孟博
(青島大學化學化工與環境學院環境科學系山東聊城252000)
核廢料(nuclear waste material),是指在核燃料生產、加工或核反應堆用過的,含有α、β和γ輻射的不穩定元素,并伴隨有熱產生的無用材料。核廢料含有一定放射性,可以對生物體細胞的分裂和生長造成影響,甚至殺死細胞。核廢物進入環境后,可以通過呼吸、飲食、皮膚接觸等途徑進入人體,當放射性輻射超過一定程度時,便可以損害機體的健康。研究表明,長年受放射性污染的人,癌癥、白內障、失明、生長遲緩、生育力降低等病癥的發病率要遠遠高于常人。另外,如果母親在懷孕初期腹部受過x光照射,她們生下的孩子可能出現胎兒畸形、流產、死產等遺傳效應,而且與母親不受x光照射的孩子相比,死于白血病的概率要大50%。因此,核廢料具有極大的危害。
但近年來,由于化石燃料引發的各種環境問題日益嚴重,許多人把目光投向了清潔的核能。國內外目前修建了大量的核電廠。但是,在使用核能時產生了大量的核廢料。據國際原子能機構(IAEA)統計,一座1000MWe的核電廠運行一年,將產生約600m3的固體核廢物。除此以外,根據清華大學核能研究設計院統計,目前,中國軍工生產遺留下的核廢料大約有幾萬立方米,核運用產生的放射源有上萬枚。另外,鈾礦開采時產生的含放射性物質的核礦渣量也達到了幾千萬噸。從上述數據中看出,采取正確的對策,合理地控制和處理核廢料,避免核污染關系到廣大人民的健康,是健康發展和運用核技術所必需的環節。
每年產生的大量電子垃圾如果處理不當會對環境和人類產生很大的危害,會造成水、空氣和土壤污染。核廢料污染通常具有以下特點:(1)核廢料因具有放射性,危害巨大,而且危害具有累積性,極少量的和廢物即使發出極少的核輻射,但如果長期存在,就會長期累積對人體造成嚴重危害;(2)核廢料的放射性通過物理或化學方法很難消除,自然條件也難以改變它的放射性活度,只能讓它通過自身的衰變而減少,可是其半衰期長。一旦其擴散到環境中,就永不停止的發射射線。放射性元素钚的半衰期達24100年;(3)核廢料中放射性核素通過衰變放出能量,當放射性核素含量較高時,釋放的熱能會導致核廢料的溫度不斷上升,甚至使溶液自行沸騰,固體自行熔融,這無疑增加了核廢物的控制和固定的難度;(4)核污染具有潛在性。因為它不會產生特殊的顏色或氣味,公眾難以感知它的存在,無法采取有效的躲避或防范方法,只能不斷受其害;(5)每年世界上產生大量的核廢料。據統計在過去30年里,美國核發電站產生的核廢料共有4.5萬噸,并且正以每年2000噸的速度增加。中國在利用核技術時,產生的核廢料也累積了近1萬m3左右。
1986年4月26日前蘇聯切爾諾貝利核電發生核泄漏事故,這是歷史上危害后果最嚴重的核泄漏事故,造成了嚴重的環境污染。事故發生時,8噸多強輻射物質傾瀉而出,使得6000平方公里土地無法使用,大約694.5萬人受到了不同程度的核輻射,導致成年人白血病等病癥的發病率比一般水平高20%-30%,兒童的發病率則比一般人高50%。而且核污染給人們帶來的精神損失、心理恐懼更是無法統計。據統計,切爾諾貝利核事故給白俄羅斯造成的直接經濟損失超過2350億美元。
三里島和切爾諾貝利核事故后,核廢料的處理在全世界范圍得到高度重視。1995年IAEA提出了放射性廢物管理的基本原則:保護人類健康;保護環境;超越國界的保護;保護后代;不給后代造成不適的負擔;必須在適當的國家法律框架;必須適當考慮放射性廢物產生和管理的各階段間的相互依賴關系;必須保證放射性廢物管理設施使用壽期內的安全。這對核廢料的管理起了巨大的作用。而發達國家對核廢料的管理起步較早,并依據自身特點建立了適合本國國情的法律法規和回收體系。
