百萬噸福島核污水要倒進太平洋,還能愉快地吃海鮮嗎?
2020年10月30日16:24

原標題:百萬噸福島核污水要倒進太平洋,還能愉快地吃海鮮嗎?

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正常運轉的核電站,都會排放“核污水”

核污水在排放前必須處理並達標,為此東電建立了ALPS先進液體處理系統,和二次淨化處理系統。

福島核電站的大量核污水來自海嘯帶來的海水,冷卻用水和廠區周邊地下水,如不處理,2022年就會達到現有儲罐容量極限

排入大海後,核污水的放射性核素會被很快稀釋,不會顯著增加海水中和水產體內的放射性水平

鑒於東電曾在事故中隱瞞情況,對福島核污水排放依舊要保持關注

日本福島核事故已過去9年了,最近一則消息又牽動起全世界的神經:福島核電廠積存的超過120萬噸的核污水,即將被正式決定排入太平洋。此事一出,不出意外地引來鋪天蓋地的指責與抗議。

說來也不冤,福島事故固然有天災的成分,東京電力公司的處置失誤也是不能抵賴的。但百萬噸核廢水已經現實存在,這麼多的污水,是怎樣形成的呢?日本為什麼執意要往大海里排?如此多的核污水如果真被倒進太平洋,吃貨們還能不能愉快地吃海鮮?

福島污水儲存罐| https://www.tepco.co.jp

核污水從哪裡來?

核污水,顧名思義就是含有放射性的污水。大家一聽放射性,是不是覺得很可怕?實際上放射性無處不在,我們平時喝的水也有放射性,只是沒那麼強。衡量放射性活度的單位是貝克勒爾,簡稱貝可(Bq),1 Bq的含義是每秒鍾有1個原子發生了放射性衰變。這是個非常小的單位,而另一個常用放射性活度單位是居里(Ci),1居里=3.7×10^10貝可,相當於1克鐳的放射性水平,這又是個非常大的單位。

鑒於水中的放射物質也會不停地發生衰變,一種放出阿爾法粒子,就是氦核,被稱為阿爾法衰變,另一種放出電子,稱為貝塔衰變。每升水中的放射性物質每秒發生衰變的總共次數,被稱為活度,是衡量水體放射性標準的依據。所以,我國的飲用水標準對放射性水平的指導值是總α比活度0.5 Bq/L,總β比活度(不包括氚)為1 Bq/L。

天然放射性的發現者亨利·貝克勒爾,1903年與居里夫婦一起獲得當年諾貝爾物理學獎 | https://zh.wikipedia.org

由此可見,脫離了放射性活度而大談核污水總量是在耍流氓。那麼到底放射性水平多高的水才稱為核污水呢?並沒有一個確切的標準,但對於核電廠排放的放射性流出物,有相應的要求,例如GB6249《核動力廠環境輻射防護規定》給出了3000MW熱功率核電廠的液態流出物控制值:濱海廠址除氚和碳14外,放射性核素濃度不超過1000 Bq/L,內陸廠址為100 Bq/L,並保證下遊1公里處受納水體總β放射性不超過1 Bq/L,氚濃度不超過100 Bq/L。由此可見,即使正常運行的核電站,比如我國的大亞灣、田灣等核電站,也在向海洋中持續排放“核污水”,這種“核污水”的正式名稱叫做“液態流出物”,不僅有濃度要求,還有總量要求。

福島核電站火災後,救援人員正在滅火 | https://financialtribune.com

回到大家關心的問題:福島核電站怎麼就攢下了這上百萬噸的“核污水”呢?原來,2011年的“3·11”事故中,海嘯使大量海水湧進了核電廠,而為了應對事故,技術人員向已經損壞的堆芯注入海水和淡水用於冷卻,這些水都沾染了放射性,主要包括氚、銫134、銫137、碘129、鍶90、鈷60等。而情況逐漸穩定後,地下水和地表降水又持續進入廠區,遭受汙染而成為核污水。在2014年,污水增加速度達到每天540噸,在有關管理機構採取了建設地下水旁流系統、防滲牆、地表硬化層等措施,並在先進液體處理系統建成後改用淨化水冷卻堆芯後,污水增加速度目前已降低至每天150噸,並有望在2025年降至每天100噸。

