日本考慮向太平洋排放福島放射性污水，為時尚早！
福島核泄漏事件之後的頭號難題：污水罐。攝影：SPENCER LOWELL
2011年3月11日，福島核泄露事故導致大量的放射性污染物流入海洋中。經過9年多的清理後，除了一些嚴格限制的近海區域，福島核電站周圍海域的放射性已降低到正常範圍。但現在的嚴峻問題是：冷卻核電站產生的放射性污水和被核泄露污染的地下水已多達100萬噸，要如何處理這些污水？一些日本官員表示這些污水在處理後可以排放到海洋中，但最新一項發表於《科學》的觀點文章認為，目前還為時還尚早。
福島核電站現狀
2011年3月11日的福島核泄露是切爾諾貝利事件之後最嚴重的核事故。當時，大地震引發的14米巨大海嘯突破了日本福島核電站6個反應堆周圍的海堤。在海嘯的衝擊下，3個反應堆堆芯出現過熱並熔化，隨後的3次氫氣爆炸使這3座反應堆的建築受損，大量的放射性碘、銫以及其他裂變產物泄漏到太平洋和陸地上。
日本環境放射性研究所的放射學與地球科學教授Michio Aoyama表示在這次核事故中，18000萬億Bq（貝克勒爾，放射性元素每秒有一個原子核發生衰變時，其放射性活度即為1Bq）的放射性銫137被一次性釋放到太平洋中。隨後，每天約有30千兆Bq的銫137持續流入海洋中。
在事故之後，福島核電站開始實施清理措施，包括封閉破碎的屋頂，移走受損反應堆中的乏燃料，並在沿海區域建造了新牆，用凍土修建了1.5千米的「冰牆」以阻止攜帶著污染物的地下水從核電站流向海洋。經過9年多的清理，除了發生爆炸的核反應堆附近的海域，其他地區的放射性已降低到了安全狀態。如今，日本已允許在這些海域漁民進行捕魚和其他海產品。
但一個新的危機逐漸浮出水面。由於核反應堆持續發熱，核電站需要不斷使用水對其進行冷卻，這一過程產生的放射性污水正在逐漸累積。而它們和受到污染的地下水一直被運輸和儲存到核電站附近的污水處理罐中。最近一項發表於《科學》的觀點文章指出，這些處理罐中還含有的多种放射性成分，我們需要更多地關注將這些污水釋放到海洋可能帶來的潛在危險。
放射性污水
從2011年開始，伍茲霍爾海洋學研究所的海洋化學家Ken Buesseler就一直在研究從福島核電站釋放的放射性物質在太平洋中的擴散模式。他說：「在過去9年多的時間內，我們一直觀察到在海水和海洋生物中放射性銫的含量不斷降低。但是，我們還需要考慮污水處理罐中的一些放射性污染物。雖然從2011年以來，它們的含量已經大幅度降低。但關鍵是，我們並不能確定它們對海洋帶來的影響。」
他擔心的源頭正是福島發電站周圍的1000多個放射性污水處理罐，其中的污水主要來自反應堆冷卻水和接觸周圍建筑後被污染的地下水。在2019年8月，東京電力公司稱這些儲水罐的容量最多只能撐到2022年夏天。而眼下最迫切的兩個問題是，核電廠附近的這些放射性污水罐如何處理，以及如果將這些超過100萬噸處理過的污水釋放到海洋中帶來的影響。
這些放射性污水通過複雜的清理過程處理後，大量的放射性同位素均能被清除。此外，通過轉移反應堆外的地下水，也大量減少了被污染的水量。目前，每日被核泄露污染的水已減少到了200噸以下。按照日本的標準，截至2019年12月，已有28%的反射性污水被凈化至能向海洋排放的水平，另外72%的污水需要進一步凈化。因此，日本政府成立的一個委員會認為應該將這些已經處理過的污水排放到海洋，以騰出空間來處理更多的污水。
在這些放射性污水中，有一種同位素——氚備受關注。到2019年10月，這些污水中氚的含量為856萬億Bq，平均每升水中的0.73千兆Bq。雖然在這些放射性污水中，氚的含量處於最高水平，但它的半衰期相對較短，並不容易被海洋動物和海底沉積物吸收。它是一種危害較小的放射性元素，其衰變產生的低能量的β粒子對生命組織造成的損傷很小。這也是日本政府認為能排放污水的原因，不過，這樣做真的完全沒問題嗎？
被忽視的放射性物質
實際上，除了難以去除的氚之外，2018年科學家發現在處理後的污水中還存在一些放射性同位素，包括碳14、鈷60和鍶90。雖然這些同位素的含量遠低於氚的含量，但它們在不同污水處理罐中的含量可能存在很大差異。根據東京電力公司的估計，有超過70%處理後的放射性污水，還需要通過第二次處理減少其中的放射性同位素含量後，才能滿足釋放到海洋的標準。
2019年12月31日，東京電力公司報告了200多個污水處理罐中各种放射性同位素的濃度差異。
和氚不同，它們需要更長的時間降解，並且它們很容易進入海洋沉積物，且與海洋生物如魚類具有很強的親和力。這些同位素對人類具有潛在的毒性，同時能以更長久和複雜的方式影響海洋環境。例如，碳14在魚體內的生理濃度可能是氚的5萬倍。而鈷60能在海底沉積物中富集，它的濃度可能會上升30萬倍。
在不同的生物系統如魚和海底沉積物中，放射性同位素的濃度會存在很大差異。
最近，Buesseler在發表於《科學》的一篇觀點文章中表達了他的擔憂：這些放射性同位素進入海洋後，可能對環境和人類帶來不利的影響。Buesseler說：「目前人們對放射性污水的關注點主要是氚，因此忽視了污水中存在的其他放射性元素。雖然這個問題確實很棘手，但並不是不能解決。科學家首先要做的是，清除處理罐中剩餘污水裡的放射性污染物，隨後我們需要根據污水中剩下的放射性同位素制定新的計劃。」
而即使經過了第二次污水處理，為了評估處理過的放射性污水釋放後帶來的後續影響，仍需要對污水的每一種同位素含量進行全面的核算。不僅包括目前我們已經了解的9种放射性同位素，還應該包括更多可能的污染物，例如鈈。他還表示，「任何考慮將放射性污染物排放到海洋的方案，都需要一個獨立的小組對其進行跟蹤，檢測所有可能進入海水、海底和海洋生物的潛在污染物。」
今年6月，Buesseler組織了一個科學家團隊首次進行了國際性巡航研究，以檢測銫134和銫137的早期擴散路線。這兩种放射性同位素從福島核反應堆釋放到日本沿海後，能隨著強勁的暖流擴散到其他地區。
此外，他還在美國和加拿大建立了「公民科學家」網路，以監測這些放射性物質是否到達北美洲的太平洋沿海以及它們的移動路線。Buesseler說：「海洋環境健康以及無數人的生計，都將取決於正確的做事方式。」
