日本核废水入海影响几何?青岛海洋专家:放射性物质2~3年内即可侵入中国海域

2021-05-28 19:32 大众报业·风口财经阅读 (54628) 扫描到手机

风口财经记者 李红梅

  据日本共同社5月26日消息,东京电力公司考虑把福岛第一核电站储水罐内约137万吨核污染水中的大约3万吨转移出来,以检测其中的放射性物质含量,为核污染水排放入海做准备。

  近日,多国联合科研团队对日本核废水排海可能造成的影响进行了评估。记者从自然资源部第一海洋研究所乔方利研究组获悉,如果日本排放核废水入海,放射性物质在海洋中将通过三种方式传播,一部分2~3年内即可侵入中国海域。

放射性物质不能完全去除

  日本福岛核废水可追溯至10年前。2011年3月11日,源于日本东部太平洋海域的巨大海啸摧毁了福岛核电站的冷却系统,使得部分核电机组因无法冷却而发生爆炸,大量泄漏的放射性物质迅速进入大气和海洋。

  福岛核事故是迄今为止对海洋污染最严重的核泄漏事故,被国际原子能机构定为最高分级的7级(即特大核事故:大量核污染泄漏,造成巨大健康和环境影响)。在此之前,只有1986年前苏联的切尔诺贝利核事故的影响达到这一分级。

  日本方面一直采取注水的方式冷却发生事故的核电机组,事故初期,含有放射性物质的大量冷却废水被直接排入海洋。与此同时,地下水和降雨也不断地进入,从而源源不断地产生含有高浓度放射性物质的核废水。

  从2011年4月中旬以后,日本将这些核废水储存在巨大的储水罐中,事故处置产生的核废水至今已累积至近130万吨。现有的储水罐即将用尽,不断产生的核废水面临无处可存的境地。

  有渔业相关人士建议增设储水罐继续储存核污染水,但日本政府和东电公司提出,考虑到福岛核电站的废炉作业所需空间,该地区没有富余场地安置储水罐。

  由于修建抗震储水罐成本高昂,核废水无害化处理亦代价不菲,日本政府不愿继续承担核泄漏后续处置带来的经济压力,遂决定将核废水逐渐排入海洋。4月13日,日本政府宣布,将于两年后开始把处理福岛核事故所累积的废水逐步排入海洋,引起国际社会强烈关注。

  令人不安的是,即使经过多次处理,核废水中所含的放射性氚并不能被去除,并且其他高污染性的放射性物质(如半衰期5730年的碳-14、半衰期373天的钌-106、半衰期5.26年的钴-60、半衰期28.79年的锶-90以及半衰期30.17年的铯-137等)也不能被完全去除,因此,核废水排海后无疑会对海洋环境造成影响。

两三年内可侵入中国海域

  早在2011年福岛核事故发生之初,自然资源部第一海洋研究所研究员乔方利就带领科研团队对事故泄漏的核物质进入大气和海洋后的输运路径进行了预测,在《科学通报》发表了国际上首篇关于福岛核事故的科学论文,预测结果被大量的观测所证实。

  随后,该团队成功地模拟和预测了福岛核事故泄漏入海的核物质在海洋中的长期输运路径,还与乌克兰、韩国、荷兰、西班牙等国家的科学家开展了长期务实合作,分析了福岛核事故对海洋生物链的影响。

  日本决定将核废水排入海洋后,国际知名学术期刊《海洋污染通报》邀请中国、荷兰、乌克兰、韩国、西班牙、马来西亚和泰国等多国科学家联合组成科研团队,对日本福岛核废水排海可能造成的影响进行评估。

  联合团队迅速建立了核污染传播的海洋数值模式,对福岛核废水排海后的传输路径及影响进行了预测。相关研究成果近日发表在最新一期《海洋污染通报》上,第一作者为自然资源部第一海洋研究所赵昌博士,通讯作者为自然资源部第一海洋研究所研究员乔方利。

日本核废水排海后,放射性物质的传输路径示意图。(实线是核废水沿上层海洋的传播途径,虚线是通过太平洋模态水经次表层传播的路径。)

  “如果日本排放核废水入海,放射性物质在海洋中将通过三种方式传播。”乔方利表示。

  首先,含有放射性物质的核废水主体在进入海洋后将随洋流不断向东输运,4~5年后可抵达北美沿岸,然后沿海岸向南、北输运。其中,向南输运的部分将在10~15年后随海流返回西太平洋海域。

  在核废水主体随海流向东输运的同时,少部分放射性物质也会向南、向北扩散,甚至会随着中尺度涡旋等海洋动力过程逆流西传。

  此外,相当一部分放射性物质也会进入海洋次表层的北太平洋模态水,并向南传输(可以形象地表达成“核废水潜泳”),2~3年内即可侵入中国海域(见图中虚线)。

  预测结果显示,核废水中的放射性物质经过长时间、大范围的稀释扩散和自身衰减,进入中国海时,氚的浓度要小于0.1Bq/m³。相对于现今海洋中氚的背景浓度(50Bq/m³)来说,此次核废水排放不会明显增加背景氚的浓度,但其他核素及其潜在的生态影响仍需长期连续的科学监测与评估。

新型海洋模式“大显神通”

  海洋与气候数值模式是预测预报的核心,是国家科技综合实力的体现,相当于工业领域的“芯片”。

  此次核污染传播预测研究,有赖于乔方利该究组发展的国际首个浪-潮-流耦合海洋模式。这一新型海洋模式把存在半个世纪的国内外海洋模式的共性误差降低了80%以上,可以应用于海洋减灾防灾、航行安全保障、海洋生态保护、溯源与搜救等,已经多次在国内外重大海洋事件的应急处置中成功应用,预测结果均被后续的观测所证实。

  2006年国务院高度关注的渤海漂油事件中,乔方利研究组利用海洋模式溯源与预测技术,准确锁定了肇事船只。

  2008年奥帆赛前期,黄海浒苔逼近青岛奥帆赛区,乔方利研究组一天之后(6月23日)就利用溯源技术推算出浒苔来自江苏外海,并给出最佳拦截打捞路径,有效地保障了奥帆赛的顺利进行。

  2018年1月东海“桑吉轮”撞船事故后,乔方利研究组迅速预测了溢油的影响范围,研究结果1月24日被国际顶级期刊《自然》报道,并被后续日本沿岸的漂油观测所证实。

  2018年7月5日泰国普吉岛附近海域发生翻船事故,乔方利研究组受泰国政府委托,准确预测了落水人员漂移路径,将搜救范围缩小到原来的10%,为泰国政府成功搜救提供了强有力的科技支撑,泰国政府为此专门致函中国政府表示感谢。

  此外,乔方利研究组发展的新型气候模式,将存在几十年的热带共性偏差减小一半,不仅可以提升气候变化的预测精度,而且可用于碳达峰与碳中和对全球气候系统贡献的精确评估等诸多方面。

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