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走進核廢水,了解新污染

城科會水環(huán)境與水生態(tài)分會
普及民眾感興趣的水環(huán)境與水生態(tài)領域科學知識
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2023年8月24日,日本不顧社會各界的反對,強行啟動了核污水排海計劃,正式開始將福島第一核電站的核污水排放至太平洋。為了防范福島核污水對食品安全造成的放射性污染風險,多國已經采取措施,禁止進口原產地為日本的水產品。

(圖源人民日報)

為什么大家會強烈反對日本政府的做法呢?這一切都與核污染相關。核污染主要是指核物質泄漏后的遺留物對環(huán)境的破壞,包括核輻射、原子塵埃等本身引起的污染,以及這些物質污染環(huán)境后帶來的次生污染,如被核物質污染的水源對人畜的傷害。

一、核污染會造成什么后果

1.核污染產生的放射性物質可以污染空氣、水源和土壤。對污染地動植物及其生存的生態(tài)環(huán)境產生不利影響。核污染形成的核輻射可以直接或間接地與動物組織和細胞相互作用,引起細胞和組織的損傷。

2.受核污染形成的核輻射通過外照射與內照射對人體產生危害。

人體暴露在核輻射源外部的外照射中,可能造成皮膚燒傷。外照射還可以導致細胞和組織的直接損傷,使其功能受損,引起組織壞死、潰瘍等。此外,外照射可能影響機體的執(zhí)行器官功能,如中樞神經系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等。

人體攝入或吸入了放射性物質后,這些物質釋放出的輻射作用于人體內部則可能造成人體內部的細胞和組織的直接破壞,引起損傷和炎癥反應。長期接受內照射還可能增加患癌癥的風險,特別是甲狀腺、骨髓和肺部等易受核輻射影響的器官。

3.受核污染影響的有關國家和地區(qū),生態(tài)環(huán)境被破壞后可能造成經濟衰退,進而引起政治、文化等局面的動蕩。

(圖源新華社)

二、核污染中的核廢水與核污水

核廢水與核污水是核污染的表現形式之一。核廢水是指使用核能過程中產生的與核材料沒有直接接觸的生產廢水,主要來自核能工廠,醫(yī)療設施和核電站等。目前全球產生的核廢水主要來自運行中的核電站, 448個核電站在日常運行中產生數量巨大的核廢水。根據國際原子能機構(IAEA)的數據,全球核電站每年產生的放射性廢水約為1.5萬立方米 ,經過嚴格處理的核廢水可回收利用,對環(huán)境和人類影響較小。

(圖源網絡)

而與它一字之差的核污水,在本質上相差甚遠。核污水產生于核事故等情況下,通常含有大量的放射性元素,與高放射性核材料接觸過。如核泄漏事故中產生的高放射性廢水,或者與核燃料直接接觸的冷卻水等。這些核污水難以被處理回收利用,對人類和環(huán)境的影響較大。

三、核污染水的持久性污染特征

核污染水中含有多種放射性元素,如氚、鈾、钚、銫、鍶、碘、鈷等。其中一些元素具有較長的半衰期,長期留存于自然環(huán)境中,如鈾-238的半衰期為45億年,钚-239的半衰期為2.4萬年。而地球自誕生以來約45億年,人類自誕生也不超過一千萬年,足以可見放射性元素的影響之長。

福島核電站放射性排放水不同于正常運行的核電站排放廢水,其本質上屬于核污水。2011年福島地震引發(fā)的核電站事故,造成核燃料棒融化,為防止核爆炸,系統(tǒng)輸入了大量液態(tài)水對核反應堆進行冷卻,核燃料棒中的放射性污染源與冷卻水直接接觸,形成了非常規(guī)的重污染核電站放射性廢水,其污染成分已與常規(guī)冷卻水有了巨大差別,放射性極強的銫-137、鍶-90等不易在常規(guī)排放廢水中出現的放射性元素也在福島處理廢水中發(fā)現。這些放射性組分難以通過常規(guī)處理完全轉化成固體廢棄物,特別是氫的放射性同位素——氚將長期存留在處理廢水中,成為持久性放射性污染源。

四、放射性核污染水對人類和生態(tài)環(huán)境的可能影響

放射性污染是一種持久性污染,它的影響取決于釋放的放射性物質的種類、濃度、持續(xù)時間和環(huán)境條件等因素。不同的放射性物質具有不同的半衰期和生物可利用性,因此其影響也會有所不同,但都表現出在事發(fā)及此后相當長的時間內給社會發(fā)展及人類產生持續(xù)性負面影響。

除了對人類健康有直接影響外,放射性元素對生態(tài)系統(tǒng)中動植物的影響更加深遠,難以預料。這些放射性核素對植物的損害作用與對人體損壞相似,還能夠被植物吸收,通過食物鏈成為放射性物質的傳播介質。放射性元素除了可能引發(fā)植物物種變異外,某些元素如銫,鍶可降低植物葉綠素含量,使植物抗氧化相關酶活性先增加后減少,給物種的存活帶來風險。放射性物質的釋放可能還會破壞生態(tài)系統(tǒng)中的關鍵生物過程,如光合作用和氮循環(huán)。此外,放射性物質還對生物體的遺傳物質DNA造成損害,可能導致遺傳突變的發(fā)生,在高劑量情況下還可能直接導致物種的滅絕,影響到生物多樣性。

