福岛核污水：一场不该科学背锅的不科学事件
日本决定，将东京电力公司福岛第一核电站的放射性污水排放入海。全球舆论“炸锅”了。尤其东亚近邻的中韩两国，立即表态坚决反对日本擅自排污入海。美国国务院则发表声明，支持日本做法。
从上世纪二战末期的两颗原子弹开始，人类科学正式进入了核（Nuclear）世纪。除了用于战争威慑的核武器之外，对人类社会发展做出贡献的主要是核能源、核医学等相关和平应用。世界上第一个核电站是1954年在前苏联启用的奥布宁斯克核电站。截至2020年8月21日，全球可运行的核电反应堆441座，在建核电反应堆54座。从某个角度来说，科学史就是一部能量与能源的发展史，核能源则代表了人类目前在这一领域最高的科学研究水平；核工业的废料处理、污染排放都有赖于最尖端最前沿的科学研究和技术应用。福岛核污水排放问题，自然也成为这个星球上的科学界人士最关心的话题之一。但梳理一下福岛核泄露事件的来龙去脉，我们就会发现科学在这场事件中并非是主角。
至2019年为止，日本核电发电量居世界第8位，核电占发电量总比7.5%。根据日本东京电力公司（简称东电）副会长广濑直己2018年的公开演讲，2030年日本规划核能发电占比至少需达20%。
东电是亚洲乃至全球最大的私营电力企业，也是日本关东地区资历深厚、势力可观的财阀，和日本政治关系盘根错节，自民党多个派系和民主党都和该财团有说不清、道不明的复杂关系。公司运营着3个核电站共17座反应堆，即位于福岛县的福岛第一核电站、福岛第二核电站和位于新潟县中部的柏崎刈羽核电站。在福岛事故之前，东电运营的福岛第一核电站6个机组为日本提供了近5GW的电力，约占日本电力构成的1.5%。
2002年9月，东京电力宣布福岛第二核电厂2号机组因炉心内壁龟裂发生辐射能泄漏，但未造成危害。当时的调查显示，1987年至1995年间，东京电力公司篡改伪造安全检查记录29份，隐瞒机器零部件开裂情况，约100名公司员工参与了篡改事件。因为篡改和伪造核电厂安全记录，东京电力公司董事长、总裁、两位顾问和副社长宣布辞职。为了平息日本民众的愤怒，东京电力公司关闭了所有17台核电机组，彻底检查安全性能，运行时间最久的福岛第一核电站1号机组，最终因不符合要求，被强制关闭一年。
2007年1月31日，东京电力公司在向经济产业省提交的调查报告书中承认，从1977年起至2007年间在对下属福岛第一核电站、福岛第二核电站和柏崎刈羽核电站的13座反应堆总计199次定期检查中，存在篡改数据，隐瞒安全隐患行为。此外，东京电力公司还隐瞒了多次核电站事故，没有按规定上报。2007年3月，东京电力公司总经理向公众承认，该公司曾隐瞒了1978年发生过严重的核反应堆事故。
2007年7月日本西北部新潟6.8级地震。日本东京电力公司发表声明承认瞒报了柏崎刈羽核电站震后泄漏废水的辐射物含量，表示低估了柏崎刈羽核电站放射性物质泄漏的数量和程度。这份声明说，“我们在计算流入海中的废水辐射物含量时犯了一个错误，我们为此道歉，并且正在改正。”
2011年3月11日，大地震引发海啸袭击了福岛第一核电站，全厂停电。水泵无法运行，不能继续向堆芯和乏燃料池注入冷却水。在1-3号机中，由于燃料组件的包壳熔化，包壳中的燃料颗粒落到反应堆压力容器底部，形成了堆芯熔毁。1-3号机熔毁的堆芯向反应堆、汽轮机厂房内释放了大量氢气，导致1、3、4号机发生了氢气爆炸。事故中的一系列事件在周围环境中泄漏了大量放射性物质。
▲福岛核电站发生爆炸（图/网络）
事故发生后,东京电力公司一直称福岛第一核电站反应堆“堆芯损伤”,直到当年5月以后才首次承认反应堆“堆芯熔化”。2016年调查福岛核事故的日本第三方检证委员会出台报告指出,事故发生时东京电力公司社长清水正孝指示隐瞒“堆芯熔化”。有媒体报道称清水正孝接受首相和政府要求隐瞒事实，随即被政府声明否认。
