深度：日本核废水将“辐射”全球，或将成为继新冠以来又一全球公共卫生危机?

导语：科学客观严肃看待这件事，日本排放核废水辐射安全原则吗？

日本孤注一掷倾倒核废水

4月13日，日本召开内阁会议，正式决定将向海洋中排放福岛第一核电站的核废水，引发邻近中国、韩国强烈担忧反应，诸多环保团体和渔业组织也发出强烈谴责，然而美国和联合国国际原子能机构（IAEA）却对此表示认可。而日本《朝日新闻》年初的一份民调显示，共有55%的民众反对福岛核废水排入海中。

IAEA官方推特截图

IAEA总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西（Rafael Mariano Grossi）对日本宣布已决定如何处置福岛第一核电站储存的处理水表示欢迎，他说，IAEA随时准备提供技术支持，以监督和审查该计划的安全性。和透明的实施。

格罗西还表示，日本政府所作出的决定是个里程碑，日本政府的决定与国际做法相符，尽管福岛核设施存水量之大，使其成为一个独特而复杂的案例。

IAEA的安全审查和其他技术支持基于其安全标准，这些标准构成了保护公众和环境免受电离辐射的有害影响的全球参考。IAEA认可的排放标准是指进入海洋后经由海流稀释、可以迅速降低至自然本底辐射强度的标准。其中关键过程是依靠海洋中巨量水的稀释（并且在排放前也需要经过约50倍的稀释）。深埋/地下灌注/蒸发也是曾经经过评估的方案，问题在于土基/岩基对于水的固定作用很差且处理总量有限；蒸发则有更多不确定性风险，并且这些方式的处理难度和资源消耗均很大，而当土壤吸附放射性物质后，处理起来更困难。

放射物质释放路径与富集，2013 UNSCEAR福岛电离辐射报告https://www.unscear.org/docs/reports/2013/15-0285_Report_2013_AnnexA_Ebook_web.pdf

日本媒体引述东京电力公司数据表示，截至今年三月，用于冷却核反应炉的辐射污水已达125万吨，2022年秋天将达到137万吨储存量极限。东电此前提出的处理方式是，排入海中或蒸发入大气，另外的方案则是添购更多储存槽，或将污水排入地底深处。日本经济产业省的核废水处理委员会也曾提出五个处理方案，包括海洋排放、水蒸气排放、基于电解的氢气排放、地下掩埋和注入地层。

今年2月，经过多方评估，日本政府发布报告，“排入海洋或大气是最现实的选择”，同时也被认为是最安全、最经济的方法。而如今日本政府决定，在两年后开始实施福岛核废水排入海中，计划分三十年进行。

2011年3月11日在日本福岛第一核电站发生的核事故，由日本东北地方太平洋近海地震和伴随而来的海啸所引发。这起事故在国际核事件分级表（INES）中被分类为最严重的7级（特大事故）。

2011年3月15日，在禁用冷却系统的情况下，热量不断积累，直到1、2和3号机组的核燃料融化。蒸汽和氢气积聚在单元1、3和4的较高楼层中并爆炸。 2号机组中的气体已排出，Science

福岛核电站爆炸后周边辐射水平，2013 UNSCEAR福岛电离辐射报告

2015年3月调查发现，堆芯内所有核燃料都已熔毁，估计会释放到大气中的538.1 (PBq) 放射性物质会进一步释放辐射。该数量大约是1986年切尔诺贝利核灾难释放的估计辐射的十分之一。由于盛行风，许多放射性物质掉入了太平洋。对受污染鱼类的担忧，几乎摧毁了该地区的捕捞业。该地区对海鲜的需求已逐渐恢复，但渔业官员担心倾倒受污染的水将重新引起公众对该地区海鲜的担忧。 

据日本广播协会网站（NHK）报道，福岛第一核电站内废水经由一套精密的过滤系统处理，目前送往水缸储存，过滤系统祛除水中含有的放射性物质，不过像氚等物质仍会残留。目前估计储存的水中不能去除的氚总活度1200TBq~1800TBq（换算成氚单质约3.5~5g克），平均为0.73MBq/L。

