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"核霧染"——霧霾是放射性污染嗎？
關(guān)鍵詞： 核與輻射 霧霾 輻射照射 輻射環(huán)境 鈾系
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編者按：
???一個(gè)多月前，互聯(lián)網(wǎng)上一篇題為《中國煤炭工業(yè)的崩潰和核霧染災(zāi)難》的博文推測，華北霧霾經(jīng)久不散，是因?yàn)榭諝庵衅〉姆蹓m顆粒是帶電的，而帶電原因是來自內(nèi)蒙古自治區(qū)大營地區(qū)煤礦的放射性鈾。隨著近日“核霧染”一詞的甚囂塵上，人們對(duì)霧霾的恐慌持續(xù)上升。
鈾煤真的是霧霾不散的罪魁禍?zhǔn)讍幔拷鼛滋靵恚辔幻禾俊⒃幽堋⒋髿獾阮I(lǐng)域的受訪學(xué)者均表示，博文推斷缺乏直接證據(jù)支撐，一些關(guān)鍵問題還存在科學(xué)、邏輯錯(cuò)誤。
本報(bào)也特別邀請(qǐng)環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心研究員陳曉秋撰寫了一篇署名文章，為讀者解讀煤礦開采帶來的輻射照射水平究竟如何，同時(shí)介紹我國對(duì)此類輻射的安全監(jiān)管情況。
本文通過介紹輻射環(huán)境監(jiān)管的相關(guān)信息，特別是針對(duì)人為活動(dòng)導(dǎo)致天然輻射水平升高的一些研究，與讀者共享礦產(chǎn)資源開發(fā)利用輻射環(huán)境監(jiān)管的信息。
一、“核霧染”——“霧霾綜合癥”
多數(shù)關(guān)心核與輻射安全的人，都看過曾獲奧斯卡獎(jiǎng)提名的影片——《中國綜合癥》（The China Syndrome）。片名《中國綜合癥》意指：如果美國核電廠反應(yīng)堆熔化，則會(huì)熔穿地球直到對(duì)面的中國，這是一個(gè)非常滑稽的玩笑。影片于1979年3月16日上映，恰好是美國賓夕法尼亞三哩島核電站發(fā)生核事故的前12天。正是三哩島事件，使得這部影片一鳴驚人，產(chǎn)生了巨大的轟動(dòng)效應(yīng)。
“中國綜合癥”這個(gè)術(shù)語首見于1971年，核物理學(xué)家拉爾夫·蘭普（Ralph Lapp）用這個(gè)術(shù)語描述：熔穿反應(yīng)堆壓力容器，穿透下層水泥，大量熱燃料進(jìn)入反應(yīng)堆下的地層，熔穿一個(gè)洞到中國。實(shí)際上，這是不可能的，而且是一種極其不可能的設(shè)想。
近日一條突然躥紅的網(wǎng)帖稱“空氣中含有放射性元素鈾是目前國內(nèi)大范圍霧霾的原因”。承蒙好友的推薦，在網(wǎng)上搜索和閱讀了關(guān)于“核霧染”的幾篇博文——《中國煤炭的崩潰和核霧染災(zāi)難》、《中國核霧染災(zāi)難和肺癌大爆發(fā)》和《從海灣戰(zhàn)爭癥候群再談中國核霧染災(zāi)難》。看后頗有感想，盡管“核霧染”之說存在科學(xué)和邏輯錯(cuò)誤，正如上述博文作者給中國青年報(bào)記者的回復(fù)稱“有可能最終事實(shí)證明我把霧霾歸于鈾輻射是錯(cuò)的，那沒有什么，錯(cuò)了就錯(cuò)了”，但為何“核霧染”這個(gè)新詞能夠“走紅”網(wǎng)絡(luò)？究其原因，主要是霧霾不利于健康已成為共識(shí)，公眾對(duì)不斷出現(xiàn)的霧霾天氣憂心忡忡，而這種擔(dān)憂又不能得到迅速的緩解和根除。此外，公眾對(duì)于電離輻射的認(rèn)知遠(yuǎn)不及非放射性污染物，實(shí)在經(jīng)不起將霧霾歸因于“核霧染”這樣的恐嚇。因此，將這種現(xiàn)象稱為“霧霾綜合癥”似乎也不為過。
二、霧霾中存在著放射性核素不足為奇
人類受到天然輻射源電離輻射照射是持續(xù)性的、不可避免的。天然（電離）輻射照射主要來自兩個(gè)方面：進(jìn)入地球大氣層的高能宇宙射線粒子和地殼中原生的、在環(huán)境中到處存在的放射性核素，包括土壤、空氣、水、食物和人體內(nèi)存在的放射性核素。因此，在霧霾中存在著放射性核素也不足為奇。
聯(lián)合國原子輻射影響委員會(huì)（UNSCEAR）對(duì)天然輻射源的照射進(jìn)行著持續(xù)的評(píng)估，并定期向聯(lián)合國大會(huì)報(bào)告，給出了各種天然輻射成分引起的正常照射范圍，世界公眾的年平均有效劑量的范圍一般預(yù)期在1~10mSv（毫西弗）之間，估計(jì)的中值是2.4mSv（見UNSCEAR 2000年向聯(lián)合國大會(huì)提交的報(bào)告及科學(xué)附件）。我國也對(duì)天然輻射進(jìn)行了評(píng)估，估算的中值約為3.1mSv。（見表1）
