前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的放射性污染的特点主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
本文通过对广西矿产资源开发利用的调查,对其矿物或矿渣堆场进行γ辐射剂量率和天然放射性核素比活度进行监测分析,初步得出广西区域内开发利用的伴生放射性矿类型及分布区域,并对伴生放射性矿开发利用的管理提出建议。
关键字:伴生放射性矿开发利用辐射调查
中图分类号: F407 文献标识码: A 文章编号:
1.背景
广西地处中国南疆,矿物种类繁多,矿产资源丰富、开采量大,同时,广西又处于北部湾核心区域,与东盟国家越南既有陆地边界,亦有海上边界。日益发展的工业活动,以及矿产资源的不断开发利用,直接或间接的造成北部湾地区的环境安全,广西大量伴生放射性矿的开发利用带来的环境问题就是其中之一。
伴生放射性矿,是指含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀矿(如稀土矿和磷酸盐矿等)。伴生放射性矿伴生有较高浓度的天然放射性核素,这些核素在伴生放射性矿的开采、加工、冶炼和利用过程中,伴随着迁移、浓集和扩散,从而对环境造成一定的放射性污染。
2.伴生放射性矿开发利用的影响
伴生放射性矿的开发利用对人类产生辐射照射增加主要通过外照射和内照射影响。
(1)外照射
伴生放射性矿的开采过程,把地表以下的较深层的含天然放射性核素比活度较高的土壤转移至地表上来,破环了该地区原有的辐射环境,提高了该地区的γ辐射水平;伴生矿的冶炼、加工和利用就是天然放射性核素在中间产品或废物中有所富集,并扩散到更大的范围。放射性固体废物的产生,使周围环境γ辐射水平显著提高,对人产生γ辐射照射。
在伴生放射性矿的开采、冶炼、加工和利用过程中,产生了大量的扬尘、悬浮物及气体均会对人产生γ辐射照射,以及在水体产生的放射性沉积物,也会是人产生γ辐射照射。
(2)内照射
伴生放射性矿的开采、冶炼、加工和利用企业的放射性固体废物的产生,为放射性废水、废气的生成提供了条件。
放射性废气主要是含放射性核素的扬尘、气溶胶,以及222Rn、220Rn及它们衰变的子体。放射性废水主要来源于伴生放射性矿坑道排除的废水或地下水、废石堆或废渣堆淋溶雨水以及企业的工艺废水。
放射性核素释放到大气、水体及土壤后,可以通过呼吸,也可以进入人类食物链,从而进入人体内产生持续的内照射。
3.国内伴生放射性矿开发利用造成环境影响现状
目前我国伴生放射性矿资源利用主要是伴生矿的开采、选矿和加工,其中伴生矿的采选及初加工是产生放射性污染物的主要来源,而深加工企业产生的放射性污染相对较小。而稀土矿的伴生放射性核素含量相比其他伴生放射性矿较高,开发利用过程中给环境带来的放射性污染十分严重。[1]
我国曾对湖北、湖南、安徽、江西、浙江等五省开展过放射性石煤伴生矿开发和利用对环境影响的调查研究,调查结果表明,五省石煤矿区碳化砖房室内、石煤矿区原野、道路γ辐射剂量率分别为五省“水平调查”时的3倍左右;五省石煤矿区土壤238U、226Ra比活度分别为五省“水平调查”时的8倍和5倍;石煤矿区内各种水样天然铀、钍、226Ra、40K的活度浓度均大幅涨高,为 “水平调查”时的13~48倍。空气中的氡浓度、气溶胶中238U、226Ra比活度均为“水平调查”时的数倍之多。 [2]帅震清等通过对我国7个省400多家伴生矿开发利用企业放射性“三废”排放情况进行了监测、调查,这400多家企业每年产生大量放射性废水、废气和固体废渣。其中废水中总α、总β含量超过标准的限值,总α超标范围为11~500多倍,总β超标范围1~9倍;部分固体废弃物的放射性含量属《放射性物质分类》(GB9133-95)中的低水平放射性固体废弃物的水平;对这7省伴生矿及开发加工企业厂区周围的环境的γ辐射剂率空气进行监测,结果表明,伴生矿开发利用过程中对周围地区造成了放射性污染。[1]
陈志东等对广东省几个大型稀土矿、钽铌矿和铅锌矿资源利用(采选、冶炼和加工)过程中天然放射性核素的污染现状进行了调查。从其调查结果中得出,天然放射性核素大部分转移到废渣中。其对厂区周围的气溶胶、地下水、γ辐射剂量率进行监测,总α比对照点高2~10倍,其地下水的总α、总β均已超过国家饮用水标准,其周围环境γ吸收剂量率比一般地区高5~30倍。其调查结果也说明了,伴生矿的开发和利用已经对周围的环境造成了放射性污染影响。[3]
张谦等对辽宁某海绵钛生产厂主要环境介质和含钛废渣中总α、总β、U、226Ra、232Th、40K的放射性比活度,以及厂区周围γ辐射环境水平等进行监测分析,发现厂区排出的废水含有一定的放射性, 冶炼产生的废渣含放射性,虽然不属于放射性废物,但是对公众造成的剂量高于国家规定的限值,说明含钛废渣已经造成了一定的环境放射性影响。[4]
4.广西伴生放射性矿开发利用的现状
2008年开始,对广西全区的伴生放射性矿开发利用的放射性污染调查,通过前期的调研、资料收集,初步掌握了全区的矿物类别、数量、分布,筛选出涉及全区14个地级市的矿产采选、加工利用等的1274家企业,包括煤、锰、铅/锌、钛、锆、锡、钒、铌钽等矿物种类。经过1年多时间的现场走访、监测、筛选,确定本次研究的86家企业和15个矿物种类。
在这次调查筛选出来的86家企业中,伴生矿的开采企业为26家,伴生放射性矿的利用企业总共为60家,其中利用广西本地开采的矿的企业为45家,利用广西以外开采的矿的企业为15家。
研究内容包括:矿物或废渣堆场的γ辐射剂量率、矿物或废渣的天然放射性核素比活度的监测分析。
通过对这86家企业矿物或废渣堆场γ辐射剂量率的调查,从表1可见,γ辐射剂量率最大的是锆矿的5940nGy/h,最小的是稀土的123nGy/h,平均值最大的是铌/钽矿的2465nGy/h,其次是锆矿2398nGy/h,磷矿的也不小1169nGy/h。
通过采集这86家企业的矿物或废渣进行天然放射性核素比活度的分析,U-238比活度最大的是磷矿的2475Bq/kg,其次是锆矿1990Bq/kg;Th-232比活度最大是锆矿16535Bq/kg,其次是磷矿2955Bq/kg;Ra-226比活度最大是锆矿8848Bq/kg,其次是磷矿3981Bq/kg;K-40最大是花岗岩1283Bq/kg,其次是铜矿的1072Bq/kg。
可见,铌/钽矿、锆矿、磷矿、钛矿等的γ辐射剂量率普遍较高,可以初步判断这些矿种的伴生放射性水平较高,且经过天然放射性核素的比活度分析,也可以看出,γ辐射剂量率较大的,其伴生放射性核素的活度也较大。且大多数情况下,即使矿种不同,一般都有废渣堆场的γ辐射剂量率较大,而原料或产品的γ辐射剂量率相对较小。
表1 按矿物统计矿物或废渣堆场的γ辐射剂量率
5.小结
通过这次调查,可以知道广西区域内开发利用的伴生放射性矿类型及分布地区有以下特点:
1、伴生放射性矿开发利用企业主要分布在南宁、桂林、百色、河池、梧州及贺州等矿产较丰富的地区,以及钦州、防城港等沿海地区。虽然钦州、防城港的矿产资源不是太丰富,但这两地方均有港口,比较是合适资源进口加工利用。
2、利用外来矿源的15家企业所涉及的矿物种类为煤、锆/钛,均为广西所缺乏,广西部分火电厂使用的煤是外地进口的,而广西又处于沿海省区,故使用外来锆/钛矿原料的12家企业均分布在沿海地区,其原料均为国外进口的。
3、在开发使用本地矿产的企业基本都分布在矿区或距区较近的地方。锰矿资源主要分布在崇左、桂林等地,而加工利用企业也主要分布在这两个地方;铝矿资源主要就分布在百色、南宁地区,而加工利用企业就分布在此;煤矿资源主要分布在来宾、南宁地区,而该地生产出来的煤就主要满足分布在来宾市、南宁市的两座火电厂;钒矿资源主要分布在南宁市上林县,而3个钒矿利用企业均分布在该地;磷矿资源分布在梧州、钦州地区,其加工利用企业也分布在该地;钛矿资源分布在梧州,而钛矿的开发利用企业也分布在梧州;稀土、铌/钽、铅/锌、锡等其它矿资源的加工利用企业的分布也一样,距离矿区地比较近。
6.建议
现在矿产开发利用的活动越来越频繁,但环境污染事故也越来越多,为了保障北部湾经济区的发展、生态文明广西的建设,以及保障人员、环境的安全,提出几点建议:
(1)各级政府部门互相合作、统一监管。凡与伴生放射性矿有关的企业生产情况,如实上报并附相关资料,根据具体情况,由省级或省级委托地方对放射性污染进行监督监测。加强有关放射性污染、防护方面的宣传教育,培训放射性污染企业和地方环保工作人员在放射性监测方面的技术力量,增加在放射性污染治理方面的环保投入。
(2)对伴生矿的开发利用及一切伴有辐射项目的建设,必须坚持“三同时”制度,其环保设施竣工验收,必须由放射环境管理主管部门组织进行,经监测达标、验收合格后才能投产运行。
(3)放射性废渣必须妥善管理,建设防雨水淋洗、防扩散、防渗漏、防辐射等措施的临时贮存库,废渣处理或处置前须经过有资质的监测机构对其放射性水平进行监测,放射性废渣处理方案须报省级环境保护部门批准后方可实施。
(4)伴生放射性矿在开发利用过程中产生的放射性废气、废水及废渣虽不像放射源那样存在突发性的或致命的危害,但如果听之任之,长期下去会产生严重的环境污染,难以治理。与其等污染后花大成本治理,不如在还没有严重污染前加强管理,遏制问题恶化。这不仅要求伴生矿开发利用企业严格要求自己,大力推行清洁生产,也有待于环境保护行政主管部门明确管理要求,加大执力度。
[1] 师震清,越亚民,赵永明,等.全国部分省市伴生放射性矿物资源开发利用中放射性污染现状与对策研究. 北京:国家环保总局,2000.
