冰川思想库特约撰稿 | 张田勘
日前,日本决定向大海排放核污水,其中的放射性核素会对人、生物、生态和环境有多大影响,不得而知。
核电站、核能源只是释放众多放射性核素到全球生态和环境的一部分,核武器试验和核武器使用释放的放射性核素更是对全球生态有长期的污染,要理解它们对人类和生态的影响,可能需要更长的时间和更多的研究。
放射性铯长期存在于蜂蜜中
2021年3月29日,《自然通讯》上发表的一项新研究揭示,我们喝的蜂蜜中也含有放射性核素,而且是过去几十年间核武器试验和爆炸后释放于环境中,通过生物(食物)链而进入人体。
发表这篇论文的作者是美国弗吉尼亚州威廉斯堡威廉与玛丽学院的地质学家杰姆斯·卡斯特(James Kaste),他的研究内容之一是环境中的放射性核素,以及它们是否对人和生物有害。
第二次世界大战结束后的20世纪50年代,全球形成了以美国和苏联为代表的核军备竞赛,这些国家在地面和海洋(如比基尼岛)试验了数百枚核弹头,包括原子弹和氢弹等。结果是,其中的一种放射性核素——放射性铯会大量喷射到大气层中,当然其他核素也会如此释放,但放射性铯的含量较大。
这些放射性铯以微小颗粒的形式从空中降落,在这个过程中,会随风飘散,分布到世界各地。
▲20世纪四五十年代美军在比基尼环礁上进行核试验(图/网络)
由于地理和环境条件的不同,放射性核素分布到世界各国的浓度并不相同。研究人员发现,由于区域性的风和降雨模式不同,美国东海岸降落了更多的放射性尘埃。
2017年,为了了解放射性铯在美国的分布情况,卡斯特对他的本科生布置了一项学业,在春假期间收集当地的食物并带回学院,对食物中的放射性铯进行测试。
其中一名学生从北卡罗来纳州(位于美国东部)的罗利带回的一些蜂蜜令他们大为吃惊,蜂蜜中的放射性铯比其他人收集到的食物中的同样核素要高出100倍。
这促使卡斯特等人进行更深入的研究,想弄清美国东部的蜜蜂酿成的蜂蜜是否普遍含有核武器爆炸后所散布的放射性铯。由此也可以弄清,放射性核素的来源,是否从植物到食物,再到人体,因为蜜蜂是从植物中采集花蜜并酿成蜂蜜。
卡斯特团队(包括教师和学生)随后从美国东部几个州收集了122份本地生产的蜂蜜样本,带回学校进行测试。研究团队在68个样品中检测到放射性铯,含量超过每千克0.03贝克勒尔。
换一个易于理解的说法是,约每汤匙中有87万个放射性铯原子。而且,佛罗里达州的一个蜂蜜样本的放射性铯含量最高,为每千克19.1贝克勒尔。
另外,研究团队还在距离核弹试验爆炸点数千千米和爆炸发生50多年后的地方的植物和动物体内,检测到了放射性铯和其他放射性沉降物。
研究人员的结论是,核爆炸试验产生放射性核素随大气飘流和沉降到土壤中,再从土壤转移到开花植物,通过蜜蜂采蜜和酿蜜,核素浓缩于蜂蜜中,最后蜂蜜被人购买消费,进入人体。
放射性铯可溶于水,也可以进入土壤,植物会把它误认为钾而从土壤和水吸收它,钾也是一种化学性质与铯相似的重要营养素。
蜂蜜和牛奶中的核素含量在逐渐衰减
卡斯特等人的研究内容公开发表后,自然引发关注。人们最关注甚至焦虑的是,这些蜂蜜中的放射性铯是否会伤害人?其他食物中也可能含有放射性铯和其他放射性核素,是否也会对人的健康甚至生命造成威胁?
近日,美国食品和药物管理局(FDA)在回复《科学》杂志时指出,根据食品中放射性核素浓度的安全值来看,食品中允许的放射性核素的量为每千克1200贝克勒尔,美国东部一些州的蜂蜜浓度远远低于这个安全阈值,就连佛罗里达州蜂蜜的每千克为19.1贝克勒尔的最高样本,也远低于食品安全值,所以根本无需对蜂蜜中的放射性核素担心。
▲图/美国《科学》(Science)杂志网站
而且,随着时间的推移,放射性核素会逐步衰减,因而存留在食物和环境中的浓度会进一步减少。人们在20世纪食用蜂蜜时,其中的放射性铯含量更高,但也并没有造成对人的伤害。
为了比较蜂蜜中放射性铯的含量的衰减,卡斯特团队又仔细研究了美国牛奶中的铯含量检测记录,并分析了存档的植物样本。对这两种食物的检测和对照数据发现,牛奶中的放射性铯水平自20世纪60年代以来急剧下降,蜂蜜中的放射性铯含量同样如此。
卡斯特推测,20世纪70年代,蜂蜜中的放射性铯含量可能比今天高10倍。由于放射性衰变,人们今天测量到的蜂蜜和牛奶中的放射性铯含量比以前小了许多。因此,更不会对人造成危害。
对人无害,但是对蜜蜂是否也无害呢?有人认为,近几年蜜蜂大量死亡也可能与放射性核素有关,因为它们可以取代农药伤害蜜蜂。
早在1986年切尔诺贝利核灾难发生后,研究人员就发现,当地以及附近的核辐射水平可能会阻碍大黄蜂种群的繁殖。但是,英国生态与水文中心的放射生态学家尼克·贝雷斯福德(Nick Beresford)认为,当时的辐射水平是现在报告的水平的1000倍。
这也意味着,现在放射性铯的浓度可能不足以对蜜蜂造成伤害,但实际情况怎样,还需要研究来证实。
《神奈川冲浪里》与“神奈氚冲浪里”