歷史上,1986年切爾諾貝利核電站爆炸事故,核污染造成了排放區(qū)內樹種豐富度和樹種分布顯著變化,該區(qū)域的歐洲赤松因高污染致死,最終被白樺樹代替,大多數暴露于輻射的植物和土壤動物群落物種組成和生物多樣性減少。除此之外,還有1945年廣島原子彈事件、1993年俄羅斯托姆斯克化工廠爆炸事故以及1987年戈亞尼亞核事故等都給人類、生態(tài)系統(tǒng)帶來了不可估量的影響。

放射性核污染水還會影響到農業(yè)漁業(yè)等關系經濟民生的產業(yè),造成農業(yè)和漁業(yè)生產受損:核污水可能會對農業(yè)和漁業(yè)生產造成影響,影響到農作物和水產品的質量,使得這些行業(yè)的產量、質量下降,并最終影響相關行業(yè)的正常發(fā)展。

此外,放射性核污染水的緊急響應和清理工作、由核污染水間接導致的貿易和投資受限以及社會心理影響可能需要耗費大量資金和資源,這將給政府和社會經濟造成重大負擔,對經濟社會產生負面影響。

五、福島處理核污水排放情況

了解完福島核電站的污水核污染物質具有哪些特點后,下面我們來看看日本政府對于核污水的排放計劃。根據計劃,日本在今年一共要向太平洋排放約3.12萬噸處理核污水,分4次排放,每次約排放7800噸。

(圖源東京電力公司官網)

據日本共同社報道,目前福島第一核電站存儲約有134萬噸核污水,該污水中主要含有放射性同位素銫- 137 ,氚( 超 重 水 ) ,碳 - 14 ,以及其它放射性物質,如碘 - 129 和鈷 -60 。這些污水的放射性可以持續(xù)幾十萬年之久 ,而這類污水未來排放入海將持續(xù)最少30年。作為日方處理核污水的關鍵設施“多核素處理系統(tǒng)(ALPS)”,在運行期間穩(wěn)定性令人堪憂,經過該系統(tǒng)處理過的福島核污水中仍含有氚、碳-14,鍶-90、鈷-60等放射性核素。這些核污水長年排放入海,可能威脅到整個海洋生態(tài)系統(tǒng)。

(ALPS系統(tǒng),圖源東京電力公司官網)

六、福島核污水排放未來可能造成的環(huán)境影響

自從2011年日本福島核泄漏事故發(fā)生后,清理工作一直在持續(xù)。最初日本東京電力公司表示,排放水中除了“氚”沒有辦法清除外,其他絕大部分的放射性元素可以有效去除,但是近日據日本媒體披露,處理水中其他放射性物質也存在超標問題,隨后東京電力公司承認碘-129、锝-99、碳-14等放射性物質超標,且超標廢水占總量的72%,部分甚至超過排放標準的100倍。

也因此,處理方法的可靠性及處理裝置的穩(wěn)定性成為質疑日本排放政策新的焦點。特別是在缺少國際機構廣泛監(jiān)督的條件下,以現在東電公司和日本政府的表現看,高濃度的“超標”污水極有可能在30年乃至更長的時間內出現。

就目前情況看,海洋洋流專家預測 ,排放的福島核污水所含的放射性物質 57天內就將擴散至太平洋大半區(qū)域 ,并最終逸散到全球四大洋。

此后,太平洋上空形成的風暴也可能將放射性元素通過全球大氣水循環(huán)帶到陸地,給相關地區(qū)造成放射性危險。

福島核污水污染海洋擴散范圍時間圖

(圖源新浪新聞)

當前,福島核污水排放的生態(tài)影響還不甚明顯,有待時日驗證,但海洋經濟,以及以海洋經濟為主的沿海地區(qū)及國家,核污水排放的不利影響已成為公認的事實。受到核輻射的海鮮,不再被人們食用,來自輻射影響區(qū)域的海產品不再被人們喜愛(如目前全球各國大部分不接納福島地區(qū)的海洋水產品,致使福島地區(qū)水產行業(yè)遭受毀滅性打擊),漁民的正常工作活動無法維持,大量失業(yè)引發(fā)的后續(xù)政治經濟問題,最終可能干擾到全球的經濟發(fā)展。無論短期還是長期,日本核污水對于太平洋沿岸國家乃至全球海洋國家及地區(qū)的影響必將是長期、復雜和深遠的。

人類的命運是休戚與共的,海洋更是人類賴以生存的共同家園。核污染的持久性影響對全球生態(tài)環(huán)境,人類生活的危害是長期,不可估量的,勢必威脅到全球其他沿海國家及地區(qū)的海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和?類的健康安全。在缺乏對核污染全球風險更加科學完善的評估之前,我們呼吁應當以更科學、更可靠、更安全的方法來處理福島核污水問題 ,共同維護全球生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境,而不僅僅是一排了之 。

拒絕核事故污水排放公共水體應該成為全球共識,否則隨著這個“潘多拉”魔盒打開,意味著未來更多國家、更多事故排放的可能,人類只有一個地球,保護好地球環(huán)境,共建和諧進步的“人類命運共同體”需要當下每一個人每一個國家以對未來負責的精神去實現我們的承諾——保護碧水藍天,共建美好家園!

評論
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