此前，德国的海洋科学研究机构的计算结果显示，从排放之日起，57天内，放射性物质就将扩散至太平洋的大半区域，3年后，美国和加拿大就将遭到核污染影响。而据韩媒报道，受洋流等因素影响，被污染的海水220天之后就会先抵达韩国济州岛，400天后则会到达韩国西海岸。而海洋环流和涡旋动力专家、中科院南海海洋研究所陈更新研究员则表示，根据海洋洋流的规律，核废水污染将最终蔓延到全球。

 反应堆生产氚的原理示意图，（⁶ Li 吸收中子反应产生氦和氚）和 加速器生产氚的原理示意图（³ He 吸收中子反应产生质子和氚），中国核情报中心 

氚是氢的一种放射性同位素，氚的原子量 3.016，分子量 6.032。氚衰变为 3 He 放出β射线和中微子（neutrino），衰变因子为 0.99984601/d，半衰期为 12.32 a，即每年的衰变率为 5.5%。

氢有三种同位素：氕 H，氘 D 和氚 T

氚是聚变反应堆不可缺少的燃料之一，氚水是压水堆核电站主要的放射性流出物，尽管在自然界中存在，却很稀少，难以从水中分离，全球稳态氚含量约7 kg。

在水文学中，存在于水中的一些天然存在的放射性同位素，如氚（3 H）、碳-14（14C）和惰性气体放射性同位素，常被用于估算地下水年龄。这些同位素随着时间衰减，其丰度也逐年减少。较高的值意味着水 “较年轻”，而较低的值意味着水“较年老”。 

除了核电站运行产生氚的排放物外，核试验也会向环境中释放大量的氚，主要存在形式是氚化水(HTO)，同时也有部分以有机氚(OBT)形式存在。其衰变放出的低能β粒子，能量很低(最大值为18.6 keV)，穿透性极弱，因此几乎不会产生外照射危害，但可以自由水氚和结合态氚的形式滞留于生物体内从而对生物体产生内照射，其危害较大。

一直以来，氚对人体的健康影响在学术界一直存在两种不同观点 ：一方面，氚属低毒核素组，到目前为止，有关氚的流行病学研究(包括受氚照射的职业人员、公众等)均未发现氚造成人体明显健康影响的证据，包括致癌影响、遗传影响等，较低水平的氚对人体的健康影 响常被认为可以忽略，一些国际组织和机构的饮用水控制甚至将氚浓度的指导水平设置在10000Bq／L的水平；另一方面，也有学者认为 国际放射防护委员会 (ICRP)推荐的氚 (特别是有机结合氚)的相对生物效应(RBE)长期以来被低估，其剂量估算模式和参数应作进一步的改进。

随着公众健康意识提高，欧洲各国已将饮用水中氚的指导水平设定在 100Bq／L的水平，而加拿大饮用水咨询委员会 (ODWAC)甚至提出应将饮用水中氚的控制值降至20Bq／L。

全球核电站氚排放量，2019

目前世界各地的核电站也经常将含有低量氚的水注入海洋，各国对氚的容许值并不相同，目前世界卫生组织对于饮用水的含氚上限标准为每公升1万Bq。东电表示，日本一般核电厂产生的含氚水排放入海时，标准值是每公升不超过6万Bq，而东电预计福岛核废水稀释至每公升含氚量1500Bq，是日本境内标准的1/40，为于世卫标准的1/7。

核废水泄漏对人体的伤害有多大？

大部分专家认为，这是一个很难回答的问题，因为暴露在放射性污染中所造成的健康问题可能在几十年后才会表现出来。

京都大学辐射生物学研究中心主任高田稔表示，放射性污水不会对健康构成即时威胁，除非一个人去靠近受损反应堆。然而，长远来看，他担心泄漏可能导致日本癌症发病率升高。更加令人担心的是海里的鱼类受到污染，通过食物链危害人类。

4月12日，《健康时报》援引中国地质大学海洋学院刘恩涛教授表示，总体来说，核污水排入大海是会对我们有影响的。人类处于食物链金字塔的顶端，海鲜等生物富集的放射性元素，会通过食物链的传递影响到人类。

德国汉诺威莱布尼兹大学放射学教授施泰因豪森（Georg Steinhauser）则认为，将冷却用水排入太平洋明显是最佳而且最安全的方式。施泰因豪森2013年曾经亲自走访福岛禁区采集样本，一年后成为福岛大学客座教授。

