昨天，日本正式启动了核污水排海工作，首日排放200-210吨，未来17天内排放7800吨，而根据日本福岛目前存放的核污水，这一排污进程将持续数十年。


核污水刚一入海，立马在全球引发热议。


2011年，福岛核电站的三个核反应堆发生了熔毁，导致反应堆堆芯过热。为了防止过热，日本用超过130万立方米的海水喷洒到受损的堆芯上。拆东墙补西墙的后果就是64种放射性元素污染了水，形成了核污水。


入海的核污水，究竟有哪些放射性物质？


2011年福岛核电站事故，图源维基百科


核污水处理干净了吗？受污染的水被收集起来，不久电站运营商东京电力公司（TEPCO）号称找到了解决核污水的办法，他们用一种先进的液体处理系统（ALPS）来处理水，这种处理方法能捕获64种放射性核素中的62种，不过也有“两条漏网之鱼”——碳-14和氚。这些仍有放射性元素的废水会储存在现场的1000多个不锈钢水箱中。


核污水处理示意图


然而，随着废水越来越多，处理核污水的水箱不够了，怎么办？日本有了一个更大胆的想法，排入大海。这个想法在当时引起激烈的争议，这意味着放射性元素氚和碳-14也要排入大海。


氚是氢的一种特殊类型，被称为放射性同位素，如果将核污水排入海中，那么核污水中的氚元素就会替代水分子中的正常氢原子，使得水分子变成含有氚的分子。


氚的示意图


含氚水分子


氚发出的电离辐射可以破坏DNA。一般情况来说，人体的皮肤能够阻隔电离辐射，但坏就坏在，核污水排入会在鱼类和海洋生物中积累，吃了这些食物后，放射性元素会进入人的体内。


夏威夷大学马诺阿分校的海洋生物学家罗伯特·里士满（Robert Richmond）提到，“放射性污染的东西，你体内的细胞就会暴露在外。”


另一种元素碳-14同样作为一种放射性元素，当进入人体时可能会对人体的细胞和组织造成伤害，甚至引发辐射疾病。


值得一提的是，碳-14的半衰期超过5000年。由于这些放射性元素在食物链中可能会存在逐渐富集的过程，所以引起了民众的担忧，未来海产品是否安全。


核污水未来如何传播？3.5年将覆盖整个太平洋


核污水虽然从日本排出，但却影响到了全球生态。


南方医科大学放射医学系教授周美娟表示，由于海洋洋流的影响，核污染水排海影响的并非仅是周边国家，而是会对全球产生影响。


作为日本邻国，中国的海域迟早会受到影响。据自然资源部乔方利研究员等2021年在《海洋污染通报（Marine Pollution Bulletin）》上发表的研究，对日本福岛核污水排海后的传输路径及影响进行了预测，结果显示，日本核污水排放入海后，其放射性物质在海洋中将通过三种方式传播，2~3年内或可侵入中国海域。


核污水环流示意图


核污水排放3.5年后，会覆盖整个太平洋


德国海洋科学研究机构指出，福岛沿岸拥有世界上最强的洋流，从排放之日起57天内，放射性物质将扩散至太平洋大半区域，3年后太平洋另一端的美国和加拿大将遭到核污染影响，10年后蔓延全球海域。


各国科学家如何看待核污水排放？


日本究竟应不应该排放核污水，世界范围内的科学家有极大的争议。


2020年2月，日本一个由学者和公民团体代表组成的政府咨询委员会得出了结论，认为“核污水排放入海和释放蒸汽，这两种方法都有先例”。


科廷大学的核材料科学家奈杰尔·马克斯（Nigel Marks）在澳大利亚科学媒体中心发表的一份声明中表示，尽管情况可能看起来不太好，但把核污水排放到太平洋是正确的做法。他认为，通过稀释，“放射性可以降低到安全水平”。这与进行医疗成像或乘坐飞机时暴露于放射性的情况相当。


不过，有些学者从人类安全和健康的角度出发，对于核污水排海事件持否决态度。美国权威海洋学家罗伯特·里士满审查了东京电力公司和日本政府提供的所有数据，并曾参观福岛核电站，他认为“稀释污染的概念，已被证明是错误的”“海洋生物的特性（通过食物链不断富集）会削弱稀释作用”。


去年，美国国家海洋实验室协会（US National Association of Marine Laboratories）也表达了对核污水排放的反对，称“缺乏足够和准确的科学数据支持日本的安全主张”。


日本排放核污水的行为，引得周边国家忧心忡忡，中国、韩国、菲律宾等一些国家多次呼吁日本重新考虑将核污水排入太平洋。今年5月韩国特意派出一个代表团到日本福岛核电站参观访问。


事实上，之所以会有今天核污水之患，与当时日本预防措施不当与疏忽有关。


此前《科学》一篇文章提到，“福岛辐射对人类的影响很小，大约是1986年切尔诺贝利核灾难估计辐射量的十分之一”，但由于日本处理的疏忽，“确实造成了意想不到的社会和健康问题”。


参考资料

1.Japan plans to release Fukushima's wastewater into the ocean.Science.

2.Is Fukushima wastewater release safe? What the science says.Nature.

3.Japan is poised to release nuclear wastewater into the Pacific. How worried should we be?.National Geographic.


本文来自微信公众号：深究科学 （ID：deepscience），作者：周晨