為保證核運行的安全,美國成立核管理委員會(NRC)和核電運行委員會(INPO)。從1954年開始,相繼通過了《原子能法》、《能源重組法》、《核廢料管理政策法》、《普萊斯-安德森核工業補償法》,并對《環境政策法》和《行政程序法》進行修訂,建立了一套全面、成熟的監管體系體系,實行政府負責,由監管、處理、生產三方執行的制度。為了核處理能獲得公眾的信賴,美國將公眾參與制度列入到了核處理的制度中。
同時,美國實行了一系列針對核廢料處理的計劃。美國電力研究協會(EPRI)的低強度輻射核廢料(LLW)管理計劃研究開始于1980年,目前所做的工作是開發新的液態廢料處理技術和使廢料最小化技術,以提高存儲和排放能力,并提出新的、恰當的LLW和混合廢料的管理導則,他們還在研究開發計及成本的核廢料處理優化軟件。該項研究旨在為核電站的LLW處理和排放提供技術與成本評估,從而提高核電站在電力市場中的競爭力。
技術方面,美國目前采用深埋法處理核廢料。為了起警示作用,將警示牌以7種語言的形式表現出來。為了保證在運輸核廢料時的安全,Battelle西北太平洋實驗室還分析了各種交通運輸工具運送核廢料的風險。另外,美國著名物理學家施勒津熱爾也曾提出利用特殊材料將核廢料送入太空,這無疑避免了核廢料泄漏時對與環境的危害,同時也節約了土地。目前已知的可用的隔離材料為鋁質多孔輕型防水材料。
英國應對核廢料處理的法律法規也經過了一系列的逐步完善的過程。1960年,英國頒布了《放射性物質法案》,2001年出臺了《安全的管理放射性廢料的白皮書》,并屢次修改了《環境保護法》,不斷完善監管政策。在具體分工上,政府機構原子能管理局主要負責核廢物的登記和審定,1982年成立的核工業放射性管理小組,負責中、低核廢物的處理。為了保障核廢料處理的公開性、科學性,政府任命了一個獨立的委員會——放射性廢物管理委員會,主要是為中、高核廢物的處理提供科學的建議,形成了一個安全、效益與公平兼顧的管理理念。
截止2010年,英國已經對25000m3的核廢料完成了包裝工作。另外,英國放射性廢料管理委員會擬在地底305米處建立一個混凝土掩體,埋藏約46900m3的核廢料。為了保護掩體安全和穩定,除了采用先進的掩埋技術和材料外,還建立了核廢料登記制度,在圖書館的文檔中保留了有關核廢料場的所有的細節,
芬蘭目前有4臺正在運行核反應堆,每年產生月70噸核廢料。目前芬蘭采取了一套與美國相仿的處理體系,并成立了放射性核廢料公司,通過監督對核廢料處理問題進行管理和監督。在具體處理上,采用暫時儲存和永久儲存的方式,并且批準建設了一個世界上唯一的一個核廢料永久地質儲藏庫。另外,芬蘭將處理費用列入了核電運行的成本,這表明了其把核廢料的處理與國家的經濟發展相協調起來。
俄羅斯是目前在核廢料的回收再利用上做的最好的國家之一。由于俄羅斯的土地廣袤,核工業技術十分先進,因此特意在葉尼塞河畔修建了一個核廢料儲存庫,里面保存的不僅是俄羅斯自己的核廢料,還有保加利亞、烏克蘭等國家的。同時,俄羅斯投入大量資金、技術從核廢料中提取钚和鈾,進行加工再利用。除了此以外,俄羅斯還加強了與世界上其他國家的合作。美國、英國曾先后與俄羅斯關于核處理進行過商談、合作。
中國目前已投入運行的核電機組有15臺,但是,隨著化石能源的消耗,以及環境問題的日益突出,中國將會不可避免的加大對核工業的投入和開發,因此,這將對我國環境和政府監管帶來巨大的壓力。為此,我國先后出臺了許多法律,建立了一套較完備的核安全管理制度。
