《科学》杂志：福岛核电站污水中仍残留多种放射性同位素

当地储存的废水。图片来源：Photo by Ken Buesseler, ©Woods Hole Oceanographic Institution

大约十年之前，发生在日本东北部的地震和海啸摧毁了日本福岛第一核电厂，放射性物质前所未有地释放入海洋中。十年之后，除了距离已关闭的核电厂最近的水域之外，其他地区的辐射水平已经下降至安全级别。如今，在限制区域之外捕获的鱼类和其他海产品完全符合日本严格的放射性污染限制标准，但是，一个新的危害仍然存在，并且危险与日俱增：核电厂周围的土地上存放着大量储水罐，里面是遭到污染的废水。8 月 8 日，发表在《科学》杂志上的一篇文章调查了储水罐中的放射性元素，指出需要展开更多研究，以了解将其中废水排入海洋的潜在风险。

“在过去九年多的时间内，我们监测到太平洋海水和海洋生物体内放射性铯的水平一直在下降。”伍兹霍尔海洋学研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的海洋化学家、论文作者 Ken Buesseler 说，“但是我们要想到，仍有相当一部分的放射性污染物始终存在于那些储水罐中，其中一些污染物在 2011 年并未大量出现，但最重要的是，它们在海洋中的行为并不相同。”

自 2011 年起，Buesseler 一直研究福岛放射性物质进入太平洋并扩散的过程。同年 6 月，他动员了一支科学家团队，展开第一场国际科学考察，调查反应堆中产生的两种放射性同位素——铯 134 和铯 137 进入日本沿岸黑潮的早期扩散途径。他还建立了一个由美国和加拿大公民科学家组成的网络，他们协助监控放射性物质进入北美的太平洋沿岸以及随后的流动情况。

现在，他更担心的是核电厂地上堆放的 1000 多只储水罐，里面装满了地下水和冷却水，这些水接触了反应堆和安全壳，早已遭到污染。复杂的净化过程已经清除了许多放射性同位素，而且人们也已努力将反应堆周围的地下水转移，因此每天收集的污水已经减少到 200 吨以下。然而据估计，在不远的将来这些储水罐就会被装满，因此一些日本官员提议，应该将处理过的水释放到海洋中，腾出空间来装更多的废水。

在处理过并计划排入大海的废水中，残留量最高的放射性同位素之一就是氚。氚是氢的同位素，它会成为水分子的一部分，因此几乎无法去除。然而，氚的半衰期(即评估同位素衰变速率的指标)相对短暂，而且它无法被海洋生物或海底沉积物轻易吸收，它产生的 β 粒子对生物组织的伤害也不像其他的辐射形式那样严重。此外，留存在处理过的废水中的同位素还包括碳 14、钴 60 和锶 90。这些同位素和其他残留的同位素直到 2018 年才被发现，它们的半衰期更长，并且对海底沉积物和海洋生物更具亲和力，比如鱼类，这就意味着它们可能会对人类和环境造成比氚更持久、更复杂的危害。

“目前人们只关注储水罐废水中的氚，而忽视了其他放射性同位素的存在。”Buesseler 说，“这个问题很难，但可以解决。第一步是去除残留在储水罐中的其他放射性污染物，然后根据残留物制定处理计划。任何涉及释放入海洋的方案，都需要有独立的团队负责长期追踪海水中、海底和海洋生物体内的潜在污染物。海洋健康以及无数人的生命，都取决于这件事的妥善处理。”

伍兹霍尔海洋学研究所是一家私人非盈利组织，位于美国马萨诸塞州的科德角(Cape Cod)，致力于海洋研究、海洋工程和海洋高等教育。研究所成立于 1930 年，因国家科学院倡议而建，其主要任务是了解海洋及其与地球的整体相互作用，传播海洋在全球环境变化中发挥的作用。