[2] 叶际达, 孔玲莉,李莹,等. 五省放射性伴生石煤矿开发和利用对环境影响研究.辐射防护,2004.1(24).
2012年4月初,日本东京电力公司证实,福岛第一核电站再次发生含高浓度放射性物质的污水泄漏入海事件,福岛核电站泄漏事故再起波澜。
福岛核电站泄漏事故起因于2011年3月的日本特大地震。来势汹汹的核泄漏,让人们想起曾经的切尔诺贝利事故的惨痛,谈“核”色变的日子再次来临。放射性气溶胶、放射性污水等名词及其潜在危害不断为人们熟知,包含放射性污染在内的特种污染也更加得到研究者的关注。
其实早在几年前,我国就已有研究者运用纳滤膜技术成功研制出了“放射性废水处理装置”,且应用效果显著。这位令人肃然起敬的研究者,就是我国著名环境工程专家、中国工程院院士侯立安。
立足前沿 于无声处听惊雷
几年前,一项关于放射性废水的课题研究获得了国家科技进步二等奖,得到广泛关注。国家的肯定和支持,不仅因为这项研究解决了世界性顶尖难题,取得了先进而实用的研究成果,更因为研究者在装置研制过程中所克服的高危险性和挑战性。
侯立安介绍,放射性污染是特种污染的一种。区别于传统污染,特种污染是一种由特殊污染源造成的污染,危害更大,除放射性污染外,还有化学毒剂污染、生物战剂污染以及推进剂污染。
众所周知,放射性废水所含的放射性物质会对人体健康产生危害,众人唯恐避之不及,而研究废水处理装置,却要用放射性物质配置模拟核爆废水,并在密闭环境中进行大量试验,研究工作面临极大的风险。而侯立安,正是顶着种种压力,开展了这项工作。
通过广泛深入的调查研究,侯立安掌握了放射性废水的水质特点,并通过全面分析各种放射性废水处理的工艺方法,最终决定大胆采用纳米材料领域核心尖端技术—纳滤膜作为装置的关键处理单元。随后凭着对科研事业的执着和不惧艰难的精神,侯立安始终坚守一线,系统研究了膜分离的预处理工艺,获得了大量珍贵的第一手资料。最终创造性地提出了“截留低分子的膜可以截留高分子有机物”的学术新观点,完善了纳滤膜的分离机制,确定了放射性废水无害化处理系统,通过大量模拟试验,成功研制出了“放射性废水处理装置”,并取得了明显的应用效果。
随后,围绕纳滤膜技术,侯立安又进行了更加深入的研究,陆续发表《反渗透和纳滤膜工艺去除饮用水中有机物及放射性活度的试验研究》、《纳滤膜分离技术处理放射性废水的试验研究》、《膜工艺去除模拟核化废水的试验研究》等多篇学术论文,为纳滤膜技术在废水处理方面的应用提出了新的研究思路。
侯立安在放射性废水治理方面取得的成绩得到了世界范围的广泛关注,然而却少有人知晓,他最初的研究是从军事环境污染治理开始的。
“技”无止境 于需求处求创新
军事环境是一个特殊的独立空间,对军事环境特种污染的防控研究,不仅有利于保障环境安全,有利于新时期的国防备战,而且对确保官兵身心健康、提升军队战斗力有重要作用。
美国国防部的《环境安全战略》确定,美军的环境安全有四个压倒一切的、相互联系的目标,其中一项是改善军事人员及其家属的生活质量,保护他们免受环境、安全和健康方面的危害,并维持军事设施的质量。这或许能够解读侯立安投身军事环境工程研究的初衷。
侯立安1976年入伍,1982年从西安冶金建筑学院(现西安建筑科技大学)给排水专业毕业,被分配到部队担任维护阵地水、风、电的排长。
第一次进入密闭阵地执行任务,侯立安就发现,由于官兵们生活起居都在阵地,而当时我国特殊空间环境污染控制技术仍相对落后,阵地中存在空气中二氧化碳和氯气浓度过高、生活污水污物不易排除、饮用水缺乏净化装置等多重现实难题,直接影响着作战人员的正常生活和训练任务。
要知道,阵地不仅是导弹的依托平台,更是与官兵息息相关的工作环境。官兵健康出现问题,势必也会影响到相关工作的开展。在这种特殊的密闭空间里,怎样才能提高抗污染能力,保证人员的生存力和战斗力?年轻的侯立安围绕密闭空间中的水和空气开始了长期的摸索,从此与环境工程研究结缘,到如今,已过三十载。
当时,发达国家对国防地下工程环境污染治理研究实施技术封锁,国内相关领域一片空白,在这种情况下,侯立安用自己的方式走出了一条自主创新之路。走访专家、翻译文献、调查研究、对比论证,甚至自己制作简易装置来进行实验……整整5年的付出和坚守,历经身体和精神上的重重压力,凭着自主创新的精神和一颗永不言弃的心,侯立安如愿迎来令人欣喜的成果—“某型生活污水处理装置”课题如期完成。鉴定会上,专家们一致认为:该项目“达到和超过国外同类产品水平,污泥回流技术国内领先”,“不仅具有较好的军事环境效应,而且还有着显著的经济和社会效益”。该装置应用于国防工程密闭空间后,官兵生存环境大为改善,获得国家科技进步奖。
国家的肯定和官兵的一致好评极大地鼓舞了侯立安的研究积极性。作为一名军人,尽管并非时时身处军营,但部队环境的改善始终牵动着侯立安的心。在之后的工作中,侯立安始终以切实解决部队急需为一切研究的出发点,以更敏锐的目光紧盯世界环境科学领域前沿技术,为改善国防地下工程环境取得了多项独创性先进成果,并得到广泛的应用。
他参与完成了“特殊密闭空间人员生存条件及保障装备系统研究”课题,研究探索了人员在特殊密闭空间内的生存规律,并首次确立了国防地下工程人员生存环境条件限值,建立了水处理和空气净化装备保障模式。
关键词:辐射环境 核医学 输变电 评价
辐射是不以人的意志为转移的客观事物。在我们赖以生存的环境中,辐射无处不在。太阳发出的由核反应产生的光和热,日常生活中使用的各种电器都是人类生存所必需的,而这些或多或少都会产生辐射,对人体健康造成一定的影响。
按照辐射作用于物质所产生效应的不同,人们将辐射分为电离辐射与非电离辐射两类。电离辐射包括宇宙射线,X射线和来自放射性物质的辐射;非电离辐射包括紫外线、热辐射、无线电波和微波,以及输变电工程。
由于辐射是看不见、摸不着的,往往辐射显得令人生畏。随着国民经济的飞速发展,电离辐射和非电离辐射等工业都在以惊人的速度发展。这些行业在带给人类巨大利益的同时,也给人类带来了某些直接或潜在的危害。按照《中华人民共和国环境影响评价法》、《中华人民共和国放射性污染防治法》和《电磁辐射防护规定》等法律法规的规定,这些项目都应进入环境影响评价。依据国家环境保护部制定的《辐射环境管理导则核技术应用项目环境影响报告书(表)的内容和格式》(HJ/T10.1-1995)和《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)。陕西这几年辐射环境影响评价工作还是做到比较好的,其中核燃料加工,铀矿、伴生矿、核医用放射性同位素应用和高压输变电工程的环境影响评价工作都比较有特色。结合我们在评价工作及管理工作中的实践,我们认为,应该根据不同的项目,抓住不同的重点,是搞好项目环境影响评价的关键。
一、对有气体、液体和固体废物产生辐射污染项目
1.评价范围的确定
这些项目在我们长期监测的结果看,在厂(矿)区周围0~1.5km范围内是污染较为明显的地段,随着离厂(矿)区距离的增大污染迅速的减弱,2km以为基本接近环境本底。根据这一规律,我们认为,这类建设项目可以项目所在地为中心,以2km为半径的范围作为评价范围[1]。
