日本排放核废水,中国没必要这么恐慌

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日本宣布福岛核电站将在8月24日开始排放经过处理的核废水。近几年,福岛排放核废水一事在中国引起了广泛关注。最近清华大学深圳研究生院一项研究说福岛排放核废水,放射性物质240天会到中国沿海。面对这各种“危险”,民众有必要恐慌吗?即将进入太平洋的核废水,是否真的会对我们产生威胁,太平洋的海鲜是否真会受到核污染?

1. 核废水从哪里来?为什么要排放?

讨论福岛核废水排放是否科学,是否会对周围环境造成威胁前,我们需要先退一步,问一个基本问题:福岛为什么要排放核废水?很多关于核废水的谣言都是在这一基本问题上就开始恐吓性宣传,说得好像日本没事干就想搞核污染一样。可这符合逻辑吗?福岛在日本境内,日本还是消费海产品非常多的国家,尤其喜欢本国的水产,他们会故意在自己境内搞污染吗?

其实如今的福岛核废水排放是整个福岛核电站清理计划的一部分。2011年3月,由于地震引发的海啸,福岛核电站发生了严重事故,6个核反应堆中1-3号发生熔芯,4号受损。在这之后,日本就进入了控制、清理福岛核电站的过程。要下线一个核电站涉及清理大量的核燃料,是一个漫长的过程,而对于福岛这种发生了严重核泄漏事故的核电站,因为要清理破损的核反应堆、周围被污染的土壤等,就更为复杂。目前预计整个福岛核电站需要30-40年才能完成下线。

而在清理福岛核电站的过程中,从事故一开始给核反应堆降温,到之后让核反应堆维持冷却状态,都要不断向反应堆注入冷却水。这些冷却水在该过程中会被污染,成为具有极高放射性的核污水。冷却水也无法100%循环,即核电站清理人员会不断输入新的冷却水,而旧的污水会不断累积。福岛核电站在核事故过程中遭受的破坏还意味着存在雨水、地下水渗入核反应堆,形成冷却水之外的污水。

这些具有放射性的核污水在福岛核电站彻底下线之前会不断积累。当然,积累的速度会有变化。例如雨水、地下水渗透存在于早期,后来通过隔断地下水等措施已经解决,而核事故发生后的初期,冷却水的用量更大,循环利用比例更低,这些因素综合在一起,让现在福岛污水累积速率已经大幅下降。

可无论如何,这些受污染的水总要找个处理办法。福岛核电站的经营管理方——东京电力公司,东电,在事故发生后不久就开始在福岛核电站区域内划出一块地方,持续修建储水罐,用于暂时存放不断积累的污水。

福岛的储水罐

不过这种存储只是暂时的,因为福岛当地的空间有限,能修建的储水罐也有限。到2020年底时储水罐已经修到了上限,总容积是137万立方米,可当时已经用掉的容积达到了123万立方,加上每年继续新增5-6万方废水,就需要部署更长期的解决方案。

而如今的排放入海也是建立在这一大背景之下。

2. 核污水,核废水,ALPS处理水,谁更准确?

因核泄漏污染的雨水、地下水,以及冷却核反应堆形成的污染水,这些普遍具有较高放射性的污水收集在一起,就成了福岛需要想办法处理掉的核废水。

核废水的总量与存储空间的矛盾在福岛核事故不久后就暴发过。2011年4月与5月,冷却刚发生事故的核反应堆迅速产生了大量污水,而当时福岛核电站也建成的存储空间有限,于是东电选择将所有污水里放射性相对低一些的直接排海,4月排放11.5万吨,5月排放30万吨。这在当时引发了很大争议,一方面是因为东电彼时未事先沟通污水累积情况,直接宣布排海。另一方面是尽管选择了放射性低的污水排放,但被排放的污水放射性仍然超过国际放射性物质的排放标准。

2011年的排放也是如今很多媒体、自媒体报道强调核污水,而非核废水的来源。那些污水里存在铯137,碘131等放射性物质,它们也被很多报道沿用到了当下的核废水排放讨论中。

只是这些强调必须叫核污水的报道对当下的排放实情存在误导,至于存在铯137、碘131等各种危险放射性物质的说法更属于不实信息。

与核反应堆直接接触后,无论来源是冷却水、雨水还是地下水,确实都形成了被污染过的水,称为核污水是合理的,也是东电2011年时排放入海的类型。可如今福岛不是将此类核污水直接排放,而是将核污水处理,做到符合国际排放标准后,再排放。这类符合排放标准,但仍具有一定放射性的处理水,应该属于核废水,而不是核污水。

