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百万吨福岛核污水要倒进太平洋,还能愉快地吃海鲜吗?

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  太长不看版

  正常运转的核电站,都会排放“核污水”

  核污水在排放前必须处理并达标,为此东电建立了ALPS先进液体处理系统,和二次净化处理系统。

  福岛核电站的大量核污水来自海啸带来的海水,冷却用水和厂区周边地下水,如不处理,2022年就会达到现有储罐容量极限

  排入大海后,核污水的放射性核素会被很快稀释,不会显著增加海水中和水产体内的放射性水平

  鉴于东电曾在事故中隐瞒情况,对福岛核污水排放依旧要保持关注

  日本福岛核事故已过去9年了,最近一则消息又牵动起全世界的神经:福岛核电厂积存的超过120万吨的核污水,即将被正式决定排入太平洋。此事一出,不出意外地引来铺天盖地的指责与抗议。

  说来也不冤,福岛事故固然有天灾的成分,东京电力公司的处置失误也是不能抵赖的。但百万吨核废水已经现实存在,这么多的污水,是怎样形成的呢?日本为什么执意要往大海里排?如此多的核污水如果真被倒进太平洋,吃货们还能不能愉快地吃海鲜?


  福岛污水储存罐| https://www.tepco.co.jp

  核污水从哪里来?

  核污水,顾名思义就是含有放射性的污水。大家一听放射性,是不是觉得很可怕?实际上放射性无处不在,我们平时喝的水也有放射性,只是没那么强。衡量放射性活度的单位是贝克勒尔,简称贝可(Bq),1 Bq的含义是每秒钟有1个原子发生了放射性衰变。这是个非常小的单位,而另一个常用放射性活度单位是居里(Ci),1居里=3.7×10^10贝可,相当于1克镭的放射性水平,这又是个非常大的单位。

  鉴于水中的放射物质也会不停地发生衰变,一种放出阿尔法粒子,就是氦核,被称为阿尔法衰变,另一种放出电子,称为贝塔衰变。每升水中的放射性物质每秒发生衰变的总共次数,被称为活度,是衡量水体放射性标准的依据。所以,我国的饮用水标准对放射性水平的指导值是总α比活度0.5 Bq/L,总β比活度(不包括氚)为1 Bq/L。


  天然放射性的发现者亨利·贝克勒尔,1903年与居里夫妇一起获得当年诺贝尔物理学奖 | https://zh.wikipedia.org

  由此可见,脱离了放射性活度而大谈核污水总量是在耍流氓那么到底放射性水平多高的水才称为核污水呢?并没有一个确切的标准,但对于核电厂排放的放射性流出物,有相应的要求,例如GB6249《核动力厂环境辐射防护规定》给出了3000MW热功率核电厂的液态流出物控制值:滨海厂址除氚和碳14外,放射性核素浓度不超过1000 Bq/L,内陆厂址为100 Bq/L,并保证下游1公里处受纳水体总β放射性不超过1 Bq/L,氚浓度不超过100 Bq/L。由此可见,即使正常运行的核电站,比如我国的大亚湾、田湾等核电站,也在向海洋中持续排放“核污水”,这种“核污水”的正式名称叫做“液态流出物”,不仅有浓度要求,还有总量要求


  福岛核电站火灾后,救援人员正在灭火 | https://financialtribune.com

  回到大家关心的问题:福岛核电站怎么就攒下了这上百万吨的“核污水”呢?原来,2011年的“3·11”事故中,海啸使大量海水涌进了核电厂,而为了应对事故,技术人员向已经损坏的堆芯注入海水和淡水用于冷却,这些水都沾染了放射性,主要包括氚、铯134、铯137、碘129、锶90、钴60等。而情况逐渐稳定后,地下水和地表降水又持续进入厂区,遭受污染而成为核污水。在2014年,污水增加速度达到每天540吨,在有关管理机构采取了建设地下水旁流系统、防渗墙、地表硬化层等措施,并在先进液体处理系统建成后改用净化水冷却堆芯后,污水增加速度目前已降低至每天150吨,并有望在2025年降至每天100吨


