《辐射环境监测精华版(共24页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《辐射环境监测精华版(共24页).doc(24页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章3.环境的特性 (1)整体性 (2)有限性 (3)不可逆性 (4)潜在性 (5)持续反应性 (6)放大性1.2.1电磁辐射 电磁辐射是一种能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。1.2.2 电离辐射 能够通过初级过程或次级过程引起电离事件的带电粒子或(和)不带电粒子总称为电离辐射,有时也简称辐射。电离辐射是由直接或间接电离粒子或由两者混合组成的任何辐射。2.1 辐射环境监测目的、任务与特点目的: 评价核设施对放射性物质包容和流出物控制的有效性; 测定环境物质中放射性核素浓度或照射量率的变化; 评价公众受到的实际照射及潜在照射剂量,或估计可能的剂量上 限值; 发现未
2、知的照射途径和为确定放射性核素在环境中的输运模式提供依据; 出现事故排放时,保持能快速估计环境污染状态的能力: 鉴别由其它来源引起的放射性污染; 对环境辐射本底水平实施调查; 验证是否满足限制向环境排放放射性物质的规定和要求; 改善核设施营运单位与公众的关系。任务:对环境中各要素进行经常性监测,掌握环境放射性质量状况及发展趋势;对各有关单位排放放射性污染物的情况进行监视性监测,对核实践活动在邻近地区产生的现有和潜在影响进行评价,对邻近地区放射性对公众引起的内外照射可能达到的上限进行估计,对意外升高的辐射水平提出警告;为政府部门执行各项环境法规、标准及开展环境管理工作提共可靠的监测数据和资料检查
3、放射性废物的处理和处置系统的效能,为合理的利用环境自净化能力处理放射性废物提供依据;开展环境监测技术研究,促进环境监测技术发展.(不仅要监测!而且要综合分析与评价!并提出保护措施!)辐射环境监测的特点:综合性:监测对象包括大气、水体、土壤、固体废物、生物等环境要素,监测手段包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学等方法。统计处理监测数据,要综合考虑地区自然社会各个方面情况,正确阐明数据内涵。连续性:环境污染具有时空分布特点,坚持长期测定,才能从大量数据中揭示变化规律,数据越多,预测准确度越高。追踪性:环境监测设计一系列程序,包括目的确定、计划制订、采样、样品运送保存、实验室分析和数据处理等过程
4、,每一过程进行好坏都直接影响最终监测数据质量。故需对每一监测步骤实行质量控制。2.2辐射环境监测的基本要求1.取样原则 (1)从采样点布设到样品分析前的全过程,都必须中严格的质控措施下进行;(2)采集的样品必须有代表性;(3)根据监测目的、内容和现场具体情况,有针对性地确定相应的监测方案,包括项目、采样容器、采集器具、方法、采集点的布置和采样量;(4)采样器具和容器的选用,必须满足监测项目的具体要求,并符合国家技术标准的规定,使用前必须经过检验,保证采样器和样品容器的合格和清洁;(5)样品采集和制备过程中应特别严防交叉污染和制备过程中的其他污染,包括通过空气、水和其他与样品可能接触的物质带来的
5、污染,以及加入试剂带来的干扰和污染;(6)在区域计划的设计中,要尽可能考虑某些途径之间的相关性2、监测过程要求 样品分析测试要及时; 环境样品的辐射值或放射性核素含量水平很低,需用专门的低水平测量技术和高灵敏度仪器进行测量; 样品成分复杂,外来干扰因素多,被污染的可能性大,故要求分析方法及仪器具有良好的选择性和分辨率; 样品需用量大,方可满足测量方法的探测限和准确度要求; 样品放射性活度具有低水平和涨落的特点,通常要求长时间测量,因此,测量仪器的稳定性要求高。3、.采样量的要求 样品采集量通常应根据样品中放射性水平和监测方法的检出限来确定4.采样时间和频度 监测项目无周期性变异-时间无关紧要,