在許多情況下，公眾還會(huì)受到人為活動(dòng)增加的天然輻射的照射。在建筑物內(nèi)生活受到的天然輻射一般認(rèn)為是正常的，像乘坐飛機(jī)飛行時(shí)受到的附加照射對(duì)大多數(shù)人來講，可能涉及到不太重要的份額。
在過去，聯(lián)合國原子輻射影響委員會(huì)評(píng)價(jià)了在采礦加工業(yè)、磷肥使用以及化石燃料燃燒中，釋放出的天然放射性核素引起的輻射照射。地球物質(zhì)的開采和加工產(chǎn)生的世界平均年有效劑量約為20μSv（微西弗）。與來自天然源的正常本底照射相比較，這些增高了的照射通常是不重要的。
使天然源照射增加的工業(yè)活動(dòng)涉及到大量的含有天然放射性核素的原材料。這些工業(yè)活動(dòng)向空氣和水中的排放，副產(chǎn)品及廢棄物的再利用，是使一般公眾照射增加的主要貢獻(xiàn)途徑。工業(yè)活動(dòng)釋放出的天然放射性核素可以產(chǎn)生外照射和內(nèi)照射，但當(dāng)?shù)鼐用袷遣粫?huì)受到重要意義的照射的。磷酸生產(chǎn)和礦砂加工工業(yè)是這些工業(yè)活動(dòng)中對(duì)公眾照射相對(duì)較高的，通常年照射水平在1~10μSv之間。這個(gè)量是來自天然輻射源總的年有效劑量的一個(gè)可以忽略的分量。
三、煤的開采利用的輻射照射水平
煤的開采：公眾受到煤礦排氣中存在的氡的照射，所致世界公眾的年平均有效劑量約為0.1~2nSv（納西弗）；
煤的利用：按照世界平均煤的利用，約有40%用于燃燒發(fā)電，10%用于居民，50%用于其它工業(yè)。燃煤電廠排放所致公眾的有效劑量約為2μSv；
燃料灰的利用：煤灰最大的用途是用于制造水泥和混凝土，煤灰還可用于制造道路的穩(wěn)定劑、公路填料、瀝青混合料以及肥料等。當(dāng)燃料灰用于住宅建材（如混凝土）時(shí)，其導(dǎo)致的年外照射劑量約為5μSv；吸入氡及其衰變子體附加的年有效劑量約為70μSv。
上個(gè)世紀(jì)80年代初，我國就開始了核電鏈與煤電鏈的能源與環(huán)境的比較評(píng)價(jià)工作。其中燃煤電廠是關(guān)注的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。
（1）基本摸清了原煤中的天然放射性核素的含量與分布
到目前為止“全國煤礦放射性核素含量數(shù)據(jù)庫”共搜集和整理了來自各省、直轄市和自治區(qū)煤礦中的1014個(gè)煤樣和879個(gè)矸石樣的天然放射性核素含量測量結(jié)果。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，全國煤礦煤樣的放射性核素含量（見圖1）按樣品數(shù)加權(quán)的算術(shù)平均值：U-238約為79.5 Bq/kg（貝可/千克），Ra-226約為73.9 Bq/kg，Th-232約為40.3 Bq/kg，K-40 約為152.4 Bq/kg；全國煤礦中矸石放射性核素含量（見圖2）按樣品數(shù)加權(quán)的算術(shù)平均值：U-238約為79.8 Bq/kg，Ra-226約為59.7 Bq/kg，Th-232約為64.5 Bq/kg， K-40約為506.3 Bq/kg。
（2）燃煤排放的主要污染物的分布特征
煤的燃燒過程排出煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锛爸亟饘倩衔铩０凑瘴锢硇螒B(tài)，排放的大氣污染物可分為顆粒物和氣體污染物，兩者的主要區(qū)別主要是粒徑大小不同。氣體污染物是以氣態(tài)分子分散于大氣中，粒徑約為1X10-4μm（微米）；顆粒物（塵粒）則是以多個(gè)分子的凝聚態(tài)或結(jié)合態(tài)存在，其粒徑約為0.001~1000μm。當(dāng)塵粒的直徑大于10μm時(shí)，由于自重而易于沉降到地面，稱為降塵；粒徑小于10μm的塵粒可漂浮于大氣中，稱為飄塵；分散于大氣中的固、液態(tài)微粒大多小于1μm，由于它們具有膠體的性質(zhì)，故稱為氣溶膠。燃煤排放的主要污染物的分布特征如下：
1）主要污染物中U（鈾）、Th（釷）為天然放射性元素，它們?cè)谠褐泻康?0%以上留在了爐渣中，經(jīng)除塵過濾后，隨煙塵排放的僅占原煤含量的1%~2%。煤中的鈾含量很低，在燃煤過程中其本身污染并不嚴(yán)重。
2）大多數(shù)金屬元素在原煤中含量的50%以上留在爐渣中，隨煙塵排出的僅為原煤含量的1%~2%。因此，Mn、Cr等污染物在燃煤過程中對(duì)環(huán)境的影響也是有限的。
