福岛核危机观察(7)

最近,日本核事故报道中的一个热点是废水排放的问题。4月4日,日本东电公司宣布将开始向海洋排放10000吨左右的含有低浓度放射性物质的废水。这一举动引起了周边国家的强烈不满。尽管东电公司一再解释,这是为了腾出空间,避免高浓度的废水直接向环境排放而采取的做法。但对这种不经协商就“转嫁”问题的行为,显然会引起周边国家公众的愤怒。

那么日本核事故之后,放射性物质通过海洋传播途径对人类的影响有多大呢?

首先要考虑的是放射性物质如何随着水体的运动扩散分布。不论是核电站出来的废水直接排放,还是大气中的放射性物质沉降于海水表面,或是沉降在陆地然后随河流进入海中,高放射性浓度都应该是出现在近海地区。然后,放射性物质浓度会随着距离的增加而降低。所以,日本东部靠近福岛地区的海域所受放射性物质的影响最为严重。

美高梅注册,在长距离的扩散方面,洋流的分布和走向至关重要。洋流是因为海水的温度盐度不同,气候、地形等多种因素的作用下产生的定向运动。放射性物质进入洋流就有可能传播到很远的地方。

下面是日本附近洋流的分布情况,分别观测于4月5日和4月18日。
【引用1】
这些资料均来源于美国多家科研机构联合建立的海洋数据和模型服务系统(hycom.org)。

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图一。

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图二。

两张图都表明在福岛附近,除了局域性的回流以外,最主要是一条起源于台湾外海,沿着冲绳群岛、日本岛东侧,向东北方向的洋流(也就是所谓“黑潮”)。放射性物质会随着这条洋流的运动,远离陆地,进入太平洋深处。由图可见,这次事故幸运的一方面是没有一条洋流能直接影响到中国沿海地区。

日本政府给出的观测结果(图三)也与图一和图二吻合。估计向海洋直接排放废水的决定也是参考了洋流的走向而决定的。

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图三。

那么到底有多少放射性物质被排放到海洋中呢?根据已有的信息,我只能对直排废水这一项做出估计。对于随河流进入海洋的放射性物质,则需要有河流中的浓度测量数据。目前,我还没有看到有关的信息。

东电公司在声明中并没有给出具体的放射性物质数据,只是笼统地说是低浓度的废水。据《纽约时报》报导,废水中放射性物质含量大概是法定的100倍左右。
【引用2】
我不清楚日本法定的数值是多少,但应该和美国的情况相差的不多。美国核管会设立的数值是每个核电站每年可以排放5居里(等于10^11
Bq)的放射性物质。超过100倍意味着废水中放射性总量约为10^13 Bq。

另外一条可以用来估算的信息是前一段时间有报道说两名核电站工作人员在放射性废水中工作而受到了“灼伤”。这是当放射性剂量达到了1西弗左右,人体皮下毛细血管出血造成的现象。我假设工作人员在废水中停留了3个小时,人体受伤部位在水面以上30厘米,受到的剂量主要是由于裂变产物的β衰变引起。β粒子的最大能量为60万电子伏特,那么废水中的放射性物质含量应在每升10^8
Bq左右。如果是这种废水被排出,则放射性物质的总量应有10^15 Bq。

这10000吨废水排放到海里以后,假设只扩散到近海方圆10千米,深100米的海水中,那么,其中的放射性物质浓度将会被稀释大约十万倍,则这块近海海域的放射性物质浓度应该在每升1到100
Bq之间。随着时间的推移,放射性物质会持续扩散,浓度应该下降很快。在洋流的作用下,这些放射性物质会迅速进入太平洋深处。等回流到中国附近海域时,它们的浓度应该是微乎其微了。

海水中放射性物质主要是通过海产品进入人体的,因此我们必须要考虑生物体的“富集”作用。从最坏的情况考虑,假设海水中铯-137的浓度为每升100
Bq,铯-137更容易在大型鱼类的体内富集,则鱼体内的铯-137含量会达到每千克40000
Bq。如果一个人在一年中消耗了100千克这种从日本福岛附近海域出产的鱼类,那么,他受到的剂量会有50毫西弗左右,约相当于20倍的背景辐射剂量。

虽然说这样的剂量水平不会产生十分显著的影响(大约可造成癌症几率升高0.2%),但是以上的估算表明,我们最好还是不要马上食用核电站事故附近区域出产的食物,以免受到不必要的剂量。这里要特别注意的是海带和其他海草类产品。我们知道海带富含碘,这说明海带对核事故释放出的碘-131的富集可能会达到一个非常高的水平。

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作者介绍: 董海涛,现在美国的一所大学司职核安全官(Radiation Safety
Officer)。我所从事的行业叫做Health
Physics,是一门结合了物理、化学、生物、工程、管理等多种学科知识,致力于人类能够安全地了解与利用核能的学科。在美国,核能利用的监管部门是美国核管理委员会(Nuclear
Regulatory Commission, www.nrc.gov),行业协会是 Health Physics Society,
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