zhǔn)NOM-052-ECOL—1993[6]所規(guī)定的危險廢物。

1.2.4鈾和釷尾礦

礦廠在提取其礦石中所含的鈾或釷的過程中所產(chǎn)生的放射性廢物[7]。位于Villa Aldama和Chihuahua的鈾礦工廠于上世紀(jì)60年代末開始運(yùn)行，目前已經(jīng)退役。整個運(yùn)行期間，共產(chǎn)生了約65 000 t(40 625 m3)的鈾尾礦，并在Pea Blanca和Chihuahua進(jìn)行處置，目前的處置設(shè)施也已關(guān)閉。

2 墨西哥放射性廢物管理

2.1 主管機(jī)構(gòu)

根據(jù)墨西哥《憲法》第27條核事務(wù)管理條例規(guī)定，無論其來源如何，能源部負(fù)責(zé)貯存、運(yùn)輸和處置核燃料和放射性廢物。針對核電廠的放射性廢物，能源部委托聯(lián)邦電力委員會負(fù)責(zé)處理，其他放射性廢物則授權(quán)給國家核研究所負(fù)責(zé)。圖1展示的是墨西哥放射性廢物管理框架圖。

表3 長、短半衰期核素分類[3]

圖1 墨西哥放射性廢物管理框架圖

同時，該法律規(guī)定國家核安全與保障委員會審查、評估和授權(quán)如下事項：a)核設(shè)施和放射性設(shè)施的位置、設(shè)計、建造、運(yùn)行、修改、停止運(yùn)行、最終關(guān)閉和退役；b)與制造、使用、處理、貯存有關(guān)的所有問題，核燃料、放射性材料以及含有核燃料和放射性材料設(shè)備的再處理和運(yùn)輸；c)放射性廢物的加工、制備、釋放和貯存；d)對這些燃料和材料進(jìn)行的任何處置，發(fā)送、更新、更換、改造，暫停和撤銷核設(shè)施和放射性設(shè)施所需的許可和執(zhí)照。

能源部通過CNSNS發(fā)布技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包含在放射性廢物管理的MGRRS中。墨西哥的放射性廢物管理是一項受管制的活動，包括減少廢物體積、隔離、收集、運(yùn)輸、固化、臨時貯存和最終貯存的行為。

2.2 墨西哥放射性廢物管理

目前，墨西哥所有的放射性廢物都臨時貯存在授權(quán)的設(shè)施中。針對核設(shè)施，既沒有相應(yīng)處置安排也沒有任何退役計劃，相關(guān)的研究也以評估減小廢物體積的技術(shù)為主。對于放射性廢物的處置，1985年至1987年在Piedrera運(yùn)營了一個低水平放射性廢物近地表處置場，有20 858 m3的廢物被儲存起來。最近能源部正開始采取行政和預(yù)算措施，擬建立一家全國性公司來管理放射性廢物[8]，隨著墨西哥2018年加入《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》,應(yīng)該會加速這一進(jìn)程。針對核電廠的放射性廢物，墨西哥對于全國唯一的一座投用于大型商業(yè)的核電站——Laguna·verde核電站，從商業(yè)化生產(chǎn)到后期的廢物管理進(jìn)行了詳細(xì)的責(zé)任劃分。具體劃分如圖2所示。墨西哥聯(lián)邦電力委員會對核電站產(chǎn)生的放射性廢物處理負(fù)有直接的責(zé)任。

圖2 墨西哥核電機(jī)構(gòu)部門圖

Laguna·verde核電站產(chǎn)生的中低放廢物可分為處理液態(tài)放射性廢物過程中產(chǎn)生的濕固體廢物(如淤泥狀沉積物、廢樹脂等)和基本維護(hù)操作中產(chǎn)生的干固體廢物(如紙張、衣服、手套等)。除廢樹脂不經(jīng)處理而貯存在高完整性容器(HIC)中外，其他廢物利用水泥或瀝青固化，并暫時存放在核電廠的貯存庫中，這樣的貯存庫在Laguna·verde核電站有4個。干固體廢物壓實后裝入桶中(200 L)。圖3顯示了放射性廢物的容器數(shù)量和桶占貯存容器總數(shù)的比例?？紤]到墨西哥的現(xiàn)狀，對乏燃料的臨時解決辦法是修改目前的乏燃料池設(shè)計，以便在反應(yīng)堆運(yùn)行壽命期內(nèi)提供足夠的貯存容量。但是，隨著Laguna·verde核電站運(yùn)行許可期限延長30 a(至2050年)，而且其中兩個儲存設(shè)施在不久的將來退役，該發(fā)電廠的放射性廢物貯存容量正接近飽和，一個臨時場地倉庫也即將接近飽和容量[9]。2016年由Holtec International公司建造完成的獨(dú)立乏燃料儲存裝置(ISFSI)，采用了Holtec 公司最大容量的多用途罐(MPC)系統(tǒng)(HI-STORM FW)，可為Laguna·verde核電站提供130桶乏燃料儲存容量[10]。另外，TRIGA-Mark III研究堆產(chǎn)生的乏燃料貯存在反應(yīng)池中。

