燃煤电厂用的煤含有天然放射性核素如:铀、钍及它们的子系和钾-40等。煤燃烧后,放射性核素一部份富集在煤渣和沉尘灰中,一部分随废气和飞灰以气溶胶形式排向环境,飞灰粒子虽小,但其对放射性核素的吸附能力却很强,即使除尘效率99%,只有1%的飞灰排向周围环境,但其中的放射性核素远高于煤中的含量。本文调查研究了燃煤电厂排放的放射性水平及其对环境的影响。
1 上海常用原煤中的放射性水平上海常用原煤中天然放射性核素铀-238为60.0±18.2Bq·kg-1、钍-232为28.1±10.3Bq·kg-1、镭-226为37.3±14.7Bq.kg-1、钋-210为8.6±4.9Bq·kg-1kg、铅-210为18.8±4.2Bq·kg-1(见表 1)。煤燃烧后放射性核素大部分浓集在粉煤灰中。铀-238在沉尘灰中浓集为原煤的2.3倍,飞灰中为3.4倍;钍-232在沉尘灰中浓集为原煤的2.1倍,飞灰中为3.1倍;镭-226在沉尘灰中浓集为原煤的1.5倍,飞灰中为2.0倍;钋-210在沉尘灰中浓集为原煤的6.3倍;飞灰中为17.2倍,详见表 2。铅-210和钋-210为挥发性核素浓集倍数为最高。
煤燃烧后,一部分放射性元素在煤渣及沉尘灰中浓集,一部分随高温气体排向周围环境,上海年用煤量3000万吨左右,其中电厂用煤量占2/5。1990年上海的灰渣总量为215万吨,全部进行综合利用后,向环境排放飞灰11万吨。燃煤电厂放射性核素年排放计算见如下公式:
Ai=〔8400mpb (1 —η)·Ci〕[1]
Ai—i种放射性核素的年排放量,(Bq);
8400—每年燃煤锅炉平均运转时间(h);
P—装机容量,(kW);
m—单位发电的耗煤量,(g/kWh);
b—煤中含飞灰的份额,(%);
η—除尘器的除尘效率,(%);
Ci=i种放射性核素在飞灰中的浓度,(Bq/kg)。
表 3为上海燃煤电厂年向环境排放放射性核素水平,表 4为某25万kW燃煤电厂不同除尘效率年排放放射性水平的比较。
燃煤电厂排放不同形态粉尘粒子可载带着不同量天然放射性核素,没被收集的粉尘粒子从高烟囱随烟气扩散到周围环境,公众吸入后能引起内照射剂量增加。本文估算了在电厂最大落下点范围内居民吸入的天然放射性核素,见表 5,其有效剂量当量平均为0.17mSv。
原煤中的放射性水平与我国典型土壤中的放射性水平接近,但煤燃烧后沉尘灰中的天然放射性水平分别是原煤的1.5~6.2倍,除尘器出口灰分别是原煤的2.0~17.3倍,钋-210浓缩倍数为最高。但电厂烟尘为此造成的公众有效剂量当量为0.17mSv/ a, 低于国家标准规定的剂量限值。
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李凤翔, 等. 61个电厂燃煤和灰分中的天然放射性分平及其对环境的辐射影响[J]. 辐射防护, 1987, 7(4): 260. |