3）砷化物等易揮發(fā)元素，在燃煤過程中排出的百分含量相對(duì)較高，經(jīng)除塵后，最后隨煙塵排出的百分含量仍然很大，因此是燃煤過程中的主要污染物，需引起重視。
4）對(duì)Br等化合物，由于極易分解揮發(fā)，且除塵效率較低，排放出的百分含量大，也是有污染的元素之一，但這類元素在原煤中含量較小。
5）除塵器對(duì)截留燃煤污染物的排放起到有效凈化作用。因此安裝高效除塵器裝置可有效降低排放物對(duì)環(huán)境的影響。
6）SO2和NOx仍然是燃煤過程中的主要污染物。
（3）燃煤電廠氣載流出物的輻射環(huán)境影響
早期的研究表明：根據(jù)對(duì)24省區(qū)563個(gè)煤樣中天然放射性核素含量測定結(jié)果按照產(chǎn)量加權(quán)均值估計(jì)，我國燃煤電廠生產(chǎn)單位電能由氣載流出物排入大氣環(huán)境的鈾系、釷系和K-40放射性核素所致的集體有效劑量約為50人μSv/GWa （其中U-238、Th-232、Pb-210和Rn-222的歸一化排放量分別為：9.18、7.65、18.4和108 GBq/GWa）。每年生產(chǎn)1GWa電能的燃煤電廠對(duì)周圍居民造成的附加輻射劑量為天然本底的2.6‰，其影響很小，不會(huì)對(duì)周圍居民造成危害。
在圍繞著能源與環(huán)境的研究中，針對(duì)燃煤鏈和核電鏈的輻射環(huán)境影響比較，開展的研究較多，如“中國核工業(yè)三十年輻射環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)”、“燃煤排放物中有害物質(zhì)的測定 ”、“民用型煤環(huán)境影響評(píng)價(jià)與公眾健康危害評(píng)價(jià)”等。近期的研究多見于《能源環(huán)境保護(hù)》、《輻射防護(hù)》等雜志發(fā)表的一些學(xué)術(shù)論文，如燃煤火電廠粉塵的危害及防治、寶雞燃煤電廠周圍土壤中天然放射性水平調(diào)查研究、關(guān)于在建材放射性含量標(biāo)準(zhǔn)中增加氡析出率控制指標(biāo)的建議、燃煤灰渣建材利用產(chǎn)生的輻射影響評(píng)價(jià)、廈門煤渣與粉煤灰開發(fā)應(yīng)用可行性研討、新疆伊犁煤中放射性核素鈾、釷、鐳、鉀比活度等。這些研究對(duì)于增進(jìn)燃煤排放的非致癌污染物、化學(xué)致癌污染物和放射性污染物的深入了解和制定相關(guān)管理決策提供了技術(shù)依據(jù)。
四、我國對(duì)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用輻射環(huán)境的監(jiān)管
圍繞保護(hù)人類和環(huán)境免于電離輻射有害影響這一基本安全目標(biāo)，政府負(fù)有勤勉管理的義務(wù)和謹(jǐn)慎行事的責(zé)任。輻射環(huán)境管理是環(huán)境管理的重要組成部分，為了防治放射性污染，保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，促進(jìn)核能、核技術(shù)的開發(fā)利用，通過全面規(guī)劃和有效監(jiān)督，對(duì)人為活動(dòng)引起環(huán)境輻射水平升高而進(jìn)行的一項(xiàng)綜合性活動(dòng)。
根據(jù)《中華人民共和國放射性污染防治法》規(guī)定，國務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門對(duì)全國放射性污染防治工作實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)督管理。通過運(yùn)用法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，以及經(jīng)濟(jì)、教育和科學(xué)技術(shù)手段，協(xié)調(diào)核能、核技術(shù)的開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，處理國民經(jīng)濟(jì)各部門、各社會(huì)集團(tuán)和個(gè)人有關(guān)環(huán)境問題的相互關(guān)系，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在滿足人們物質(zhì)和文化生活需要的同時(shí)，防治放射性污染，保護(hù)環(huán)境，保障人體健康。
