十三章流出物排放控制

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第十三章流出物排放控制（专业实务）赵亚民20141第十三章流出物排放控制

引言第一节流出物的概述第二节流出物中的污染物种类第三节流出物的来源第四节流出物在环境中的转移、弥散途径第五节控制流出物排放的原则第六节流出物排放要求和排放准则第七节流出物监测的基本要求第八节流出物管控现状第九节核动力厂严重事故缓解放射性物质事故排放的措施2引言

对流出物概念、流出物中的污染物种类、来源、在环境中的转移、弥散途径、控制流出物排放的原则、排放要求准则、非放污染物排放的控制、流出物监测的要求等问题进行阐述本章附带的介绍核动力厂严重事故时缓解放射性物质事故排放的可能措施3第一节流出物的概述

概念根据国际原子能机构2003版【放射性废物术语】的定义，对流出物的相关词条进行归纳得出流出物的概念如下：“由实践中的某个源，得到授权、有计划、有控制的释放到环境中的气体或液体放射性物质，通常目的是得到稀释和弥散。”4第一节流出物的概述

概念得到授权（不是自行）有计划（不是随意）有控制（限制总量，控制浓度）气体或液体放射性物质5第一节流出物的概述

特点1．流出物属于低水平放射性物质•流出物特指核与辐射设施经气体及液体途径向环境排放的低水平放射性废物•中、高水平放射性废气或废液禁止向环境排放

6第一节流出物的概述

特点2．流出物排放是放射性废物处置的一种方式对于固体放射性废物，处置的方式是将其放置在处置场或处置库中，使之与人类的生活环境隔离流出物的处置方式则是有控制的将其排放到人类的生活环境中。流出物排放本身就是对放射性废物的一种处置7第一节流出物的概述

特点3．流出物排放必须经过批准由于流出物是放射性废物，流出物排放是放射性废物处置的一种方式，因此，对于流出物的管理和控制既要遵循放射性废物管理的基本原则，又要执行放射性废物处置的相关要求8第一节流出物的概述

特点4．流出物是辐射影响的源项核与辐射设施在运行期间对环境产生的辐射影响，其源项就是流出物。9第一节流出物的概述

管理要求1．按辐射安全管理环境保护部（国家核安全局）负责核安全与辐射安全的监管工作。对于流出物排放的监督管理属于辐射安全管理范畴根据辐射安全管理的要求，对于“排出”的项目不管（管不了），对于可“豁免”的项目按照程序予以豁免（不必管），只对应当管理的项目集中力量管好。流出物排放属于辐射安全管理中应该管理的范畴之内10第一节流出物的概述

管理要求2．充分考虑环境容量流出物排放出去就没办法回取。因此，对于流出物排放的管理必须充分考虑环境特点，对于不同的环境容量，应该执行有区别的管理要求11第一节流出物的概述

管理要求3．不等同于气、液放射性废物

•流出物是指经气体及液体途径向环境排放的低水平放射性废物,它确实是一种气体或液体放射性废物，但是不能将“气体或液体放射性废物”与“流出物”等同

•对“气体或液体放射性废物”的安全管理包括净化、整备等许多措施，而对“流出物”的安全管理主要是控制排放

12第一节流出物的概述

管理要求4．务必执行最优化原则流出物的排放是不希望的，但又是不得不做的事情要想使核与辐射设施达到零排放是不可能的，目前可能做的是使核与辐射设施流出物排放量合理可行尽量低•近零排放理念已提出（欧盟）13第一节流出物的概述

管理要求5．不能忽略非放污染物在放射性流出物的安全管理中，很容易忽略非放污染物的影响。国际原子能机构注意到了这一现象，并对放射性废物安全管理的基本原则（9条基本原则）作了补充：要考虑非放污染物的影响14第二节流出物中的污染物种类

