核電的突發(fā)事故對水資源安全影響問題

切爾諾貝利核電站作為內(nèi)陸核電站，由于排放的放射性污水是進(jìn)入河流、湖泊而不是海洋，它對水資源安全造成的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他兩起濱海核電站事故。事故后在切爾諾貝利核電廠附近的露天水體中放射性核素的總β活度一度達(dá)到約3.7×104Bq/L，是WHO飲用水標(biāo)準(zhǔn)的37000倍;發(fā)生核電事故23年后，普里皮亞季河水體(屬于核電廠周圍30km范圍內(nèi)的水域)中137Cs、90Sr放射性活度才逐漸消退到正常水平，但仍存在一定的放射性影響;發(fā)生事故25年后，Yanovsky湖、Glubokoye湖以及Azbuchin湖水體(屬于核電廠周圍30km范圍內(nèi)的水域)中137Cs、90Sr放射性活度仍然超過了烏克蘭飲用水放射性核素活度限值水平。

目前，我國內(nèi)陸核電選址主要集中在長江流域，長江作為我國水資源配置的戰(zhàn)略水源地，依據(jù)全國中長期經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展形勢分析和預(yù)測成果,預(yù)計到2030年,長江流域總?cè)丝趯⑦_(dá)到5億左右,供水來源中地表水占到95%以上;可實(shí)現(xiàn)多年平均年向黃河、淮河、海河3大流域調(diào)出水量452.5億m3，地區(qū)生產(chǎn)總值58萬億元左右，長江流域的水資源安全對國家利益的重要性不言而喻。安全管理的核心問題是防范風(fēng)險的發(fā)生，盡管核安全目標(biāo)為“每堆年發(fā)生嚴(yán)重堆芯損壞事件的概率低于十萬分之一，每堆年發(fā)生大量放射性物質(zhì)釋放事件的概率低于百萬分之一”。如何開展內(nèi)陸核電水資源安全管理保護(hù)工作，把安全管理“可駕馭、可控制”轉(zhuǎn)到“能控制、能駕馭”，做好維系全國人民生命安全的水源保護(hù)工作，是水資源安全和核電安全管理高度關(guān)注的問題。

核電生產(chǎn)安全用水的保障問題

根據(jù)核電廠的設(shè)計報告，三個內(nèi)陸核電廠均采用AP1000技術(shù)，建設(shè)規(guī)模4×125萬kW，采用循環(huán)冷卻方式，單臺百萬裝機(jī)機(jī)組年取水總量約為4000萬m3，年耗水約為3000萬m3，為火電機(jī)組的1.5～2倍，用水保證率高達(dá)97%，在整個用水結(jié)構(gòu)中，冷卻用水比例最大，占總用水量的96%以上。此外，為確保排放的低放廢水中放射性元素濃度達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，要求有一定的水量進(jìn)行稀釋。以每臺AP1000機(jī)組(不考慮預(yù)期運(yùn)行事件)液態(tài)年放射性排放總量除氚外為1.18×108Bq/a，液態(tài)氚的排放量為3.74×1013m3Bq/a計算，每年排放的低放射性廢水約需3.74×108m3的稀釋水量，4臺百萬千瓦核電機(jī)組稀釋水量約需1.5×109m3左右。

由于我國核電事業(yè)還處于發(fā)展的初級階段，水資源綜合規(guī)劃并未考慮核電大規(guī)模發(fā)展的需水保障問題。我國內(nèi)陸核電廠址所在河流或水庫(湖)往往是一個區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要取水水源，普遍具有飲用水水源及工業(yè)、灌溉、漁業(yè)用水功能，核電用水要充分考慮與現(xiàn)有用水戶之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。目前我國核電廠工程建設(shè)以群堆化發(fā)展為主，內(nèi)陸核電廠址一般為4臺機(jī)組，其生產(chǎn)用水的高保證率和低放廢液的高稀釋水量，對現(xiàn)有流域、區(qū)域水資源配置格局都將產(chǎn)生較大影響。近年氣候變暖加劇了世界極端氣候事件的發(fā)生，2003—2009年夏季，歐洲和美國出現(xiàn)了多年不遇的大干旱，多個內(nèi)陸核電廠因缺少冷卻水而被迫停運(yùn)，由于核電對水的依賴性大大高于火電，水資源的短缺也成為影響核電安全運(yùn)行的重要問題之一。