輻射環(huán)境管理范圍：核設(shè)施和輻射設(shè)施選址、建造、運(yùn)行、退役，核技術(shù)、鈾（釷）礦、伴生放射性礦開發(fā)利用過程中發(fā)生的放射性污染防治活動(dòng)，包括引起輻射照射或輻射照射危險(xiǎn)增加的活動(dòng)（實(shí)踐）和采取減小照射防護(hù)的行動(dòng)（干預(yù)）。
輻射環(huán)境管理原則：為防止輻射照射對(duì)人和環(huán)境的有害影響提出一個(gè)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)水平，但不過分限制可能與照射相關(guān)的有益的人類活動(dòng)。對(duì)所有可能導(dǎo)致公眾輻射照射的實(shí)踐和干預(yù)活動(dòng)均應(yīng)符合以下輻射防護(hù)原則：
1.正當(dāng)性原則：任何改變照射情況的決定都應(yīng)當(dāng)是利大于弊，通過引入新的輻射源，減小現(xiàn)存照射，或減低潛在照射的危險(xiǎn)，人們能夠取得足夠的個(gè)人或社會(huì)利益以彌補(bǔ)其引起的損害；
2.防護(hù)最優(yōu)化原則：在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素之后，個(gè)人受照劑量的大小、受照射的人數(shù)以及受照射的可能性均保持在可合理達(dá)到的盡量低水平，在主要情況下防護(hù)水平應(yīng)當(dāng)是最佳的，取利弊之差的最大值。為了避免這種優(yōu)化過程的嚴(yán)重不公平的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)對(duì)個(gè)人受到特定源的劑量或危險(xiǎn)加以限制（采用劑量約束或危險(xiǎn)約束以及參考水平）；
3.劑量限值的應(yīng)用原則：除了患者的醫(yī)療照射之外，任何個(gè)人受到來自監(jiān)管源的計(jì)劃照射的劑量之和不能超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)限值。此外，在放射性廢物管理方面，應(yīng)采取一切可合理達(dá)到的措施實(shí)現(xiàn)廢物最小化，包括采用最佳可行技術(shù)實(shí)施對(duì)所有廢氣、廢液和固體廢物流的整體控制方案優(yōu)化和對(duì)廢物從產(chǎn)生到處置的全過程優(yōu)化，力求獲得最佳的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，并有利于可持續(xù)發(fā)展；在應(yīng)急管理方面，必須做出一切實(shí)際努力防止和減輕核事故或輻射事故，并為核或輻射事件（事故）的應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)做出安排。
輻射環(huán)境管理制度：國家對(duì)放射性污染的防治，實(shí)行預(yù)防為主、防治結(jié)合、嚴(yán)格管理、安全第一的方針，建立了嚴(yán)格的輻射環(huán)境管理制度。在核設(shè)施的污染防治方面，確立了核設(shè)施（選址、建造、裝料、運(yùn)行、退役等）許可制度、環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、“三同時(shí)”制度（即放射性污染防治設(shè)施應(yīng)當(dāng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用，并經(jīng)驗(yàn)收合格后，方可投入生產(chǎn)或使用）、規(guī)劃限制區(qū)制度、實(shí)行國家監(jiān)督性監(jiān)測和核設(shè)施營運(yùn)單位自行監(jiān)測相結(jié)合的監(jiān)測制度、核事故應(yīng)急制度、核設(shè)施退役計(jì)劃和退役費(fèi)用預(yù)提制度；在核技術(shù)利用的污染防治方面，確立了核技術(shù)利用許可制度、環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、“三同時(shí)”制度、廢放射源收貯制度、放射源安全保衛(wèi)制度；在鈾（釷）礦、伴生放射性礦開發(fā)利用的污染防治方面，確立了開采或者關(guān)閉鈾（釷）礦和伴生放射性礦的環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、“三同時(shí)”制度、鈾（釷）礦監(jiān)測和定期報(bào)告制度、鈾（釷）礦、伴生放射性礦開采過程中產(chǎn)生的尾礦的貯存和處置制度、鈾（釷）礦退役管理制度；在放射性廢物的管理方面，確立了排放量申請(qǐng)和報(bào)告制度、放射性流出物排放監(jiān)控制度、高中低水平放射性固體廢物和α放射性固體廢物分類處置制度、放射性固體廢物經(jīng)營（貯存、處理和處置）許可證制度、放射性廢物進(jìn)境和過境管制制度等。