6、为弄清监测项目是否周期性变异-试验性调查。(采样频度应能反映监测项目的月、季、年变化,并应与不同的监测目的要求相适应,监测应取较高的采样频度,了解污染物在环境中蓄积趋势的监测,采样频度可低些)5. 采样点的布置1.选择和调整采样点的过程中,过去的本底调查资料和常规监测数据有重要的参考价值;2.为对一个区域内环境的某一项目的真实水平作统计推断,要用随机抽样方法采集样品;3.样品的记录应准确无误,样品的保存、运输应防止其成分发生变化及沾污;4.为了防止样品从采集到测量这段时间内发生物理、化学和生物化学变化,必须对样品的采集提出明确的要求。2.3 辐射环境监测的随机抽样方法1.单纯随机抽样法首先把总
7、体的全部抽样单位编号,然后用抽签的方法或利用随机数字表在编号范围内抽取一些数,相应于这些编号或数的抽样单位便组成以各随机样本。在地区范围内抽样时,将地区划分成等面积的抽样单位并编上号进行抽样。如果时间也是需要随机化得因素,亦可将时间分成相等的间隔,进行随机抽样。缺点:编号费劲;差异太大,样本容量小,样本对总体的代表性可能较差2.分层抽样法 将总体按一些重要特征分成几个层,从各层中用单纯随机抽样或机械抽样方法各抽取适当数目的抽样单位合起来组成一个样本。优点:具有较好的代表性;抽样单位间的变异度较小;可比较各层间的 调查结果。3.机械抽样法将总体中的抽样单位按一定顺序排列起来,每隔若干单位抽取一个
8、单位。特点:当被抽取的单位在总体中的分布比较均匀时,样品的代表性也较好;某些周期性变化,可能出现较大的偏差;4 混合样品法 为放射性分析而采集的样品可以直接分析单个样品,也可以把一些样品混合起来组成代表一些地区、一段时间或两者都代表的混合样品进行分析。在保持样品的代表性的情况下,采用这种混合样品的分析,可以减轻实验室的负担。2.2 辐射环境监测的分类 (1)从管理角度来分 可以分为监督性环境监测和排污(营运)单位监测两大类 (2)从设施或活动的运行状态来分,可分为正常状态环境监测与事故监测两大类。 (3)从运行阶段来分,可分为运行前辐射环境监测(或称辐射本底调查)、运行辐射环境监测、退役辐射环
9、境监测(或称运行后辐射环境监测)。核设施环境监测分类:运行前的环境本底调查; 运行中的常规监测; 事故状态下的应急监测 核设施退役的环境监测环境监测项目: 空气、(地表、地下)水、土壤污染 动植物中的放射性核素 地面环境中、污染检查 环境辐射剂量场的测量1环境本底调查 目的: 获取基础数据,为制定常规监测计划提供依据; 作为评价设施运行后常规监测结果的基准; 对运行期间的监测方法进行考验 调查内容: 调查核设施附近的自然环境和社会环境资料; 调查环境介质(空气、土壤、地面水和地下水、植物和农牧产品)中放射性核素的种类、浓度、辐射水平及其随时间的变化,一般要取得运行前连续2a的资料,了解1a内本
10、底变化和年度间的可能变化范围。调查范围视源项单位的规模和性质而定,对 大型核设施(如核电站)一般为3040km; 调查鉴别关键核素及关键途径,关键人群组的分布、习俗、饮食资料及有关“指示体”的资料。2.常规监测 目的: 通过对监测结果的分析,监督核设施运行对周围环境所产生的影响或长期累积 趋势,以便查找原因采取相应的措施; 通过对监测结果的分析,估算关键居民组所受剂量或可能上限; 通过实际测量不断积累资料,以便进一步确认“三关键”和确定各种有关测量时采用的参考水平值; 通过对监测结果的分析,发现原来监测计划的不完善环节,加以评议改进; 发现异常释放时,尽快追踪监测,必要时转入事故应急监测; 通
11、过对监测结果的分析,修订监测计划,并补充必要的研究工作,以便尽可能为摸索核素在环境中的转移规律和参数,收集到有用的实际资料。常规监测计划 排放核素种类、性质、排放量、排放方式及核素在环境中的迁移途径采样对象及数量、点位;采样时间(周期)和方法;样品处理和测量方法;测量结果的评价常规监测分析项目 总及总活度、能谱分析测定和单个核素的浓度 常规监测对象 某些具有浓集(或选择性吸收浓集)能力的生物体(如水藻、蛤蜊等);生物组织(如牛、羊的甲状腺)或环境物质(如底泥等)作为环境“指示体” 3.核事故应急监测 目的:应急监测的目的是迅速测定事故造成的环境辐射水平、污染范围和程度及对公众的危害程度;迅速摸