一、放射性物质二、化学物质（不受重视）三、热量（常被有意忽视）15第三节流出物的来源

一、核燃料循环二、核技术利用活动三、伴生放射性矿16第三节流出物的来源

核燃料循环1．铀矿采冶在铀矿开采和冶炼过程中，有放射性气溶胶和氡气体向环境释放废石、水冶尾渣及堆浸渣等固体放射性废物也不断地向环境释放出氡气天然存在的氡气有三种同位素，即222Rn、220Rn和219Rn。其中222Rn和220Rn两种比较重要，它们分别是238U和232Th的子体在铀矿开采和冶炼过程中，特别是尾矿坝的安全评价中氡气的释放是个重要的环境影响因素。17第三节流出物的来源

核燃料循环铀矿开采和冶炼过程中，除有氡气体向环境释放外，工艺废水也含有一定程度的酸、碱等非放污染物18第三节流出物的来源

核燃料循环2．核燃料生产核燃料生产是核燃料循环各环节中最“干净”的环节，此时所操作的核素较为单一，主要是238U，235U和234U，要关注氟经流出物排入环境的放射性物质也较少。对于典型的核燃料生产设施，在运行生产中归一化集体有效剂量估计值为0.003人•Sv(GWa)-1其中，吸入是最主要的照射途径。液体流出物引起的集体剂量不到总剂量的10％19第三节流出物的来源

核燃料循环3．核动力厂运行核裂变每次产生总能量约200MeV。1kg裂变材料完全裂变将产生2.6×1024裂变，可生产2.05×107千瓦小时的热量。用核能发电，使用少量的核燃料就可以得到巨大的电能20第三节流出物的来源

核燃料循环核动力厂发电同时会产生大量放射性物质百万千瓦级的反应堆放射性物质的盘存量可达1020Bq99％以上的放射性物质被包容在反应堆内由于放射性物质总量巨大，在正常运行期间经流出物向环境排放的放射性物质仍是不可避免的21第三节流出物的来源

核燃料循环不论是从流出物排放控制，还是从环境监测考虑，对流出物的排放方式、排放数量、以及受纳流出物的环境状况和容量都是应予以关注的表13-1给出反应堆的放射性核素归一化[I1]

释放量，供参考。（为便于比较，不同类型反应堆的排放，均划归到对应于每年109瓦(GWa）的排放)22第三节流出物的来源

核燃料循环4．后处理乏燃料后处理阶段涉及到的放射性物质的量非常巨大。在燃料溶解时，原来已包容在核燃料包壳中的放射性物质会释放出来与核燃料循环的其他环节相比，放射性物质向环境释放的可能性更大。运行期间通过流出物向环境排放核素种类多、数量大23第三节流出物的来源

核燃料循环

•近些年来由于环境保护压力的加大

•以及后处理厂的安全标准不断提高

•后处理阶段向环境经由气、液流出物的排放量不断在减少

*提出近零排放理念24第三节流出物的来源

核燃料循环后处理阶段的归一化的释放量比反应堆的大得多不但3H，14C量大，后处理还释放出大量的85Kr25第三节流出物的来源

核燃料循环

核能开发中产生长期环境影响的核素有：

3H，14C，85Kr和129I，其中14C产生的待积集体剂量最大详细情况参见表13-2。26第三节流出物的来源

核技术利用二、核技术利用活动放射性同位素与放射源在工业、医学、和科研等领域被称为核技术利用核技术利用与核燃料循环系统不同，它的目的不在于开发或生产核能，而是利用放射性物质或射线的特殊性质来为生产、科研、医疗以及生活服务27第三节流出物的来源

核技术利用

例如：在农业上利用钴-60源辐照种子；工业上用钴-60开展无损探伤；医疗领域利用注入短寿命放射性核素鍀-99m和氟-18；公安部门利用含镅-241源的烟雾报警器；科研部门利用碳-14进行考古研究、光合作用研究；水利部门利用氢-3研究地下水流向、流速等28第三节流出物的来源

