劉偉容，齊宇虹，林 峰，張 偉，王 欣

(1.中國(guó)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(tái)壓水堆核電機(jī)組。為獲得核電廠1、2號(hào)機(jī)組運(yùn)行前的海域放射性本底資料，2009年9月中國(guó)核電工程有限公司委托國(guó)家海洋局第三海洋研究所對(duì)海南昌江核電廠進(jìn)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(gè)航次進(jìn)行。2015年11月7日1號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功，2016年6月20日2號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。為獲得核電廠3、4號(hào)機(jī)組運(yùn)行前的海域放射性現(xiàn)狀資料，2017年3月中國(guó)核電工程有限公司委托國(guó)家海洋局第三海洋研究所對(duì)海南昌江核電廠進(jìn)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(gè)航次進(jìn)行。本研究對(duì)兩次海域放射性調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，以評(píng)估海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組運(yùn)行后對(duì)周邊海域環(huán)境的影響。

1 調(diào)查項(xiàng)目和方法

1.1 調(diào)查項(xiàng)目

開展首次調(diào)查時(shí)，調(diào)查項(xiàng)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(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》[1]和《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[2]這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第二次調(diào)查開展時(shí)，前述第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被2014年版《海洋工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》[3]替代，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)調(diào)查項(xiàng)目、范圍、頻次、站位、要素均進(jìn)行了明確的要求，因此第二次調(diào)查按照新標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。兩次調(diào)查的布點(diǎn)見圖1、2，兩次調(diào)查的調(diào)查項(xiàng)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(shí)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(shí)間)。海水樣品送至實(shí)驗(yàn)室后，先靜置2～3 d，待澄清后，虹吸出上清液，再進(jìn)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(gè)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(shí)間、沉積物厚度、表觀性狀。如果采樣點(diǎn)遇到沙質(zhì)環(huán)境無法采樣，則采樣位置稍作移動(dòng)再進(jìn)行采樣。沉積物樣品送至實(shí)驗(yàn)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(jìn)行不同要素的放化分析。

海洋生物：通過現(xiàn)場(chǎng)采集和購(gòu)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(diǎn)、采樣日期、采樣時(shí)間、濕重量等相關(guān)信息。海洋生物樣品只取可食部分進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(dāng)時(shí)最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)要素的放化分離和測(cè)量，部分分析項(xiàng)目沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，采用了非標(biāo)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(cè)量誤差 對(duì)于數(shù)據(jù)的測(cè)量誤差，兩次調(diào)查在樣品比活度的測(cè)量過程中計(jì)算了比活度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。計(jì)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(jì)數(shù)率(cps)；nb指本底計(jì)數(shù)率(cps)；ns+b指樣品加本底計(jì)數(shù)率(cps)；tb指本底測(cè)量時(shí)間(s)；ts指本底和樣品的測(cè)量時(shí)間(s)；Nb指本底總計(jì)數(shù)；Ns+b指樣品加本底總計(jì)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(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)值；沉積物除58Co、60Co、54Mn、110mAg測(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)值；海洋生物除58Co、60Co、134Cs、110mAg測(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)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(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)值；沉積物除54Mn、58Co、59Fe、60Co、65Zn、110mAg、134Cs測(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)值；海洋生物除54Mn、59Fe、58Co、60Co、65Zn、110mAg、134Cs、106Ru、106Rh測(cè)量結(jié)果全部低于探測(cè)限之外，其他要素均有高于探測(cè)限的測(cè)值。

海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組運(yùn)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(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 海水

對(duì)于海水，選取了3H、總β、58Co、60Co、90Sr、110mAg、134Cs、137Cs等測(cè)量結(jié)果，并對(duì)每個(gè)航次平均值再進(jìn)行等權(quán)重平均，計(jì)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(duì)比結(jié)果顯示：除第二次調(diào)查中90Sr測(cè)量結(jié)果比首次調(diào)查低之外，兩次調(diào)查中其他測(cè)量項(xiàng)目的范圍和平均值基本處于同一水平。可認(rèn)為海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行未對(duì)周圍海域海水放射性水平產(chǎn)生明顯影響。對(duì)于90Sr，建議在后續(xù)監(jiān)測(cè)工作中進(jìn)一步關(guān)注。

2.2 沉積物

對(duì)于沉積物，選取了總β、54Mn、58Co、60Co、90Sr、110mAg、137Cs等測(cè)量結(jié)果，并計(jì)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(duì)比結(jié)果顯示：除第二次調(diào)查中90Sr測(cè)量結(jié)果比首次調(diào)查高之外，兩次調(diào)查中其他測(cè)量項(xiàng)目的范圍和平均值基本處于同一水平?？烧J(rèn)為海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行未對(duì)周圍海域沉積物放射性水平產(chǎn)生明顯影響。對(duì)于90Sr，建議在后續(xù)監(jiān)測(cè)工作中進(jìn)一步關(guān)注。

2.3 海洋生物

對(duì)于海洋生物，由于不同航次在現(xiàn)場(chǎng)采集和購(gòu)買的方式獲取的海洋生物樣品不完全一樣。對(duì)于同一種核素，不同海洋生物之間的測(cè)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(duì)蝦(Metapenaeusaffinis)、麒麟菜(Eucheumamuricatum)，選取了它們的總β、54Mn、58Co、60Co、90Sr、110mAg、134Cs、137Cs等測(cè)量結(jié)果，并對(duì)每個(gè)航次平均值再進(jìn)行等權(quán)重平均，計(jì)算得到兩次調(diào)查數(shù)據(jù)的比值R文蛤、R海鰻、R對(duì)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(duì)比結(jié)果顯示：兩次調(diào)查中測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果基本處于同一水平。可認(rèn)為海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行未對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)比

2.4 與其他海域海水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)比

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

對(duì)比結(jié)果顯示：兩次調(diào)查海水中的測(cè)量結(jié)果范圍與2017年鄰近的其他海域監(jiān)測(cè)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行，數(shù)據(jù)的可比性較好。海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間介于兩次調(diào)查時(shí)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(jìn)行對(duì)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(cè)量結(jié)果基本處于同一水平，可認(rèn)為海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行未對(duì)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(cè)量結(jié)果范圍與2017年鄰近的其他海域監(jiān)測(cè)結(jié)果范圍基本相同。

第二次調(diào)查中海水的90Sr測(cè)量結(jié)果比首次調(diào)查低，第二次調(diào)查中沉積物的90Sr測(cè)量結(jié)果比首次調(diào)查高，但兩次測(cè)量結(jié)果均與本底水平相當(dāng)。兩次測(cè)量結(jié)果的差異可能由于：(1)低水平放射性測(cè)量的漲落；(2)由于海水的流動(dòng)性，90Sr的擴(kuò)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(jìn)一步分析確認(rèn)，建議在后續(xù)監(jiān)測(cè)工作中關(guān)注90Sr，并與相關(guān)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。