日本福岛核污水排海引发争议

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工程（英文） ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (3) : 6 -8.

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工程（英文） ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (3) : 6 -8. DOI: 10.1016/j.eng.2024.02.003
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日本福岛核污水排海引发争议

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Fukushima Water Release Stirs Controversy

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Mitch Leslie,Mitch Leslie. 日本福岛核污水排海引发争议[J]. 工程（英文）, 2024, 34(3): 6-8 DOI:10.1016/j.eng.2024.02.003

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2023年8月下旬，中国不再从其邻国日本进口海鲜[1]，并批评日本将核污水排海是“极其自私和不负责任”的行为[2]。韩国首尔的抗议者在街上游行，组织烛光集会，并试图强行进入日本大使馆[3]。绿色和平组织（Greenpeace）谴责日本侵犯人权和违反国际法[4]。
日本首次将福岛第一核电站的核污水排放至太平洋，此举引发众怒。自2011年一场海啸摧毁了该核电站四个反应堆的冷却系统以来，那里积压了大约1.3 × 106 m3放射性水，这些放射性水被储存在金属罐中[5]。2023年8月24日，该设施所有者日本东京电力公司开始排放部分积压的核污水[6]。
核污水经过净化，去除或稀释了大部分放射性核素，该过程得到了国际原子能机构的批准。国际原子能机构是制定国际辐射安全标准的联合国机构[7]。许多科学家表示，他们确信排放的核污水不会对人类或海洋生物构成威胁。英国朴次茅斯大学的环境科学教授Jim Smith称：“（核污水中）放射性核素的含量非常低——远远低于我们从拍牙科X光、背景辐射或食物中获得的剂量。”奥地利维也纳工业大学的应用放射化学教授Georg Steinhauser说：“我会吃太平洋的鱼吗？当然会吃。环境或人类消费者不可能受到超标的放射性核素的影响。”然而，一些科学家公开反对该公司的计划，反对核污水排放的声音仍然此起彼伏。
福岛核污水有三个来源：渗入设施的地下水、落在受损建筑上的降水以及东京电力公司为冷却反应堆堆芯而喷洒的水[7‒8]。因为这些水流过受核污染的地方，所以也变得具有放射性。东京电力公司收集这些核污水，并将其送往过滤厂。过滤厂主要去除核污水中的锶和铯同位素，然后使用反渗透系统降低残留盐的浓度[7]。部分处理过的核污水被重新用于冷却反应堆堆芯[7]，但其放射性仍然存在[7]。2013年，东京电力公司增加了一个处理阶段，即高级液体处理系统（ALPS），据称该系统可以利用离子交换降低核污水中62种潜在有害放射性核素的浓度[9‒10]。
此外，东京电力公司采取了几项措施来减缓福岛放射性水的积压。例如，该公司安装了一堵所谓的冰墙，其中装满冷却剂的管子在地表下30 m处环绕着该核电设施[11]。当地下水穿过土壤到达冰墙后会冻结而不是进入核事故场地。这些措施已将核污水的积压速度从每天540 m3减少至每天90 m3 [7]。尽管如此，现在仍有1000多个装有经过ALPS处理的核污水的金属罐遍布在核电站的地面上（图1）[7]。其中，大约35%的金属罐中装有准备排放的核污水。其余金属罐中装有过滤系统上线不久后处理的核污水，该核污水净化后尚未达到与准备排放的核污水相同的标准[8]，还必须经过ALPS的二次处理才能排放[8]。
东京电力公司表示，这些金属罐已经成为核电站正式停用的阻碍[12]。该公司计划将储存的核污水通过一条从海岸延伸1 km的海底管道输送出去[13]。清空所有的金属罐需要花费30~40年。在评估了东京电力公司采取的方式和保障措施后，国际原子能机构于2023年7月发布了一份报告，得出结论“日本排放经ALPS处理过的核污水的方法和行为符合相关国际安全标准”[7]。2023年8月，首批7800 m3核污水开始排入海洋。