核技术利用

核技术利用领域应用面大、用户数量多。除辐照装置外，每个用户使用的放射源活度量通常不大。用户常常把核技术利用当作它的一种工具或手段来处理，防护知识和措施往往不足，个别的操作人员甚至不知道自己在操作含有放射源的设备。虽然对每个用户操作的放射物质数量不大，经液体及气体流出物排入环境的数量较少，但整个核技术利用领域排入环境的放射物质量则是巨大的29第三节流出物的来源

核技术利用以碘-131为例，估计全世界每年使用600TBq的碘-131。除了在使用期间衰变损失外，全部碘-131进入了人类生活环境。对于甲状腺癌的治疗，碘-131用量平均为5GBq，治甲状腺机能亢进的用量平均为0.5GBq。除了患者受到辐射照射外，与患者密切接触的人员，也将受到辐射照射，且受照射水平可达0.5mSv，对于儿童可达1mSv。预计全世界因使用碘-131而产生的集体剂量可达400-600人·Sv。30第三节流出物的来源

核技术利用核技术利用领域，有些属于放射性物质开放式操作场所，有些只是使用密封源对于放射性物质开放式操作，必须控制放射性物质经气、液体流出物向环境的排放使用密封源时，必须做好对放射源的安全管理，要使放射源时时、处处都处于有效的监护之下31第三节流出物的来源

伴生放射性矿三、伴生放射性矿伴生放射性矿在国外称为由于技术活动引起天然放射性的增加（TENORM）生放射性矿的流出物中主要放射性核素是铀-238和钍-232及其铀-238和钍-232的衰变子体。典型的矿物加工设施释放出的放射性核素见表13-3。32第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

一、辐射源与人的关系

•核与辐射设施的建设和运行需编制环境影响报告书（表）

•重要内容是辐射源项分析，放射性物质在环境介质中的弥散、迁移、蓄积，以及公众可能受到的辐射剂量计算等辐射源与人的关系（弥散、迁移途径见图13-1）。33第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

34第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

“放射性源项”指的就是核与辐射设施在运行期间经气体和液体流出物向环境排放的放射性物质的数量。有时，也包括从核与辐射设施直接发射出来的贯穿辐射

35第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

人所受到的辐射剂量，是核与辐射设施对环境影响可能程度的度量评价核与辐射设施的环境影响，主要就是评价对人的影响，保护环境主要是保护人现在有专家提出，有些生物对于辐射的响应可能比人类敏感。人类得到了有效保护，生物不一定得到保护36第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

防护标准（公众）年剂量限值为1mSv/a对于一个指定的核与辐射设施，对公众的辐射影响只能是1mSv/a的若干分之一这种针对具体设施或活动、与辐射源相关、经优化分析的公众剂量的限制值称为“剂量约束”37第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

放射性物质离开核与辐射设施之后，在对人造成影响之前在环境中的转移行为和途径直接影响到对人接受的剂量放射性物质在环境中的转移行为和途径分为两类：气载放射性核素照射途径和液体流出物照射途径38第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

39第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

在图13-2中，把核与辐射设施经气体途径对人的影响区分为：源项、输运过程、污染介质、照射方式和剂量5个环节40第四节流出物在环境中的转移、弥散途径三、液体流出物照射途径

