2021年全国辐射环境质量报告

2021年 中华人民共和国生态环境部二○二二年十一月 前言 为了防治放射性污染，保护环境，保障公众健康，促进核能、核技术的开发与和平利用，国家生态环境行政主管部门依据《中华人民共和国放射性污染防治法》，建立了国家辐射环境监测网。《2021年全国辐射环境质量报告》以国家辐射环境监测网数据为基础，对全国辐射环境质量状况进行了分析和总结，为核与辐射安全监管提供科学依据和技术支撑。 按照《全国辐射环境监测方案》，2021年国家辐射环境监测网环境γ辐射监测包括197个地级及以上城市（含部分地、州、盟所在地，以下同）辐射环境自动监测站环境γ辐射剂量率自动监测，235个地级及以上城市的环境γ辐射剂量率累积监测；空气监测包括190个地级及以上城市的气溶胶监测，135个地级及以上城市的沉降物和气态放射性碘同位素监测，32个地级及以上城市的空气（水蒸汽）和降水监测；水体监测包括长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河及重要湖泊（水库）地表水监测，336个地级及以上城市的集中式饮用水水源地水监测，31个城市的地下水监测，沿海11个省份的近岸海域海水和海洋生物监测。此外，还包括337个地级及以上城市的土壤监测；35个地级及以上城市的环境电磁辐射监测。 监测结果表明：2021年，全国辐射环境质量总体良好。其中环境电离辐射水平处于本底涨落范围内，环境电磁辐射水平低于国家规定的电磁环境控制限值。 本报告中的数据除特殊说明外，均未包括香港、澳门特别行政区和台湾省数据。报告在编写过程中得到了各省级辐射环境监测机构及山东省青岛生态环境监测中心的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢！由于视野和水平有限，报告中难免存在不足，敬请批评指正。 目录 1辐射的来源01 1.1环境中天然电离辐射源 1.2环境中人工电离辐射源 02 05 1.3电离辐射照射的途径07 1.4环境中电磁辐射08 2辐射环境监测11 2.1辐射环境监测目的 2.2辐射环境监测概况 12 12 2.3辐射环境质量监测方案14 2.4质量保证18 3辐射环境质量21 3.1环境γ辐射剂量率22 3.2空气27 3.3水体42 3.4土壤61 3.5环境电磁辐射66 4总结68 附录70 附录1监测方法、测量仪器和探测下限71附录2数据处理与评价73附录3名词解释77附录4符号说明79 1辐射的来源 辐射是一种能量形式，它以电磁波或粒子的形式释放，通过与物质发生相互作用进行能量的传递和交换，按其作用于物质时所产生的效应不同可以分为电离辐射和非电离辐射（通常又称为电磁辐射），按其来源可以分为天然辐射源和人工辐射源。 我国居民所受的电离辐射个人年有效剂量比例示意图见图1.1-1。由图可见，我国居民所受的电离辐射照射中，绝大部分来自天然辐射源的照射，天然辐射源所致的居民个人年有效剂量占总剂量的94%，而人工辐射源所致的居民个人年有效剂量仅占总剂量的6%1。 图1.1-1我国居民日常受到的电离辐射个人年有效剂量比例示意图 1.1环境中天然电离辐射源 环境中的天然电离辐射源主要包括来自外层空间的宇宙射线及宇生放射性核素和地壳中的原生放射性核素。根据联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）2000年和2008年报告，全球天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值为2.4mSv（典型范围为 1mSv～13mSv）。根据《核与辐射安全》，我国天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值大约为3.1mSv。全球天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值分布见表1.1-1。 1引自《中国环境百科全书选编本-核与辐射安全》，潘自强、刘华主编，中国环境出版社2015年出版。 ■表1.1-1全球天然辐射源所致个人年有效剂量平均值2 单位：mSv 辐射来源全球个人年有效剂量平均值 直接电离及光子成分 0.28 宇宙辐射 中子成分宇生放射性核素 0.100.01 宇宙与宇生总计 0.39 室外 0.07 陆地γ辐射外照射 室内 0.41 陆地γ辐射外照射总计 0.48 铀、钍系 0.006 吸入照射 氡（222Rn）钍（220Rn） 1.150.10 吸入照射总计 1.26 40K 0.17 食入照射 铀、钍系 0.12 食入照射总计 0.29 总计 2.4 1.1.1宇宙辐射 宇宙射线是指来自外层空间射向地球表面的射线，分为初始宇宙射线和次级宇宙射线。初始宇宙射线为直接来自外层空间的高能带电粒子，主要是质子和α粒子，以及某些更重的原子核；次级宇宙射线是由初始宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的次级粒子和电磁辐射，主要是μ介子、光子、电子以及中子。来自外层空间的初始宇宙射线，绝大部分在大气层中被吸收，到达地球表面的宇宙射线几乎全是次级宇宙射线。到达地表的宇宙射线可分为电离成分和中子成分，是人体外照射的重要来源。影响宇宙射线剂量率的因素有海拔高度、地磁纬度等，其中海拔高度是主要影响因素，1983～1990年全国环境天然放射性水平调查结果表明，我国青藏高原室外宇宙射线剂量率按面积加权均值为111nGy/h，为海平面处均值的3倍以上。 宇生放射性核素主要是由宇宙射线与大气层中的核素相互作用产生的，其次是由宇宙射线与地表中核素相互作用产生的。在这些核素中，对公众剂量有明显贡献的是碳-14、氚（即氢-3）、钠-22和铍-7，其中碳-14、氚和钠-22也是人体组织所含的核素。这些宇生放射性核素对个人年有效剂量的贡献很小，即使对个人年有效剂量贡献最大的碳-14，也仅占全球天然电离辐射源所致个人年有效剂量的0.5%。表1.1-2列出了这几种宇生放射性核素的特性。目前我国环境监测的宇生放射性核素包括氚和铍-7。 2引自联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）2008年报告。 ■表1.1-2主要宇生放射性核素的特性3 单位：存量，1012Bq；年有效剂量，μSv 核素 半衰期 全球存量 个人年有效剂量 3H 12.33年 1275 0.01 7Be 53.29天 413 0.03 14C 5730年 12750 12 22Na 2.602年 0.44 0.15 1.1.2原生放射性核素 原生放射性核素是指从地球形成开始一直存在于地壳中的放射性核素。原生放射性核素在环境（水、大气、土壤等）中到处存在，甚至在人体内也存在。由地球形成时产生的各种核素，在几十亿年后的今天，只有半衰期大于1亿年的核素尚未衰变完。这些放射性核素按现在技术判别共有31个，分为两类，一类为衰变系列核素，包括钍系、铀系和锕系三个放射性衰变系列，每个衰变系列包括多种不同的放射性核素。以铀系为例，从铀-238开始，经过14次连续衰变，最后到稳定核素铅-206，其主要衰变系列示意图见图1.1-2。另一类为单次衰变的放射性核素，其中最常见的是钾-40。目前我国环境监测的原生放射性核素包括铀系、钍系的部分放射性核素及钾-40。 图1.1-2铀－238主要衰变系列示意图 31引自《中国辐射水平》，潘自强、刘森林等编著，原子能出版社2010年3月出版。 1.1.3人为活动引起的天然辐射水平变化 天然辐射一直存在，仅就平均而言，数百年来天然辐射水平变化不大，但人为活动可引起天然辐射水平升高。人为活动引起的天然辐射水平升高泛指人为活动所引起的天然存在放射性物质（NORM）活度浓度的增加或天然放射性核素分布的改变，进而导致工作场所或周围环境辐射水平明显升高的现象。引起天然辐射水平变化的人为活动分为两类：一类是改变了自然原有状况，从而引起辐射水平增加的人类活动，如矿产资源开发利用辐射环境监督管理名录中稀土、锆及氧化锆和铌/钽等、磷酸盐、煤的开发利用活动以及建筑材料生产等工业活动。一些研究表明，有些行业，比如铌/钽加工业、稀土工业、锆及氧化锆工业、钒工业、燃煤特别是石煤开发利用等行业的辐射水平远高于职业人员所受的年有效剂量。