李先華

本文討論的是華中科技大學協(xié)和深圳醫(yī)院防輻射工程中放射性廢水處理系統(tǒng)設計要點。醫(yī)院需要建設一套“室內管網+衰變池”獨立運行的水處理系統(tǒng)，以解決醫(yī)療和科研過程中產生的放射性廢水。

一、輻射防護工程概況

華中科技大學協(xié)和深圳醫(yī)院（以下簡稱醫(yī)院）總用地面積9.2萬平方米，總建筑面積約為59.2萬平方米，總編制床位數約3000床。醫(yī)院規(guī)劃有放射治療、核醫(yī)學、介入放射學和醫(yī)用X射線影像診斷等工作場所，包括5個甲癌病房并配備相應的放射診療射線裝置。

二、放射性廢水來源及處理要求

醫(yī)院放射性廢水主要來自核醫(yī)學科，包括：（1）來自核醫(yī)學顯像檢查區(qū)域分裝室、衛(wèi)生通過間、休息室衛(wèi)生間、留觀室衛(wèi)生間、污洗間等高活區(qū)的放射性廢水，含有9mTc，131I，18F放射性核素。（2）來自甲癌治療區(qū)域的分裝室、病房區(qū)域病人專用衛(wèi)生間、污洗間等高活區(qū)的放射性廢水，含有131I放射性核素。

根據《醫(yī)用放射性廢物的衛(wèi)生防護管理》（GBZ133-2009）中規(guī)定的使用放射性核素產生放射性廢液的臨床核醫(yī)學單位和醫(yī)學科研機構應將僅含短半衰期核素的廢液注入專用容器中通常存放10個半衰期后經審管部門核實準許作普通廢液處理的規(guī)定。醫(yī)院對衰變池的設計目標就是使液態(tài)放射性污染物能夠在排入衰變池后至少經過10個半衰期且排放時濃度滿足標準要求，檢測滿足排放標準后排放至醫(yī)院污水處理中心，最后外排至市政管網。

三、放射性廢水處理系統(tǒng)的建設及工作原理

核醫(yī)學排水管道采用鑄鐵管道，并設置成兩組，核醫(yī)學檢查區(qū)域產生的放射性廢水排放設置一組排水管道，核素病房區(qū)域產生的放射性廢水排放設置另一組排水管道。衰變池為自動化并聯式設計，采用鋼筋混凝土建筑，做專門的防腐防滲處理。衰變池共設計六格，設置兩組相互獨立的三級衰變池，分別承接上述兩組排水管道排放的放射性廢水，單格有效容積為68m3，6格總容積為408m3。衰變池平面圖1、剖面圖見圖2。

圖1 衰變池平面圖（單位：mm）

圖2 衰變池剖面圖（單位：mm）

系統(tǒng)的工作原理為：放射性廢水先由電動閥門控制流入第一格衰變池進行暫存，當第一格衰變池格蓄滿廢水時關閉第一格進水閥門并打開第二格進水閥門，放射性廢水流入第二格水池進行暫存，當第二格水池蓄滿放射性廢水后，當第二格衰變池格蓄滿廢水時關閉第二格進水閥門并打開第三格進水閥門，放射性廢水流入第三格水池進行暫存。以此類推，當第六格衰變池格蓄滿廢水時，對第一格衰變池的放射性廢水進行檢測，達到排放標準后，作為普通醫(yī)療廢水排放至醫(yī)院污水處理站，以此類推。衰變池設置有放射性廢水采樣口。

四、放射性廢水處理系統(tǒng)理論支撐

1.廢水產生量估算

甲癌、甲亢治療項目產生的放射性廢水中主要含有放射性核素131I。醫(yī)院共有5個甲癌病房，每位住院病人每天產生廢水100L，則甲癌住院病人每天產生廢水500L，考慮上清洗去污等用水約為100L/天，則保守估計甲癌病房每天產生廢水量約為0.6m3。

核醫(yī)學影像項目（PET/CT，PET/MR，SPECT），廢水中主要含有放射性核素18F、9mTc根據醫(yī)院提供的資料，每天接受PET顯像檢查的病人最大為60人、SPECT顯像檢查的病人最大為30人，受檢查病人在注射藥物后需要休息一段時間，設期間病人上廁所一次，每次產生廢水6L，則核醫(yī)學影像項目一天產生廢水540L；慮上清洗去污等用水，保守估計廢水量為0.6m3/天。

核醫(yī)學科骨轉移癌治療項目接受放射性藥物治療的病人，在用藥正常后就離開，不會產生排泄物等廢水和固體廢物，因此核醫(yī)學科產生的放射性廢水約為1.2m3/天。

每天產生廢水1.2m3，則當第六格衰變池蓄滿廢水時，第一格衰變池放射性廢水至少已暫存283天。排放到衰變池的廢水中的主要放射性核素為18F（半衰期為109.7min）

131I（半衰期為8.04天）、9mTc（半衰期為6.02h），保守采用半衰期相對較長的核素131I估算，10個半衰期時間為80.4天，因此衰變池的設置可滿足放射性廢水在廢水衰變池停留十個半衰期以上的要求。

2.排放活度分析

甲癌治療項目排入三級衰變池的液態(tài)放射性污染物中放射性核素主要為131I，其半衰期分別為8.04天，查表《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）B1.3.4表B3可知，工作人員吸入e（g）1μm為7.6×10-9Sv/Bq，吸入e（g）5μm為1.1×10-8Sv/Bq，食入e（g）為2.2×10-8Sv/Bq?？梢姡瑢τ?31I，工作人員吸入或食入131I的待積有效劑量的最大值為2.2×10-8Sv/Bq。

因此，ALImin=5mSv/（2.2×10-8Sv/Bq）=2.27×105Bq。

灌滿第六格衰變池時，第一格衰變池的放射性廢水至少暫存了283天，甲癌病人住院時間取5天，在注滿第一格衰變池期間（56天），期間甲癌住院病人最多為33人，服用131I總量為33×200mCi=6600mCi。“清甲”、“清灶”治療患者服131I后第1天尿液內排泄的放射性活度分別占服用131I總活度的64.9%、71%（《中國醫(yī)療前沿》2013年第6期，湯敏敏、劉建中、武志芳等著“日尿排泄131I值估算甲狀腺癌患者體內殘留活度”）；以偏保守的角度考慮，接受甲癌治療的病人排泄的放射性活度服占服用131I總活度的90%，則排泄進一格衰變池中的131I總量為9540mCi。經過283天暫存后，排出的活度為：

2.1978×1011Bq×（1/2）283/8.04≈5.57Bq＜2.27×105Bq

衰變池廢水排放周期為283天，單次排放的活度低于1ALImin（2.27×105Bq），單月排放活度低于10ALImin（2.27×106Bq）符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）的要求。

131I為衰變核素，排放濃度為：5.57Bq/68×103L=8.19×10-5Bq/L

可以滿足《醫(yī)療機構水污染物排放標準》（GB18466-2005）中要求的綜合醫(yī)療機構和其他醫(yī)療機構水污染物排放限值：總β＜10Bq/L。

五、結語

大型綜合醫(yī)院防輻射工程要求放射性廢水的處理必須單獨設計一套水處理系統(tǒng)。放射性廢水收集管道布置要合理，衰變池的設計需要滿足放射性廢水至少經過10個半衰期的容量要求和排放時濃度滿足標準要求，檢測滿足排放標準后才能排放至醫(yī)院污水處理中心，最后外排至市政管網。