輻射環(huán)境自動監(jiān)測站運(yùn)維淺談

于現(xiàn)臣 喬 冕 王治海

（山東省核與輻射安全監(jiān)測中心，山東濟(jì)南 250117）

0 引言

海洋和大氣是全體人類共享的地球資源，嚴(yán)重的核與輻射環(huán)境污染事故能夠通過海洋和大氣影響到全球生態(tài)環(huán)境。2021 年，日本政府決定將福島第一核電站核污水在2023 年排入大海，受到國際社會的強(qiáng)烈反對。日本作為我國的鄰近國家，我們十分關(guān)注其排放核污水對于我國海洋環(huán)境與生物的影響，生態(tài)環(huán)境部門作為輻射環(huán)境安全的守護(hù)者，會密切關(guān)注核污水對我國海洋環(huán)境造成的影響。生態(tài)環(huán)境部門采用輻射環(huán)境空氣自動監(jiān)測站和輻射環(huán)境海洋自動監(jiān)測站實時監(jiān)測我國大氣和海洋的輻射環(huán)境水平，對保障我國輻射環(huán)境安全、保護(hù)公眾健康、消除公眾涉核恐懼具有非常重要的作用[1]。

1 建設(shè)背景

山東省是核能與核技術(shù)利用大省，放射源和射線裝置單位和數(shù)量均為全國前列；海陽核電廠與石島灣核電廠運(yùn)行核電機(jī)組3 臺，在建核電機(jī)組4 臺，數(shù)臺核電機(jī)組開展前期準(zhǔn)備工作，核電項目進(jìn)入發(fā)展“快車道”，監(jiān)督性監(jiān)測的任務(wù)日趨繁重；近年來，朝鮮先后進(jìn)行了6 次核試驗，山東省處于東北邊境地區(qū)，在境外核試驗影響范圍內(nèi)，核與輻射應(yīng)急任務(wù)繁重；同時，山東省還肩負(fù)著鄰省的江蘇田灣核電廠、遼寧紅沿河核電廠的核事故應(yīng)急監(jiān)測工作；伴生放射性礦產(chǎn)資源開發(fā)利用活動增多，高風(fēng)險移動放射源轄區(qū)內(nèi)作業(yè)頻繁。核與輻射安全保障任務(wù)日益繁重，公眾核與輻射安全訴求不斷提高，為時刻保障公眾與輻射環(huán)境安全[2]，成熟、高效、穩(wěn)定運(yùn)營輻射環(huán)境，自動監(jiān)測是生態(tài)環(huán)境部門的職責(zé)使命。

2 大氣輻射環(huán)境自動站構(gòu)成及功能

輻射環(huán)境自動站（以下簡稱“自動站”）以連續(xù)在線監(jiān)測儀器為核心，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全加密系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、站房基礎(chǔ)設(shè)施等部分組成。自動站的主要功能為數(shù)據(jù)連續(xù)監(jiān)測和樣品采集，采集的數(shù)據(jù)有瞬時環(huán)境γ 輻射劑量率、空氣中典型核素實時分析圖譜、溫濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量等，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后實時傳輸至數(shù)據(jù)匯總平臺，通過生態(tài)環(huán)境部（國家核安全局）全國空氣吸收劑量率發(fā)布系統(tǒng)可以查看全國環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)和核電廠監(jiān)測點(diǎn)的小時數(shù)據(jù)均值；根據(jù)年度采樣計劃和應(yīng)急任務(wù)要求，自動站可以完成氣溶膠、碘、干沉降物、濕沉降物、氚、碳等采集任務(wù)，樣品經(jīng)自動采集后送回實驗室用于分析。

3 自動站日常管理

3.1 完善運(yùn)行管理制度

一是嚴(yán)格按照《國控輻射環(huán)境空氣自動監(jiān)測站運(yùn)行管理辦法》[3]等上級部門的要求和規(guī)定，編制《輻射環(huán)境空氣自動監(jiān)測站運(yùn)行手冊》，成立自動站運(yùn)行管理小組，配備專職運(yùn)維管理人員，把運(yùn)維職責(zé)落實到人。二是每年年初制定自動站采樣、監(jiān)測方案，明確自動站的采樣頻次、采樣時間、數(shù)據(jù)獲取率要求，按照任務(wù)分解表定期調(diào)度自動站運(yùn)維工作。三是每年組織運(yùn)維人員開展集中培訓(xùn)，通過現(xiàn)場教學(xué)和理論知識相結(jié)合的方式考核運(yùn)維人員的實操能力。