要理解当下的核废水与最初产生的核污水的区别,必须提到ALPS系统。由于清理核事故必然产生大量核污水,如何安全处置这些污水早就成了东电以及日本政府考虑的事宜。2013年时,东芝专门就此开发了一个多种放射性物质移除系统,ALPS。

ALPS可以理解为一个过滤系统,在实际操作过程中,存储下来的核污水进入ALPS处理,通过吸附、过滤的方式,移除62种放射性元素(使其含量大幅降低),形成ALPS处理水。

ALPS系统工作原理图

从2013年ALPS上线后,福岛核电站一直在用ALPS处理累积下来的核污水,处理后的ALPS处理水则继续存在前文提到的储水罐里,如今要排放的其实就是ALPS处理水。

一些报道里刻意渲染的铯137、碘131也都是会被ALPS移除的放射性元素。因此强调这些放射性物质会被排放,只能说属于不实信息。

3. 核废水的排放标准

相对于用什么系统清除核污水里的放射性元素,公众更关心的是最后要排放的核废水到底还有多少放射性。像一些新闻报道会说ALPS系统处理并不成功,有很多污水经过处理后仍然有很高的放射性。

对这些说法,我们就需要了解福岛核废水排放的标准。福岛核废水排放不是在ALPS系统里打个卡就排放的,而是有明确的放射性物质排放标准,ALPS的目的是让排放的废水达到这个标准。

ALPS能移除62种放射性元素,不过有两个移除不了,那就是碳14和氢的同位素氚。核废水中碳14的含量本身就不高,大概是日本排放标准的十分之一。真正ALPS处理不了又在总辐射量上比较显著的是氚。

对此,最后确立的排放标准是氚之外,利用ALPS处理把剩下的放射性元素总放射量,低于放射性废物的环境排放标准(总数值为1,也是国际放射防护委员会ICRP认可的标准)。2020年底时,福岛储存的核废水中有29%达到该标准。

那么剩下没达标的呢?像一些媒体报道非常乐于强调70%的核废水不达标。可这些不达标的不会被排放,而是会再度经过ALPS处理,直到达标后才会进入排放的序列。

那些未代表的废水包括早期处理的,以及有段时间遇到过滤系统故障的,那些放射性元素含量高很多(分别为10-100与100以上)。但它们都会再次经过ALPS,即再次移除放射性物质。根据东电监测报告,之前放射性元素量含量2400以上的的水,再度处理后只有0.35。也就是说这种反复用ALPS处理来达标是可行的。

再度ALPS处理可让废水达标

我们前面提到ALPS唯一处理不了的是氚,因此福岛待排放实际是经过ALPS处理,除氚以外都达到放射性排放标准的核废水

那么这里剩下的就是怎么处理氚的问题,这也是为什么包括国际原子能机构(IAEA)在内,经常把福岛核废水排放称为氚水处理问题。

氚是氢的同位素,氚水的理化特征核普通水一样,使得氚水很难被分离出来,而且福岛要处理的氚水总量还特别大,130多万吨。以当下的科学技术,是不可能做物理分离的。为此,福岛的排放计划里加入了稀释步骤,在排放时用海水做100倍以上的稀释,让最终氚含量不超过日本国家标准的四十分之一

核废水排放流程图

也就是说,福岛核废水排放首先只有经过ALPS处理后60多种放射性元素(只排除氚)的总放射性程度降到国际放射性物质排放标准后,才进入被排放的序列;其次,排放时还要经过100倍以上的稀释,不仅让放射性物质含量更低,还保证ALPS无法移除的碳14在日本监管标准的千分之一,氚在四十分之一以下。

实际排放时,经稀释后,废水中的氚放射量在1500贝克勒尔每升(Bq/L),而WHO的饮用水标准里氚的含量上限是1万Bq/L。这也是为什么国外政府、媒体会提到排放的废水放射性达到饮用水标准。当然,那只是指氚排放量,由于采用了大量海水稀释,这并非真的饮用水,只是说在放射性上,它已经和饮用水相当

4. 核废水排放有监管吗?

很多人可能对核废水排放的标准也有疑虑:这些标准靠谱吗?是不是日方一意孤行制定的标准?甚至整个排放过程有监管吗?所谓的达标数据靠谱吗?