2.评价标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002规定
关键居民组年有效剂量不超过0.5msv。
3.污染源分析
分析气态源项、液态源项、固态源项所产生的污染物的量及流经途径。
4.剂量估算
4.1评价区的人群分布
4.2辐射环境所致各人群组的剂量估算
4.3评价分析,通过模式计算,找出关键人群组,提出相应的污染防治措施
二、核医学放射性同位素应用项目
1.评价标准
医用反射性同位素应用属于操作非密封源的范畴,其评价的标准为《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)规定,应对任何工作人员的职业照射水平进行控制,由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量(但不可作为任何追溯性平均)不超过20mSv;第B1.2款规定,实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的年平均有效剂量估计值不应超过1mSv。
核医学同位素应用项目评价可取职业工作人员和公众成员剂量限值的四分之一即5mSv和0.25mSv作为各自的剂量管理限值。工作人员体表、内衣、工作服、以及工作场所的设备和地面等表面放射性污染的控制应按表1规定的要求限制。
表1 工作场所的放射性表面污染控制水平
放射性物质向环境排放的控制规定,不得将放射性废液排入普通下水道,除非经审管部门确认是满足下列条件的低放废液,方可直接排入流量大于10倍排放流量的普通下水道,并应对每次排放作好记录。
2.污染源分析
核医学常用的放射性核素有3H、32P、99Tcm、131I等十多种,这些放射性同位素的共同特点是能量低,半衰期短。在这些放射性同位素中,用99Tcm标记的示踪剂占任何医院放射性药物使用量的80%以上。
在对污染源进行分析时,应根据核医学使用的放射性核素的种类和每种核素的衰变方式,确定污染因子,如β射线、γ射线等。另外,工作人员在对各种药物的操作中,会引起工作台、设备、地面、工作服和手套等的放射性沾污,造成放射性表面污染。核医学同位素应用对环境潜在影响最大的是洗脱出来或购置来未用完但已无医用价值的放射性废(残)液、病人排泄物等对水环境的影响,以及固体废弃物(如一次性注射器等)中沾有或残余的放射性同位素对环境的影响,有时放射工作场所还可能存在放射性气体的污染。
因此,核医学同位素应用对环境污染的因子有:β射线或γ射线,放射性表面污染以及放射性“三废”(废水、废气和固体废弃物)对环境的影响。
三、环境影响分析评价
1.实践正当性判断
核医学同位素应用具有:1)先进性,表现在极高的灵敏度,已成为微量和超微量物质分析的重要手段;2)不可取代性,核医学同位素的应用被视为“流动型原子显微镜”,使医学对疾病的诊断治疗深入到亚细胞、分子、亚分子的水平,对挽救生命起着其他技术不可取代的作用,因此,核医学同位素应用一般是正当可行的。但在评价时须指出,医生必须遵守医疗道德,清楚哪些疾病适用于使用放射性同位素诊断或治疗,对那些可用其他手段(如B超)可做的诊断,即使癌症患者,也不该使用放射性同位素。
2.工作场所的分级
核医学放射性同位素应用属于操作非密封源工作场所的范畴,非密封源工作场所应按放射性核素日等效最大操作量的大小分为甲、乙、丙三级,日等效操作量计算公式为:
在评价时应关注辐射工作场所布局是否合理,是否可以划为控制区和监督区,各区是否有相应的防护、隔离设施等。
3.剂量限制
评价时,应对辐射工作人员和公众成员的受照剂量进行估算,估算公式根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)-2000年报告附录A, X或γ射线产生的外照射人均年有效剂量当量计算公式如下:
H = 0.7×10-6 Dr t
其中:H为X或γ射线外照射人均年有效剂量当量,mSv;Dr为X或γ射线空气吸收剂量率,nGy/h,可采用估算或类比监测得到;t为X或γ射线照射时间,h;0.7为剂量换算系数,Sv/Gy。
剂量估算结果如若满足剂量限制的要求,评价时还应考虑防护与安全的最优化,是否做到可合理达到尽量低(ALARA)的原则,以尽可能减少工作人员或公众成员的受照剂量。绝不能把个人剂量限值作为设计和安排工作的出发点,也不能把个人剂量限值作为评价的主要标准,也就是说,在不超过个人剂量限值的基础上,尽可能降低照射水平,但“尽可能低”不是无限制的,它是“合理”的低。
4.放射性废液(废水)
评价时,可采用定量定性的分析方法,估算储存池是否能够满足最大使用量、最长半衰期核素的排放标准。需要指出的是,为减少环境污染,核医学放射性同位素废液(废水)是严禁使用稀释排放的。
5.放射性固体废弃物
放射性固体废弃物的处置措施目前也采用集中收贮衰变的方法,一般要求衰变10个半衰期后可与其他非放射性固体废弃物一起分类处理。评价时,重点关注核医学使用单位是否根据放射性核素的种类、含量、半衰期、浓度以及废物的体积和其他物理与化学性质的差别,对不同类型的放射性废物进行分类收集和分别处理,是否有利于废物管理的最优化。
四、输变电工程项目
这类项目属于非电离辐射项目,表现为电磁辐射。近年来,高压输变电引起的电磁污染所受到国内外群众的强烈关注。国内各地临近居民区的变电站或变压输电线路的建设,往往受到居民的反对,如:陕西泾阳池桥输变电,引起线路沿线居民的强烈不满,当地环保局举行多次听证会,才得以解决。所以,搞好这类项目的环境影响评价,能为政府的决策管理提供强有力的技术支持。
1.评价范围的确定
1.1变电站 以变电站站址为中心,半径为500m范围内区域
1.2输电线路 以输电线路走廊两侧30m带状区域
2.保护目标
通过收集资料,现场踏勘,确定评价范围内的敏感点为项目环境影响的保护目标
3.评价标准
目前,由于我国没有以法律形式固定下来的标准,国家环保总局制定的《500kv超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)推荐标准被普遍应用为解决电磁辐射的适用标准。
HJ/T24-1998中规定:以离地面1.5m高度处4kv/m作为居民区工频电场强度推荐限值;采用国际辐射保护协会关于公众全天辐射时的工频限值0.1mT作为工频磁感应强度的推荐限值。这一标准限值远小于大多数国家和组织的公众暴露推荐限值。这一事实较充分地证明了我国目前采用的环境影响评价标准是足够安全的。
高压交流架空送电线无线电干扰限制按执行。其他项目的评价标准按当地环保部门的批复的标准执行。
4.评价分析
通过类比和模式计算,重点看保护目标的环境影响值在不在标准范围之内,如果超标就得提出经济实用的污染防治措施。
抓住了这些重点,解决好评价区内保护目标的各种矛盾,辐射项目的环境影响评价工作就能顺利地通过。
参考文献:
[1]曾一兵、张宗让、门蒙、张鹏《重点放射性污染源监督监测工作的探讨》。中国辐射卫生 2005年3月第14卷第1期.