施泰因豪森认为，鉴于当地是地震高风险地区，增加储水槽并不是好办法。他对媒体表示："如果水槽漏水并渗入底下，少量的同位素氚（tritium）会在地下水层中扩散，而且不太会被稀释。我认为将冷却水导入海中是对环境和人类最好而且最安全的做法。这是包括国际原子能机构和许多人都建议的做法。"

此前东电也曾经提出过另一种方案，将含氚废水加热后使其蒸发入大气中，使水蒸气中的氚含量不超过每升5贝可。但许多研究人员以及东电都认为，蒸发法是较差的替代方案，因为释放入空气中的放射性氢更难控制，而且风可以将放射性云朵吹至远方。

施泰因豪森也认为，在一个长时间段中逐渐将核废水排入海中较为安全。"比起蒸发法，我个人更倾向排放入海。即使它在空气中的浓度很低，我也可能吸入这样的空气并且带到其他地方。即便这种方式无害，但还有更无害的方法，就是让它消失在海洋中。"

日本大分县立看护科学大学看护学部教授甲斐伦明专门研究放射线科学。法新社引述甲斐伦明教授说，稀释废水过程管控十分重要，但科学界早有共识，废水的核辐射浓度对人类健康影响“微乎其微”。但甲斐教授说：“不能说机会是零，这就是为何此举备受争议。”

帝国理工学院分子病理学主任教授杰拉尔丁·托马斯（Prof Geraldine Thomas）说，氚与碳-14两种放射物质均不会构成健康威胁，消费者更应担心的是汞这类化学污染物。

然而，国内外已有大量细胞水平的试验研究表明，氚可致生物体多种细胞 (如生殖细胞和淋巴细胞等)损伤和死亡，同时也可能导致染色体畸变。周湘艳等人开展的细胞离体实验亦明显观察到氚照射引起培养的中脑细胞调亡的现象。常见的毒性效应包括急性毒性 、基因毒性 、生殖毒性、慢性毒性和致癌性等。

需要说明的是，细胞试验与动物试验往往采用几万 Bq／ml的氚化水进行试验的，是正常环境中的氚浓度的10倍，对生物体的辐射剂量往往在Gy量级，约比公众每年受到天然本底氚的辐射剂量(联合国 原子辐射效应科学委员会UNSCEAR2000年报告中给出天然氚的对 全球公众造成的本底辐射剂量为10nSv／年 )高出10倍。因此，以正常环境中水平的氚浓度来看，将难以观察到这种辐射生物效应。 

中国广东核电集团苏州热工研究院黄彦君等发表综述文章指出，整体而言，从氚的流行病学数据来看，至今还没有氚对人体毒理学终点的文献记载，包括基因效应、生殖发育效应和免疫效应。从氚的环境水平来看，更难以发现氚可能对人体造成的健康影响。

去年8月20日，发表在《科学》（science）杂志上的一项研究表明，福岛核废水中除同位素氚之外，还含有多种放射性成分，核污染成分包括铯 (Cs-131、133、137)、锶(Sr90)及碘(I-131、135)等多种放射性元素。另外一种同位素碳14，很容易被海洋生物吸收，碳14在鱼体内的生理浓度可达到氚的5万倍，这些放射性物质对人类具有潜在的毒性。

不同的同位素释放量与和健康风险

氚是研究最多的放射性核素之一，尽管已有成百上千关于其生物效应和其他性质的研究，但氚的性质仍然容易让人误解，如因其衰变释放低能粒子而被视为“弱”核素, 因而认为氚的外照射无足轻重，对人体没有危害。实际上，在辐射生物学中所谓的 “ 弱” 粒子反而有更强的辐射生物效应。

2019年12月31日，东电报告的200多个储罐的放射性同位素浓度范围（按有效剂量(剂量系数)排列）

放射性同位素在生物系统中的浓缩程度不同

氚可以通过皮肤吸收，吸人污染的水蒸气和摄人污染的食物或水等途径进人人体。一旦进人后，氚很快被人体吸收和利用，结合到蛋白质，脂类和碳水化合物，尤其是像DNA这样的核蛋白质上的氮被称为有机结合氛。多项研究显示，受氚或其他类型辐射的人群中儿童白血病和先天畸形的病例增多。核电厂附近的空气，水和食物中含有高浓度的氚 , 因此会对周围的居民造成辐射, 并可能引发癌症或白血病。

