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日本核污水没有想象中可怕 海洋足以稀释"毒素"

http://www.kexue.com 2011-04-17 06:28:16 新京报  发表评论


1.15万吨“核废水”想要危害全球海洋,还有点力不从心

  在日本倾倒核污水的新闻中,最触目惊心的字眼莫过于“超标100倍”、“1.15万吨”、“放射性污水”……这些词汇,几乎像死亡通知书一样,让大家心神不宁。

  但当恐慌过去,冷静面对现实的时候,你会发现其实情况远没有那么可怕。

  超标100倍也无直接伤害

  世界卫生组织(WHO)的《饮用水质量指导书》规定了饮用水监测的基本流程。先需要进行总体放射性活度测试,假如水样的放射性活度超过世界卫生组织规定的指导值(α射线>0.5Bq/L, β射线>1Bq/L),则需进一步确定水中的放射性物质到底是什么。然后把测得的这些放射性物质的放射性活度按照一定的转换关系换算成有效剂量(就是大家已经比较熟悉的西弗Sv),再根据一般人每年平均摄入的饮水量(升每年,L/y),换算成年有效剂量(毫西弗每年,mSv/y)。这时就可以按照年有效剂量的安全值来比对了。另外一方面,假如我们已知安全的年有效剂量,也可以反推出每年的极限摄入值。

  日本规定的放射性污水的排放标准为40Bq/L,而统计说明当人体吸收100mSv的辐射剂量时癌症发病率开始有所提升,那么相当于需要摄入多少超标100倍(既4000 Bq/L)的污水才会造成危害呢?答案是:100mSv /(100×40Bq/L×2.2×10-5 mSv/Bq) =1136L。

  考虑到1136升是一个很大的值,而且污水还会被海水进一步稀释,所以我们暂时可以认为这个排污对于人类没有直接的危害。

  不过需要引起注意的是这个估算只考虑了碘,因为现在日方没有提供其他放射性物质的放射性活度值。另外,放射性物质会在海洋鱼类体内富集,这一点也需要日本的渔业部门密切监测。

  海洋足以稀释“毒素”

  要讨论大海的稀释力,先得知道危险物质的总量。这里暂且以现在已经蜚声国际的“碘131”为研究对象。把福岛1号核电站的核燃料和乏燃料加在一起,其中含有的可裂变钚和铀总量也不会超过60吨;而就算假设这些核燃料全部裂变(实际上现在裂变已经几乎完全停止了,剩下的只是衰变,而衰变不会产生碘。目前释放出来的碘 131 都是前几天没停堆时的裂变产物),顶天了能得到1吨碘131;然后,再假设这一吨碘131全部被无耻地投放进入了太平洋。那么海洋会遭受多大的伤害呢?

  太平洋的总水量估计为 6.22 亿立方千米,一立方千米的海水大约重 1.03×109 吨,这就是 6.4×1017 吨啊!1 吨的碘 131 扔进去,平均浓度只能达到小数点后面16个零,对海洋的化学结构可以说毫无影响。莫说是碘,就算是1g破伤风毒素(最毒的物质之一,其毒性远胜过任何放射性物质,1g就能放倒1000万人),被稀释到这个浓度,也得喝上几十吨海水才能见效。

  至于放射性伤害,放射性物质之所以对人造成伤害,是因为衰变;但随着时间推移,剩余的放射性物质会越来越少。碘131的“半衰期”只有八天,也即每过八天放射性就降到原来的一半。从事故发生到现在已经过去了一个多月,我们按照四个半衰期(32天)计算,换算下来也不过0.4Bq/L左右,而且以后还会继续每八天减半一次,几个月内就会小到可以忽略的程度。而相比之下,WHO对于正常情况饮用水的碘131指导值则是10Bq/L,这个数可是按照喝一辈子来计算的。可见就碘131来说,毒害全太平洋的说法纯属无稽之谈。

  “核废水”流不远

  不过,虽说整个太平洋不可能遭殃,那么这个伤害能经由洋流扩散多远呢?