人类历史上迄今的两起核电站7级事故，前苏联的切尔诺贝利核电站，还有就是日本福岛核电站。
根据卡内基国际和平中心2012年发布的研究论文，如果核电站的所有者东京电力公司和作为监管者的日本原子能安全保安院能够遵循国际上最先进的行业规程和标准，福岛核事故原本可以避免。
地震发生后，东电未意识到问题的严重程度，没有在第一时间发布福岛核电站冷却系统失灵的消息。12日，福岛1号机组厂房爆炸后，东京电力公司也没有第一时间向日本当局汇报。这两个节点，是以最小代价解决核电事故的关键时间，但都被延误了。东电没有在第一时间采取“停机、冷却、封闭”的对策，耽误了时间，是事故的重要原因。东电很早就发现了核电站堆芯备用冷却系统失灵，但选择用作假的方法骗过了安全检查部门。
引入含高硼酸的海水冷却，成为当时控制核电站危机“没有办法的关键办法”。当时参与控制核电站的人士说，东京电力不愿意使用海水，是因为担心这样做会损害自己对电站的长期投资。注入海水可能会使核反应堆永久无法运行。核电站发生爆炸后，而且在首相菅直人下令过后，东京电力才开始海水冷却。
今天准备排入海洋的，就是用来冷却这些反应堆的核污水。
2011年的“3·11”事故中，海啸导致大量海水涌进了福岛核电厂。为了应对事故，技术人员向已经熔毁的堆芯注入海水和淡水用于冷却，这些水都沾染了放射性，主要包括氚、铯134、铯137、碘129、锶90、钴60等。在情况逐渐稳定后，地下水和地表降水又持续进入厂区，遭受污染而成为核污水。
2014年，污水增加速度达到每天540吨。有关管理机构采取了建设地下水旁流系统、防渗墙、地表硬化层等措施，并在先进液体处理系统建成后改用净化水冷却堆芯后，污水增加速度目前已降低至每天140吨，并有望在2025年降至每天100吨。
随着污水量的持续增加，东电在厂区建立了1044个污水储罐（截止2020年9月），储存污水量高达123万立方米。污水储罐的建设于2020年底结束，总储水能力最高将达到137万立方米。
如果不排放，到2022年污水将会灌满所有储罐。这些接触过泄漏的堆芯放射性物质的污水，如果不加处理，放射性是非常高的。
▲存满核污水的储罐（图/网络）
因此东电建设了ALPS先进液体处理系统，采用吸附、脱盐等工艺，去掉除了氚以外的放射性核素，如铯137、锶90等。后来，为了要排放，又建立了二次净化处理系统。根据东电提供的数据，在经过两次净化后，铯137浓度降至0.185 Bq/L，锶90浓度降至0.0357 Bq/L。但对于氚，目前没有太好的办法，处理后的氚浓度仍高达730000 Bq/L。
在进行福岛核事故善后处理时，东电瞒报谎报和管理混乱的惯性在核废处置的操作上并没有停止。
事故发生后，当地渔民和相关方曾多次质疑有污水泄漏，东电一直予以否认。但在2013年7月22日，东电突然声明说有放射性污水正在流入太平洋。一个月后，日本政府宣布，福岛核电站每天至少有300吨遭受核污染的地下水流入大海，且这种情况可能从福岛核事故之后一直存在。
东电使用ALPS先进液体处理系统处理福岛核污水，早年提交的数据中一直声称经处理的核污水只有氚超标，是“氚水”。2018年8月，环保人士分析东京电力公司发布的数据发现，处理后的核污水远远不止残留氚。其中，2017年度的核污水中有60次碘129严重超标，核污水中还存在锶90严重超标的问题。碳-14等其他放射性元素也超标。之后东电承认处理过的核污水不能直接排放，并改称其为“ALPS处理水”。
2018年，东京电力公司曾表示，绝大多数的水，除氚元素之外，已经清洁到日本政府的安全标准以下。但到了2019年夏天，该公司承认，储存的污水大约只有五分之一得到了有效处理。
2021年2月13日，福岛县附近海域发生7.3级强震，导致福岛第一核电站53个储水罐发生错位。东电和日本政府监管部门均称地震没有对核电站造成影响，但此后从福岛县近海捕捞的一种鱼被检测出放射性物质超标，而这是约两年来福岛近海捕捞的鱼再次被检测出放射性物质超标。
