錢銳，孫國金，黃仁杰，曹龍生，劉弓冶，倪士英

(浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站，浙江省輻射環(huán)境安全監(jiān)測重點實驗室，杭州　310012)

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國內外近岸海域放射性監(jiān)測比較及發(fā)展建議

錢銳，孫國金，黃仁杰，曹龍生，劉弓冶，倪士英

(浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站，浙江省輻射環(huán)境安全監(jiān)測重點實驗室，杭州310012)

由于海洋洋流流動和生物遷徙，導致海洋放射性污染日趨擴散。許多國家經過長期探索和實踐，建立了較為完整的海洋放射性監(jiān)測網絡與監(jiān)測機制。從海洋放射性分布的特點與影響因素出發(fā)，分析國外近岸海域放射性監(jiān)測情況，比較國內外監(jiān)測方法、監(jiān)測方案的差異，指出我國與先進國家在近岸海域放射性監(jiān)測方面的差距，提出加強我國近岸海域放射性監(jiān)測的建議。

近岸海域；放射性監(jiān)測；發(fā)展建議

海洋放射性污染主要源于人為因素，包括核武器試驗、核事故的落下灰和泄漏廢水等，此外還包括核電站、核動力艦船、原子能工業(yè)以及鈾礦、化石燃料等開發(fā)利用所造成的放射性廢物排放。1946年至1958年期間，美國在馬紹爾群島核試驗場進行了多達67次的核試驗，附近島嶼及周邊海水至今仍殘留著放射性污染物。2011年日本福島核電站事故后，產生的大量放射性廢水也被證實流入大海，對其領土周邊海洋生態(tài)環(huán)境造成了一定污染。

由于海洋洋流流動和生物遷徙，導致海洋放射性污染日趨擴散。許多國家經過長期探索和實踐，建立了較為完整的海洋放射性監(jiān)測網絡與監(jiān)測機制。隨著我國及周邊國家核電發(fā)展的加速，以及部分鄰國核事故的發(fā)生，導致我國近岸海域遭受放射性污染的可能性越來越大。我國大陸海岸線長達1.84萬km，現(xiàn)階段雖然已經開展了一些零散、局部的近岸海域放射性監(jiān)測，但尚未形成完善、系統(tǒng)的近岸海域放射性監(jiān)測網絡，也沒有形成符合時代發(fā)展特點、滿足當前防治需要的監(jiān)測方案和規(guī)范的監(jiān)測標準方法，因此有必要加強相關研究，從而有效監(jiān)測和預防我國近岸海域的放射性污染。

1　國內外近岸海域放射性監(jiān)測現(xiàn)狀

1.1國外近岸海域放射性監(jiān)測狀況

國外近岸海域放射性監(jiān)測開展較早，也已發(fā)展得較為成熟，尤其是近20年來，國外近岸海域監(jiān)測方法、監(jiān)測項目日益完善，監(jiān)測方案也更趨合理。國外近岸海域放射性監(jiān)測情況如表1所示。

由表1可見，國外近岸海域放射性監(jiān)測方法主要有兩種：在線連續(xù)監(jiān)測和實驗室分析測量。海水中放射性核素在線連續(xù)監(jiān)測一般是固定點位實時監(jiān)測，而實驗室分析測量則是根據(jù)預先制訂的監(jiān)測方案定期在指定監(jiān)測點位采集樣品進行放射性核素測量分析。兩種方法互為補充，都能表征某一地區(qū)的放射性核素濃度水平、變化情況以及與其他區(qū)域的差異，兩種方法所監(jiān)測的特征核素也都具有被監(jiān)測區(qū)域放射性核素的代表性。此外，核素的選擇是放射性監(jiān)測的關鍵。國外根據(jù)監(jiān)測目的的不同選擇了許多核素作為監(jiān)測特征核素，經常選用的有137Cs、99Tc、210Po、239+240Pu、237Np、90Sr、14C、3H、Th、Ra、40K等。它們的共同之處為半衰期長、放射性活度濃度較大、較易測量、具有區(qū)域表征性等。其中，137Cs、90Sr對生物和人體危害較大，成為各國長期監(jiān)測的典型人工放射性核素。