【关键词】环境保护;废气;噪声;可持续发展
环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。各种生态系统都有其自身的物质循环,这种循环的总和就构成了自然界的物质循环,其中最基本的循环有水循环、碳循环、氮循环和氧循环等。生物圈中的生命就是靠着这些基本的循环来保证和延续的。
一、环境污染问题的产生
工业革命以及其后的技术发展,使得社会生产力不断提高,世界经济达到了空前繁荣的时代,同时,人类对环境影响的深度和广度也不断加强,人类赖以生存的大气、水、土地、生物乃至外层空间不断受到破坏。化学工业的迅猛发展是生产中分离出的氯化氢、硫化氢等排入大气,亦产生许多不良后果,如污染大气,侵蚀衣物,损毁建筑物,使树木枯黄、庄稼受害、河鱼中毒等等。此外,水泥工业的粉尘,造纸工业的废液,及染料、炸药、石油、酸碱精致等生产过程中的物料流失等,也给环境带来污染。20世纪20年代以来,石油和天然气的生产急剧增长,石油在燃料中的比例大幅度上升,使石油污染日趋严重。
二、环境污染与保护
(一)废气的排放与防治
大气污染(也称空气污染)是指大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象,严重的大气污染危害称为大气污染公害。大气中的污染物,可分为自然污染源产生的和人为污染产生的两大类。前者是指由自然灾害(如火山爆发、森林火灾、大风等)造成的污染物。后者是指由于人类的生产和生活活动所造成的污染物。人为的污染源具体有五种:工业污染源、交通及运输污染源、生活污染源、农业污染源、军事或科学试验污染源。工业对大气的污染主要有:燃料燃烧产生的废气、原料热分解(化合、挥发)产生的废气及各种粉尘。
废气的防治首先从选择生产工艺方法着手,以避免或减少有害气体的产生和排放,尽量做到把有害气体变为无害气体再排放。排放时也要在允许的排放标准内才可以,对于难于治理的废气也要在有关部门允许下采取高空稀释排放办法。
(二)废水的排放与防治
水质的污染是指进入水体中的污染物数量,超出了水体的自净能力,水质具有毒性而不能使用。工业对水造成污染的物质主要有:砷、酚氟化物、氰类化合物以及重金属铅、汞、镉、铬以及它们的化合物。工业废水中的污染物,多数是通过生产、冷却及洗涤等进入的。废水的特点是pH值高、无机固体悬浮物多、生化需氧量(BOD)及化学需氧量(COD)低。
废水净化的目的是将废水中有害的物质,以某种方式分离出来,或将其转化成无害而稳定的物质,因此一般前期处理都采用由工厂分别处理,再进一步采取市政集中处理的方法。废水处理的技术有物理、化学、生物处理法等
(三)废渣的分类与处理
工业生产中的固体废弃物,统称为废渣。分类有:有毒废物,易燃废物,有腐蚀性的废物,能传染疾病的废物,有化学反应性的废物
废渣的处理有两种途径:一是资源化:二是填埋处理。由于废渣往往是可资利用,转化为其它有用的资源。因此,废渣处理首先应该是研究其资源化的途径,做到变废为宝。只有现有技术条件无法资源化,才考虑填埋处理。
(四)放射性污染与防治
放射性污染是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。放射性损伤有急性损伤和慢性损伤。如果人在短时间内受到大剂量的x射线、γ射线和中子的全身照射,就会产生急性损伤。轻者有脱毛、感染等症状。当剂量更大时,出现腹泻、呕吐等肠胃损伤。在极高的剂量照射下,发生中枢神经损伤直至死亡。
目前主要防治措施有:(1)核企业厂址选择在周围人口密度较低,气象和水文条件有利于废水和废气扩散稀释,以及地震烈度较低的地区,以保证在正常运行和出现事故时,居民所受的辐照剂量较低。(2)工艺流程的选择和设备选型考虑废物产生量少和运行安全可靠。(3)废水和废气经过净化处理,并严格控制放射性核素的排放浓度和排放量。对浓集的放射性废水一般进行固化处理。α核素污染的废物和放射强度大的废物进行最终处置和永久贮存。(4)在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区进行监测。
(五)噪声的污染与控制
噪声一般是指那些人们不需要的,使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍作用的声音。随着现代工业和交通运输业的快速发展,城市人口的增加,噪声越来越强、污染面越来越大,已经成为第三大公害,且有成为公害之首的趋势。研究并控制和清除噪声,是环境保护的主要任务之一。
噪声只有存在传播途径和接收者的条件下才能形成干扰。因此,防治噪声的基本途径是消除或降低声源噪声,隔离噪声及接受者的个人防护。
三、对于环境保护的展望
随着经济的发展,由于粗放型的经济发展模式造成了沉重的环境负效应,对此是每个发达国家都遇到过的情况,但是作为我国这样一个发展中国家,既然已经发现了这一问题就必须予以解决,不能以环境为代价换取经济的发展,这样换来的发展是不平衡的,针对此种状况,我党和政府提出了树立科学发展观和建立和谐社会的方针政策。首先要认清粗放型的经济发展模式对我国环境已经造成了严重的破坏,应当从经济模式上予以改进,从可持续发展的角度寻找适合我国现状的经济模式。其次应当认清建立和谐社会不但是建立人类自身的和谐社会,更要寻求建立人类与自然环境和谐发展的社会,只有这样的社会适应人类生存发展的社会。最后采取各种措施和手段改善环境现状,例如建立相应的环境监测机制,减少污染的绝对排放量,控制粗放型经济模式的发展,采取循环经济模式,设立相关的法律法规制度,开发新的无污染能源和清洁能源。
综上所述即以科学发展观为指导,以建立和谐社会为目标,以可持续发展为途径,以循环经济为手段,改变我国目前的环境现状。
四、总结
加强环境保护、防治环境污染是我国的一项基本国策。随着我国社会主义现代化建设事业的不断发展,越来越清楚地看到防治污染、保护环境的重要性和紧迫性。事实说明,环境的状态如何,现在已经成为我们保护人民群众身体健康,维护公民环境权利,促进国民经济能否可持续发展的一个重要问题。
通过对我国环境污染问题的分析,让我们意识到了保护环境迫在眉睫。因此,根据我国环境污染的状况,采取有效措施,防治环境污染与破坏,走可持续发展的道路是刻不容缓的。
参考文献:
[1]孙承咏.环境学导论.中国人民大学出版社,1994.3-3
[2]张世秋.环境与健康.社会科学文献出版社,2011.8-9
关键词:室内空气污染危害控制标准防治
中图分类号:X5文献标识码:A文章编号:1007-3973(2012)004-129-02
大量研究表明,某些污染物在室内的浓度比室外的浓度高,其污染的程度也是室内高于室外,室内空气污染与室外空气污染不同,具有积累性、长期性、多样性的特点,人们长时间在室内大量吸入含有多种污染物的空气,会引起疲劳、粘膜刺激、过敏性皮炎、哮喘等。
1室内污染物的来源和种类
一般室内环境污染来源于两个方面:一是来源于室内本身的污染;二是来自于室外的污染。室内污染物的来源途径主要有以下几个方面:(1)建筑本身造成的污染。如建筑材料中的水泥、沙石,在浇灌的过程中,加入了某些添加剂,矿渣砖里含有某些放射性物质;(2)装饰装修过程带来的污染。如板材、油漆中的甲醛、苯等。尤其是低档材料更为严重。装饰用的石材,瓷砖等会带来放射性污染;(3)家具制造使用的胶合板,粘合剂等带来的污染;(4)人在室内的某些活动。如采暖、烹饪、吸烟、使用化学清洗剂、办公设备如打印机、复印机等等产生的污染;(5)由室外进入的各类污染物。
室内的空气污染物主要有:一氧化碳、氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫、氨、可吸入颗粒物、生物性污染物、放射性污染物等。
2室内污染物对健康的危害
2.1室内空气中含有的无机气体的危害
二氧化碳高于一定的浓度会使人产生头痛、恶心、脉搏滞缓、血压增高等症状。二氧化碳与人体血液中血红蛋白的亲和力比氧大240倍,使人产生头痛、眩晕、恶心、四肢无力等症状,严重时使人现昏迷、虚脱甚至死亡。臭氧能引起哮喘发作,导致上呼吸道疾病恶化,刺激眼睛,导致视力下降,严重时还可诱发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。氮氧化物对人的呼吸道具有很强的刺激性,长期吸入氮氧化物会导致肺部构造改变。二氧化硫对结膜和上呼吸道粘膜具有强烈刺激性,可导致支气管炎、肺炎、肺水肿和呼吸麻痹。氨是一种碱性物质,它通过吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,破坏细胞膜结构,对人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很强的刺激作用,轻度中毒表现为鼻炎、咽炎、气管炎和支气管炎。