2021年4月10日，就在日本宣布排放核污水之前三天，东电承认，在善后工作进行10年后，福岛第一核电站内仍有约4000个集装箱内容物不明。据报道，核电站内共有约8.5万个集装箱，东电直到2017年12月才开始用数据库管理相关信息。此前，放置集装箱的区域地表出现辐射量较大的凝胶状块形物，可能是被腐蚀的集装箱发生泄漏。
福岛第一核电站产生的核废水不同于一般核电站正常运营过程中排放的废水，因接触过堆芯熔毁的核燃料，其含有的放射性物质极其复杂。这些放射性物质能否被彻底过滤清除，令人怀疑。
污水中的氚不好处理，只能稀释后排放。氚的半衰期相对比较短，约为12.43年。氚也不容易被海洋生物或者海床沉积物吸收，因此对生物组织的破坏性相比其他放射性物质来说较小。
氚本身的放射性风险较小，其产生的β射线对人体形成外照射可以忽略。但是，核废水中存在的氚，可经由食物链、呼吸道和皮肤等途径被人体摄入，部分可通过理化和生物作用，转化为有机结合氚。
兰州大学核科学与技术学院教授兰长林表示，“有机结合氚由于与体液中的氢互换，以及新陈代谢作用，会长期滞留在人体中。”在DNA大分子中，人体组织与氚结合，代谢过程非常缓慢，氚不但能通过β粒子的电离作用产生直接生物效应，还可通过转换突变方式，使得组织靶分子致畸、致癌，产生躯体效应和遗传效应。
▲日本制作的放射性氚吉祥物，在遭到民众强烈抵制后下架（图/网络）
更大的问题在于污水里残留的其他放射性物质诸如碳-14、钴-60和锶-90。这些污染物直到2018年才为人所知，其中很多放射物的半衰期都比氚长得多，比如，铯-137的半衰期是30.17年，铯-147半衰期20.00年，锶-90半衰期约为29.00年。这些放射性物质也更容易被海底沉积物和海洋生物吸收，对人类健康和环境有着更严重和更长久的潜在危害。
国际环保组织绿色和平曾于2020年10月23日发出警告，福岛核污水有120万吨，其中含有放射性同位素氚和碳-14，而碳-14作为“人类集体辐射剂量的主要贡献者，有可能损害人类 DNA”。
《科学》杂志去年曾撰文表示，在福岛核废水中，虽然氚的含量处于最高水平，但它不容易被海洋动物和海底沉积物吸收。反而是碳14、钴60和锶90这三种放射性同位素，需要更长的时间降解，并且很容易进入海洋食物链。这些放射性物质对人类具有潜在毒性，能在很长的时间维度上，以非常复杂的方式影响海洋环境和人类健康。比如，碳14在鱼体内的生理浓度可能是氚的5万倍，钴60在海底沉积物中的富集浓度则是氚的30万倍。
而根据伍兹霍尔海洋学研究所的海洋化学家Buesseler发表于《科学》的一篇观点文章表明：即使经过了第二次污水处理，为了评估处理过的放射性污水释放后带来的后续影响，仍需要对污水的每一种同位素含量进行全面的核算。不仅包括目前已经了解的放射性同位素，还应该包括更多可能的污染物，例如钚。
2015年，虽然日本政府声称福岛周边水产品已达到安全标准，但周边国家民众仍有疑虑。2015年，东电曾无奈向日本全国渔业协会作出“不轻易向海洋排放”的书面保证。
到目前为止，还有15个国家或地区禁止或限制进口该地区的食品。2015年日本曾向WTO提起诉讼，认为韩国限制进口的决定没有科学依据，要求取消这些限制。2019年WTO终审裁定日方败诉。值得一提的是，美国虽然声明支持日本政府排污入海决定，据美国食品药品管理局（FDA）2021年3月更新的进口警示，一系列日本食品仍被禁止进入美国，理由是核污染。
▲美国食品药品管理局3月更新的进口警示，一系列日本食品仍被禁止进入美国（图/网络）
那么，放射性污水排放入海是不是日本政府和东电没有选择的不得已方案呢？