12、清释放核素的种类、性质及其在环境中的迁移行为,测定食物与饮水的污染程度、范围;及时向决策机构和公众通报污染情况,以便采取必要的应急干预措施。应急监测分类:早期和中晚期早期监测: 确定烟云范围、走向和特征,测定空气中剂量水平,尽快测量土壤和水的污染情况。大气污染监测重点是下风向近地空气中放射性气体和气溶胶浓度、地面辐射剂量和核素沉积量,监测范围为沿烟羽走向夹角30度左右的扇形区内。对于水污染,主要监测排放地点下游水域中水和食用水生物,测量项目以总、总活度为主,辅以12种关键核素浓度测量。采样与测量顺序则由轻污染区到重污染区。中后期监测 目的: 重新评价早期监测数据的可靠性;评价早期应急措施的合理
13、性,确定这些措施是否需要继续、扩展或收缩;估计公众受照剂量;追踪污染物在环境中的迁移趋向、途径及生物效应。内容:测量水和食物的放射性污染,包括河流和水源的污染及其对鱼和其它水生物的影响;农作物和牧草污染及其对家畜、奶牛的影响 特点:持续时间长,范围广,方法要更精确灵敏,监测项目除总、总活度及辐射剂量外,还应进行一些重要核素的含量分析4.核设施退役的环境监测 目的:为相应阶段的环境评价提供依据,并验证退役过程和退役终态的环境影响符合国家相关标准的要求。 退役终态环境监测要求,是要验证场址退役和开放后其环境影响符合国家场址开发的要求。这时评价的对象已不再是流出物的影响,而是环境(主要是土壤)中残留
14、放射性对今后相当长时间内的影响。 监测内容:流出物中放射性核素种类、浓度及其随时间的变化;环境辐射水平;各种环境物质中放射性核素的浓度;沉积物和气载放射性核素成分、浓度及其变化。2.5 辐射环境监测方案的制定2.5.1制定监测方案的原则(1)凡是不能被国家法规所豁免的辐射源和和实践,均应按法规要求进行适度和必要的环境监测。(2)环境监测的内容和要求,应随设施的类型、规模、环境特征等因素的不同而不同。(3)在制定环境监测方案时,应根据辐射防护最优化原则和辐射环境污染源及周围环境的具体特征有针对性地进行优化设计,并随着时间的推移,在经验反馈的基础上进行不断的改进。(4)凡是同一场址具有多个污染源的
15、情况,应遵循统一管理和统一规划的原则,以做到相互协调和节约资源。2.5.2 制定环境监测方案应考虑的因素 源项单位流出物中放射性核素的种类和含量,排放方式、途径和排放量,排放物质的相对毒性和潜在危险;在环境中的迁移规律、随季节的变化及受地质、水文、气象、植物影响的大小; 源项单位的性质和运行规模可能发生事故的类型、概率及其环境后果; 被释放元素在环境中的转移、弥散规律,以及影响这些元素迁移运动的天然和人工因素; 受照射群体的人口分布及其按年龄、性别、饮食、职业、生活及文化娱乐习惯等方面的组成; 源项单位周围的土地利用和物产情况;农业、渔业、水和食物供给、工业和文化娱乐习惯等对环境资源的利用;
16、分析实施环境辐射监测的代价和效果; 实用监测仪器的可获得性; 监测中可能出现的各种干扰因素,如影响放射性核素迁移的化学污染物等; 对放射性污染物具有浓集作用的生物和其它指示体。2.5.3环境监测方案的制定步骤(1)收集背景资料 (2)结合上述各种背景资料和运行前辐射环境调查,进一步识别和评价不同照射途径和关键组的照射,以确定“三关键”,即关键途径、关键核素和关键居民组,同时识别指示生物,以使监测计划具有针对性。(3)确定样品的收集和分析计划;(4)确定相应的质保要求。2.5.4 辐射环境监测计划(1)照射途径和监测项目 外照射途径; 内照射; 监测介质:空气、水、土壤和生物。(2)空气放射性监
17、测 空气辐射水平监测:应包括瞬时辐射监测和累积辐射监测。 气载放射性物质监测项目应包括气溶胶谱分析、气溶胶总测定和碘同位素的测定,必要时应进行90Sr测定。 (3)水中放射性监测 水中放射性监测应包括地下水、地表水,饮用水中放射性核素的监测。 监测项目应首选谱分析及90Sr、总、3H,必要时应进行核素分析; 沉积物的监测与应与水生样品监测一并考虑,监测项目应选能谱分析、90Sr的测定。(4)土壤放射性监测:监测项目宜首选能谱分析和90Sr的测定(5)生物样品监测项目:应选能谱分析、90Sr的测定、总测定。E称作原子核的结合能,即各核子结合在一起构成原子核时所释放的能量。质量亏损越大,结合能越大