2.2 室内空气中颗粒物的危害
颗粒物表面可吸附多种有害物质,60%到90%的有毒有害成分存在于空气动力学直径小于10微米的颗粒中,通过人的呼吸进入人体的呼吸道中,并在呼吸系统内沉积,导致细菌、病毒繁殖,刺激和腐蚀呼吸道粘膜,使肺泡中的巨噬细胞丧失吞噬功能,导致肺炎、肺气肿、支气管炎、肺癌等。
2.3 室内空气中含有的放射性污染物的危害
室内空气中含有的放射性污染物主要是指铀系中的镭的衰变产物——氡,它是无色、无味的放射性惰性气体,易扩散,极易进入人体内产生内照射。氡及其子体可导致人体产生乏力、脱发、白血球降低,使患癌症特别是肺癌的风险增大,是目前除吸烟以外导致人类肺癌的第二大因素。
2.4室内空气中含有的生物性污染物的危害
空气中的微生物种类繁多,主要包括有尘螨、动物皮毛尘屑、真菌和细菌等,其中的致病性微生物是呼吸道传染病的重要致病源。它们可引起呼吸道感染、过敏性鼻炎、过敏性湿疹、过敏性哮喘,另外水痘、麻疹及流感等呼吸道传染病也是由它传播的。
3 目前我国室内空气的污染状况
TVOC污染状况:
对北大园区内教师、学生住所及会议室、图书馆、计算机房等公共场所3月、4月、5月室内空气中的TVOC进行的监测研究表明,教工及学生住所的TVOC浓度在0.22-2.0mg/m3范围内,特别是学生宿舍,由于通风状况良好,TVOC浓度的变化与温度呈正相关;空间较大,通风条件较好,装修程度相对较低的公共场所,如食堂、书库、舞厅等,TVOC度在0.28-0.96mg/m3范围内,而对那些空间较小,又具有明显的TVOC排放源的公共场所,如打字室、复印室、激光照排室、计算机房等,TVOC值较高,变化幅度也较大,浓度0.27-13.0mg/m3范围内。对新建成的居民楼装修与未装修的居室监测结果表明,新装修的居室内TVOC浓度在2.8-8.9mg/m3范围内,未进行装修的居室TVOC浓度与室外的浓度非常接近。
4相关标准
我国2001年12月10日国家质检总局与国家标准化委员会公布了《室内建筑装饰装修材料有害物质限量》(以下简称《限量》),即《人造板及其制品中甲醛释放限量》、《溶剂型木器涂料中有害物质限量》、《胶粘剂中有害物质限量》等10项国家标准,《限量》于2002年7月1日起正式实施;2002年1月1日国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(以下简称《规范》)出台并正式实施;2002年3月1日建设部办公厅印发了《关于加强建筑工程室内环境质量管理的若干意见》(以下简称《意见》),《规范》及《意见》中规定:凡新建、改建、扩建的民用建筑工程,都被纳入了《规范》范围。
5建议
有人认为只要在家里面就呼吸不到外面被污染的空气。科学研究表明,别以为躲在家里就能安枕无忧。室外空气质量不佳而室内通风又不够充分,空气中会产生大量的细菌和病毒,装修、吸烟和养宠物的习惯又使室内空气里含有非常危险的甲醛、苯、烟尘和各种病菌,这其中的每一种都会引发危害健康的疾病。不要小看了室内空气污染,它的质量与家人的身体健康息息相关,因为人的一生中,至少有80%以上的时间都是在室内环境中度过的,而孕妇、老人、婴儿小孩等人群则可能有高达95%的时间在室内活动。目前很多新婚孕妇流产、小孩白血病等等病例,都告诉我们室内空气健康的重要性。我们可以选择无污染的水和食品,而空气却无所不在。
根据室内空气污染的来源,应该采取以下措施来进行治理。
5.1控制污染源
控制污染源被公认为减少污染的最有效途径。人造石材、大理石、瓷砖、油漆涂料等装饰材料中含有害物质和气体将近20种,其中大多数是致癌物质。因此,在装修中对装修材料的选择要慎重,要选择经过国家权威部门或名牌国家免检产品及正规厂家生产无毒或低毒的装饰材料,严禁使用有毒物质超标的不合格材料。
5.2加强室内通风换气
用室外新鲜空气来稀释室内空气污染物,利用空气对流使浓度降低,改善室内空气质量。倡导绿色消费,简化室内装修,选择经检测合格的装饰材料;强化全民的环保意识,养成良好的生活习惯和卫生习惯,做到室内经常通风换气,并提倡室内禁止吸烟,保持良好的室内空气质量;改变传统的烹饪方式,尽量降低烹饪时的油温;健全相应的法律法规,各相关行业应制定具体的控制措施,加强监督检查,减少有机溶的消费量和排放量。
5.3室内空气净化
室内空气净化的主要方法有吸附净化、等离子净化、植物净化、光催化净化等。吸附净化是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物;等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电性流体,整体保持电中性;植物净化是利用绿色植物对有机气体有选择性吸附的特性,促进室内污染物的外转移、扩散,降低室内观叶植物对甲醛有较好的吸收效果;光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。
5.4提高人们的环保意识
通过广播、电视、报刊以及网络进行宣传普及室内环境知识。提高公众的室内环境意识,提高维持健康室内环境的自觉性。为了改善室内空气质量,我们可以采取一些行之有效的防治措施。(1)进行污染源的控制,要严格控制大气污染物的排放,同时加大空气污染治理的力度。(2)提高室内环境的环保意识。(3)建议安装室内空气净化装置。在空调系统的密闭空间,保持室内空气质量的有效方法是采用空气净化装置净化室内空气,最好选择具备分解或吸附有机污染物功能的空气净化装置。
参考文献:
[1]崔九思.室内空气污染监测方法[M].北京:化学工业出版社,2002.11.
出于公共安全考虑,气载放射性污染物迁移扩散的预测一直受到人们的关注,尤其是切尔诺贝利核事故后,对核泄漏事故的应急及决策的需要,使得放射性核素长距离迁移(long-rangetransport,LRT)的研究得到了快速发展(本文中长距离是指中到大尺度即百公里到千公里的范围)。近二十年来,随着微量检测技术、实验室模拟技术和计算机技术的不断发展与应用,LRT无论是模式的开发还是应用研究,在定量化和精确化的方面都有了进步,它能在气载放射性烟云到达前预测其对环境污染和公众健康造成的影响,在应急响应与管理中为科学决策提供了技术支持。尽管就研究发展进程而言,目前许多事实和现象还不清楚,尤其是关于一些大气中微量成分的污染源、它们的迁移、输送和全球循环等问题,都需要进行观测和研究,然而对于放射性核素,人们已经开始从放射性物质的物理、化学特征出发,探索放射性核素在环境中的行为,特别是放射性核素与环境介质之间的相互作用及其迁移规律和最终归宿。LRT研究的基本方法是实验研究方法,包括实验室研究和外场示踪实验观测,后者是最基本的方法。真正意义上的、设计较好的长距离示踪实验研究是从20世纪80年代开始的,而大规模的LRT模式研究是从切尔诺贝利核事故后开展的。由于开展长距离示踪实验的代价是巨大的,所以到目前为止仅开展了5次实验,最近的一次是1994年10—11月间开展的由EC(欧盟)、IAEA(国际原子能机构)和WMO(世界气象组织)共同发起组织的ETEX(EuropeanTracerExperimen)t实验,释放点在法国西部的Monterfil,迁移范围达2000余km,涉及17个国家的168个地面监测站点[1]。ETEX的数据用来评估参与实时应急响应模式的有效性,并建立了数据库,为今后常规的LRT模式的评估提供了工具。直到现在ETEX数据依然是LRT模式验证的主要工具,此后的近二十年来没有再进行过这样大尺度的示踪实验研究。从基本理论发展上看,近年来LRT并没有取得突破性的重大进展,但是各种应用性的模式发展却十分活跃,并具有多方面的明显进展。从20世纪60年代使用解析模式(高斯烟流模型)和诺模图(计算图表),到现在的拉格朗日轨迹烟团模式、粒子随机游走模式、三维欧拉模式、计算流体力学(CFD)模式以及大气扩散模式与数值天气预报模式耦合,模式的模拟方法有了很多变化。对于放射性核素的长距离迁移扩散,关注点主要集中在:气象数据的可获得性和准确性、扩散模式中的积分方法、扩散过程的参数化方法以及放射性核素剂量估算中的衰减及干湿沉积过程的计算。无论哪种模式,准确模拟长距离迁移扩散是困难的。对于较大尺度的迁移扩散问题,已不同于近距离关注的问题,在近距离的研究中,只考虑在平均风场上叠加垂直和水平扩散就足够了;而在较大的尺度和较长的排放时间内,平均风本身就是变量,并且是湍流谱的一个组成部分,且地形的影响变得更为重要。LRT模式是一个复杂的整体,气象数据的不同来源,中间各个物理过程的不同表达及计算方法的不同选择都导致不同的模式和不同的模拟结果。多年的实验数据[2]证实并没有哪一个模式比其它模式有明显的优越性,因此在实际应用中应综合考虑精度要求和计算费用等。LRT研究的一个重要方面是模式的验证,在实际应用中只有经过验证的模式才有指导意义,模式验证除了常用的与实测数据对比的统计分析方法,近年发展很快的集合(ensemble)分析技术运用于LRT的报道也非常多。
