福島核廢水排放有幾毒?科學家這樣答

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5 月 16 日,日本有民眾抗議政府和東京電力公司,將福島核電站儲存的大量核廢水排出大海的計劃。 圖片來源:David Mareuil/Anadolu Agency via Getty Images

鑑於超過 130 萬噸已收集、處理並儲存的核廢水即將耗盡空間,日本政府別無選擇之下決定將之排出大海。排放這些含氚核廢水之安全性,引起一些國家及地區質疑,甚至批評日本污染海洋、「極其自私和不負責任」。鄰近國家關注環境問題、食物安全無可厚非,不過最理想的情況,還是回歸理性,讓科學說話。

儘管包括中國政府、韓國民眾,以及綠色和平等活動團體均表示憂慮,日本仍計劃將 2011 年福島第一核電站爐心熔毀後,持續冷卻所用的核廢水排出太平洋。據報從今年某個時候開始的未來 30 年,日本會使用距離海岸 1 公里的管道,把現場貯水容器中經處理的核廢水緩緩排放到海中。而要理解排放對整個太平洋地區的環境及安全有何影響,就先要瞭解核廢水如何產生。

為甚麼會有核廢水?廢水是怎樣處理的?

福島第一核電廠核廢水的鋼製儲存罐。 圖片來源:路透社

福島第一核電廠發生事故後,需要抽取海水噴灑到受損堆芯上,以防過熱。這些水因而受到 64 種放射性同位素的污染,當中可能對人類健康構成威脅的元素最令人關注,如碳-14、碘-131、銫-137、鍶-90、鈷-60 和氫-3。一些放射性同位素的半衰期相對較短,災難發生後 12 年已經衰變,但也有部分需時更長,例如碳-14 的半衰期就超過 5,000 年。受污染的廢水會經發電站營運商東京電力(TEPCO)收集,並以先進液體處理系統 (ALPS)減少放射含量,儲存在現場過千個不銹鋼罐中。東京電力方面表示,核廢水會經過混凝沉澱、吸附和物理過濾等淨化處理。據日本常駐維也納國際組織代表團發給國際原子能機構(IAEA)的信函表示,處理 ALPS 過程所產生放射性廢物的計劃,將「隨著關閉核設施的進展而逐步公佈」。

據稱 ALPS 能去除 64 種放射性同位素中的 62 種,使其濃度低過基於國際放射防護委員會(ICRP)的建議而制定、日本 2022 年排放到環境中的水的監管限制數值。至於過程中未能去除的碳-14 和氚,則會進一步稀釋至每 100 份海水中不足 1 份的比例。東京電力表示,最終氚濃度約為每升 1,500 貝克勒爾(放射性強度國際單位 Bq),約為世界衛生組織(WHO)「飲用水中放射性管理」所定氚的 7 分 1。東京電力又指,氚的濃度將降至距排放地點幾公里範圍內海洋的水平。至於目前正儲存的碳-14 濃度,約為法規規定上限的 2%;經稀釋後,這一濃度將進一步降低至千分之一

經處理後,廢水還有甚麼風險?

英國樸茨茅夫大學環境科學家 Jim Smith 認為,排放處理後的核廢水對太平洋沿岸國家造成的風險,也許可以忽略不計。「我猶豫著是否要說零風險,它接近零。最近的太平洋島嶼也相距約 2,000 公里。」他指將處理後的廢水留在現場風險反而更大。「再次發生地震或颱風導致儲存罐洩漏的風險更高,而且他們的空間已不夠了。」不過也有專家持不同意見,例如夏威夷大學馬諾阿分校海洋生物學家 Robert Richmond 認為,即使廢水經 ALPS 處理,對海洋和人類的安全保障也未能令人滿意。

Richmond 是向太平洋島嶼論壇提供意見的 5 名科學家小組成員之一。他指小組已經審查過東京電力和日本政府提供的所有數據,又參觀了福島核電站,但仍有關於氚和碳-14 的問題未得到解答。其中,氚是一種 β-輻射發射體(β-radiation emitter),儘管較弱,但其游離輻射(ionizing radiation)也會對 DNA 構成損傷。東京電力表示,經處理廢水中的氚濃度,釋放出的游離輻射劑量低於從紐約飛往東京往返航班所經歷的劑量。但 Richmond 指,人類皮膚雖能阻擋部分游離輻射,但:「如果你吃了一些被 β-輻射發射體污染的東西,體內細胞就會暴露於輻射之中。」

對此,東京電力解釋在管道排水處 3 公里範圍內,通常不會有捕魚活動。但 Richmond 擔心當較大的生物體吃掉較小的受污染生物體,氚就可能會進入食物鏈。「以稀釋作為解決污染方案此一概念,已證明是錯誤的。稀釋的化學作用會被海洋生物削弱。」東京大氣海洋研究所副教授乙坂重嘉也同意,有機結合形式的氚,可能會在魚類和海洋生物體內積聚。他指國際研究正調查海洋生物中放射性同位素累積的可能性,以及海嘯期間意外釋放受污染水後,福島周邊水域的情況。「我認為評估這些放射性同位素對環境的長期影響非常重要。」東京電力發言人強調,公司一直有在 ALPS 處理海水中飼養海洋生物作測試。「我們已證實,海洋生物體內的氚濃度,在一定時間後會達到平衡,不會超過其生存環境中的濃度。」而且一旦有機體回到未經處理的海水中,其氚濃度也會隨時間推移而降低。

排放受污染廢水,其實是核電站正常操作?

關於氚的放射爭議,Smith 認為釋放受氚污染的水,是核電站通常操作程序的一部分。他舉例,英國的海舍姆(Heysham)核電站和塞拉菲爾德(Sellafield)核燃料加工廠,每年都會向海洋排放 400 至 2,000 太貝克勒爾(terabecquerels,TBq)的氚。總括而言,它只是很弱的 β-發射體,「所以放射性毒性實際上並不這麼強」。乙坂亦指日本的氚污水排放情況也是如此。「事故發生前,每個正常運行的核電站每年都會排放超過 50 TBq 的氚,而東京電力指他們每年從管道中釋放的氚量將少於 22 TBq。氚的釋放速率…… 可以很容易控制。」