18、,核子间结合的越紧密,原子核就越稳定正电子淹没: 当b全部动能损失后,便和周围物质中的自由电子结合,转变为两个方向相反,能量均为0.511MeV的光子,电子本身质量消失,这一现象称为正电子淹没。形成的辐射称为淹没辐射。俄歇电子:外层的轨道电子向内壳层的空穴填充时,多余的能量不是以特征X射线的形式发射出来,而是把它直接交给同一壳层的另外一个电子,使其成为自由电子而发射出来。活度定义:一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数。以A表示,表征放射源的强弱。第3章 放射性基础知识3.1 原子与原子核 “原子”源自希腊文,意思是“不可分割的”。研究原子的组成、组成物的运动规律及其相互作用的规律。其表征量
19、为物质的物理、化学性质和光谱特性。 “原子核”则是研究物质结构的另一个更深的层次,研究原子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。其表征为原子核的放射性2.1.1原子1.原子质量老的表示:以16O原子质量的1/16作为原子质量单位,记为:amu。新的表示:以12C原子质量的1/12作为原子质量单位,记为:u地球上最轻的原子是氢原子,其原子核仅由一个质子组成,核外只有一个轨道电子E称作原子核的结合能,即各核子结合在一起构成原子核时所释放的能量。质量亏损越大,结合能越大,核子间结合的越紧密,原子核就越稳定。3.1.3 常用术语及意义1.核素 具有相同的中子数和质子数,处于相同的、寿命
20、可测的能态的的一类原子称为核素。核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同,就是不同的核素。2.同位素和同位素丰度:具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素的同位素。(即Z相同,N不同,在元素周期表中处于同一个位置,具有基本相同化学性质。) 某元素中各同位素天然含量的原子数百分比称为同位素丰度。2.4.2放射性核素的特征量(1)衰变常数():一个原子核在单位时间内发生衰变的概率。(2)半衰期T1/2:半衰期:放射性核数衰变一半所需的时间,记为 T1/2(3)平均寿命:平均寿命 总寿命 / 总核数2.5.1放射性活度及其单位活度定义:一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数。以A表示,表征放
21、射源的强弱。射线强度:单位时间内放出某种射线的个数比活度:单位质量放射源的放射性活度 。比活度反映了放射源中放射性物质的纯度第四章 水环境辐射监测监测断面和采样点的设置:1. 监测断面的设置原则:应在水质、水量发生变化及水体不同用途的功能区处设置监测断面 (1)大量废水排入河流的居民区、工业区上下游; (2)湖泊、水库的主要出入口; (3)饮用水源区、水资源区域等功能区; (4)入海河流的河口处、较大支流汇合口上游和汇合后与干流混 合处; (5)国际河流出入国际线的出入口处; (6)尽可能与水文测量断面重合。2. 监测断面和采样点的设置 为评价完整江河水系的水质,需要设置背景断面、对照断面、控
22、制断面和削减断面;对于某一河段,只需设置对照、控制和削减(或过境)三种断面。 (1)背景断面:设在基本上未受人类活动影响的河段,用于评价一完整水系污染程度。 (2)对照断面:为了解流入监测河段前的水体水质状况而设置。一个河段一般只设一个对照断面。 (3)控制断面:控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定,设在排污区(口)下游,污水与河水基本混匀处。(4)削减断面:是指河流受纳废水和污水后,经稀释扩散和自净作用,使污染物浓度显著降低的断面,通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上。(具体实例自己看ppt。)3.采样点位的设置设置监测断面后,应根据水面的宽度确定断
23、面上的采样垂线,再根据采样垂线的深度确定采样点的位置和数目。(具体的标准见作业本)第二节 水质监测方案制订采样时间和采样频率的确定 (1)饮用水源地全年采样监测12次,采样时间根据具体情况选定。 (2)对于较大水系干流和中、小河流,全年采样监测次数不少于6次。采样时间为丰水期、枯水期和平水期,每期采样两次。流经城市或工业区,污染较重的河流,游览水域,全年采样监测不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定。底质每年枯水期采样监测1次。 (3)潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样监测,每期采样两天,分别在大潮期和小潮期进行,每次应采集当天涨、退潮水样分别测定(4)设有专门监测站的湖泊、水库、每月