現階段我國對于核廢料的監管主要依靠2003年起實施的《放射性污染防治法》。另外,在《以環境保護法》為基本法前提下,在《大氣污染防治法》、《環境影響評價法》、《防震減災法》等法律中均有對于放射性物質安全管理的規定。在2007年10月修訂通過的《中華人民共和國能源法》中第43條規定:國家實行核燃料閉合循環政策,民用核能生產和科研等單位是其產生的核廢物處理處置的責任體。為了與國際接軌,加強國際合作,中國先后加入了《不擴散核武器公約》、《核材料實物保護公約》、《核安全公約》等12個公約。根據中國不同地方的發展特點,還出臺了一系列的核安全地方性法規。1997年廣東制定了《廣東省民用核設施事故預防和應急管理條例》,對核物質的管理、事故預防、處理、處罰作了具體的規定。2004年,天津通過了《天津市放射性廢物管理辦法》,確立了一個針對核廢料處理的具體的法律規定。
雖然我國已經有了套完備法律體系,但從目前管理核廢料的現狀來看,仍然存在一些問題。
在立法上,我國作了一些原則性的規定,但是在具體處理準則上,缺少一些技術性的和系統性的規定,立法的層次較低,許多技術還沿用上世紀的標準,比較陳舊。另外,核技術已經應用到工業、醫療、科研等許多方面,針對不同部門,只存在一些準則或標準,沒有一個具體的、配套的法律法規,而且標準較低。
在監管上,監管的執行力不夠。首先,監管機構存在過多,且分工不明確,造成機構臃腫而又無人負責的現象。一旦發生放射性污染,責任很難界定。在醫療方面,衛生部門及使用核技術,又對自己的核廢料的管理進行監管,這必然會導致管理的不公正性,以及管理的松散性。其次,核廢料監管部門的法律地位低,只是屬于環保部內設的國家核安全局,導致部門的權威性低,不能做到有效監管。
在公開性方面,核廢料處理過程的透明度低。在核電選址、核廢物處理時,不能做到真正的征求民眾的意見,信息不透明。結果導致群眾對于項目建設的抵制行為。另外,在管理時缺乏大局觀,不能做到區域的統籌發展。江西九江彭澤縣規劃建設核電廠時,便遭到了鄰縣安徽省望江縣的強烈反對。
通過對比我國與各個發達國家在核廢料管理對策方面的差異以及回收利用上的巨大差距,可以看出我國對于核廢料的管理還有許多工作要做,可以從以下幾個方面規范核廢物的管理,實現環境的保護和可持續發展。
(1)建立一個完善的核物質處理的法律框架。首先應擁有一個具體的法律,對核廢料的管理進行較為詳細的規范。對現有標準進行調查,堅持國際安全標準。不同的領域,應根據各自特點擁有一個針對性的法規。
(2)加強監管。首先要給予監管部門更大的法律權利,在不同的核利用、核管理環節的定不同的責任,真正做到分工負責。
(3)增強公眾的參與度和透明度。在核項目的規劃和認定上,充分考慮到公眾的認可度。這樣不僅避免了核項目引發的社會穩定問題,而且還可以由公眾中得到有利的建議。政府可以牽頭組建一個社會性的核廢物處理的監管組織,由公眾組織和參與。
(4)增加資金和技術的投入。不斷開發核處理的工藝和技術,在對核物質進行處置的同時,研發將其進行回收利用的技術。既重視安全,又重視技術和效益。
(5)加強國際間的合作。俄羅斯、美國等過在處理核廢料上都有較多的經驗和較為先進的技術。通過交流、學習、合作,做到在符合國家利益的同時,合理、科學的處理核廢料。
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