福岛核废水排放还真不是某天日本一拍脑门想出来的。2013年ALPS系统上线后,日本就开始商讨如何处理ALPS处理水——ALPS没法移除的氚超标问题。于是,日本在2013年-2016年建立了氚水工作组,专门分析如何处理福岛的氚水。

该工作组首先核实确认了从废水里分离氚不现实。接下来比较分析了五种潜在的氚水处理办法,包括排海、蒸汽排放、地层注入、氢气排放与地下掩埋。如今国内媒体自媒体非常热衷说排海成本最低,其它方案如地层注入更好。这些说法没有根据。所谓的地层注入与地下掩埋,目前都没有相应的标准,还有能否找到合适地层的不确定性。氢气排放则存在处理扩大化的技术困难。综合技术与管理上的可行性,只有排海与蒸汽排放具有现实性。

还有媒体援引绿色和平组织说法,认为可以用氚水制作混凝土直接用于福岛核电站建筑。这也是没有任何先例,技术上存在不确定性。在氚水工作组的基础上,日本2016年组建了ALPS废水处理委员会,该委员会在两个可行方案(液体排放入海和蒸汽排放入大气)之间,选择了排放入海这个执行与监测都更方便,也有更多先例的方案。需注意蒸汽排放氚水的先例是在过去核电站事故时出现的(核电站运转时也有蒸汽排放,总量较少),而且很难预测蒸汽融入大气的情况以及建立有效的监测。

以上工作组和委员会都是技术专家构成,因此,我们可以看到,如今的排放方案,基础是技术专业人员的研讨论证,不是东电或日本政府的单方决定

ALPS废水处理委员会的报告在2020年2月公布。在该报告公开后,日本政府举行了大量会议,包括与地方政府、农林渔业从业人员商讨。结合委员会的科学报告与各方意见,日本政府在2021年4月13日发布了福岛废水的基本处理方案,正式提出了废水经过处理,达到各项标准后,排放入海的策略。

基本处理方案同时明确:独立的原子力规制委员会Nuclear Regulation Authority (NRA) 审核通过详细方案后,才允许东电执行废水排放。当时预计这个过程会需要两年。如今正好过去两年多,来到了即将开始排放的档口。

虽然上述排放方案构建是日本国内进行,但核废水排放不是只有日本国内在监管。宣布基本处理方案时,日本政府也向国际原子能机构(IAEA)提出技术支持请求。IAEA接到日本政府请求后当即同意通过一系列审核、检查的方式,提供技术支持。

2021年7月,IAEA与日本政府就如何执行审核、检查正式签署协议。IAEA也专门为福岛废水排放问题建立的工作组。2022年4月,IAEA工作组发表第一份审核报告。2022年6月、12月,2023年4月、5月,工作组分别发表了第2-5份审核报告。像2023年5月发布的第5份审核报告中,IAEA工作组确认NRA具有独立性,并且NRA会监督东电的排放计划、过程。IAEA确认所有有威胁的放射性物质都在NRA批准的检测方案内,没有遗漏对人体、环境会有显著影响的放射性物质

而在2023年7月4日,国际原子能机构(IAEA)发表了对日本福岛排放ALPS处理后的核废水计划的安全审查综合报告,涉及排水计划的所有关键安全要素,包括三个主要部分:防护和安全评估;监管活动和过程;以及独立取样、数据确证和分析。该报告认定福岛的处理水排海计划符合国际安全标准,对人与环境的影响可以忽略不计

IAEA的综合报告提到IAEA的福岛核电站工作组由原子能机构秘书处内部的顶级专家组成,同时由全球(包括废水排放周边区域内)的国际公认的外部专家提供建议。我们也看到中国在IAEA的常驻代表也在工作组名单里,此人是中核集团的首席专家,前中国原子能研究院副主席,在核能安全方面有超过30年工作经验。

IAEA的报告中同时写道:IAEA在其全面评估的基础上得出的结论是,日本采取的排放先进液体处理系统处理水的方案和活动符合相关的国际安全标准。此外,IAEA注意到,按照东京电力公司目前的计划和评估,将处理水有控制地逐步排海对人和环境产生的放射性影响可以忽略不计。

需要注意的是,IAEA的独立监督不是在发完上述报告后就结束了,在排水之前、之中和之后都会参与监督。也就是说,福岛的废水排放计划不是日本或东电的一面之词,在日本本土有独立的NRA监管,在国际上还有IAEA的审核监督

5. 核废水排放会让海鲜不安全吗?