1模式结构
1.1长距离迁移模式的气象场放射性核素的长距离迁移是基于气象场的驱动,气象场的发展由传统的大气诊断模式或预报模式到NWP产品(气象数值预报)。近年来更多的LRT模式倾向于以数值预报产品如NCEP(美国国家环境预报中心)再分析数据或以ECMWF(欧洲中期天气预报中心)数据为气象场进行长距离迁移模拟。在欧洲的JRC项目中(为了给核事故提供支持而开展的模式比较的计划项目),大部分长距离模式都采用了数值预报为气象输入。随着NWP模式网格分辨率的提高和计算机运行速度的提高,扩散模式可以实时连接到NWP模式(例如,RAMS或ETA与HYSPLIT;MM5与CMAQ衔接作为Model-3系统的一部分;COAMPS与NARAC),NWP所提供的全球再分析数据和预报风场无论在质量和可获得性上,都有了巨大的进步,这在某种程度上与计算能力、观测数量和质量、数据同化、集合模式等技术的运用和提高有关。气象数据质量的高低,直接影响核素的长距离迁移扩散结果,例如进行轨迹计算时,任何风场数据的不准确,都是轨迹模式误差的最大来源[3]。提高气象场的分辨率,可以提高LRT模式的模拟精度。常见的一些气象模式有[4-7]:ALADIN、COAMPS、ECMWF、ETA、GSF、MASS、MM5/WRF和RAMS等,一些LRT常用的气象模式的特点列于表1。
1.2长距离迁移模式LRT模式的基本模拟方法为高斯烟流模式、欧拉模式和拉格朗日模式。根据Zannetti的分类有[8]:烟流抬升模式、高斯模式、半经验模式、欧拉模式、拉格朗日模式、化学模式、接受点模式和随机模式。常用的LRT模式有:CALPUFF、FLEXPART、FLEXTRA、HYSPLIT、ISCST3(IST,version3)和ADPIC、RDM-ADPIC、PLUME等,侧重于核素剂量模拟的有:BERS系统的EMAP(2005)、法国的IDX(2006)、丹麦的K-model(2007)等。表2给出了一些常用LRT模式的研发机构、模式类型及特点。下面从理论分类上对各模式的应用进行说明。
1.2.1基于高斯模式的扩散模式高斯烟流模式是应用最广泛的扩散模式,由于其概念清晰,计算简单,被广泛应用于各个方面。尽管这些模式运行经济,人们认为该模式的简单物理过程将导致长距离预测的不确定性。但E.R.Lutman[9]用广泛使用的PLUME(高斯模式)和NAME(拉格朗日粒子扩散模式)做了关于持续释放的放射性核素长距离迁移的预测对比,二者结果虽有差别,但是趋势一致,高斯结果偏保守。对于核事故应急处理模式,由于其应用简单,而且差别远小于对简化的PLUME的预期,所以PLUME模式不失为一个好的长距离预测工具。基于法国C3X(放射性物质长距离迁移模式研究)平台的IDX模式是高斯烟团扩散模型,由于其运算简单快速,所需气象数据容易获得,在核应急情况下,能快速给出模拟结果,以便做出决策。在事故情况下,人们关心的是放射性烟云的迁移方向和沉降区域而非精确的剂量水平[10],因此计算快速的高斯模式很适合应急反应。高斯模式物理概念清晰,具有坚实的实验基础,具有很好的移植性,在放射性核素长距离的迁移扩散模拟方面有着重要的作用。
1.2.2欧拉模式欧拉模式的基础是K理论,是固定在三维空间的坐标系中解平流扩散方程,它是一类典型的网格模式,易于加入各种化学转化、干湿沉降等过程。虽然欧拉模式近年有巨大的发展,但是无论哪种模式都摆脱不了计算过程中差分方案的数值稳定性问题,尤其是对于长距离扩散。欧洲的BERS应急反应系统中的EMAP模式即是一个欧拉模式,它可以模拟放射性物质的长距离迁移扩散和放射性转化等过程,其中的剂量计算模块,可以计算31种核素,模式可以对重要核素给出预报剂量场。该模式对欧洲的3个核电站进行了事故模拟,并经ETEX数据验证了模式的有效性。丹麦的K-model是近年提出的简单的长距离迁移扩散计算方法[11],污染物的平均浓度直接用二维的平流扩散过程计算,K-model模式与丹麦的DERMA模式进行了对比,同时模拟了切尔诺贝利核事故中的137Cs,对于年平均等长期的预测,两个模式吻合很好。K-model计算快速简单,非常适合核事故的风险评价。
1.2.3拉格朗日模式拉格朗日方法与欧拉方法的最大区别在于此方法连续追踪扩散物质的运动变化,这种方法对扩散过程的描述从理论上看更真实自然。任何拉格朗日模式的基础都是沿着粒子或烟团的轨迹计算扩散,即粒子平流是独立于扩散之外的。拉格朗日LRT模式主要分为:拉格朗日轨迹模式;拉格朗日粒子模式,包括网格粒子方法及随机游走方法;拉格朗日烟团和烟段模式;混合模式。
1.2.3.1轨迹模式轨迹模式是用来描述气团经过的路径,近几十年来一直被用于研究大气中的动力过程。HYSPLIT是美国空气资源实验室开发的一个从计算简单轨迹到模拟复杂弥散和沉积过程的完整系统,它是比较常用的一个长距离轨迹模式。2001年春季,TRACE-P(transportandchemicalevolutionoverthepacific)[12]和ACE-Asia(aerosolcharacterizationexperimentsinAsia)[13]研究计划,在西北太平洋地区进行了大规模的观测,该观测实验是为了研究太平洋地区的化学污染物种类和浓度分布及迁移扩散轨迹。赵恒等[14]利用HYSPLIT4.7计算了TRACE-P期间抵达香港的向后气流轨迹,采用系统聚类方法对这些轨迹进行了统计分析,研究了香港低层大气的输送特征,并结合观测值分析了不同类型气团的化学性质。轨迹模式的计算完全依赖于气象模式提供的风场,风场不准确是模式误差的最大来源,ETEX中的CVB实验已证实这一点[15]。此外,风速由格点到轨迹实际位置的内插过程也会造成误差。有研究显示[16],平均轨迹误差(几天迁移)在距离的15%~20%以上,但在强对流条件下,可能上升至100%。轨迹模式是一个粗糙的框架,即使在现有精确的NWP产品和数值技术下,也常常存在计算轨迹不能解释观测轨迹的现象。可能的原因是:对于大气这种混乱气流,一个轨迹无法代表一个取样体积的迁移扩散历史;大气中的湍流混合和对流。尽管轨迹模式存在很多不确定性,但在核事故风险评价及应急响应等方面有着重要作用[17]。通过运用集合(ensemble)技术和聚类分析技术等,一些轨迹模式能比较精确地模拟沙尘暴的来源、花粉轨迹等[18]。
1.2.3.2拉格朗日粒子扩散模式(LPDM)拉格朗日粒子扩散模式是把每个污染质点当成有标记的粒子,通过释放大量的粒子,计算粒子的轨迹,而这些粒子描述了气载污染物在大气中的迁移扩散。根据求解平流扩散方程的方法不同,可分为网格粒子法(PIC)和随机游走法(RANDOM)。近年来,由于数值天气预报的迅速发展,LPDM和来自NWP产品的耦合得到广泛应用,特别是对于大尺度。在ETEX中参与实时模拟以及参与ATMES研究的模式中,大部分为LPDM,如FLEXPART、NAME、SNAP等。MATHEW/ADPIC、SPEEDI就是典型的PIC模式,MATHEW/ADPIC可以计算污染物在复杂流场微风、静风中的输送扩散,可以处理干湿沉积以及放射性衰变,而SPEEDI在2011年3月的日本福岛核事故中估算了131I和137Cs的释放量。
1.2.3.3烟团模式拉格朗日烟团模式是通过顺序释放的一系列离散的烟团来模拟连续释放,在每一个时间步长中,根据气象数据计算各个烟团的大小、平流传输和沉积。一般假设烟团为高斯分布,某点浓度是路径上各个烟团在该点的浓度和。美国环保部(EPA)推荐的CALPUFF模式和丹麦的RIMPUFF模式即是拉格朗日烟团模式,这两个模式都可以计算从局地到区域尺度。RIMPUFF可以用于模拟化学、生物和放射性物质的事故释放。本实验室即是以上述模式为基础进行移植和进一步的开发,研究拉格朗日烟团模式对放射性核素的长距离迁移的模拟水平。EPA的模式验证说明CALPUFF较好的模拟了给定条件下的扩散迁移,推荐的适用范围是200~300km,说明烟团分裂技术并没有很大程度地增加模式适用的有效距离。但也有运用于600~700km的计算[21],结果也较满意。
1.2.3.4欧拉和拉格朗日混合模式欧拉和拉格朗日算法在数学上是等同的,两种算法各有优缺点,算法本身并未表现出谁有明显的优势。拉格朗日模式无数值扩散的影响,所以在单源下有优势,而欧拉模式能运用三维风场资料和嵌入各种模式,所以更能反映时空的变化和加入各种化学转化。一些欧拉和拉格朗日混合模式就是耦合了二者的优点,在近距离使用拉格朗日模式,在远距离则使用欧拉模式,如TAPM和DREAM等。TAPM是不可压缩非静力流体大气模式,水平分量由动量方程决定,包括云处理和边界层参数化过程,用k-ε理论解湍流方程,在计算粒子污染物的扩散方面与实测值吻合度较好[22]。