24、采样监测一次,全年不少于12次。其他湖、库全年采样监测两次,枯、丰水期各1次。有废(污)水排入,污染较重的湖、库应酌情增加采样次数。 (5)背景断面每年采样监测一次,在污染可能较重的季节进行 (6)排污渠每年采样监测不少于3次。 (7)海水水质常规监测,每年按丰、平、枯水期或季度采样监测24次。二、地下水监测方案制订(二)采样点的布设 n 对照监测井 n 控制监测井 (三)采样时间和采样频率的确定 n 采样时间n 采样频率第三节 水样的采集和保存(1)瞬时水样:在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。 (2)混合水样:指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样,有时称“时间混合水样
25、”,以与其他混合水样相区别。 (3)综合水样:把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品称综合水样。二、地表水样的采集 (一) 采样前的准备 选择适宜材质的盛水容器和采样器,并清洗干净。准备好交通工具。交通工具常使用船只。!:测量总、总放射性可用聚乙烯瓶 !:测量HTO,则必须用硬质玻璃瓶,而不能用聚乙烯或塑料瓶 (二)采样方法:先将采样器与接触水样的器件内表面用水样洗涤3次,从塞子或阀门处采水样时,应先把采样管线所累积的水放光,再用水样清洗采样器后再采样。在水库和水池等特定深度采水样时,要采用专用的采样器,防止在采样时扰动水或使样品与空气接触而引起待测成分的变化,采样时应避开表面泡
26、沫和杂物。乘船采样时,不能在被螺旋桨或摇橹引起的漩涡处采样。采深层水样时,将专用采样器放置在预定深度处待扰动平稳后再开始采样。 三、地下水样的采集 对自来水厂,处理前的采样点应紧靠水源进入处理工艺前的位置,处理后的水样应在进入水塔之前的贮水池采集;井水采集一般只限于用作供水源的水井,一般在井中心采样;泉水采自水量大的泉水。四、废(污)水样的采集(一) 浅层废(污)水 可从浅埋排水管、沟道中采样,用采样容器直接采集,也可用长把塑料勺采集(二) 深层废(污)水:可用深层采水器或固定在负重架内的采样容器,沉入检测井内采样。 (三) 自动采样:采用自动采水器可自动采集瞬时水样和混合水样。 六、流量的测
27、量 (一) 地表水流量测量 1.流速-面积法 首先将测量断面分成若干小块,测出每小块的面积和流速,计算出相应的流量,再将各小断面的流量累加,即为断面上的水流量。 2.浮标法:是一种粗略测量小型河、渠中水流速的简易方法。测量时,选择一平直河段,测量该河段2m间距内起点、中点和终点三个过水横断面面积,求出平均横断面面积。在上游投入浮标,测量浮标流经确定河段(L)所需时间,重复测量几次,求出所需时间的平均值(t),即可计算出流速(L/t)。 (二) 废(污)水流量测量 1.流量计法 2.容积法:将污水导入已知容积的容器或污水池中,测量流满容器或污水池的时间,然后用其除受纳容器或池的容积,即可求知流量
28、。该方法简单易行,适用于测量污水流量较小的连续或间歇排放的污水。 3.溢流堰法:适用于不规则的污水沟、污水渠中水流量的测量。该方法是用三角形或矩形、梯形堰板拦住水流,形成溢流堰,测量堰板前后水头和水位,计算流量。如果安装液位计,可连续自动测量液位。七、水样的运输与保存(一) 水样的运输 (1)为避免水样在运输过程中震动、碰撞导致损失或沾污,将其装箱,并用泡沫塑料或纸条挤紧,在箱顶贴上标记。 (2)需冷藏的样品,应采取致冷保存措施;冬季应采取保温措施,以免冻裂样品瓶。(二) 水样的保存方法 冷藏或冷冻法1、冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动,减缓物理挥发和化学反应速度。2. 加入化学试剂保存法3.
