专栏 | 绿色情报员:太平洋下水道的核废水恐慌

2021-04-22
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专栏 | 绿色情报员:太平洋下水道的核废水恐慌 日本福岛核电站堆满上千个核废水储存槽,预计两年后核废水稀释排放入海,中日掀起太平洋下水道风波。
(路透社)

2011年强震挟海啸吞噬日本福岛第一核电站,10年后,核废水再次掀起波澜,中日两国卷入太平洋到底是谁家下水道的争论声浪。

2021年4月13日,日本政府拍板两年后福岛事故核废水排入海,中国外交部发言人赵立坚强烈抨击,“海洋不是日本的垃圾桶,太平洋也不是日本的下水道。”日本副首相麻生太郎也不客气开腔回应,“那太平洋是你家的下水道吗?”

谁把太平洋当成下水道

随着太平洋西岸的核电站密度不断攀升,当中以中国成长最显著,中国现行有49座核电机组运转中,大多集中在沿海地区,装机容量排名世界第三,核电规模预估将于2030年跃升为全球第一。太平洋下水道浮现什么恐慌?废水又何去“核”从呢?

日本政府强调,福岛核废水的氚含量将稀释至每公升1500贝克再排放入海,为世界卫生组织的饮用水氚标准值1/7,一年总量以22兆贝克为上限,日方还点名邻近国家也将含氚废水废水排入海。摊开资料,中国大亚湾核电站过去10年排放的液态氚平年均值大约是49.5兆贝克,韩国月城核电厂2016年排放17兆贝克液态氚、119兆贝克气态氚。


中国大举兴建核电站,核电规模预估将于2030年跃升为全球第一。(法新社)
中国大举兴建核电站,核电规模预估将于2030年跃升为全球第一。(法新社)

这是不争的事实,各国核电站大多将处理过的含氚废水排入海洋或大气中。台湾清华大学原子科学技术发展中心主任叶宗洸指出,目前国际没有统一的氚排放标准,国际原子能总署(IAEA)把权责留给每一个国家,日本核电站原订的含氚废水排放标准是每公升6万贝克,这次由于是事故电厂,所以标准变得更严格,台湾订的上限是每公升5万贝克,韩国为每公升4万贝克,拿来跟日本未来的控制性排放相比,这些核电站的氚排放量确实都比较高。

不过,叶宗洸认为正常运行的核电站和核灾电站不能混为一谈。“最大的差异是正常运转的核电厂核燃料是完整、没有破损。”他点出两者的风险差别,“福岛事故发生炉心熔毁,所以废水里面含有63种放射性核种,一般核电厂是低于10种,但是废水都必须经过放射性核种的滤除处理,最后才能排入海洋。”

氚被推上风口浪尖

氚(tritium),是福岛核废水风波的主角之一。叶宗洸说明,氚是氢的同位素,原来就存在自然界,大气层中的氮气和宇宙中子经核子反应后会产生氚,每年产生的氚活度大概将近15万兆贝克,再随着雨水落到陆地和海洋,估算每公升海水约有0.4至1.2贝克,饮用水和人体的体液也都含有微量的氚,氚的物理半衰期为12.3年,在生物体中的半衰期为2至10天,随着水喝到人体,会透过新陈代谢排放出来,高浓度的氚才会对人体健康产生影响。


日本民众走上街头,反对含氚废水排入海。(路透社)
日本民众走上街头,反对含氚废水排入海。(路透社)

科学数字并没有办法说服渔业组织和环保团体,从日本、韩国、中国到台湾都抛出疑虑,提出低残留并非零风险,在洋流扩散效应和长期累积下可能波及水产品安全、海洋生态和人类健康。

国际科研团队投入各种海洋污染研究,不过,核灾废水的排放却超出人类经验值。台湾海洋大学海洋事务与资源管理研究所荣誉讲座教授邱文彦指出,在三哩岛和车诺比核电站事故中,当时都是采大气排放,这次却是直接排放入海,由于未来核废水入海时属于点放,并不是均匀散布在太平洋或全球海洋,加上点放时可能集中在近岸地区,这也是日本渔民格外关切的原因之一。

此外,邱文彦认为,氚的质量比较小,所以会在表水层,沉入海与否则要视分布状况,不过排放入海后,它会随着黑潮、北太平洋环流顺时针绕一圈,一路经过北海道、阿拉斯加、美国西岸,再循着赤道的北太平洋环流,回到台湾、中国附近海域,即便是微量但持续性累积,目前我们并不清楚对生态环境的冲击程度,必须科学进一步研究,包括对整个海洋生态系的影响,从浮游生物、底栖生物到所有鱼种,以及食物链累积效应等。

目前日本尚未公布排放计划的细节,台湾海洋大学研究团队日前应用卫星资料计算的流场模拟,如果采取每天连续排放,最快一年半就会扩散到台湾外海。这个结果和德国GEOMAR海洋研究中心在2012年发布的“福岛-辐射污水的命运”研究报告不谋而合,数位影像模拟发现,辐射污水约莫在第600天包围台湾海域。


日本渔民担心核废水波及渔业。(路透社)
日本渔民担心核废水波及渔业。(路透社)

以核废水的扩散路线来看,几乎跟重点洄游鱼类的洄游路径重叠。台湾海洋大学海洋生物研究所荣誉讲座教授卲广昭表示,污水排放入海会随着距离被稀释,因此日本近海将是首当其冲,超过200海里的经济海域属于公海,虽然浓度可能愈来愈低,偏偏是某些鱼类的主要渔场,除了秋刀鱼外,鲑鱼、鲔鱼也在附近海域洄游,不过,所谓的“稀释”,浓度是降低了,剂量没有改变,而放射性物质的半衰期很长,长期的效果往往目前无法了解。