圖3 Laguna·verde核電站產(chǎn)生放射性廢物貯存情況

除核電廠的放射性廢物由聯(lián)邦電力委員會管理外，墨西哥其他核技術(shù)應(yīng)用如放射性同位素使用過程中產(chǎn)生的放射性廢物由國家核研究所根據(jù)MGRRS中規(guī)定的要求獲得CNSNS的特別授權(quán)，進(jìn)行收集和運(yùn)輸。國家核研究所下屬的放射性廢物處理廠開展廢物的分離、制備和固化等操作。根據(jù)放射性廢物的類型采取與之適應(yīng)的處理方法：a)固體廢物被壓縮并包裝在200 L的鋼桶中；b)液體廢物通過蒸發(fā)或沉淀制備，并用與固體廢物相同類型的桶進(jìn)行水泥固化；c)對生物廢物，首先使其失去生物活性，然后將其壓實并裝入桶中；d)用過的密封放射源被固化在自身的容器或桶里。制備好的固體廢物和桶或裝有廢棄源的容器被轉(zhuǎn)移到放射性廢物貯存中心(CADER)，臨時存放在倉庫中。

CADER位于Temascalapa市，距離墨西哥城約30 km，面積164 000 m2。該中心不進(jìn)行任何與放射性廢物制備或處理相關(guān)的操作，只作為放射性廢物的貯存中心。CADER建有3個辦公樓、氣象站、監(jiān)測室、放射性廢物倉庫。倉庫擁有照明系統(tǒng)和實體保衛(wèi)設(shè)施，如報警器、煙霧探測器和滅火器的互聯(lián)鎖。此外，還有五條190 m長的溝渠用以存放早期退役的燃料循環(huán)試驗裝置，深度從1.5 m到2.5 m不等，這些壕溝一直使用到1989年。CADER依賴質(zhì)量保證計劃，以確保行政和技術(shù)過程符合法規(guī)。進(jìn)入該設(shè)施受物理安全計劃(根據(jù)MGRRS設(shè)立準(zhǔn)入要求)的管制。

綜上，目前墨西哥所有的放射性廢物都臨時貯存在授權(quán)的設(shè)施中，當(dāng)前的處理原則是當(dāng)放射性廢物問題出現(xiàn)的時候再予以解決，尚未有長期處置放射性廢物的戰(zhàn)略計劃。國內(nèi)由醫(yī)療、工業(yè)和各類研究活動所產(chǎn)生的放射性廢物由墨西哥國家核研究所(ININ)的放射性廢物處理設(shè)施通過壓實技術(shù)和廢源固定技術(shù)進(jìn)行處理，并且暫時貯存在ININ運(yùn)營的放射性廢物貯存中心。另外，在聯(lián)邦電力委員會的監(jiān)管下，Laguna·verde核電站產(chǎn)生的放射性固體廢物暫時存放在工廠內(nèi)的專設(shè)貯存庫中，乏燃料則存放在核電站的乏燃料儲存池中，這些乏燃料儲存池已經(jīng)擴(kuò)容改建增加存儲容量。新建的ISFSI可在一定程度上緩解乏燃料貯存容量飽和的壓力，但是長期的放射性廢物處置戰(zhàn)略應(yīng)被提上日程。

3 墨西哥放射性廢物管理法規(guī)和政策

墨西哥針對涉核活動制定了比較完備的法律法規(guī)體系，《墨西哥憲法》第27條規(guī)定，所有核能活動(核能與核技術(shù)應(yīng)用)的開發(fā)和監(jiān)管均在國家的專屬控制之下?！赌鞲鐟椃ā返?7條關(guān)于核問題的管理法(Ley que Regula el Artículo 27 de la Constitución en Materia Nuclear，以下簡稱《核能法》)管轄所有核開發(fā)和放射性礦物的開采。此外，《核能法》還規(guī)定了核燃料的開發(fā)、核能的使用和核科學(xué)技術(shù)研究。核事故或損害引起的民事責(zé)任適用《核損害民事責(zé)任法》(Ley de Responsabilidad por Daos Nucleares，以下簡稱《核責(zé)任法》)，不適用于《核能法》。對所有放射性廢料的處理、儲存和處置的管轄權(quán)屬于國家核安全與保障委員會(CNSNS)。委員會對核工業(yè)具有行政和執(zhí)法權(quán)力，并有權(quán)發(fā)布與放射性物質(zhì)處理和處置有關(guān)的健康和安全標(biāo)準(zhǔn)(NOM標(biāo)準(zhǔn)，如表4所示)。