•

液体流出物排入受纳水体之后，随水流动而弥散，一部分沉积到底泥中，由于交换也存在已滞留在底泥中的放射性核素重新返回水体的情况。

•受纳水体中的放射性物质会对岸边的人员，游泳、捕鱼的人员产生外照射。人们通过饮用受纳水体中的水，食用受纳水体中的水生生物而产生内照射。如果使用污染水进行灌溉，会对作物产生污染，人们食用这类食物会产生内照射41第四节流出物在环境中的转移、弥散途径特别强调一点是，有些水生生物可以富集放射性物质，使其体内某些放射性核素的质量活度要比水体中的放射性活度浓度高出几倍，几十倍甚至高到千倍对这类水生生物的食入途径要格外关注图13-3给出了从液体流出物到人的关系42第四节流出物在环境中的转移、弥散途径43第四节流出物在环境中的转移、弥散途径对于液体流出物进入受纳水体的情景有几点要特别注意：放射性物质会在某些地域积累放射性物质会在某些水生生物中蓄积伴随液体流出物排入受纳水体的污染物除了放射性物质之外，还有其他非放污染物，如化学物质和热量44第四节流出物在环境中的转移、弥散途径核动力厂排出的热量必须予以关注。核动力厂仅将三分之一的核裂变能转变为电能，另外三分之二的裂变能以热的形式排入环境其中大部分又以冷却水的方式进入受纳水体。通常滨海核动力厂采用海水作为冷却水，冷却水从核动力厂排出时水温比抽进时高出10℃左右以100万千瓦级核动力厂为例，每秒冷却水流量约为50m3，如此大量的水载带的热量会使局部海水水温显著升高产生热污染45第四节流出物在环境中的转移、弥散途径国家已经颁布了新的海水水质标准（GB3097—1997）该标准规定，对于一、二类水体，夏天温升不超过1℃，其他季节不超过2℃；三、四类水体，温升不超过4℃由于冷却水出口温度比环境水体温度高出10℃左右，如不采取措施，排放口附近受纳水体会有一定面积的水域水温会大于4℃46第四节流出物在环境中的转移、弥散途径

•个别核动力厂不是在工程措施上想办法，而希望把原本属于1、2类水体的海域改为3类工业排污区

•出现了一种以降低环境保护要求来迎合排污的问题。这种现象值得关注与研究

•在国外对冷却水排放的限制非常严格，必须采取工程措施来满足环保要求47第五节控制流出物排放的原则

剂量控制一、剂量控制，充分保护公众安全二、年排放量实行总量控制三、实行最优化政策四、可核查性原则48第五节控制流出物排放的原则

剂量控制流出物排放对周围公众所产生的辐射照射评价使用的基本量是年有效剂量现在国家标准是公众年有效剂量为1mSv1mSv/a表示受到这样水平的辐射照射，10万受照人群中一年可能有5例是因受到辐射照射而患癌症与此相比较，由于其他原因10万人中约有200人患癌症。1mSv/a这一剂量标准是安全的49第五节控制流出物排放的原则

剂量控制公众可能受到多个人工辐射源的辐射照射一个特定源的影响不能用满1mSv/a根据辐射防护最优化分析，针对每个辐射源分配的剂量，称为剂量约束剂量约束是一个与源相关的量值对于一个特定辐射源，用来控制流出物排放的剂量不能大于这种剂量约束值50第五节控制流出物排放的原则

剂量控制核及辐射设施周围公众很多，受到影响的程度大小不一，上述的剂量约束是针对关键人群组或关键组的关键人群组是具备下列条件的一组人：预期受到辐射照射最大；饮食及生活习性相近；人数从几个到几十人。51第五节控制流出物排放的原则

剂量控制流出物排放的首要原则是使关键人群组一年所接受的辐射照射剂量不超过审管部门批准的剂量约束这里所说的“公众”包括当代公众及后代公众，包括境内公众及境外公众52第五节控制流出物排放的原则

总量控制

二、年排放量实行总量控制剂量值难以度量，不利于实际执行通过对流出物在环境中传输、弥散，经食物链到人等照射途径的分析，辅以保守的假定推定出一组排放量限值保证在各种不利因素下，满足这组排放限值就一定可以保证剂量约束不会超过这组年排放量数值就可以作为流出物排放控制的次级标准，并称为年排放量限值。53第五节控制流出物排放的原则

总量控制

年排放量限值既是与源相关的量，又是与环境条件相联系的量对于同样的剂量约束，不同的环境条件可以得出不同的年排放量限值在日常管理中难以作到对每种设施都针对其特定环境条件确定出年排放量限值现实的作法是依据工况和环境保护权衡后确定某一数值。对于特殊的设施，采取具体问题具体分析的办法确定54第五节控制流出物排放的原则

总量控制

对年排放量限值做出明确规定的设施有核动力厂国家环保总局在1986年颁布的GB6249－86对年排放量限值做出了规定。2011年修订为GB6249－2011。55第五节控制流出物排放的原则