3.2 精細(xì)現(xiàn)場巡查

每月對各自動站進(jìn)行1 次巡檢[4]，巡檢人員至少2 名，巡檢工作一般安排在月初，巡檢路線由巡檢人員自行安排。巡檢人員在工作過程中，對發(fā)現(xiàn)的問題立即開展原因排查，及時排除故障。自動站巡檢結(jié)束后，應(yīng)填寫自動站月度巡檢表，將巡檢情況進(jìn)行記錄并存檔。

巡檢時攜帶的裝備有：工具箱、萬用表、記錄表、便攜式氣象儀、便攜式劑量率儀、豁免標(biāo)準(zhǔn)源、清潔工具、密封條等。

巡檢自動站外觀情況：（1）檢查站房內(nèi)外支撐設(shè)備是否完好和銹蝕；（2）對站房、機(jī)柜進(jìn)行清潔，對所有設(shè)備上的灰塵進(jìn)行清掃（干濕沉降采集內(nèi)的灰塵不能清除）；（3）對站房周圍的環(huán)境進(jìn)行清潔，保持干凈、整潔；（4）檢查配電箱內(nèi)空氣開關(guān)、防雷模塊是否在正常工作位置；（5）檢查站房、機(jī)柜大門密封條是否老化，防止雨水滲入。

自動站儀器設(shè)備：（1）檢查輻射監(jiān)測儀器（包括γ 譜儀和γ 空氣吸收劑量率監(jiān)測儀）、氣象設(shè)備（包括雨量計、風(fēng)速風(fēng)向儀等）是否完好，是否正常運(yùn)行，并清除雨量計內(nèi)的灰塵、落葉等雜物；（2）檢查采樣器（包括超大流量采樣器、大流量氣溶膠與碘采樣器、空氣中氚采樣器、空氣中碳-14采樣器、干濕沉降采樣器等）是否能夠正常工作（開機(jī)測試），流量顯示是否正常，是否需要添加潤滑劑，并對進(jìn)氣口和出氣口進(jìn)行清潔；（3）檢查站房、機(jī)柜內(nèi)溫度是否正常；（4）根據(jù)現(xiàn)場顯示器查看通信是否正常，斷開有線網(wǎng)絡(luò)測試無線網(wǎng)絡(luò)是否正常；（5）檢查系統(tǒng)供電情況，檢查蓄電池是否漏液，如漏液，應(yīng)及時進(jìn)行清理并及時更換蓄電池。蓄電池每年1 次完全充放電，并視蓄電池使用情況進(jìn)行更換。

極端天氣到來之前，巡檢人員應(yīng)提前到各站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備加固等檢查工作。在極端天氣期間，值班人員必須在崗，密切關(guān)注各自動站的運(yùn)行情況。在極端天氣后，巡檢人員立即對各監(jiān)測子站進(jìn)行全面檢查。

3.3 完備的保障體系

自動站的連續(xù)運(yùn)行要求出現(xiàn)故障后人員和儀器設(shè)備第一時間到位，自動站故障率主要分為電路故障、通信故障、監(jiān)測設(shè)備故障、采樣器故障4 類。電路故障主要是由于自動站長年累月運(yùn)行中線路老化導(dǎo)致的短路和電流不穩(wěn)定，對于這種故障應(yīng)防患于未然，線路定期更換，防止線路短路對自動站造成更大的損傷。通信故障，一是有線網(wǎng)絡(luò)可能受到大風(fēng)等天氣的影響而中斷，及時報修的同時應(yīng)盡量選擇穩(wěn)定的安裝線路；二是VPN 出現(xiàn)故障，VPN 在東部沿海潮濕環(huán)境中故障概率較高，需要按比例配備備品。監(jiān)測設(shè)備故障，監(jiān)測設(shè)備長期戶外運(yùn)行，出現(xiàn)故障的概率最高，為保障監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障后數(shù)據(jù)不中斷，需根據(jù)不同的型號配備充足的監(jiān)測設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時更換，更換時應(yīng)考慮校準(zhǔn)系數(shù)的修正。采樣器故障，采樣器故障分為兩種：一種是日常頻次較少的設(shè)備，如干濕沉降采樣器，日常采樣時只用干沉降采樣，導(dǎo)致長時間的軸承不運(yùn)行；另一種是與外界環(huán)境關(guān)聯(lián)較多的設(shè)備，比如氣溶膠采樣器，外界空氣質(zhì)量差，采樣時容易導(dǎo)致采樣器電流過大。針對上述兩種情況，一是要注意日常保養(yǎng)，現(xiàn)場檢查時對干濕沉降采樣器添加潤滑油；二是空氣質(zhì)量差時要及時更換濾膜。