2模式的有效性分析验证
LRT模式有很多,不同模式对不同物理过程或同一过程的不同参数化,将导致模式结果的不同。在应急情况下,对不同的预测结果如何决策是很困难的。典型的就是对切尔诺贝利事故影响结果的不同预测,因此模式验证方法是LRT研究的一个重要方面。
2.1统计分析方法模式有效性的检验,是以观测值M和对应的预测值P为一对研究对象,研究(Mi,Pi)之间的吻合关系。M和P的对比分三个方面:整体分析、空间分析、时间分析。对于放射性核素,低浓度的长时间暴露相当于高浓度短时间的暴露,所以可以引入积分浓度分析,对于上述的所有统计参数都可以用积分浓度值来做计算分析。以上统计分析方法是LRT模式检验的主要方法,以量化的统计参数可以定量的验证模式的不确定性,对于一般模式的应用验证是可以的,但是在事故情况下,面对大量的统计参数,决策者是很难选择的。
2.2结果分析方法上述的统计分析是基于单纯的统计理论的数据分析,虽然精确但没有考虑大气迁移扩散的特性,更没有对不同个案的针对性。IrwinMethod在对模式进行验证时选择的对比参数是:烟云到达时间、弧线迁移时间、最大浓度、横风向积分浓度和烟云方向。这些参数都是在实际事故模拟时我们非常关注的。在核应急情况下,常规的模式验证的统计方法是不合适的,法国的IDX模式是用于应急核事故模拟的。它的模式验证就是运用结果分析法,从模式的目的出发,在模式验证时考虑了简单的三个方面:位置吻合度、剂量吻合度、到达时间吻合度,以概率数据提供给决策者,体现了在核事故情况下,决策者所关心的放射性烟云的移动方向、剂量浓度和到达时间的精确性。
2.3集合分析法集合方法是同时对同一事件的几个模式预测结果进行分析,试图综合所有的可能的方法得到一个大气扩散预测的集合结果。集合分析法不是用于模式验证,但它也是一种模式分析方法,通过对组成集合的各模式的灵敏度-特异性曲线、排序直方图以及参数统计方法比较,证明集合平均结果优于单个模式[23]。因为其减少了单个模式结果的不确定性,在核事故情况下,运用集合预报方法可以给出较好的预测结果。
3LRT模式的应用
3.1风险评估LRT最主要的应用就是突发事故前的风险评估和事故发生时的实时污染预测。突发事故是指危险的核事故或化学、生物事件引起的有害物质向大气的释放。典型的例子就是2001年秋季成功打捞俄罗斯沉没的核潜艇的活动,这被认为是一次风险评估的重要实践。这次风险评价方法包括两步[24]:(1)用轨迹模式分析可能的大气传输路径;(2)用实时、可操作的大气扩散模式评估可能的污染和结果。第一步在准备阶段进行,第二步在实施打捞时进行。近年来人们逐渐重视核风险厂址在正常运行和潜在事故下对周边国家的环境和公众可能造成的危害。姚仁太等[17]开发建立了三维轨迹模式和粒子扩散模式,对远东地区核风险厂址释放的气载放射性污染物的长距离迁移进行了模拟,分析了放射性核素经大气的迁移途径和对周边国家影响的概率场及放射性污染物影响的范围和程度。
3.2应急响应在核事故等紧急情况下,决策者在缺少实验数据的情况下,往往只能依赖一个或几个模式的模拟结果做出决策,如2011年的日本福岛核事故,日本启动了应急响应计划并依据模式及监测数据作出应对措施。但是由于LRT模式采用的方法的不同,关于如何模式化一些基本的大气过程还存在未知,而且事故情况下往往存在源项的不确定性,各模式结果不尽相同。但是模式预测的放射性烟云的迁移扩散方向和烟云位置形状大致相同,说明LRT模式能很好的运用在核事故的应急响应中。NARAC(nationalatmosphericreleaseadvisorycente)r软件系统是美国开发的一个用于应急响应中大气扩散和气载放射性核素后果评估的软件数据库。它是美国的一个国家资源,可以对由大气中释放的放射性核素引起的环境污染和健康效应做出快速预测,并进行科学的指导。NARAC开发了对应不同释放、距离、时效的一套数值工具[25],在事故发生时由最初简单的筛选计算(高斯烟流模式),快速决定危险区域和受影响人群,然后运用三维扩散模式模拟平流、湍流、扩散、放射性衰减、一级化学反应以及干湿沉降。NARAC有一系列的支持数据库,如地形和人口数据库以及剂量和健康效应分析系统,可以进行基于事故现场的源项估算及事故后果估算。
3.3源项估算(sourceattributionfornuclear-test-bantreatyverification)拉格朗日粒子模式可以在时间上向前和向后,向后模式即由接受点浓度反推源项,常常用在源项确定方面[26]。在CTBT(禁止核试验条约组织)监视下,全球80个站点通过高灵敏度的γ检测仪检测气载放射性物质,每个样品在收集好后的48h内将被检测。在48h内,Andreas等[27]用FLEXPART5.1在时间上向后积分,LPDM的输出以伴随浓度场的方式保存。这个输出构成了一套SRS(源-接受点灵敏度)场,对于特定的样品k,这个SRS场与测量值一起被用来估算源在时间和空间上的位置。在CTBT应急反应系统中,有12种不同的模式参与源项估算,在2003年和2005年分别进行了两次实验,在估算中运用了集合技术,提高了源估算的精度。LRT也可用于事故后追溯性评价估算释放源,如日本福岛核事故即是用WSPEEDI模式[28],利用现场监测数据进行源项估算,获得了较高的精度。
【关键词】核电厂;放射源管理;良好实践;问题探讨
0 引言
核电厂的特性决定了核电厂会用到各类辐射监测仪表和个人剂量测量仪表,这些仪表的自检和标定都需要使用放射源。此外,硼浓度测量,中子通量测量,首次启堆等工作也会使用放射源。
核电厂放射源的特点是:数量多、种类多、用源部门多。如,中核运行7台机组现有放射源1000余枚(包含豁免源);放射源种类按核素和活度分类,有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类放射源及豁免源,按物理形态分类,有固态、液态和气态放射源;用源部门包括维修、保健物理、化学、环境应急及技术等十余个部门。
放射源管理需考虑放射源采购、运输、存储、使用、报废送贮等全周期的放射源活动。
1 核电厂放射源风险分析
放射源风险主要为辐射安全风险,具体分为外照射风险、表面污染及污染扩散风险、放射源丢失、被盗风险。为了便于放射源辐射安全风险分析,将核电厂放射源分为四类,各类放射源特点和风险分析情况见表一。
除辐射安全风险外,放射源管理过程中的法律风险及由此带来的进度风险应给予充分关注。我国放射源管理法律法规中的主要制度包括建设项目环境影响评价制度、辐射安全许可证制度、放射源转让审批制度,放射源进出口审批制度、放射源报废送贮制度及豁免备案制度。只有对放射源管理相关法律法规十分熟悉并将相关法规要求转化到管理程序并严格执行才能避免因放射源手续不全导致的违法风险或放射源手续办理造成工作延期的进度风险。
2 放射源管理实践
2.1 归口管理 明确职责
针对核电厂放射源数量多、种类多、用源部门多的特点,首先需要明确一个放射源归口管理部门,由归口管理部门根据放射源管理法律法规和公司放射源应用的实际情况编制放射源管理程序并监督放射源管理程序的落实情况。
归口部门统一负责环境影响评价,《辐射安全许可证》的申领、变更、延续和注销,放射源转让审批,放射源进口审批,放射源异地使用备案/备案注销,豁免备案/备案注销等外部审批和备案手续;对公司放射源进行统一编码,建立放射源台账并负责放射源台账维护。
放射源管理程序明确各用源部门及采购、保卫等功能部门的职责,明确放射源管理网络成员的组成,将放射源管理职责落实到人。
2.2 集中存放,双人双锁
除在线仪器工作源以外,所有放射源必须相对集中存放在专用的放射源存放间。放射源存放间应满足环保部18号令关于场所安全与防护的相关要求。
对放射源存放间实行双人双锁,双人保管,尽量降低因个人失误造成的放射源储存问题。人员进出放射源存放间应执行“源库开门记录”,放射源出入放射源存放间执行“放射源出入库登记表”,确保放射源存贮活动记录完整。
2.3 放射源活动控制 定期盘存
对放射源采购、进厂、离厂、借用、持源部门变更、地点变更、报废等放射源关键活动进行流程控制,只有通过相应的审批流程方可实施,确保辐射安全和辐射防护最优化,确保放射源管理满足法律法规要求。
例如,只有通过采购审批方可实施采购,避免采购人员由于对放射源管理法律法规不熟悉造成放射源相关手续未办理。
定期对公司放射源进行盘存,确保帐物相符,编制放射源盘点报告,对放射源台账变化情况进行记录。
3 放射源管理过程中两个问题的思考
3.1 豁免源的报废处理
现行放射性污染防治法规和标准未明确规定豁免放射源及非密封放射性物质(以下简称“豁免源”)的报废处理要求。由于各省城市放射性废物中心容量限制,一般只接收Ⅳ、Ⅴ类放射源,不接收废旧豁免源。核电厂的豁免源数量较多,占核电厂放射源数量的50%以上,废旧豁免源的数量也比较多,无法外送会造成废旧豁免源越积越多,存在一定的辐射风险,且给放射源管理增加很大的工作量。