  福岛核污水的来源示意图| https://www.tepco.co.jp

  随着污水量的持续增加,东电在厂区建立了1044个污水储罐(截至2020年9月),储存污水量高达123万立方米。但污水储罐的建设将于2020年底结束,总储水能力最高将达到137万立方米。

  显然,剩余空间不多了,如果不排放,到2022年污水将会灌满所有储罐。这些接触过泄漏的堆芯放射性物质的污水,如果不加处理,放射性是非常高的,因此东电建设了ALPS先进液体处理系统,采用吸附、脱盐等工艺,去掉除了氚以外的放射性核素,如铯137、锶90等。后来,为了要排放,又建立了二次净化处理系统,根据东电提供的数据,在经过两次净化后,铯137浓度降至0.185 Bq/L,锶90浓度降至0.0357 Bq/L。但对于氚,目前没有太好的办法,处理后的氚浓度仍高达730000 Bq/L。东电看上去不太喜欢“核污水”这个词,他们把经过ALPS净化的水称为“处理水”。

  大海是最好的垃圾箱?

  既然装污水的储罐就要爆满了,120多万吨的所谓“处理水”总要有个去处,说到底就是要排放,只是往哪里排放的问题。东电曾提出五种处理方案:增加储罐及容量、在其它地方设置储罐、固化后进入地下、处理后排入大海、以水蒸气形式排入大气。后来,解决方案集中到两个:排入大海和排入大气。福岛厂区的储存能力已近极限,再增加储罐难度太大,而若要在异地新建储罐,估计不会有哪个地方会接纳这种烫手山芋。至于埋入地下,且不论成本如何,也很难保证不泄漏。而剩下的向大海或大气排放的方案,无论哪一种,都在挑战着公众的神经。


  福岛污水排入大海的流程|https://www.tepco.co.jp

  排入大海的方案显示,所有污水都会经过两次处理,参考前面所列数据,除了氚以外的放射性核素浓度将基本被去除,比较容易到达排放标准。而将其与大量未污染的水混合稀释后,可将氚浓度降到1500 Bq/L,然后用大约30年的时间排放完毕。


  一群东电工人身穿防护服,准备进入受损的四号反应堆进行抢修工作 | www.nbcnews.com

  根据这些数据,我们可以做出简略计算,如果核污水保持每天100吨的增量,并按照氚含量730000 Bq/L,同时忽略氚的衰变的话,每年排放的氚总量是5.66×10^13 Bq,低于GB6249中的年排放量控制值7.5×10^13 Bq。实际上氚的半衰期是12.3年,会不断衰变,所以实际的氚排放量会更低一些。而在排入大海之后,由于海水的量特别巨大,放射性核素会被很快稀释,根据东电的计算机模拟,在氚的年排放量达到10×10^13 Bq时,福岛周边除了长约30公里的近岸海域(离岸2公里内)外,其它区域的氚浓度仍低于1 Bq/L。


  污水排放后附近海域氚浓度模拟结果|https://www.tepco.co.jp

  而向大气排放的方案也大同小异,只是会将处理后的水加热蒸发,使水蒸气中的氚不超过5 Bq/L,然后排出,随风飘散。显然,排大气并不如排大海方便,而且有一种让人直接呼吸放射性空气的恐惧感。因此,东电主推的就是排大海方案。要说日本人的公关能力还是很一流的,在几年之前就在不断透出要将污水排海的风,不停地试探公众的接受程度,虽然每年都会招骂,但狼来了的次数一多,慢慢的人们就习惯了。

  洪水猛兽还是虚惊一场?