IAEA的国际监管确认福岛核废水排放符合国际安全标准,不会对人与环境造成显著影响。那么这个“不会有影响”是建立在什么数据之上呢?

首先,不同于一些报道渲染,福岛核电站不是把130万吨废水一次都排掉,东电的排放计划里每天废水排放量不超过500吨,全年不超过20万吨。整个排放目前估计是30年,会伴随整个核电站的清理下线过程。

其次,排放的计划里一年排放的废水,氚的放射性总量在22 TBq。氚也是核电站正常运作时会产生、排出的,排放方式包括液态与气态两种。参考世界上多地核电站每年排放的氚,福岛计划的22 Tbq根本不算什么。

全球部分核电站每年氚水排放量

中国大陆两座核电站福清与三门,2020年分别向台湾海峡与东海排放了52与20 TBq的液态氚。2020年的太平洋容得下中国两座核电站排放的72 tbq以及韩国向日本海排放的211 TBq,相信2023年的太平洋应该不至于缩小到害怕福岛每年增加的22 TBq

这样的排放量对周围环境能造成多大影响呢?

日本根据联合国原子辐射效应科学委员会设计的方法,测算现在福岛计划排放处理后的核废水,对日本本国每个人的影响不超过自然背景辐射的十万分之一(距离排放点最近的日本是受影响最大的地方)。作为对比,吃一根香蕉获得的辐射量约为每年自然背景的两万分之一,是福岛核废水排放对日本当地居民影响的五倍。这种影响,IAEA认为可以忽略,是科学合理的。

我们再来看很多人担心的海洋被污染,海鲜不安全问题。需要注意排放的核废水会先用海水稀释100倍,在低于WHO饮用水的氚含量标准后入海。对海洋的影响实际也是在可忽略不计的范围。根据模拟,废水排放时只有福岛排放点周围2公里以内海域的氚含量会超过海水背景1 Bq/L,而且会在1-10 Bq/L的范围内,远低于WHO饮用水标准。即便一些国家采用更严格的标准,如挪威,饮用水标准也是100 Bq/L。

综合这些信息,福岛“核废水”在排放时含“核”量已经很低,且对环境整体影响也不会在全球现有核电站的基础上有明显增加。甚至就是福岛周围海域,也不会因核废水排放带来显著的放射性污染,影响海鲜安全性更属于无稽之谈。

不过,很多人还是会被一些可以渲染核废水威胁的报道搞晕,觉得这些影响评估都是建立在氚的影响上。像一些人会强调这是核污水,不是核废水,里面有很多其它放射性物质。

其实前文也说过了,别的放射性物质经过ALPS已经移除到很少,不会有显著影响。我们最后还是来看一下IAEA组织的全球多个实验室对比检测ALPS处理水中放射性物质含量的结果。参与该对比检测的既有IAEA的实验室,也有瑞士的实验室,还有对废水排放同样极为关注的韩国实验室。

该结果在2023年5月30日公布,也在IAEA网站上公开,确认了东电的检测可靠,显示除氚超标外,ALPS处理过的废水,其余放射性元素含量都极低:除氚外(第一行的3H),其它放射性元素的量都很低,也远远低于排放标准(Regulatory limit)。

ALPS处理水中各种放射性元素含量

所以不仅福岛排放的核废水里的氚不足以对环境产生显著影响,其它放射性物质也早已被处理得远低于排放标准,无法“作威作福”。反倒是那些终日宣传核污水不是核废水的,多少只是攫取煽动民族情绪的流量红利,未必是真惦记百姓安危。

其实根据洋流规律,福岛附近的海水会先流经加拿大、美国,再环太平洋回到中国。而加拿大美国早已明确表态支持日本的核废水排海计划,即便是与日本关系长期敏感的韩国,在独立审核资料后也于2023年7月7日承认福岛排放计划符合国际标准,并尊重IAEA的评估结论。

难道这些国家都不懂放射性物质的危害?或是都对国民健康毫不在意吗?

作为日本的海洋邻国,中国有权利要求日本在核废水排放上做到公开透明,回应各界的关注与疑虑。中国媒体、自媒体也应该关注福岛废水排放,但应该是关注对人以及周围环境的影响,给公众带来真实可靠的信息,而不是通过夸张甚至是虚假的内容来贩卖焦虑,博取流量。