(1)海水中放射性核素在線連續(xù)監(jiān)測。在線連續(xù)監(jiān)測的特點是可以實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)獲取與傳輸都非?？旖?，具備預警功能，適用于核設施周圍。這種監(jiān)測方法主要是通過測量放射性核素的特征譜線來確定放射性核素的種類與含量。國外的海水中放射性核素在線連接監(jiān)測已發(fā)展得較為成熟。希臘海洋研究中心在監(jiān)測愛琴海水域放射性時使用了水下γ放射性核素的連續(xù)性監(jiān)測裝置[1]。該裝置的探測器為NaI水下探測器(RADAM)，被安放在水下3 m的流動測量系統(tǒng)中，其特點是高探測效率(100%)、低工作能耗(2 W)，監(jiān)測數(shù)據(jù)由POSEIDON網絡獲取，數(shù)據(jù)傳輸周期為3～6 h，數(shù)據(jù)分析由SPECTRG程序完成。此外，德國聯(lián)邦海洋水文機構(BSH)在監(jiān)測波羅的海水域放射性的時候也使用了水下γ放射性核素的連續(xù)監(jiān)測[4]，所用的是另外一套NaI水下探測器，測量位置視情況而定，一般從海平面向下2～6 m。

表1國外近岸海域放射性監(jiān)測情況統(tǒng)計

Table 1Abroad radioactive monitoring situation of coastal waters

時間國家海域監(jiān)測對象監(jiān)測項目監(jiān)測單位采用方法目的備注1999—2005[1]希臘愛琴海海水(γ能譜)137Cs、222Rn、214Pb、214Bi、40K希臘海洋研究中心固定能譜儀測量與流動測量系統(tǒng)相結合監(jiān)測降雨對海洋放射性的影響考慮降水、風相等的影響2004.06—07[2]美國阿留申群島(北太平洋和白令海)海藻241Am、239Pu、240Pu、234U、235U、236U、238U利益相關者參與的風險評估協(xié)會(CRESP)以Kiska島作為參考來研究Amchitka島的放射性核素監(jiān)測Amchitka島和Kiska島8種海藻放射性核素含量假設兩島間核素含量相同1997—2002[3]巴西巴西東南沿岸海水、魚、沉積物137CsIRD和IEAPM采集海水、魚、沉積物樣品并分析其中137Cs的含量確定海洋中人工放射性元素的含量海水的采集是在水面下1m處;魚樣品從漁民處購得;沉積物樣品用抓斗采樣器采集1997[4]德國西波羅的海、德國灣海水(γ能譜)134Cs、136Cs、137Cs、90Sr、3H、60Co、58Co、99Mo、131I等聯(lián)邦海洋水文機構(BSH)在線與實驗室兩種探測方法相結合:測總γ計數(shù);以900keV為界測量兩邊的計數(shù)率描述監(jiān)測海洋放射性污染的γ能譜測量方法探測器放入水下的距離為2～6m,因地而異

(2)近岸海域樣品實驗室分析測量。實驗室分析測量較為傳統(tǒng)，即時性不強，但具有數(shù)據(jù)準確可靠、效果明顯、探測限低等優(yōu)點，因此國內外許多監(jiān)測方案采用該方法。國外近岸海域放射性測量的實驗室分析樣品介質主要是海水、海洋生物、沉積物。核素進入海洋一般以海水為媒介，因此海水是放射性核素的最直接載體。海洋生物是海洋放射性核素富集的重要載體，也與人類生活聯(lián)系最為緊密。海藻在環(huán)境放射性水平很低的時候就開始積累放射性核素，可以提供海洋環(huán)境潛在泄漏的放射性核素早期預警信號，所以國外很多機構都選擇海藻作為代表性樣品。人類生產、生活資源大量取材于海洋動物，因此海洋動物的放射性核素含量受到最多關注。海洋沉積物也是放射性核素的主要載體，進入海洋的放射性核素大部分沉積于海底。