因此在開展內(nèi)陸核電建設(shè)時，歐洲、美國遇到的水資源短缺問題應(yīng)引起高度關(guān)注。近年我國重特大干旱災(zāi)害發(fā)生頻繁，1991—2008年間，有7年發(fā)生了特大干旱，2009年年底到2010年6月，西南5省(自治區(qū))發(fā)生特大干旱災(zāi)害。2011年上半年，長江中下游地區(qū)湖北、湖南、江西、安徽、江蘇等5省及西南部分省(自治區(qū))發(fā)生了特大干旱,很多湖泊出現(xiàn)干裂，鄱陽湖經(jīng)歷了50年來的最大干旱，水位創(chuàng)歷史新低。如何根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源條件，制定區(qū)域水資源配置和應(yīng)急調(diào)度預(yù)案，保證核電安全運(yùn)行，提高核電用水的保證率，應(yīng)是核電廠可研階段開展水資源論證工作中的一個重要問題。

核電廠退水中的放射性污染問題

通過反應(yīng)堆一回路排水、地面沖洗水以及化學(xué)疏水等途徑，被收集處理成可以排放的含低濃度放射性物質(zhì)的廢液，廢液中的放射性核素可分為H-3、C-14和其他放射性核素三類，廢液按放射性液態(tài)流出物排放管理規(guī)定進(jìn)行槽式排放，其他含中高濃度放射性物質(zhì)的廢液進(jìn)行統(tǒng)一處理封存。目前核電廠低放射性液態(tài)流出物需滿足《核動力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》(GB6249—2011)及《核電廠放射性液態(tài)流出物排放技術(shù)要求》(GB14587—2011)規(guī)定，對核電廠退水中的放射性物質(zhì)實(shí)行濃度控制、總量控制及相應(yīng)的管理要求。

相對于濱海核電站，內(nèi)陸核電站的液態(tài)流出物釋放的受納水域?yàn)楹恿鳌⒑?水庫)，主要流動特征是單向流，其受納水體的容積較小，水動力條件也不同，河流從內(nèi)陸地區(qū)至出海口蜿蜒上千公里，放射性遷移途徑較為復(fù)雜，同時放射性核素可通過底泥吸附、食物鏈傳遞、地下水側(cè)滲等方式形成放射性元素的富集，照射途徑網(wǎng)絡(luò)比近岸海域更復(fù)雜。

核電站所在地區(qū)往往經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，用水群體大，河流、水庫已經(jīng)布局了很多集中飲用水水源取水口，公眾對水安全問題十分敏感，內(nèi)陸核電站低放廢液排放是否會影響相鄰水功能區(qū)的使用功能，如何開展低放射性廢液排放對水功能區(qū)的影響評價，如何開展流域內(nèi)核電廠低放射性廢液排放的統(tǒng)一管理，提高受納水體對低放廢液中放射性物質(zhì)的稀釋和擴(kuò)散能力，加強(qiáng)對下游水資源的水質(zhì)保護(hù)，是在開展核電運(yùn)行階段日常管理應(yīng)關(guān)注的問題。

加強(qiáng)核電建設(shè)水資源安全管理的對策與建議

隨著核電項(xiàng)目的重新啟動，核電建設(shè)將逐步推進(jìn)，內(nèi)陸核電水資源管理作為一項(xiàng)剛剛開展的工作，基礎(chǔ)薄弱，經(jīng)驗(yàn)不足。今后如何在實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的要求下，開展核電建設(shè)水資源安全管理，建議如下：

1.明確核電建設(shè)項(xiàng)目的管理要求目前核電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證作為核電水資源管理的抓手，僅僅參與了核電選址階段的一部分工作，無法滿足核電(特別是內(nèi)陸核電)建設(shè)水資源安全管理的要求。按照核安全規(guī)劃要求，核電安全管理包括核電規(guī)劃、選址、研發(fā)、設(shè)計、建造、運(yùn)營、退役等全過程，核電水資源管理作為核電安全管理的一部分，也應(yīng)對核電建設(shè)各過程涉及的水資源問題開展全面管理，加強(qiáng)安全管理的主動性。

建議明確核電建設(shè)項(xiàng)目管理要求，規(guī)范過程管理，提高核電水資源管理的安全性。在核電規(guī)劃階段，應(yīng)根據(jù)流域水資源情勢、變化趨勢和水資源承載能力，對內(nèi)陸核電廠址的布局和建設(shè)規(guī)模提出合理建議，及時將內(nèi)陸核電建設(shè)用水列入流域的水資源綜合規(guī)劃;在核電廠址比選階段，對備選廠址的水資源安全條件進(jìn)行評估，排除廠址存在的水資源安全隱患;在核電廠可研階段，對推薦廠址制定的低放射性廢液排放方案的合理性和水資源安全應(yīng)急保障預(yù)案可行性進(jìn)行論證，提高推薦廠址水資源安全的保障能力;在核電廠建成運(yùn)營階段，驗(yàn)收相關(guān)取、排水工程，開展低放廢水排放和下游水功能區(qū)的日常監(jiān)管，定期對核電廠開展水資源論證后評估等，提高核電水資源安全管理的能力。