  日本东海岸最重要的洋流是黑潮暖流,始自菲律宾,经台湾东侧流向日本东海岸,在此与其他洋流汇合成为北太平洋漂流,然后一直向东流到北美洲西海岸。全程的流量不低于每秒1000万立方米,流速大约每秒1-2米,从日本流到北美洲至少需要40天。

  如果假设这些碘131均匀地分布在这段路程当中,那么40天后抵达北美时的辐射活度也只有100Bq/L左右,还低于目前日本东京的饮用水临时标准;等这些水再兵分几路循环回到太平洋西岸和我国沿海的时候,更是要衰变和稀释到几乎没有的程度了。事实上,瑞典辐射安全机构的Pal Andersson估计说,距离核电站30km处的海水里,污染浓度就达到不影响海洋生物的标准了。

  碘131不会沉淀为海盐

  既然碘131不会威胁到我国沿海,所以住在海边的人完全不需要在意,最多不要吃日本来的海鲜就是了(事实上,参与切尔诺贝利和福岛医学工作的血液专家Robert Peter Gale说,要想因为吃海鲜而遭受放射性伤害,估计得吃得人倾家荡产)。

  但是盐会不会有危险呢?这也不必担心,且不说我国一半以上的盐产量来自陆地,就算是那些来自海水的盐,其中也不会留下海水的碘。

  海水里本身是含有极少量的碘的,平均浓度为 0.064 ppm。可是我们吃的盐却需要人工额外添加碘的化合物(来自碘矿的开采),因为就算吃的是海盐,按照现在的海盐浓缩卤水制法,海水里的碘根本达不到沉淀成盐的浓度;而这次新加进去的碘131 无论怎么算,浓度都要远远小于海水里的天然碘,不可能沉淀下来。再说,整个海盐的生产流程中,仅成卤就需要至少几十天,加上前后的包装运输销售等因素,生产周期更长,到了消费者手中时,碘131也衰变得差不多了。

  我们目前很安全

  之所以大家最关心碘,是因为碘摄入人体后会富集在甲状腺,而且碘衰变快,“火力”比较集中。而大部分其他裂变产物就没有这么强悍。比如现在新闻中也多次亮相的铯137,它的含量大概是碘的两倍,然而半衰期却长达30.23年,意味着“火力”只有碘131(半衰期八天)的千分之一。并且铯在人体内不会富集到一个地方,也不会长久留存(平均停留时间大概一年),纵然长半衰期可能意味着对环境影响较为持久,但对人的伤害却不及碘131。另外,由于浓度太低,铯也是不会进入海盐的。

  其实在裂变的众多产物中,还有很多别的东西也都是具有放射性的,比如锶90、锝99和锆93三种主要产物,加起来质量大概有碘的四倍多;但是它们较难挥发,不能像碘和铯一样以气体形式逸出,因此目前在废水中含量很低。这些放射性元素如果集中起来确实可以对核电站周边几十千米的地区造成严重的损伤,可是一旦陷入汪洋大海之中,就实在是九牛一毛了。而且,科罗拉多州立大学环境及辐射健康科学系的退休教授Ward Whicker指出,哪怕对当地的生态而言,排泄核废水的影响也只是暂时的,即便是四、五十年代进行了二十多次核试爆的比基尼环礁在10年后也可以进行潜水,生物达到食用标准。

  最后还有所谓的放射性“传染”的问题。一些原子接受强烈放射线照射后,可能自己也会发生变化,成为放射性原子;然而和疾病不同,要想新“传染”物质,需要接受极其强烈的放射性,而被“传染”的物质自身的放射性也要比原来的放射源小得多,绝不会像传染病那样一传十十传百地蔓延开来。既然碘和铯已经因为浓度的原因,谈不上多强的放射性了,那么再去传染别的就更不可能了。

  所以,我国沿海哪怕在最坏情况下,也是不可能被放射性物质影响到的,所以担心咱自己的海盐和近海鱼遭到污染,实在是没有必要。

  Cloudsforest (果壳网作者,古生物学博士) 

 

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