1.2國內近岸海域放射性監(jiān)測情況

我國輻射環(huán)境監(jiān)測起步較晚，環(huán)保部門自20世紀80年代開始進行了全國環(huán)境天然放射性水平調查，但主要限于陸域。1976年12月至1979年10月，衛(wèi)生部組織了對渤海、黃海、東海和南海海產品的放射性調查；1980年至1982年，對渤海、黃海沿海放射性污染源和沿岸放射性水平進行了調查；20世紀80年代和90年代，進行了全國海洋污染基線調查[5]；出于核電發(fā)展需要，1988年至2007年，環(huán)保部輻射環(huán)境監(jiān)測技術中心等監(jiān)測機構陸續(xù)對秦山核電基地、三門核電站等核電廠周邊海域進行了放射性本底調查和監(jiān)督性監(jiān)測。通過各項調查，初步掌握了當時我國近岸海域的放射性水平，以及放射性物質的動態(tài)變化和可能的照射劑量。但是由于我國海洋系統(tǒng)的海洋環(huán)境放射性監(jiān)測數(shù)據(jù)基本未公開發(fā)布，因此我國近岸海域的放射性監(jiān)測數(shù)據(jù)仍十分缺乏。

此外，我國陸續(xù)在有核設施的沿海局部地區(qū)開展了一些零散的近岸海域放射性監(jiān)測，如國家海洋局第三海洋研究所在1988—1990年(大亞灣核設施運行前)對大亞灣海域的海水、海洋生物和沉積物進行了放射性監(jiān)測；海軍南海艦隊防化技術室在1993—1995年對湛江、北海、汕頭、三亞等地的海水、海洋生物和沉積物進行了放射性監(jiān)測。到目前為止，我國近岸海域放射性監(jiān)測采用的是單一的實驗室分析測量。

2　國內外近岸海域放射性監(jiān)測情況對比

通過國內外近岸海域放射性監(jiān)測情況的研究與比較，可以總結出國內外近岸海域放射性監(jiān)測存在的差距。

137Cs是國內外近岸海域放射性監(jiān)測普遍選擇的特征核素，表2是我國與其他國家在近岸海域生物與底泥中通過實驗室分析測量方式得到的137Cs濃度水平對比。由表2可知，我國近岸海域底泥的137Cs監(jiān)測結果比巴西的要低兩個數(shù)量級；海藻的137Cs監(jiān)測結果比英國的要低約一個數(shù)量級；魚類和軟體動物的137Cs監(jiān)測結果處于同一數(shù)量級；甲殼動物的137Cs監(jiān)測結果比巴西的高3倍。這可能跟不同的監(jiān)測年代、監(jiān)測海域、監(jiān)測方法等有關，也跟核爆的沉降區(qū)域以及監(jiān)測區(qū)域周圍的核設施排放等情況有關。

表3為國外海水中放射性核素的在線連續(xù)監(jiān)測與國內實驗室分析測量比較，由表3可知，對于同一特征核素，國外海水中放射性在線連續(xù)監(jiān)測與國內實驗室分析測量結果較為接近，說明在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)能達到實驗室的分析水平。

表2國內外近岸海域生物、底泥137Cs濃度水平實驗室測量對比

Table 2The laboratory measurements comparison between137Cs concentrations in biological and sediment of coastal waters from home and abroad

時間國家海域監(jiān)測對象濃度水平/(Bq/kg)1991—1995[6]古巴西恩富戈斯灣魚(Albulavulpes)0.25±0.02(鮮重)軟體動物(Bullastriata)1.10±0.12(鮮重)甲殼類動物(Penaeusschmitti)0.08±0.01(鮮重)1997—2002[3]巴西巴西東南沿海魚0.33±0.38沉積物3.1±2.1(干重)1988.05—11[7]英國蘇格蘭西北海岸到蘇格蘭東北海岸可食用海藻(Saccharina)7.7±1.21977—1978[5]中國渤海、黃海、東海、南海藻類0.08～0.56,算術平均0.29,幾何平均0.22軟體動物0.08～0.56,算術平均0.25,幾何平均0.16甲殼動物0.08～0.56,算術平均0.30,幾何平均0.24魚類0.08～0.56,算術平均0.63,幾何平均0.531993———1995[8]中國南海四港口(湛江、北海、汕頭、三亞)及其附近海域沉積物(三亞)0.061(干重)