不过,不少人认为,日本将核废水排放入大海,危害会远超切尔诺贝利核电站事故排放到自然环境中的放射性核素,因为难以确认排放到海洋中的放射性物质的种类、数量和浓度。
4月20日,微博ID为“一个热爱学习的男孩”的中国插画师创作出《神奈氚冲浪里》,来表示对核污水排入海洋的担心和抗议。
▲“一个热爱学习的男孩”创作的《神奈氚冲浪里》
《神奈氚冲浪里》的原作《神奈川冲浪里》是日本浮世绘中极为有名的一幅版画,也是全世界人民看过最多遍的一幅画,影响不逊于梵高、高更、莫奈等画家的画作。这幅版画由日本画家葛饰北斋在71岁高龄时创作,完成于1831年。
这幅画原本在日本国内和亚洲并无多少人欣赏和看好,但进入欧洲后,凭借其独特的构图、张力十足的画面感,以及蕴含的多种深远意境在欧洲获得巨大声誉。
对于《神奈川冲浪里》的主题,历来有不同的解释。但首先要断句正确,“神奈川冲浪里”并不是指“神奈川、冲浪里”,而是“神奈川冲、浪里”。“神奈川”是地名,“冲”指的是海域,“浪里”指被巨浪包围淹没的船只。
▲《神奈川冲浪里》原作(图/网络)
这幅画有多种主题阐释。有人说这表现了人在自然环境下的渺小,面对巨浪,再强大的人都会屈服,因此,面对自然需要遵守规则和秩序。还有人认为,画家通过这幅画想表达的是,浮世绘中所描绘的安逸生活并非是永恒的,危险、灾难也随时会不期而至,降临头上。
无论哪一种主题,都表达了人与自然的搏弈。中国插画师把《神奈川冲浪里》改画成《神奈氚冲浪里》也表达了这种理念。这名插画师在接受媒体采访时称,这幅画传递出的信息是,“日本政府不该把核污染水‘一倒了之’”,否则全人类所面临的后果将和画中一样。
《神奈氚冲浪里》对原作有不少改动。比如把画作背景中的富士山变成了排放着浓烟的核电站,天空中的云朵变成象征坟墓的十字架,暗含“有辐同享,铀难同当”。画中构成巨浪的无数细小浪花被演绎为很多畸形婴儿、鱼类等,以及表现为挣扎状态的手,意指核污染水排入大海可能造成的严重后果,如造成人和生物的畸变。
与之形成对比的是,画面中前排戴防护面具穿橘黄色保护服的工人在往大海里倾倒核污水。原图中划桨的人被改为“打着领带”“头发谢顶”的中年男人,站成一排以90度鞠躬表示道歉,也意指东京电力公司或日本政府的道歉。
核污染水不等于核废水
《神奈川冲浪里》展现的是人类的渺小,暗示人们要敬畏自然,《神奈氚冲浪里》则指明了,人类如果不遵循自然规律,把含有多种放射性核素的核污水排入海洋,可能会造成人类的灭顶之灾。
虽然《神奈氚冲浪里》是艺术作品,其所表现的核污水有害的主题可能只是作者和其他一些人的想象,但是,东京电力排放的污水有多种核素,而且每种核素的浓度也会较高,因而会对人、生物和环境造成危害。
因此,把这种考虑和担心体现于艺术作品中是有科学基础的。
日本排放核污水的理由是,全球很多国家的核电站都把废水排到大海,而且他们对核废水处理后可以达到对人类无害的浓度。但是东京电力公司排放的并非核废水,而是核污水,两者有较大的区别。
日本福岛核事故出现了堆芯熔化损毁,放射性物质大量释放,在国际核事件分级标准(INES)中是最高级别的7级核事故。核污水中包括发生事故后注入熔融损毁堆芯的冷却水以及渗入反应堆的地下水和雨水。
由于核污水中包含了熔融损毁堆芯的冷却水,因此存在各种放射性核素,包括一些长半衰期裂变核素,以及极具毒性的钚、镅等超铀核素。
▲福岛核电站储存核污水的水罐(图/网络)
正常的核电厂运行液态流出物主要来源于工艺排水、化学排水、地面排水、淋浴洗衣排水等,是核废水,这样的水不与核燃料芯块直接接触,只含有少量裂变核素,几乎不含超铀核素。
这也意味着,核电厂正常运行液态流出物与福岛核事故处理后的核污水有本质不同。
尽管东京电力公司开发的多核素处理系统(ALPS)能过滤核污染水中除氚以外的绝大多数核素,但实际上经过一次处理后储存起来的核污染水中仍含有铯、锶、氚等63种核素。其中,氚因为是氢的同位素,难以从水中清除。
即便按照东京电力公司方案,经过二次处理后排入大海的核污水中,也并非只剩下氚一种核素,而是仍含有碘-129、铯-135、碳-14等12种核素,而且多为半衰期超长的核素。
美国《科学》杂志4月13日也刊文指出,ALPS在净化处理过程中,会不时漏掉钌、钴、锶、钚等放射性寿命更长且更危险的同位素。
科学的证据表明,东京电力向大海排放核污水,对所有人、生物和环境都可能有害,只是危害的程度和范围现在难以评估,只有时间才能证明。
在面对放射性核素可能对人、生物、环境造成危害之时,把原作《神奈川冲浪里》改为《神奈氚冲浪里》是以艺术的方式对核污染提出警告。人类需要对自然有敬畏之心,如果太作,违背自然规律,人类受到大自然的报复和反制可能会更惨烈,甚至会让地球不适宜人类和所有生物生存。
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