总量控制

《核动力厂环境辐射防护规定》GB6249－2011规定如下：核动力厂向环境释放的放射性物质对公众中任何个人造成的有效剂量，每年必须小于0.25mSv剂量约束值。按每座反应堆实施放射性流出物的年排放总量控制，对于3000MW热功率的反应堆，其控制值见表13-4和表13-5。56第五节控制流出物排放的原则

总量控制

57第五节控制流出物排放的原则

总量控制

58第五节控制流出物排放的原则

实行最优化政策三、实行最优化政策最优化是辐射防护体系的重要组成部分执行总量控制这还不够，如果在花费或代价不大仍可使排放量减少的话，应努力使排放减少最优化政策的提出除了科学内涵，还有伦理学上的意义，即公众受到的辐射照射尽管低于国家标准，是安全的，但无论如何不是公众情愿的从伦理学上考虑能降低排放量就设法降低才符合情理59第五节控制流出物排放的原则

实行最优化政策最优化作为一种政策已被接受但在执行上并不很理想一些业主总想把国家的标准用满，并以为不超出防护限值就可以这种认识上的差别，一方面是出于追求最大利润的心态；另一方面是对辐射防护体系的本质与要求了解不够60第五节控制流出物排放的原则

可核查性原则四、可核查性原则核与辐射设施流出物排放应遵循可核查性原则可核查性包括排放时有监测；监测数据要详细记录；审管部门可监控及验证排放情况；对已往的排放资料，可以追溯复查等61第六节流出物排放要求和排放准则

一、申报和批准二、净化与处理三、专设排放口四、流出物的监测五、不满足要求的能返回净化系统六、对放射性液体流出物实行槽式排放62第六节流出物排放要求和排放准则

申报和批准

一、申报和批准核与辐射设施的流出物排放都需经过审管部门批准，批准方式可以不同像核动力厂这类大型核设施，需要在首次装料前向环境保护部提出申请年排放量值原则上讲，申报的数值不能大于历次环境影响报告书中给出的排放源项审管部门经技术审评认为满足相关要求后发文正式批准63第六节流出物排放要求和排放准则

申报和批准

一般项目也可在批复首次装料（运行）环境影响报告书时对其流出物排放源项进行认定对于许多辐射设施，预期的年排放量很小，对关键组的影响微忽其微，亦可不规定具体数值，但应提出对流出物排放的管理要求对流出物排放审批程序见图13-464第六节流出物排放要求和排放准则

净化与处理

二、净化与处理有较大量的流出物排放的设施，为防止过度排放引起环境污染，必须建有足够处理能力的净化设施及设备并要求气、液流出物经过处理满足排放条件后再排放65第六节流出物排放要求和排放准则

专设排放口三、专设排放口对于气体流出物，要通过烟囱排放不同的排放量对烟囱也有不同的要求但不能指望将不符合排放要求的放射性气体经高烟囱的稀释作用排出，这种作法等于是人为稀释，是违法的行为烟囱排放是考虑所要排放的放射性物质量已经得到控制，对关键组的可能影响已经很小，再经烟囱排放的进一步稀释使之对公众影响更小66第六节流出物排放要求和排放准则

专设排放口对于液体流出物，排放口的选取应避开集中取水口，经济鱼类产卵场，回游路线和水生生物养殖场液体流出物排放口应选在对流出物扩散条件好的水域排放口不要求唯一67第六节流出物排放要求和排放准则

流出物的监测四、流出物的监测流出物排放监测有以下几个作用1．估算年排放总量2．检验“三废”治理设施的运行效能3．及时发现偶然误排4．在万一发生事故时，判断事故排放量5．为设施运行时环境影响评价提供辐射源项6．改善公共关系68第六节流出物排放要求和排放准则

不满足要求的能返回净化系统五、不满足要求的能返回净化系统在流出物排放前必须进行监测，监测合格取得审管部门批准后方可排放监测发现不符合排放要求的，必须具备返回净化系统的能力返回通道和接受容器一方面容积足够大，另一方面通道要确保畅通69第六节流出物排放要求和排放准则