注：由于我國海洋放射性監(jiān)測數(shù)據(jù)公開發(fā)布較少，未檢索到20世紀90年代末以后的數(shù)據(jù)。

表3國外海水中放射性核素的在線連續(xù)監(jiān)測與國內實驗室分析測量比較

Table 3The comparison between the abroad on-line continuous monitoring of radionuclides in coastal waters and the domestic laboratory analysis measurements

特征核素時間國家海域監(jiān)測手段監(jiān)測對象濃度水平/(Bq/m3)40K2000.11.27[1]希臘愛琴海海水中放射性核素的在線連續(xù)監(jiān)測海水12045±1201993—1995[8]中國南海三亞實驗室分析測量海水7300137Cs2000.11.27[1]希臘愛琴海海水中放射性核素的在線連續(xù)監(jiān)測海水18±21993—1995[8]中國南海三亞實驗室分析測量海水<17.4

通過對國內外監(jiān)測方案和監(jiān)測結果進行對比分析，國內近岸海域放射性監(jiān)測與國外尚存在一定差距，我國存在的不足主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)監(jiān)測手段相對單一。國內僅依靠單一的實驗室分析測量已無法適應新形勢的需要：首先，即時性不強。實驗室分析測量的采樣頻率一般是半年或更長時間一次，而在線連續(xù)監(jiān)測則是實時監(jiān)測。因此，僅靠實驗室分析測量無法得到實時數(shù)據(jù)，無法及時發(fā)現(xiàn)和應對核事故或核污染等突發(fā)事件。其次，實驗室分析測量包含的海域范圍過大，無法精確到具體位置，而在線連續(xù)監(jiān)測的探測范圍可以精確到以探測器位置為中心的一個較小范圍，且相對固定，數(shù)據(jù)可分辨性較高，更利于數(shù)據(jù)處理與分析。再次，實驗室分析測量存在環(huán)節(jié)繁多、周期較長等問題，會對監(jiān)測結果造成一定影響。例如，樣品采集時間間隔較長會導致放射性活度測量結果誤差較大。所以，單一的實驗室分析測量已無法適應新形勢需要，應發(fā)展兩者互為補充的監(jiān)測手段。

(2)采樣范圍較狹小，因素考慮不全面。從監(jiān)測范圍來看，我國的監(jiān)測區(qū)域采樣點偏少，大多只局限于某一海域，僅為某一核設施建設需要而開展監(jiān)測，而國外監(jiān)測范圍基本遍布整條海岸沿線，監(jiān)測區(qū)域更為廣泛全面。此外，影響放射性分布的條件有很多，包括氣候、季節(jié)等綜合因素。國內在進行監(jiān)測時，往往沒有考慮這些條件范圍因素，難免會以偏概全。

(3)缺乏統(tǒng)一評價標準。由于各地監(jiān)測的評價標準不同，因此所獲得的數(shù)據(jù)無法保證兼容，其監(jiān)測數(shù)據(jù)就更沒有可比性，加上各部門之間缺乏監(jiān)測數(shù)據(jù)的交流，這就使得近岸海域放射性監(jiān)測事業(yè)無法真正協(xié)調發(fā)展，更無法互相促進。

(4)監(jiān)測方案不夠全面。國內一些海洋放射性監(jiān)測方案沒有提出明確的監(jiān)測意義、目的和方法等，得出的數(shù)據(jù)僅能起到指示性作用或作為數(shù)據(jù)資料保存，且基本未對監(jiān)測結果進行全面統(tǒng)計分析。同時，還有些監(jiān)測方案內容不明確，測量內容、測量對象較為籠統(tǒng)。例如，《全國輻射環(huán)境監(jiān)測方案(暫行)》中對于近岸海域放射性監(jiān)測的一些監(jiān)測項目，概念較為模糊，只是大概地提出“在核電廠周圍應測γ核素”，而并沒有指出具體該監(jiān)測哪些核素，根據(jù)什么因素去選擇核素等。