福島核污水的來源示意圖| https://www.tepco.co.jp

隨著污水量的持續增加,東電在廠區建立了1044個污水儲罐(截止2020年9月),儲存污水量高達123萬立方米。但污水儲罐的建設將於2020年底結束,總儲水能力最高將達到137萬立方米。

顯然,賸餘空間不多了,如果不排放,到2022年污水將會灌滿所有儲罐。這些接觸過泄漏的堆芯放射性物質的污水,如果不加處理,放射性是非常高的,因此東電建設了ALPS先進液體處理系統,採用吸附、脫鹽等工藝,去掉除了氚以外的放射性核素,如銫137、鍶90等。後來,為了要排放,又建立了二次淨化處理系統,根據東電提供的數據,在經過兩次淨化後,銫137濃度降至0.185 Bq/L,鍶90濃度降至0.0357 Bq/L。但對於氚,目前沒有太好的辦法,處理後的氚濃度仍高達730000 Bq/L。東電看上去不太喜歡“核污水”這個詞,他們把經過ALPS淨化的水稱為“處理水”。

大海是最好的垃圾箱?

既然裝污水的儲罐就要爆滿了,120多萬噸的所謂“處理水”總要有個去處,說到底就是要排放,只是往哪裡排放的問題。東電曾提出五種處理方案:增加儲罐及容量、在其它地方設置儲罐、固化後進入地下、處理後排入大海、以水蒸汽形式排入大氣。後來,解決方案集中到兩個:排入大海和排入大氣。福島廠區的儲存能力已近極限,再增加儲罐難度太大,而若要在異地新建儲罐,估計不會有哪個地方會接納這種燙手山芋。至於埋入地下,且不論成本如何,也很難保證不泄漏。而剩下的向大海或大氣排放的方案,無論哪一種,都在挑戰著公眾的神經。

福島污水排入大海的流程|https://www.tepco.co.jp

排入大海的方案顯示,所有污水都會經過兩次處理,參考前面所列數據,除了氚以外的放射性核素濃度將基本被去除,比較容易到達排放標準。而將其與大量未汙染的水混合稀釋後,可將氚濃度降到1500 Bq/L,然後用大約30年的時間排放完畢。

一群東電工人身穿防護服,準備進入受損的四號反應堆進行搶修工作 | www.nbcnews.com

根據這些數據,我們可以做出簡略計算,如果核污水保持每天100噸的增量,並按照氚含量730000 Bq/L,同時忽略氚的衰變的話,每年排放的氚總量是5.66×10^13 Bq,低於GB6249中的年排放量控制值7.5×10^13 Bq。實際上氚的半衰期是12.3年,會不斷衰變,所以實際的氚排放量會更低一些。而在排入大海之後,由於海水的量特別巨大,放射性核素會被很快稀釋,根據東電的計算機模擬,在氚的年排放量達到10×10^13 Bq時,福島周邊除了長約30公里的近岸海域(離岸2公里內)外,其它區域的氚濃度仍低於1 Bq/L。

污水排放後附近海域氚濃度模擬結果|https://www.tepco.co.jp

而向大氣排放的方案也大同小異,只是會將處理後的水加熱蒸發,使水蒸氣中的氚不超過5 Bq/L,然後排出,隨風飄散。顯然,排大氣並不如排大海方便,而且有一種讓人直接呼吸放射性空氣的恐懼感。因此,東電主推的就是排大海方案。要說日本人的公關能力還是很一流的,在幾年之前就在不斷透出要將污水排海的風,不停地試探公眾的接受程度,雖然每年都會招罵,但狼來了的次數一多,慢慢的人們就習慣了。

洪水猛獸還是虛驚一場?