槽式排放六、对放射性液体流出物实行槽式排放槽式排放应具备以下几个要点：1．在排放前流出物贮存在容器中2．贮存容器的容量足够大并应有备用容器3．在排放前对容器中的放射性核素进行取样分析，分析合格经批准后方可排放4．在排放中，对液体排放量要有计量设备5．监测不合格返回净化系进行净化处理70第七节流出物监测的基本要求

一、制定监测大纲（计划）二、气体流出物在线监测三、液体流出物等比取样四、无组织排放监测五、监测应“平战结合”71第七节流出物监测的基本要求

制定监测大纲（计划）

制定监测大纲（计划）流出物监测事先必须制定监测计划核设施应制定监测计划，要依据工艺流程，排放的主要核素，排放方式，可能的排放数量等监测计划的内容应包括监测或取样布点、频度，取样量，监测仪器，测量时间，监测的质量控制，数据处理，报告编制等监测计划还需要考虑化学成分，气溶胶的粒度分布，排风流量，排放口的风向、风速，液体流出物排放的温度等72第七节流出物监测的基本要求

气体流出物在线监测

二、气体流出物在线监测对于气体流出物，在排放烟囱要设取样孔进行取样分析对重要的设施还必须进行在线监测对于存在气溶胶取样的情况，取样管线的设计要考虑管道损失73第七节流出物监测的基本要求

液体流出物等比取样三、液体流出物等比取样对于液体流出物排放口，应设等比取样器连续取样样品一部分由业主自己分析，另一部分由审管部门独立分析74第七节流出物监测的基本要求

无组织排放监测四、无组织排放监测除了针对有组织的排放进行监测之外，对于设施的无组织排放亦应设法获取监测数据，并估计出可能的排放量及环境影响在评价流出物的环境影响时，有组织排放与无组织均应考虑在内75第七节流出物监测的基本要求

监测应“平战结合”五、监测应“平战结合”事故排放通常不认为是流出物。但用于流出物监测的仪器，在万一发生事故时能够记录到放射性物质泄漏到环境中的数量流出物监测应做到“平战结合”76第八节流出物管控现状

一．核设施二．核技术应用三．铀矿冶和伴生矿77第八节流出物管控现状

一．核设施在我国，将核燃料循环系统排除铀矿冶之外的所有设施称为核设施在核设施中，就流出物管控来说，最具代表的是核电站，现以核电站为例进行介绍78第八节流出物管控现状

在首次装料阶段的环境影响报告书中，给出气．液流出物年排放量的申请值核电站要对流出物的排放流量和流出物中各种污染物的排放浓度进行测量对于液体流出物实行槽式排放，并必须准备足够容量的备用罐79第八节流出物管控现状

对非放污染物重视不够，特别是对核电站的热污染的防治与国际社会差距很大国际社会早就禁止岸边滩涂排放核电站必须采取工程措施来防止热污染我国有些人想通过改变核电站所在地区海域的功能区等级这种行政手段，把原本一类或二类水体改成三类或四类水体，来迎合国家的法律和标准80第八节流出物管控现状

这种行政手段减少不了核电站对环境造成的热污染对于一个厂址建多个反应堆的核电站来说，改变功能区等级这种行政手段也迎合不了国家的法律和标准改变功能区等级既消除不了热污染，还损坏了核电站的形象81第八节流出物管控现状

对于最优化理解不够

•年排放量限值是允许排放的最大值

•随着科技进步采用最佳可获得技术，能使流出物排放减少的话就应当使排放量降低

•国际社会已经提出近零排放的要求。而我国一些人则主张“用满用足”国家标准82第八节流出物管控现状

二．核技术应用在核技术应用领域，使用密封源时，不大会产生流出物。使用非密封源的核技术应用设施或活动，需要关注流出物问题通常，使用非密封源的核技术应用单位，会有一定的放射性流出物排入环境。尽管排入环境的流出物量不大，但因核