29、原则上不进行过滤等处理,若为了排除沉淀物的影响而采用过滤(澄清)时,要在野外记录表上记录清楚。为什么要进行预处理 环境水样所含组分复杂,并且多数污染组分含量低,存在形态各异,所以在分析测定之前,往往需要进行预处理,以得到欲测组分适合测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。 预处理的目的:破坏有机物、溶解悬浮性固体、将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物。第四节 水样的预处理一、水样的消解水样预处理的原则:最大限度去除干扰物回收率高操作简便省时成本低、对人体和环境无影响二、富集与分离 富集:富集是分离的一种,即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积中
30、,从而提高其浓度至其测定下限之上。分离:分离是将欲测组分从试样中单独析出,或将几个组分一个一个地分开,或者根据各组分的共同性质分成若干组。 目的 (1) 同类样品日常监测中,对大量分析样品进行分类或筛选,初步判断有无放射性污染,如果有,则判断是否接近或超过控制线,以筛选出需进一步仔细测量的样品;(2) 核事故应急等情况下,己知样品中核素的大致组成时,利用总放射性测定结果,参照核素组成资料,推算样品中各单个核素活度的水平,便于获取较大范围内的数据;(3) 较大地域范围内,比较同类样品、同类方法获得的总放射性测量数据,以判断本底是否升高或样品是否被污染的可能;(4) 测量样品中的 活度比,作为环境
31、放射性监测工作事件识别的补充判据。5.1水中总放射性的测定1、直接测量法:(1)薄层法:样品盘内被监测物质的厚度一般小于1mg/cm2,这时仪器的探测效率可近似认为与 放射源直接刻度的探测效率相等。(2)中层法:被测样品在样品盘内的质量厚度不可忽略,但又未达到最大饱和层厚度(3)饱和层法,就是样品盘中被测样品厚度h必须等于或大于,粒子在样品中的最大饱和层厚度(h、 都必须用质量厚度表示,单位为mg/cm2)2 比较测量法:比较测量法是通过待测样品源与含有已知量标准物质的标准源在相同条件下的比较测量。底质定义:底质是矿物、岩石、土壤的自然侵蚀产物,废(污)水排出物沉积及生物活动物质之间物理、化学
32、反应等过程的产物。指江河、湖、库、海等水体底部表层沉积物质。一般不包括工厂废水沉积物及废水处理厂污泥。水体构成和底质监测的意义及目的:了解水环境污染现状,追溯水环境污染历史,研究污染物的沉积、迁移转化规律和对水生生物,特别是底栖生物的影响;对评价水体质量,预测水质变化趋势和沉积污染物对水体的潜在危险提供依据。 采样频度:由于底质比较稳定,受水文、气象条件影响较小,通常情况下,沉积物采样周期为每年12次。有丰、枯水期的河流,每年在枯水期采样一次。 样品的预处理、分解和提取:1 制备 (1)脱水(2)筛分 2分解和浸取第五章 空气环境监测 第一节 空气污染基本知识大气:包围在地球周围的气体,其厚度
33、达1000-1400km。空气:对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层(对流层),占大气总质量的95%左右。 空气污染:空气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后,会改变大气特别是空气的正常组成,破坏自然的物理、化学和生态平衡体系,从而危害人们的生活、工作和健康,损害自然资源及财产等,这种情况称为空气污染。2.空气污染的危害:空气污染对人体的危害途径: 呼吸道吸入;随食物和饮水摄入;体表接触侵入。 污染物质:大气颗粒物、气溶胶、氡及其子体颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置;化学组成决定沉积位置上对组织的影响。.空气中的污染物及其存在状态:按形成过程分类可分为