科廷大学（澳大利亚珀斯）电气工程、计算机和数学专业副教授Nigel Marks称，核污水中含有少量“放射性有害物质”，即铯-137、铯-134、锶-90和碘-129等同位素。但东京电力公司的数据表明，当ALPS正常运作时，可以将这些同位素的浓度降低到低于监管限制的水平。例如，该公司的监测显示，在过去的七年里，ALPS处理过的核污水中铯和锶放射性核素的浓度几乎总是低于这些限制[14]。Marks称，与其他日常暴露相比，一个人可能从使用ALPS处理过的核污水中受到的辐射就显得“无关紧要”了。
但是ALPS不能去除氚。氚是一种弱放射性同位素，极高浓度的氚会破坏食用或饮用它的生物的DNA，从而对这些生物造成伤害[15]。经ALPS净化过的核污水中氚含量平均约为569 000 Bq∙L-1，在单个金属罐中可达到1 × 106 Bq∙L-1以上[16‒17]。相比之下，世界卫生组织的饮用水标准中氚含量为10 000 Bq∙L-1 [18]。对此，东京电力公司的解决方案是将经ALPS处理过的核污水与海水混合，直到氚浓度不超过1500 Bq∙L-1 [9]。总的来说，该核电站每年将排放22 TBq的氚[18]。
Steinhauser说，排放核污水比将其存放于金属罐里更为安全，因为金属罐可能在未来地震中受损。“体积巨大的太平洋是稀释这些核污水的最佳容器。”1979年美国三哩岛核事故后将含氚水煮沸并蒸发——这个过程花了两年时间[19]。一些专家建议在福岛也可以这样做[20]。Marks说，这种做法也同样安全，因为氚会在大气中迅速消散，不过将核污水排放到海洋中可以更好地控制这一过程。
为正确看待核污水排放，Smith、Marks和另一位同事于2023年10月在《科学》杂志上发表了一份报告，将之与其他核设施的数据进行了比较[18]。例如，英国处理和储存核废料的设施塞拉菲尔德核电站每年排放的锶-90和铯-137是福岛计划年排放量的1000倍以上[18]。法国La Hague核燃料后处理工厂排放的氚大约是福岛计划年排放量的450倍[18]。科学家指出，在这些设施和其他核设施附近展开的研究发现，人类的辐射暴露量很低，且尚未发现对野生动物产生的严重影响。作者还指出，海洋中天然存在的钾-40的放射性含量约为7.4 × 106 PBq，远远高于福岛核电站的放射性含量[18]。
人们对于福岛核污水排放的强烈反应反映出日本与其邻国之间的紧张关系[21]，这有可能是源于人们对东京电力公司的不信任。正如一位作家所说，东京电力公司有着“透明度摇摆不定的黑历史”[22]。但是Smith称，在科学证据面前，继续反对核污水排放是令人恼火的。“关于这种对太平洋岛屿或中国构成风险的观点——我很难找到合适的词来评价。”
尽管如此，一些科学家质疑核污水排放的安全性和智慧性。他们担心的问题之一是生物累积的可能性，即环境中少量存在的有毒或放射性化合物在通过食物链向上移动而集中时，可以在生物体组织中积累到高水平[23]。经ALPS处理过的核污水中的一些放射性核素，如钌-106、钴-60和锶-90，可以生物累积，也可以集中在海底沉积物中[17]。尽管东京电力公司通过实验测量了经ALPS处理过的核污水对某些海洋生物的影响，但是“它没有适当地设计或进行关于生物累积或对DNA、RNA和信号蛋白的关键亚致死细胞水平影响的科学有效研究”，美国夏威夷大学马诺阿分校Kewalo海洋实验室研究教授兼主任Robert Richmond如是说。Richmond强烈反对核污水排放，他的观点是，不能因为其他核设施排放了更多核辐射就认定福岛核污水排放是可以接受的。他说，海洋已经被塑料、有毒物质和辐射污染了。“这是一个机会，让我们可以思考在未来发生灾害时如何改善对此类事件的处理方式，而不是给已经因向海洋倾倒不良废物而受损的海洋生态系统造成额外的压力。”
无论如何，日本将继续排放核污水。国际原子能机构正在检查辐射，将福岛附近海洋中的鱼送到独立的实验室进行检测[24]。Steinhauser说，如果这些检测和其他监测工作的结果显示辐射水平仍然很低，那么这些结果可能有助于平息一些对核污水排放的担忧。“我希望局势能够尽快恢复平静。”

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
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