  虽然日本政府还没有做出最终决定,但从现在的情况来看,百万吨核污水在经过处理后,排入太平洋已经是大概率事件。当这件事不可避免地发生时,老百姓关心的,是它会不会对自己的健康造成影响,下面咱们就来分析一下。

  不管怎么说,福岛核污水的排放还是会导致大量放射性物质进入海洋,大家的恐慌是可以理解的。很多人拿下面这张图说事,来证明福岛核事故对海洋的核污染有多厉害,但只要稍微仔细看看就知道,这张图出自美国国家海洋和大气管理局之手,是3·11大地震造成的海啸浪高图,颜色越深,海浪越高,而且单位是厘米,用它来形容放射性污染,有点儿走错片场的味道。


  3·11大地震海啸浪高示意图|https://www.noaa.gov/

  实际上,由于海洋实在太大,海水的量实在太多,稀释能力超强,福岛事故导致的海洋放射性升高幅度非常有限,尤其是由于洋流方向的原因,对于我国的影响更小,仅仅是在海产品中检出了微量的铯134等特征核素,食用起来也不会影响健康

  当然,这些核污水对福岛周边海域的影响还是比较大的。不过需要指出的是,其实海水本身就带有一定的放射性,除了天然存在的钾40,还有上个世纪大量核试验产生的污染,以及以往核电站的排放,导致海水正常情况下的放射性活度就超过10 Bq/L,因此福岛核污水即使总量超过百万吨,如果能按照计划有序地排放,对周边国家的影响是相当有限的,不至于造成什么危害。

  至于难以清除的氚,的确很让人头疼。氚进入人体后,有一部分会进入组织,并滞留比较长的时间,但氚的放射性对人体到底会有多大伤害,目前并没有定论,更没有一个统一的限值标准,欧盟饮用水标准规定氚的限值为100 Bq/L,与我国对内陆核电厂址下游1公里处的标准相同,而世卫组织更夸张,认为饮用水氚活度指导值是不超过10000 Bq/L。即使按照100 Bq/L的较严格标准,当福岛污水排放时,除了距离排放口极近的区域之外,其它地方的氚活度也不可能达到有害程度


  一位泰国检察人员正在对一箱进口日本冷冻海鱼进行检查,以防它们体内放射性污染物超标 | www.nbcnews.com

  因此,只要不在福岛周边几十公里内,无论是人类还是鱼,都不会遭殃,甚至可以说毫无感觉。而关于鱼类体内是否会富集这些核污染物的问题,海生物体内的放射性浓度确实比海水要高一些,但是海洋中的放射性一直都存在,福岛污水排放理论上既然不会让远离福岛海域的总体放射性水平升高,也就不会对鱼类体内的放射性水平产生显著影响

  从新闻上能看出,日本虽然表面上犹犹豫豫,尚未做出最终决定,实际上一直在为核污水排放做准备,即使周边国家(例如韩国)反对声音强烈,也很难阻止它这么干,因为如果安全性过关的话,排入大海的成本可以说是最低的。那么今天最后的问题就是:如果日本人真的就把污水排进了太平洋,我们需要像2011年那样,一边把冰箱里买到的海鲜扔进垃圾箱,一边冲出家门去抢盐吗?

  通过前面的分析,我想应该能够得出结论:不需要!我们还是可以继续放心的撸串喝酒吃海鲜,当然福岛核电厂附近的海鲜还是不要吃了,安全第一!最后请注意,这一结论的前提是东京电力公司没有撒谎,污水确实处理合格,并按照既定标准来排放,当然,东电之前有瞒报虚报事故严重性的前科,所以我们在保持淡定之余,依旧需要有必要的警惕。

  参考文献

  [1] TEPCO Draft Study Responding to the Subcommittee Report on Handling ALPS Treated Water.

  [2]https://www.tepco.co.jp/en/decommission/progress/watertreatment/index-e.html

  [3] GB6249-2011 核动力厂辐射防护规定

  [4] GB5749-2006 生活饮用水卫生标准

  [5]福岛核事故放射性废水处理情况,中国核科学技术进展报告(第四卷),2015.9

  [6]福岛核事故对山东海域海产品134Cs、137Cs放射性活度浓度的影响,中国辐射卫生第26卷第1期,2017.2

  [7]我国环境水氚浓度的变化规律及趋势,第19卷第2期,2010.6

  作者:人马座A

  编辑:朱步冲


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