34、:一次污染物和二次污染物; PM2.5:大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。第二节 空气污染监测方案的制订2.1制定大气污染监测方案的程序:基础资料的收集 确定监测项目,设计布点网络 采样时间和采样频率的确定 采样及监测技术的选择 结果表达、质量保证及实施计划2.2监测目的: 为了确定气载放射性物质的污染水平,评价和控制核设施的工作人员及周围居民受气载放射性照射的潜在危险; 通过对工作环境中空气的采样测量,还可检验核设施的运行情况,及早发现事故,检查排放控制系统的运行效果,并为有关规程提供佐证性资料。为研究空气质量的变化规律和发展
35、趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。 (三)采样站(点)布设方法:1. 功能区布点法 2. 网格布点法 3. 同心圆布点法 4.扇形布点法 选择采样方法要考虑的因素:1.污染物的存在状态2.污染物的浓度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的灵敏性第三节 空气样品的采集3.1气溶胶:(1)采样点的选定 工作现场,取样高度150cm,人员呼吸带; 环境静风时,取样头水平; 核设施上下风向布点,点数:下风向上风向; 采样头入口气流方向和速度与被采气流的方向和速度一致; 在大气环境质量
36、现状评价与后果评价监测时,一般应按弧线布点; 在障碍物下风向采样时,采样点在距离大于障碍物高度十倍的范围外设点。(2)采样频度和时间:在工作场所,原则上整个工作日都应进行采样,个人空气采样器一般应能连续工作8小时,累积式连续监测采样器也是在一个工作日连续运转。 在环境中,浓度低大流量、长时间。环境采样无需高频度和短周期,一般能够反映旬、月甚至季度的变化即可。 监测长半衰期的核素,采样周期可为一个月或更长时间。短半衰期核素的监测采样测量在23个半衰期内进行在连续监测仪发出警报,已知或怀疑出现异常的场合时,必须增加采样点和频度,立即用大流量采样器收集样品,并采用单次与连续采样相结合的形式 撞出采样
37、器、向心分离采样器、旋风采样器等(5)测量方法 直接测量法:可将样品滤膜直接放在与滤膜同样面积的探测器下,或将样品滤膜裁减成与探测器同样面积进行测量。 灰化法:将滤膜或活性炭于瓷坩埚内,置马弗炉中在一定温度下灰化1小时,冷却后称重,以备测量。 有机溶剂溶解法:一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解滤膜上的放射性气溶胶于样品盘内,令其自然挥发或烘干后进行测量。3.2 气体和蒸汽 (1)特定成分的采样: 指用一种收集器把特定成分从气流中分离出来并保存住它的采样方法 固体吸附法:活性炭放射性碘,低温下可收集惰性气体浸渍活性炭有机碘银和纯铜 单质气态碘的有效收集器,但不能收集有机碘 变色硅胶3H(蒸汽形态) 吸收
38、法:用装有吸收溶液的容器作吸收器,使空气从中通过,利用一些特殊化学反应或溶液的特殊溶解性,可把某种放射性气体和蒸汽与空气分离出来。 例如:NaOH -单质态碘,四氧化铷(RuO4) 冷凝法:收集挥发性的放射性物质。氪、氙等惰性气体,氚(水蒸汽形态)(2)不分离特定成分的采样:确定空气总的污染水平; 烟道常用之,并与环境采样结果相互印证 对于环境空气中尘埃和气溶胶的样品采样,常用总浓度采样器作为总粒子浓度常规测量的采样装置,方法简单,效果良好 。对于空气中放射性气体和蒸汽的样品采集,活性炭、浸渍活性炭吸附剂及活性炭滤纸可用于采集元素碘和有机碘,低温条件下活性炭可采集氡,硅胶可采集氚水蒸气。3.3
39、沉降物样品的采集:来源:大气层核爆炸所产生的放射性废物、人工放射性微粒,包括大气尘埃、落下灰、雨水和雪 目的:调查研究核设施正常运行工况下及发生事故、核武器试验引起地面辐射强度的变化,估算其可能引起的任何危害 。通常采集一个月内的沉降物总量作为样品,若测量总活度,也可采集24h沉降物量作样品3.3.1 水盘法:不锈钢或聚乙烯塑料 S2500cm2,h=15cm。水盘内盛0.1%的硝酸或盐酸,灰尘沉降量少的地区酌加数毫克的锶载体,加适量的存水 H=(2.53)的高罐,可不加水。将水盘置于采样点暴露24小时,并记录暴露期间的气象条件。暴露期间应保持盘底始终有水,防止水分蒸干后使已经降落的沉降物随风
