反应堆是核能利用和同位素生产的主要核设施。由于反应堆运行期间伴有放射性废物产生, 其中的液态废物通常都排入所在地的水域中, 因而对受纳地区造成一定的放射性污染。为了解其对环境辐射的影响, 我们对川江上游某核动力基地所属排污口, 及其下游河段水环境的放射性状况进行了调查研究。依据国家标准对河水放射性给予卫生评价, 为保障下游公众用水安全提供科学依据。

1 调查与实验方法

根据调研目的和要求, 考虑到反应堆排污受纳河流的地理环境, 人口分布和污染源特征, 调查采样断面布局以排污口为中心, 取上游10km处为对照点, 排污口起点为0km, 下游0.5km、3km、8km和30km, 共6个采样断面。由于反应堆放射性废水中以含人工放射性核素为主, 其中大多数核素半衰期短且归一化释放量小于1GBq/GW(a) ^〔1〕、经过放射性衰变和受纳河流的自净化作用, 只有少数人工核素能够显现出来。所以, 本次调研采用放化分析和γ能谱定量相结合的方法^〔2〕, 检测受纳河流水体及底泥中天然核素²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K和人工核素⁶⁰Co、⁹⁰Sr、¹³⁷Cs的含量。放射性测量仪器为低本底α、β放射性测量装置和HpGe—8192道γ谱仪系统, 检测程序和所用标准源经国家计量标准比对、量值传递, 保证样品分析测定结果准确可靠。

2 结果和讨论 2.1 河流水体放射性水平与分布

表 1列出了受纳河流水体放射性检测结果, 各项数据是一年内数次测定的平均值。

由于受纳河流常年平均水流量较大, 废水进入河道后很快被河水稀释, 原来具有较高活性的人工放射性物质在0.5km之后稀释度达到两个数量级以上。0.5km后的采样断面上, 水体放射性核素含量为每升毫贝可级。主要人工核素⁶⁰Co、⁹⁰Sr、¹³⁷Cs的比活度都高于对照点, 并随离排口的距离增加而逐步降低。水中天然核素比活度变化范围和对照点检出值处于同一水平, 在水中的含量与排放距离无关。水中总β放射性与人工核素有相同的变化趋势, 在0.5km内, 总β比活度远高于对照点。可见、反应堆排污河流对水体的污染主要是人工放射性核素, 与此相关的总β放射性是近距离污染监测的重要指标, 采用“减⁴⁰K总β”监测, 可早期发现放射性污染。

2.2 河流底泥放射性水平与分布

河底沉积物对河水放射性有蓄积和调节作用, 分析河底泥是放射性污染调查的重要工作。在采水样时, 取同一点的底泥, 检测同样的核素含量。结果列于表 2。

由表 2所示, 底泥总β放射性和人工核素比活度在30km内的各断面上都高于对照点; 也高于1979年川江水系放射性调查的数值^〔3〕, 与河水人工放射性随离排口距离递减的变化规律一样, 底泥放射性的递减变化更加明显。各断面底泥中天然核素含量差异不大, 和对照点处于同一水平, 它们的存在与废水排放无关。可见, 反应堆排污对底泥也主要是人工放射性污染。污染物随河水迁移, 在沉积物中留下放射性残余物, 经底泥的蓄积、释放, 使河水中的人工放射性在非排放期间仍高于对照点。所以, 监测底泥人工核素含量, 既可了解放射性污染程度, 也可了解污染范围, 是较上监测河水更好的方法。

2.3 河水放射卫生评价

为了解反应堆排污所致河水放射性污染程度, 把各断面河水放射性检出值(A), 与我国规定的露天水源限制浓度(MPC)进行比较, ^〔4〕, 按式P =A/MPC计算相应核素的等标污染指数^〔4〕, 结果列于表 3

从各断面河水P值看出: 0.5km后水中⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、⁶⁰Co的含量虽然较对照点高, 但污染程度很低。与限制浓度比较, 分别为MPC值的10^-3、10^-4、10^-5量级; 主要天然核素在水中的浓度²²⁶Ra和²³²Th为MPC值的10^-3量级, ²³⁸U为MPC值的10^-4量级, 都是很低的。按照我国放射卫生防护标准, 在此河道的下游取用水源是可以的。但应指出:由于我们调查的时间只有一年, 讨论时使用的都是检测平均值。从河水和底泥的监测中, 已看出纳污河流受到一定的放射性污染。所以, 为保障排口下游沿岸居民的用水安全, 加强对核设施排污河流放射性污染的监督监测是十分必要的。

3 小结 3.1  

反应堆排污河流主要形成人工放射性污染, 关键核素是⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、⁶⁰Co, 它们在水和底泥中的含量随离排口距离的增加而逐步降低。

3.2  

底泥有富集放射性物质的能力, 监测受纳河流底泥放射性可了解放射性污染规律, 结合近距离河水“减⁴⁰K总β”监测, 可早期发现异常放射性污染。

3.3  

由于河水的稀释和自净化, 受纳河流受放射性污染的程度很低, 仍符合国家卫生标准。排口下游8km外的河水放射性水平与上游基本一致, 已看不出有放射性污染。

(参加本工作的人员还有向长兴、白建林等同志)