因此，应对此类人为活动引起的天然辐射照射增加加以控制。另一类是导致人所受辐射照射增加或减少的人类行为方式，如随海拔高度增加，宇宙射线强度增强，乘坐飞机会增加人所受到的辐射照射，而由于轮船船体的屏蔽作用且水面的环境γ辐射剂量率明显要低于陆地上的环境γ辐射剂量率，因此，乘坐轮船会减少人所受到的辐射照射。当放射性活度浓度或者工作人员及公众所受年有效剂量超过核安全监管机构的规定时，需要进行审管控制。 1.3环境中人工电离辐射源 人工电离辐射源主要包括核武器试验和生产、核能生产、以及核与辐射技术在医学诊断与治疗、科学研究、工业、农业等各个领域的应用。根据UNSCEAR2008年报告，全球人工电离辐射源所致个人年有效剂量平均值约为0.6mSv（典型范围为零至几十mSv）；根据《核与辐射安全》，我国人工电离辐射源所致个人年有效剂量平均值约为0.2mSv。在人工电离辐射源中，医学诊断检查是最大的辐射源。全球人工辐射源所致个人年有效剂量平均值分布见表1.2-1。 ■表1.2-1全球人工辐射源所致个人年有效剂量平均值4 单位：mSv 辐射来源 全球个人年有效剂量平均值 医学诊断检查（不含治疗） 0.6 大气层核试验 0.005 切尔诺贝利事故 0.002 核燃料循环（公众照射） 0.0002 4引自《中国环境百科全书选编本-核与辐射安全》，潘自强、刘华主编，中国环境出版社2015年出版。 人工放射性核素是指地球上本不存在，通过粒子加速器或核反应堆人为制造出来的。目前我国环境监测的人工放射性核素包括氚、锶-90、碘-131、铯-134和铯-137等，其中，氚既是宇生放射性核素，又是人工放射性核素。 1.2.1医疗照射 核与辐射技术在各行各业日益广泛的应用中，医学应用的历史最久、应用最广、影响最大。电离辐射的医学应用分为放射诊断、放射治疗和核医学等三部分。UNSCEAR和国际放射防护委员会（ICRP）等均指出，医疗照射是最大的并且必将不断增加的人工电离辐射照射来源。根据UNSCEAR2008年报告，在人工电离辐射照射来源中，医学放射诊断占绝大多数，所致全世界人均年有效剂量远高于所有其他人工源好几个数量级。与职业照射和公众照射的防护不同的是，个人剂量限值不适用于医疗照射防护。为更好地推动医疗照射防护最优化，我国在《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中，明确了放射诊断的医疗照射指导（参考）水平。 1.2.2核试验 大气层核试验是环境中人工电离辐射源对全球公众产生辐射照射的主要来源。1945 ～1980年期间，世界各地进行了多次大气层核试验。核试验所产生的放射性裂变产物和其它放射性核素，一部分在试验场附近沉积，大部分在大气中迁移、弥散，造成全球性沉降。1980年后，大气层核试验中止。由于放射性核素的衰变及在地表中的迁移扩散作用，沉降到地表的大气层核试验沉降灰的影响逐渐减弱，目前在地表中仅存在一些痕量的长寿命裂变产物（如锶-90和铯-137）以及氚和碳-14等放射性核素。随着时间的推移，大气层核试验沉降灰的影响将继续不断地减弱。 1.2.3核燃料循环 核燃料循环包括铀矿的开采和选冶、铀的转化和富集、核燃料组件的制造、核电厂的运行、乏燃料的贮存和后处理、以及放射性废物贮存和处理。根据UNSCEAR报告资料，在核燃料循环各阶段中，对局部和区域集体剂量的贡献，主要来自核电厂、铀矿冶设施及后处理厂。核电厂是最大型的一类核设施，具有完善的多重安全屏障系统，保证在正常运行状况下对环境释放很小，事故概率很低、安全水平很高。核电厂在正常运行条件下，排入大气的主要是惰性气体（氪、氙、氩等）、碘、碳-14、氚及粒子（锰-54、钴-58、钌-106等）。液态流出物主要有氚、碳-14及其它核素。关键核素可能因堆型和设计特征而有所不同。根据《核动力厂环境辐射防护规定》（GB6249-2011）的规定，在我国核电厂必须按每堆实施流出物年排放总量的控制，此外，任何厂址的所有核电厂反应堆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