虽然法规没有关于废旧豁免源处置的具体规定,但将废旧豁免源作为一般废物处置是绝对不可取的。考虑到核电厂具有完善的放射性三废处理系统,将废旧豁免源作为放射性废物进行处理并最终移交放射性废物处置场是既经济又合理的处理方式。
为避免监管部门后续监管过程中可能出现的疑问,核电厂应在实施之前向相关监管部门进行报告,编制具体的处理方案,按处理方案实施处理并做好记录。
对液体源,将液体倾倒至电厂废液处理,液体源容器直接作为放射性固体废物处理。对固体源,作为放射性固体废物集中整备处理。
3.2 裂变核素放射源的应用
对于一般核素的放射源,因为衰变原因,其放射性活度和接触剂量率水平总是在下降。然而对于易裂变核素和可裂变核素放射源,经中子活化后,其放射性活度和接触剂量率反而会升高。
典型的压水堆核电厂用到的裂变核素放射源包括硼表探测器、堆芯中子通量探测器和辐照监督管剂量探测器。该类放射源在生产时为Ⅴ类放射源或豁免源,因为是α核素源,接触剂量率极低(本底水平)。经中子活化后,硼表探测器接触剂量率水平为10μSv/h左右;辐照监督管接触剂量率水平为10mSv/h左右;中子通量探测器因为接触堆芯极高的中子通量,从堆芯抽出时,其接|剂量率水平达到Sv级别,危害程度与Ⅱ类放射源相当,经过一个换料周期的衰变,其接触剂量率水平为10mSv/h左右。
裂变核素放射源经中子活化后辐射风险会升高,升高的幅度主要与其工作位置的中子通量率有关。考虑到放射源的类别在生产后就已确定,且放射源管理法规体系中没有关于放射源分类变化的规定或说明,因此经中子活化后的裂变核素放射源分类与其实际危害是不匹配的。建议将经中子活化后的裂变核素放射源作为放射性材料进行管理,不再作为放射源进行管理。
[关键词]突发环境污染 应急管理
突发环境事件尤其是突发环境污染事件是当今世界各国都面临的一个重大环境问题,已经引起了世界各国的高度重视。其中的环境污染突发事件不但包括常规性环境污染,也包括由于重大化学品、危险品的生产、运输、使用和消亡过程中污染导致的环境污染突发事件。
一、突发环境污染事件的分类
突发环境污染事件不同于一般的环境污染,具有发生突然、扩散迅速、危害严重、污染物不明及处理的艰巨性等特点。突发环境污染事件包括重点流域、敏感水域水环境污染事件;重点城市光化学烟雾污染事件;危险化学品、废弃化学品污染事件;海上石油勘探开发溢油事件;突发船舶污染事件等。辐射环境污染事件包括放射性同位素、放射源、辐射装置、放射性废物辐射污染事件。
根据污染物的性质及通常发生方式,突发性环境污染事故可分为:(1)有毒有害物质污染事故:指在生产、生活过程中因生产、使用、贮存、运输、排放不当导致有毒有害化学品泄漏或非正常排放所引发的污染事故。(2)毒气污染事故:实际是上面事故的一种,由于毒气污染事故最常见,所以另列,主要有毒有害气体有:一氧化碳、硫化氢、氯气、氨气等。(3)爆炸事故:易燃、易爆物质所引起的爆炸、火灾事故。(4)农药污染事故:剧毒农药在生产、贮存、运输过程中、因意外、使用不当所引起的泄漏所导致的污染事故。(5)放射性污染事故:生产、使用、贮存、运输放射性物质过程中不当而造成核辐射危害的污染事故。(6)油污染事故:原油、燃料油以及各种油制品在生产、贮存、运输和使用过程中因意外或不当而造成泄漏的污染事故。(7)废水非正常排放污染事故:因不当或事故使大量高浓度水突然排入地表水体,致使水质突然恶化。
二、突发环境事件的预警分类
按照突发事件的严重性和紧迫性程度,《国家突发环境污染事件总体预案》突发环境污染事件分为四级:Ⅰ级(用红色表示)为特别重大环境污染事件,Ⅱ级(用橙色表示)为重大环境污染事件,Ⅲ级(用黄色表示)为较大环境污染事件,Ⅳ级(用蓝色表示)为一般环境污染事件。
三、突发环境污染的危害
1.污染和破坏生态环境。突发环境污染事件在瞬间排放出的大量具有危害性的物质,会对周围的生态环境造成破坏和污染。
2.威胁生命和人健康。突发环境污染事件所排放出来的有害有毒物质,特别是易燃易爆的有害物质,将直接严重威胁生命和人体的健康。
3.造成严重经济损失。突发环境污染事件由于其高危性的特点,一般均会造成严重的经济损失。
4.危机城市生命线。突发环境污染事件的危害一般相当严重,可能危及城市的生命线。
四、应急管理的相关理论
1.应急管理的概念。应急管理是针对特重大事故灾害的危险问题提出的。应急管理是指政府及其他公共机构在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后管理过程中,通过建立必要的应对机制,采取一系列必要措施,保障公众生命财产安全;促进社会和谐健康发展的有关活动。危险包括人的危险、物的危险和责任危险三大类。首先,人的危险可分为生命危险和健康危险;物的危险指威胁财产和火灾、雷电、台风、洪水等事故;责任危险是产生于法律上的损害赔偿责任,一般又称为第三者责任险。其中,危险是由意外事故、意外事故发生的可能性及蕴藏意外事故发生可能性的危险状态构成。
2.应急管理的指导原则。在应急管理中,人们通过实践总结出一些原则,并依据这些原则来进行应急管理的决策和处置。
一、高校生物实验室的特点及其安全因素分析
众所周知,各大高校均拥有一些基础课实验室、专业课实验室以及学生创新实验室等等,承担着繁重的教学和科研任务,使用较为频繁,耗材情况复杂,安全管理和控制难度较大。那么,高校生物实验室因其仪器设备的精密贵重,使用多种生化试剂、有毒化学物品,而且存放着较多的易燃易爆危险物品,涉及实验项目较多,实验条件较为复杂等等,其具有更加显著的特点。高校生物实验室受到来自于硬件投入不足、软件运行不佳等方面安全因素的制约与影响,同时,还会受到生物活性材料及其代谢物、有毒有害物品及其实验废弃物、放射性物质及其废弃物、实验器械与耗材等等诸多生物实验室常见废弃物的影响,对人体和环境造成了不可估量的极大危害,迫切需要相关人员加强生物实验室的环保与安全管理水平。另外,生物实验室管理人员的安全、环保意识淡薄,分工不明确,个人素质较低等等也会在一定程度上影响着生物实验室的环保与安全管理质量。
二、高校生物实验室环保与安全管理的具体策略
(一)规范生物实验室的基础设施建设
为进一步加强高校生物实验室的环保与安全管理水平,就要加大对生物实验室减少的投资力度,有效规范生物实验室的基础设施建设,努力促使整个生物实验室的水平迈上一个新台阶。规范生物实验室的基础设施建设,就是要对生物实验室建设投入大量的人力、物力与财力,努力构建生物实验室的安全与环保建设标准,对旧实验室的水电暖气等线路、管道进行专业性的更新与改造,配备符合国家防火标准的消防栓、灭火器等等,并更新、改造一些生物实验室通风系统和安全监控设备,努力促使生物实验室的功能较为完善、布局较为合理,进一步提高生物实验室的安全和环保管理水平。
(二)加强对师生的安全、环保宣传教育
为进一步加强高校生物实验室的环保与安全管理水平,还要加强对师生的安全、环保宣传教育,提高师生的安全、环保意识。首先,要对生物实验室的管理人员进行全面、系统的岗位培训,努力建设一支具备综合素质的生物实验室管理人员工作队伍;其次,要对进行生物实验教学的学生进行相关的安全、环保教育,让每一位学生提前熟悉和掌握实验规程与注意事项,避免出现操作性失误;最后还要对实验教师强化安全、环保知识学习,尤其是要明确有毒有害化学物品的危害性,才能真正保证生物实验的安全性、环保性。
(三)完善安全管理制度,落实安全责任制
为进一步加强高校生物实验室的环保与安全管理水平,就要针对生物实验室的自身特点制定、完善相应的安全管理制度,努力形成一套系统、全面的规章制度,尤其要制定和完善具备高实操性的生物实验室管理办法和规定,比如:“实验用活体材料管理办法”、“实验室贵重及危险品管理办法”、“实验室废弃物管理办法”等等,以确保高校教学、科研活动的有序开展。同时,还要逐级签订实验室环保与安全管理责任书,根据“谁主管,谁负责;谁使用,谁负责”的原则,进一步落实安全责任制,有效提高生物实验室环保与安全管理工作的科学化、规范化与制度化,努力做到生物实验室的安全环保管理工作有法可依、有章可循,最大限度地杜绝和减少安全事故的发生。
(四)加强生物实验室常见废弃物的处理管理
加强生物实验室常见废弃物的处理管理,也是有效加强生物实验室环保与安全管理水平的重要举措。首先,对生物活性实验材料,尤其是细胞和微生物等等,要进行及时的灭活与消毒处理,以免造成细菌、病毒的外泄。其次,对有毒有害实验废弃物要进行分级分类封存,及时送交具备处理资质的部门加以处理,而不能随意丢弃、掩埋。最后,对放射性废弃物按照国家放射性污染防治法规进行分别处理,同时要做到及时用同位素探测仪检查污染状况,由专业部门进行统一回收与处理,以避免放射性废弃物出现二次污染危害。