4 自動站發(fā)展建議

我國輻射環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)自2007 年建設(shè)，部分自動站運(yùn)行時間已超10 年，當(dāng)時自動站的設(shè)計思路與標(biāo)準(zhǔn)已落后于當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步與信息化發(fā)展，需對其進(jìn)行整體設(shè)計，提升自動站運(yùn)維效率，結(jié)合多年來自動站運(yùn)行維護(hù)中積累的經(jīng)驗，提出以下幾點(diǎn)建議。

4.1 模塊化設(shè)計

統(tǒng)一自動站使用軟件系統(tǒng)、儀器設(shè)備數(shù)據(jù)協(xié)議、各設(shè)備之間的接口協(xié)議、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化方案。目前運(yùn)行的自動站使用的儀器設(shè)備、操作軟件等各有不同，一些進(jìn)口設(shè)備已經(jīng)停產(chǎn)，一旦發(fā)生技術(shù)故障，只能受制于原建設(shè)方或者進(jìn)口代理商，維修費(fèi)用高、維修周期長等問題制約著自動站問題解決效率。由生態(tài)環(huán)境部組織制定全國統(tǒng)一的自動站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，采用性能穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、商品化程度高、功能模塊化設(shè)備，能夠大幅度提升運(yùn)維水平。

4.2 提升信息化建設(shè)水平

自動站是獲取實時監(jiān)測信息的“哨兵”，需要第一時間將信息傳遞給我們，基于我國移動通信、衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展，自動站的信息傳遞方式既要確保日常傳輸?shù)姆€(wěn)定性，又要兼顧事故應(yīng)急狀態(tài)下傳輸?shù)臅惩ㄐ浴Ｒ皇侨粘鬏數(shù)脑O(shè)計思路從“有線＋無線”改為“雙無線”。通過多年的運(yùn)行來看，自動站周圍的無線傳輸穩(wěn)定性要高于有線，而且有線線路的運(yùn)行維護(hù)成本也高于無線網(wǎng)絡(luò)。二是對重點(diǎn)區(qū)域的自動站增加衛(wèi)星通信傳輸功能。隨著我國北斗衛(wèi)星的全覆蓋，通過增加北斗衛(wèi)星傳輸功能保障極端情況下常規(guī)通信方式中斷后的傳輸必不可少。三是利用微信推送的方式開展自動站運(yùn)行情況傳輸。目前自動站的預(yù)警信息通過短信報警的形式提醒運(yùn)維人員，傳輸內(nèi)容有限，通過微信推送不僅可以推送文字內(nèi)容，還可以增加截圖、譜圖等更豐富的信息，進(jìn)一步幫助運(yùn)維人員全面了解自動站運(yùn)行故障和問題。四是自動站的建設(shè)地點(diǎn)在公園等公共設(shè)施附近，通過電子顯示屏等方式開展公眾宣傳，提升輻射環(huán)境監(jiān)測的受眾度[6]。

4.3 推動自動站運(yùn)行維護(hù)市場化

需要經(jīng)過培訓(xùn)的專職人員維護(hù)自動站運(yùn)行，目前，市級自動站運(yùn)維人員主要來自各市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，人員少、流動性大，所學(xué)專業(yè)和日常從事的環(huán)境監(jiān)測工作與放射性專業(yè)差距較大，且自動站運(yùn)維中出現(xiàn)的問題涉及計算機(jī)、工程機(jī)械、弱電等諸多內(nèi)容，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)人員去運(yùn)維自動站顯得力不從心。建議采用社會化第三方的模式開展自動站的運(yùn)維，對第三方的資質(zhì)和人員能力進(jìn)行限定，人員持證上崗開展運(yùn)維[7]。

5 結(jié)語

自動站監(jiān)測工作是筑牢核與輻射安全的一道重要防線，是我們生態(tài)環(huán)境人履行使命、保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的重要手段。提高自動站運(yùn)行維護(hù)水平，加快建設(shè)智能化、信息化自動站，充分發(fā)揮自動站數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境中的基礎(chǔ)性作用，滿足公眾對于環(huán)境數(shù)據(jù)和安全的需求。