其他放射性核种的疑虑

2020年8月《Science》期刊一篇文章指出,2018年福岛核废水检测发现有碳-14、钴-60与锶-90等放射性元素残留,这些放射性物质比氚更令人担忧。环保团体也质疑,日本是否以危害度较小的氚转移国际话题焦点,试图简化问题。

日本东京电力公司采用多核素滤除装置ALPS,东电表示,在63种放射性核种中,只有氚无法被去除,其他放射性核种都可以被有效滤除。叶宗洸特别上东电官网查询ALPS的滤除效率,“大部分放射性核种经过过滤后,再经放射性侦测,都是在侦测限值以下,这意思是说,定义上可以有效滤除,它可能有非常微量的同位素,可是以现有的仪器无法被量测到。”他说明滤除结果,“不过,碳-14还是可以被量测到,每公升大约是10至70贝克,但这个数值也是非常低,人体肌肉和器官都含有碳-14,每公斤重量约有227贝克。”

邱文彦提出不同观点,“所谓的微量的有害元素,最常讨论和争议的焦点是,要处理到多低的量才是安全,到底要多干净才是干净、多安全才是安全?(how clean is clean, how safe is safe),我们实在不能大意。”

福岛电厂累积的核废水总量已超过120万吨,同时每年以5至8万吨的速度增加,排放计划约将持续30年。叶宗洸认为,未来应该由第三方公信单位加入监管行列,邻近国家也要加强海洋监测。


福岛核电站现有设备能否有效滤除放射性核种,引发外界关注。(路透社)
福岛核电站现有设备能否有效滤除放射性核种,引发外界关注。(路透社)

邱文彦建议,跨国监测也很重要,国际间必须先做准备工作,例如建构亚太或太平洋地区的监测网,建立环境背景值的基础资料,包括各种辐射、污染物、海洋环境特性等,日后可比对排放前后的差异和长期累积的影响,另一方面,每个国家应该同步着手监测站的建置,并强化国际合作,相互交流监测资料。

挥不去的辐射鱼阴影

事实上,福岛核灾事故的几个月后,美国研究团队检测在圣地牙哥海域捕获的15尾黑鲔鱼,鱼体验出含有放射性同位素铯-134和铯-137,和核灾前相比,铯的浓度是过去的10倍。今年初,福岛捕捞的黑鲉、许氏平鲉都接连验出铯浓度超标,被日本政府禁止上市。

叶宗洸指出,碳-14的半衰期是5730年,铯-137半衰期是30年,钴-60半衰期是5.27年,锶-90半衰期是29年,核灾后,这些放射性同位素会继续留存在海水里面,也可能被海洋生物吃进去,生物半衰期通常不会那么长,不过要特别注意锶90这个核种,进入生物体后,它会被骨骼吸收。

在长期累积和食物链效应下,核废水污染的潜在危机仍不可轻忽。卲广昭表示
以食物链累积现象来看,虽然食物链下层的污染剂量很低,愈高层的掠食者吃进去后,累积在体内的量会愈来愈高,人类食用食物链顶端的鱼类,也就累积更高的量,不过,每个生物因为代谢作用不同,辐射物质的半衰期也随着生物种类而有不同。

热污染问题余波荡漾

核废水入海牵涉的环境议题,除了放射性污染物外,热污染也是烫手问题。专家指出,随着中国核电蓬勃发展且选址多在海滨,“冷却水处理致热污染”的难题也逐渐浮出水面。

“1993年,台湾核二厂的出水口发生畸形鱼事件,研究证明是因为水温高造成。”卲广昭说明热污染案例,“喜欢温水的鱼游进排水口附近,主要是花身鸡鱼、大鳞鮻,还有少数的虱目鱼,牠们停留超过两个礼拜、不游走,体内的维生素C受到破坏,导致骨骼和肌肉成长的一种先驱物质减少,所以造成畸形,脊椎呈现波浪状弯曲。”


台湾核二厂出水口因为温排水导致畸形鱼。(翻摄自网络)
台湾核二厂出水口因为温排水导致畸形鱼。(翻摄自网络)

卲广昭和研究团队进一步实验发现,针对畸形鱼,喂食高单位维他命C饲料,随着成长,弯曲的骨骼会慢慢变直,又恢复正常,“温度造成的畸形鱼可以逆转,不过,辐射、重金属造成的畸形大概无法逆转。”

“水温超过37°C、超过两个礼拜,鱼的骨骼就变弯了。”卲广昭归纳实验结果,迄今核二厂的畸形鱼仍是进行式,“畸形鱼现象每年夏天持续发生,去年的畸形鱼数量还高一点,因为海水温度比前年大约高了2°C。”

核电站的温排水也会导致海水含氧量降低、腐殖质增加,福建宁德核电站的热污染面积曾经达到数十平方公里,大亚湾核电站附近海域几乎长年出现有害赤潮现象。卲广昭认为,赤潮发生的主要原因是优养化、海水的营养盐太多,当然温排水的间接原因也不能排除,此外,温排水也会影响浅海域的珊瑚,只要水温超过33°C,珊瑚可能就白化了。

为降低热污染冲击海洋生态,叶宗洸以台湾作法为例,核电站可以透过导流堤设计,将温排水导流至500公尺外海面排放,避免出水口附近的海水温度上升,同时因为在海面排放,透过大气散热,也不致于对水下礁石环境造成热污染。

太平洋下水道引发的争论和恐慌,正好让各国正视核废水问题。邱文彦说,不管是灾变或正常运作的核电厂,核废水排放都应该采取严格的管控,每一个国家要展现负责任的态度,回到联合国海洋法公约的精神,“各国都应该要尽其一切所能来保护海洋环境”。


撰稿:麦小田 责编:许书婷

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