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：國家放射性污染防治標(biāo)準(zhǔn)由國務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門根據(jù)環(huán)境安全要求、國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件制定。國家放射性污染防治標(biāo)準(zhǔn)由國務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門和國務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門聯(lián)合發(fā)布。我國《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18871-2002），對(duì)實(shí)踐和干預(yù)的輻射環(huán)境管理做出了規(guī)定。
適用于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐包括：源的生產(chǎn)和輻射或放射性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)或教學(xué)與科研中的應(yīng)用，包括與涉及或可能涉及輻射或放射性物質(zhì)照射的應(yīng)用有關(guān)的各種活動(dòng)；
核能的產(chǎn)生，包括核燃料循環(huán)中涉及或可能涉及輻射或放射性物質(zhì)照射的各種活動(dòng)；
審管部門規(guī)定需加以控制的涉及天然源照射的實(shí)踐；
審管部門規(guī)定的其他實(shí)踐。
適用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的干預(yù)情況是：要求采取防護(hù)行動(dòng)的應(yīng)急照射情況，包括已執(zhí)行應(yīng)急計(jì)劃或應(yīng)急程序的事故情況與緊急情況，審管部門或干預(yù)組織確認(rèn)有正當(dāng)理由進(jìn)行干預(yù)的其他任何應(yīng)急照射情況；
要求采取補(bǔ)救行動(dòng)的持續(xù)照射情況，包括天然源照射，如建筑物和工作場所內(nèi)氡的照射，以往事件所造成的放射性殘存物的照射，以及未受通知與批準(zhǔn)制度控制的以往的實(shí)踐和源的利用所造成的放射性殘存物的照射；審管部門或干預(yù)組織確認(rèn)有正當(dāng)理由進(jìn)行干預(yù)的其他任何持續(xù)照射情況。
近年來，人們對(duì)于礦產(chǎn)資源利用活動(dòng)導(dǎo)致天然輻射照射水平升高已經(jīng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，正在逐步納入監(jiān)管范圍。按照《中華人民共和國環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》的授權(quán)，環(huán)境保護(hù)部于2013年發(fā)布了《礦產(chǎn)資源開發(fā)利用輻射環(huán)境監(jiān)督管理名錄（第一批）》的通知（環(huán)辦【2013】12號(hào)），納入《礦產(chǎn)資源開發(fā)利用輻射環(huán)境監(jiān)督管理名錄》，并且原礦、中間產(chǎn)品、尾礦（渣）或者其他殘留物中鈾（釷）系單個(gè)核素含量超過1Bq/g的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用項(xiàng)目，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)編制輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)專篇。監(jiān)管部門通過技術(shù)審查來判定其環(huán)境影響是否可以接受，成為輻射環(huán)境監(jiān)督管理的一種手段。
（作者單位：環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心）