2.加快核電水資源論證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制建設(shè)項(xiàng)目水資源論證通過對建設(shè)項(xiàng)目取、用、退水的科學(xué)論證，強(qiáng)化水資源開發(fā)利用的事前管理和過程管理。目前核電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證主要是根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則(試行)》(SL/Z322—2005)(以下簡稱《導(dǎo)則》)對可研階段的推薦廠址進(jìn)行論證，無法涵蓋核電廠廠址選擇階段不同時期的不同水資源管理要求。建議按照一般與特殊關(guān)系的原則，以《導(dǎo)則》為基礎(chǔ)，根據(jù)水資源管理的要求和核電廠審批程序，對核電廠選址(初可研)階段和可行性研究階段分別提出水資源條件評估和核電廠水資源論證工作的技術(shù)要點(diǎn)，完善核電水資源論證技術(shù)要求，為核電水資源安全管理提供技術(shù)依據(jù)。

3.建立風(fēng)險管理應(yīng)急體系目前我國在內(nèi)陸核電水資源應(yīng)急響應(yīng)方面尚屬空白，相應(yīng)水資源應(yīng)急的響應(yīng)機(jī)制尚未建立。在核事故工況下如何防止放射性液體的泄漏、氣態(tài)物質(zhì)的沉降對地表水水體造成放射性污染?有以下幾點(diǎn)建議：

①加強(qiáng)內(nèi)陸核電嚴(yán)重事故工況下確保水資源安全的預(yù)防及緩解措施研究，如增大放射性廢液貯存設(shè)施、建立廠區(qū)地下水防滲設(shè)施、開展放射性污水泄漏封堵試驗(yàn)和放射性物質(zhì)擴(kuò)散抑制試驗(yàn)、研究高放射性污水處理的設(shè)施、制定放射性污水隔離方案等，保證嚴(yán)重事故工況下放射性污水的可儲存、可封堵、可處理、可隔離;

②做好突發(fā)事故應(yīng)對準(zhǔn)備，構(gòu)建應(yīng)急狀態(tài)下水資源管理機(jī)制，設(shè)立突發(fā)核電事故下污水緩沖區(qū)和防護(hù)區(qū)，制定突發(fā)核電事故下飲用水水源地的相關(guān)保護(hù)條例，建立水質(zhì)污染監(jiān)測應(yīng)急預(yù)案，構(gòu)建區(qū)域飲用水水源戰(zhàn)略儲備方案，建立區(qū)域、流域應(yīng)急備用水源等。極端事件下的水資源應(yīng)急保障也不容忽視，從國外內(nèi)陸核電在大旱年份的運(yùn)行管理情況可以看出，水對核電的制約性要比對火電的大得多，建議對特大干旱及突發(fā)安全供水及水污染事件，建立應(yīng)急管理制度，開展區(qū)域水資源統(tǒng)一調(diào)度，提高內(nèi)陸核電用水保證率，降低極端干旱等造成的危害，提高應(yīng)急風(fēng)險管理水平。

4.加強(qiáng)日常運(yùn)行的監(jiān)督管理由于核電的特殊性，長期以來水行政主管部門對核電廠取水用水的監(jiān)管處在半真空狀態(tài)，核電水資源論證僅停留在取水許可的審批管理上，缺乏對核電水資源相關(guān)建設(shè)和運(yùn)行方案全面系統(tǒng)的校核，缺乏對報告書關(guān)于取退水影響分析的必要驗(yàn)證和反饋總結(jié)，沒能實(shí)現(xiàn)核電水資源管理上的閉合。為保證核電廠下游水質(zhì)安全，建議水行政主管部門采取以下措施：

①對核電廠取水、用水、退水情況實(shí)施跟蹤管理，嚴(yán)格入河湖排污口監(jiān)督管理;

②開展低放射性流出物排放管理，根據(jù)全年上游來水流量分配運(yùn)行過程核定核電廠低放廢液的年內(nèi)排放方案，對流域內(nèi)多個核電廠的低放射性廢液排放實(shí)行統(tǒng)一管理，做到合理的錯時、錯峰排放，提高水體的擴(kuò)散能力，全面掌握核電廠放射性液態(tài)流出物的排放濃度和排放總量;

③建立水資源監(jiān)控體系，開展重要控制斷面、水功能區(qū)放射性元素監(jiān)測，及時掌握下游飲用水水源地水質(zhì)安全情況，定時發(fā)布水功能區(qū)水質(zhì)情況公報等信息。

本文作者：姜 秋 譚炳卿 丁曉雯        工作單位：水利部水資源管理中心