40、扬起造成损失。暴露结束后,将水盘内的水溶液全部转入到烧杯中,盘底用0.1的硝酸溶液冲洗23次,洗涤液并入烧杯中。将烧杯内的水溶液用小火加热蒸发,浓缩至20毫升左右,再转入称重的坩埚内继续蒸发至干。然后于马福炉中500灼烧2小时,冷却后称总灰重。 在暴露期间如遇雨、雪,收集的水量较多时,可用以下化学沉淀法进行处理:将雨雪水收集在大的容器内,每升水加5-10毫克铁载体和适量的锶或钡载体,用浓氨水调pH至7.5左右,再加适量的饱和碳酸铵溶液充分搅拌,加热至沸,使沉淀完全;静置沉降;滤纸连同沉淀转入已经称重的坩埚内继续蒸发至干。然后于马福炉中500灼烧2小时,冷却后称总灰重。3.3.2 粘纸法:醋酸纤
41、维素衬片,涂橡胶基粘合剂,距地1m支架,24h。 棉纸、粉廉纸、涂凡士林加机油,或松香加蓖麻油 优点:简便;缺点:雨水冲刷掉;不能长时间取样(油干后无粘性)常用于测量单位时间、单位面积地表的放射性落下灰的沉降。不能用于放射化学分析,通常只用于总放射性水平测定。3.3.3 高罐法:用不锈钢或聚乙烯塑料做成的圆柱形罐(壁高为直径的2.5-3倍)暴露于空气中采集沉降物,罐内不必放水,可作长时间的沉降物采样用。样品处理方法于水盘法相同然界中氡有三个同位素,氡(222Rn)、钍射气(220Rn)、錒射气(219Rn),来自于三大天然放射系铀系、钍系和錒系第四节 空气污染物测定4.1环境氡及其子体的监测平
42、衡当量氡浓度EECRn:是与实际存在的氡子体处于放射性平衡的氡浓度,其计量单位为Bq/m3 。已建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过200Bqm3;新建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过100 Bqm3。氡工作水平(WL) :与100pCi/L的氡相平衡的子体总潜能定为1个工作水平(Working Level)。工作水平月(WLM) :在具有一个工作水平的子体潜能值的场所工作170小时,则其总暴露量叫做一个工作水平月。平衡因子:空气中实际存在的氡子体潜能浓度和与氡处于放射性平衡态的氡子体潜能浓度之比值4.2 环境中氡的测量 瞬时测量方法:快速了解被测场所的氡浓度;连续测量方法:了解氡浓度的变化;累
43、积测量方法:剂量估算或流行病研究按采样方式分: 主动测量 被动测量 联合测量1.闪烁室测氡法:氡进入闪烁室后,氡及其子体发射的粒子使闪烁室壁的ZnS(Ag)产生闪光,光电倍增管把这种光讯号变成电脉冲,经过电子学线路把电脉冲放大,最后记录下来。单位时间内的脉冲数(脉冲计数率)与氡浓度成正比,从而可确定氡浓度.对人体造成危害的主要是氡子体,它随着人的呼吸而沉积到支气管和肺部,给呼吸器官组织造成辐射损伤氡子体测量主要由两个过程组成:一是取样过程中氡子体的积累;二是取样后测量过程中氡子体的衰变。氡子体测量方法的评价:托马斯三段法具有能够测量出单个的氡子体浓度,采样时间和测量时间经过优化,统计误差较小,测量时间相对不长等优点,是科学研究中最常用的氡子体浓度及氡子体潜能浓度测量方法。五段法可以同时测量氡子体浓度和钍射气子体浓度,五段法计算的氡子体和钍射气子体潜能浓度不受子体间平衡比的影响.但其缺点是测量时间太长。积分能谱法计算的氡子体浓度的统计误差比三段法小,测量时间也有所缩短。而且能够同时测量氡子体浓度和钍射气子体浓度。马尔柯夫法和库斯尼茨法是氡子体潜能浓度测量方法,具有操作和计算简单的优点,是辐射防护工作中的常用方法.第六章 土壤质量监测第一节 土壤基本知识土壤有机质:由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐
限制150内