表4 CNSNS發(fā)布的有關(guān)放射性廢物處理處置的標(biāo)準(zhǔn)

同危險廢物一樣，放射性廢物由《核能法》和《核責(zé)任法》進(jìn)行定義和區(qū)分，并提供了放射性廢物的特性和清單。

墨西哥相關(guān)法律部門根據(jù)憲法要求陸續(xù)頒布了一系列針對核設(shè)施與放射性廢物的管理條例，頒布時間及具體法規(guī)如圖4所示。

圖4 墨西哥針對核設(shè)施與放射性廢物管理的法律頒布時間軸

同時，在國際原子能機(jī)構(gòu)幫助下，墨西哥能源部協(xié)調(diào)國家不同機(jī)構(gòu)和部門提出了一系列關(guān)于放射性廢物管理的國家政策和提案，以便為國家規(guī)劃提供技術(shù)和規(guī)范基礎(chǔ)。國家核安全與保障委員會也發(fā)布了一系列技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如NOM-022/1-NUCL—1996至NOM-022/3-NUCL—1996[11-13]，其中規(guī)定了低水平放射性廢物近地表處置設(shè)施的要求。這些要求包括設(shè)施的選址、設(shè)計、施工、運(yùn)營、關(guān)閉、關(guān)閉后的機(jī)構(gòu)控制標(biāo)準(zhǔn)。此外，墨西哥官方標(biāo)準(zhǔn)NOM-019-NUCL—1995[14]規(guī)定了近地表處置設(shè)施的低放射性廢物包裝要求。

此外，墨西哥政府機(jī)構(gòu)還制定了關(guān)于污染場地責(zé)任的法律法規(guī)《生態(tài)平衡與環(huán)境保護(hù)法》(一般稱為《環(huán)境法》)和《一般廢物防治與綜合管理法案》[15](一般稱為《廢物法》)。

1988年《環(huán)境法》的頒布是為了通過一些預(yù)防性措施，減少和消除部分危險廢物和污染場地的產(chǎn)生。該法于1996年進(jìn)行了一次修訂，此次修訂最大的變化就是要求相關(guān)責(zé)任人對污染土壤進(jìn)行修復(fù)。經(jīng)過此次修訂，預(yù)防原則和污染者付費(fèi)的原則得以確立。

2004年《廢物法》頒布，該法確立了污染者付費(fèi)、嚴(yán)格責(zé)任和連帶責(zé)任的原則[16]。責(zé)任主體包括污染場地的污染者、所有者和使用者以及租借場地的所有者。根據(jù)《廢物法》相關(guān)規(guī)定，對于受到危險物質(zhì)或廢物污染的場地，如果有第三方購買者或租用者，該場地的所有者必須向其公開場地受污染信息，并且在未獲得全國自然與環(huán)境部許可的情況下，禁止轉(zhuǎn)讓被危險廢物污染的場地。

2017年12月7日，墨西哥參議院通過批準(zhǔn)加入《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》，并于2018年5月17日正式生效，這將增強(qiáng)墨西哥對乏燃料和放射性廢物的安全管理。

4 結(jié)語

通過對墨西哥放射性廢物管理的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)墨西哥核能與核技術(shù)應(yīng)用主要涉及核電、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)和工業(yè)等方面。廢物存量分析表明，墨西哥的放射性廢物主要來源于核電廠和核技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)及工業(yè)等方面的應(yīng)用，而且廢物類型主要為低、中水平放射性廢物。墨西哥針對放射性廢物的管理體系和法律法規(guī)較完備，核電廠產(chǎn)生的放射性廢物由聯(lián)邦電力委員會負(fù)責(zé)處理；針對其他核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的放射性廢物，國家核研究所設(shè)有專門的放射性廢物處理廠，負(fù)責(zé)收集、運(yùn)輸、處理在全國各地的醫(yī)學(xué)、工業(yè)和研究應(yīng)用中產(chǎn)生的放射性廢物。目前，墨西哥所有的放射性廢物都臨時存儲在核電廠的貯存庫和放射性廢物貯存中心(CADER)，還未有長久處置這些放射性廢物的政策和方案。