雖然日本政府還沒有做出最終決定,但從現在的情況來看,百萬噸核污水在經過處理後,排入太平洋已經是大概率事件。當這件事不可避免地發生時,老百姓關心的,是它會不會對自己的健康造成影響,下面咱們就來分析一下。

不管怎麼說,福島核污水的排放還是會導致大量放射性物質進入海洋,大家的恐慌是可以理解的。很多人拿下面這張圖說事,來證明福島核事故對海洋的核汙染有多厲害,但只要稍微仔細看看就知道,這張圖出自美國國家海洋和大氣管理局之手,是3·11大地震造成的海嘯浪高圖,顏色越深,海浪越高,而且單位是釐米,用它來形容放射性汙染,有點兒走錯片場的味道。

3·11大地震海嘯浪高示意圖|https://www.noaa.gov/

實際上,由於海洋實在太大,海水的量實在太多,稀釋能力超強,福島事故導致的海洋放射性升高幅度非常有限,尤其是由於洋流方向的原因,對於我國的影響更小,僅僅是在海產品中檢出了微量的銫134等特徵核素,食用起來也不會影響健康。

當然,這些核污水對福島周邊海域的影響還是比較大的。不過需要指出的是,其實海水本身就帶有一定的放射性,除了天然存在的鉀40,還有上個世紀大量核試驗產生的汙染,以及以往核電站的排放,導致海水正常情況下的放射性活度就超過10 Bq/L,因此福島核污水即使總量超過百萬噸,如果能按照計劃有序地排放,對周邊國家的影響是相當有限的,不至於造成什麼危害。

至於難以清除的氚,的確很讓人頭疼。氚進入人體後,有一部分會進入組織,並滯留比較長的時間,但氚的放射性對人體到底會有多大傷害,目前並沒有定論,更沒有一個統一的限值標準,歐盟飲用水標準規定氚的限值為100 Bq/L,與我國對內陸核電廠址下遊1公里處的標準相同,而世衛組織更誇張,認為飲用水氚活度指導值是不超過10000 Bq/L。即使按照100 Bq/L的較嚴格標準,當福島污水排放時,除了距離排放口極近的區域之外,其它地方的氚活度也不可能達到有害程度。

一位泰國檢察人員正在對一箱進口日本冷凍海魚進行檢查,以防它們體內放射性汙染物超標 | www.nbcnews.com

因此,只要不在福島周邊幾十公里內,無論是人類還是魚,都不會遭殃,甚至可以說毫無感覺。而關於魚類體內是否會富集這些核汙染物的問題,海生物體內的放射性濃度確實比海水要高一些,但是海洋中的放射性一直都存在,福島污水排放理論上既然不會讓遠離福島海域的總體放射性水平升高,也就不會對魚類體內的放射性水平產生顯著影響。

從新聞上能看出,日本雖然表面上猶猶豫豫,尚未做出最終決定,實際上一直在為核污水排放做準備,即使周邊國家(例如韓國)反對聲音強烈,也很難阻止它這麼幹,因為如果安全性過關的話,排入大海的成本可以說是最低的。那麼今天最後的問題就是:如果日本人真得就把污水排進了太平洋,我們需要像2011年那樣,一邊把冰箱里買到的海鮮扔進垃圾箱,一邊衝出家門去搶鹽嗎?

通過前面的分析,我想應該能夠得出結論:不需要!我們還是可以繼續放心的擼串喝酒吃海鮮,當然福島核電廠附近的海鮮還是不要吃了,安全第一!最後請注意,這一結論的前提是東京電力公司沒有撒謊,污水確實處理合格,並按照既定標準來排放,當然,東電之前有瞞報虛報事故嚴重性的前科,所以我們在保持淡定之餘,依舊需要有必要的警惕。

參考文獻

[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 核動力廠輻射防護規定

[4] GB5749-2006 生活飲用水衛生標準

[5]福島核事故放射性廢水處理情況,中國核科學技術進展報告(第四卷),2015.9

[6]福島核事故對山東海域海產品134Cs、137Cs放射性活度濃度的影響,中國輻射衛生第26卷第1期,2017.2

[7]我國環境水氚濃度的變化規律及趨勢,第19卷第2期,2010.6

作者:人馬座A

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