(5)近岸海域監(jiān)測資料有限。受國家對近岸海域環(huán)境放射性監(jiān)測的重視程度以及海洋樣品采集的復雜性等的限制，我國近岸海域環(huán)境放射性監(jiān)測資料遠少于陸域。

3　加強國內近岸海域放射性監(jiān)測的建議

針對目前國內近岸海域放射性監(jiān)測存在的不足，提出以下建議：

(1)在進行監(jiān)測時，要實現(xiàn)海水中放射性核素在線連續(xù)監(jiān)測和實驗室分析測量相結合。對于有核設施及后處理廠的海域，要以海水中放射性核素的在線連續(xù)監(jiān)測為主，實驗室分析測量為輔，兩種方法相互比較、相互補充，以實現(xiàn)最好的監(jiān)測效果；而對于其他海域，可繼續(xù)采用實驗室分析測量，必要時(應急監(jiān)測)可采用連續(xù)性監(jiān)測。

(2)根據(jù)所測對象選擇合適的測量儀器，借鑒國外成功的近岸海域放射性測量方法來彌補國內監(jiān)測方法的不足。同時要有相應的質量保證，即技術人員監(jiān)測技能的保證、管理人員制度認知的保證、測量方法正確性的保證、測量儀器準確性的保證以及測量標準規(guī)范性的保證。

(3)充分考慮各種條件對放射性分布的影響，在采樣時根據(jù)氣候、季節(jié)、潮汐等因素分別進行測量，然后再進行綜合分析。盡可能對整條海岸線進行監(jiān)測，從而得到更為準確、更有意義的測量結果。

(4)建立統(tǒng)一的評價標準，使各地區(qū)、各部門的測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，從而建立起覆蓋全國近岸海域的放射性監(jiān)測網絡，并與世界同類監(jiān)測工作標準接軌，使近岸海域放射性監(jiān)測事業(yè)協(xié)調發(fā)展。

(5)在擬訂監(jiān)測方案時要充分考慮監(jiān)測目標、意義和方法等，盡量使監(jiān)測方案有針對性，例如首先明確監(jiān)測目的，即需要測什么、為什么測。同時，將監(jiān)測項目具體化，盡量提出帶有具體監(jiān)測核素的方案。

(6)大力發(fā)展近岸海域環(huán)境放射性監(jiān)測，搜集較為全面細致的資料，同時做好與國外監(jiān)測資料的深層次比較，及時發(fā)現(xiàn)自身存在的弱勢與不足之處，不斷加以改進和提高。

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Comparison and Development Suggestions of Coastal Waters Radioactive Monitoring Between Home and Abroad

QIAN Rui, SUN Guo-jin, HUANG Ren-jie, CAO Long-sheng, LIU Gong-ye, NI Shi-ying

(Zhejiang Province Radiation Environmental Monitoring Center, Key Laboratory of Radiation Environmental Safety Monitoring in Zhejiang Province, Hangzhou, 310012, China)

Due to the ocean currents flow and biological migration, tiffusion of nearshore radioactive pollution is increasing This paper discussed the abroad radioactive monitoring situation of coastal waters from characteristics of the ocean radioactive distribution and its influence factors. Based on the comparison in monitoring methods and programs between home and abroad, the disparities between China and developed countries in the area of coastal water radioactive monitoring were pointed out. Several development proposals were then provided to promote the coastal water radioactive monitoring in China.

coastal waters; radioactive monitoring; development suggestions

2015-12-09

國家自然科學基金專項項目(L1422037)；2014年浙江省環(huán)保科研計劃項目(2014A017)

錢銳(1977—)，男，浙江人，工程師，碩士，主要從事輻射環(huán)境監(jiān)測研究，E-mail：qr@rmtc.org.cn

倪士英(1963—)，男，浙江人，教授級高級工程師，學士，長期從事輻射環(huán)境監(jiān)測研究，E-mail：1143562054@qq.com

10.14068/j.ceia.2016.05.013

X837

A

2095-6444(2016)05-0051-04