在日本提交给原子能机构的报告和核电站退役路线图中可以看到，拟定的备选方案原本有五种：向深层地下泵入、向海洋排放、蒸发释放、电解为氢气释放以及地下掩埋。日本政府决策的主要依据是成本：排入海洋方案的费用仅需17亿～34亿日元，其他几种方案少则几百亿日元（蒸发方案）、多则几千亿日元（深度掩埋方案）；排入海洋方案的准备时间最短仅需16个月，其他方案则需2年以上；排入海洋方案设施占地面积仅为300～500平方米，其他方案多为2000平方米以上，掩埋方案甚至超过28万平方米。
有日本国内环境专家说，在现有技术手段之下，把核废水储存在陆地上，即目前采用的办法，其实就是最优的解决方案，而排放入海是一种偷懒、又不负责任的做法。绿色和平(Greenpeace)这样的国际倡导组织也批评了日本政府的决定，认为此举是为了节约成本，忽略了潜在的环境危害。该组织提倡建造额外的废水储存设施。
国际环境NGO组织FoE Japan指出，在福岛核电站的第七、八号机组建设预定地、埋土场及周边有一块约800×800㎡的短期内不可能用于它途的土地可以用来建造污水罐。如果建造类似于储油罐的20个大型污水罐，就算按照150吨/日的污水增加速度，这些污水罐还可以存储48年的污水量。
就算仅考虑氚的放射性，其半衰期为12.43年，48年后再来排放ALPS处理水，那么最早出现的那批核污染水的氚浓度大约会降至最初的1/32。
福岛核污水排放入海，看起来是一个事关核能发展和核废料处理的重大科学事件。无论是支持方还是反对方，各国政府都急于拉科学背书；社会大众期待着科学家们给出准确的答案来缓解恐惧和焦虑。但是核科学家，海洋生物学家，环境保护学家，核医学专家各自侧重研究的领域不同，利益诉求不同，给出的答案都不一致。
从上文对前因后果梳理可以发现，福岛核泄漏事故和核污水处理的症结，归根结底是一连串不科学事件不可思议地接连发生的结果而已。这个事件里，起到决定性作用的是：一个不能倒的企业几十年如一日毫不懈怠地作假瞒报，核电企业的社会责任和诚信，纠缠不清的政商关系黑箱，政府的监管责任，不愿背负的道德责任和巨大经济利益的矛盾，乃至国际地缘政治斗争的影响……
科学在哪里？本该由科学扮演主角的尖端科技核工业项目，出现问题时科学的唯一作用，是成为负责解释立场和背锅的配角。
上个世纪四十年代，一批天才的科学家聚集在美国的大学和科研机构，把物理学对原子核等粒子运动的认识推进到了前所未有的地步。其中包括著名的华人科学家吴健雄、杨振宁、李政道等。若干年后，李政道先生给cuspea学者们题词寄语“科学属于全人类”，包含了那一代人对科学精神的理解和希望。
“科学属于全人类”的意思，是要服务人类，造福人类；科学要超越狭隘自私伪诈的人性，冲出政治经济利益冲突的画地为牢，秉持科学精神解决人类面临的问题。
发现原子核蕴藏前所未有的能量，是人类科学发展的一大步；同时也是人类第一次认识到不善用科学将导致彻底自我毁灭的迫切真实性。核能庞大的能量，在运用上如果没有足够的敬畏之心和社会责任意识的制约，其后果将是人类不堪承受的。
福岛核污水的问题，东电和日本政府作为当事方，首先要以求真务实的科学态度，监测公布核事故善后和核污水的真实情况，不要遮遮掩掩避重就轻，挽回被透支的诚信；其次公开透明地接受周边邻国、其他利益方和国际组织的监督；不要出于企业和一国政府自私的经济利益考虑，未经协商把应当承担的责任抛给国际社会。
无论如何，把7级核泄露事故产生的数百万吨核污水排入海洋，在人类历史上没有先例。套一句中国俗语，有人做初一就会有人跟上来做十五。打开潘多拉魔盒之前，务必谨慎。
参考链接：
1、《140万吨福岛核污水，除了排入大海还有别的更好办法吗？By经纬创投；《福岛核废水排放入海，核医学专家担心什么？》，By医学界
2、《140万吨福岛核污水或将排进大海，对周边国家有害吗？》，By果壳
3、科技日报、21世纪经济报道、广州日报、央视、路透社、纽约时报等媒体报道