国际环保团体及相关机构对福岛核废水存有的放射性物质也倍感担忧。环保团体绿色和平组织表示，核废水中的放射性物质，如碳-14，会残留在水中，容易污染食物链，长年积存过量的放射性物质将会损害水产品的DNA。特别是水生环境中，能够在水生生物体内产生生物富集作用，最终影响人体健康。

生物富集作用（汞）

路透社曾报道，日本福岛高辐射水平对健康构成危害的一些事实：日本内阁官房长官枝野幸男（Yukio Edano）曾表示，东北部受灾工厂附近的辐射水平高达每小时400毫希沃特（mSv）。这个数字将是某些核工业雇员和铀矿开采者每年暴露量的20倍。

希沃特的英文为Sievert，得名于瑞典生物物理学家、辐射防护专家罗尔夫·马克西米利安·希沃特（Rolf Maximilian Sievert）。于1985年取代之前表示辐射生物当量单位的“雷姆”(rem)。[1 Sv = 1000 mSv = 1000000μSv = 10000 erg/g = 100 rem（1希沃特 = 100 雷姆）]

l 人们每年会受到2-3 mSv的自然辐射的照射。

l 在CT扫描中，被研究的器官通常在成人中接受的辐射剂量为15 mSv，在新生儿中接受的辐射剂量为30 mSv。

l 典型的胸部X射线涉及约0.02 mSv的暴露，而牙科X射线可能为0.01 mSv。

l 每年暴露于100 mSv是最低的水平，在此水平以上则明显可以明显看出癌症风险的增加，累积的1000 mSv可能会导致致命的癌症。

l 有记录的证据表明，两次或三次CT扫描累积的90 mSv剂量会增加患癌的风险。证据对于成年人而言是合理的，对儿童而言是非常令人信服的。

l 大量辐射或急性辐射会破坏中枢神经系统，红细胞和白细胞，从而损害免疫系统，使受害者无法抵抗感染。

例如，单次一希沃特（1,000 mSv）剂量会引起放射病，例如恶心，呕吐，出血，但不会导致死亡。单剂5西弗特会在一个月内死亡。香港大学化学病理学家林静婉称，目前情况极不可能发生像在切尔诺贝利核电站和日本核电站工人遭受的那样强烈的急性辐射。

值得注意的是，美国的双标这一次又显露的淋漓尽致，美国国务院口口声声说支持日本倾倒核污水决定。

美国FDA网站截图

然而，事实上美国FDA其实早在3月4日就出发99-33对来自日本的相关产品进口警示，即由于“放射性核素污染”警示称，相关部门有权不经检查扣留日本产品。美国FDA强调：“由于与辐射和核污染有关的公共卫生问题，FDA已加强来自日本管制产品的监视。”

辐射安全原则是ALARA（尽可能合理地降低），通过使用所有合理的方法来最大程度地减少放射性物质的剂量和释放的原则。原则上，如果可以避免或没有益处，则不应接受任何剂量。

国际辐射防护监管机构达成协议认为，任何辐射暴露都可能构成健康风险。这种风险随着暴露以线性，无阈值的方式而增加。因此，较低的辐射水平具有较低的风险。健康风险包括增加的癌症发生率。

由于假设任何辐射暴露都可能造成健康风险，因此将辐射剂量保持在合理可达到的最低水平（称为ALARA）是有道理的。高剂量和高剂量率的作用是众所周知的。但是，公共卫生核辐射研究尚未确定低剂量和低剂量率（低于10,000 m rem）的健康风险。

我们认为如果日本核废水“辐射”全球，生物富集“核素”势必产生健康影响，基于日本东电有隐瞒放射性物质数据前科，国际社会应当要求日本政府公开真实数据，担当起核安全国家责任。

另一方面，我们应科学态度来看待这件事，以避免无端的核恐慌与谣言，不要重演“盐慌”之类事件。梅斯医学将持续关注日本核废水进展。

 参考资料：

[1]黄彦君,陶云良,上官志洪.氚对公众的健康影响及风险评估[J].中华放射医学与防护杂志,2012,32(4):431-435.

[2]张蒙,崔凤梅,涂彧,刘玉龙.氚水的环境排放及生物学效应研究进展[J].中国辐射卫生,2018,27(4):302-305.

[3]https://www.unscear.org/docs/reports/2013/15-0285_Report_2013_AnnexA_Ebook_web.pdf

[4]张蒙,崔凤梅,涂彧,刘玉龙.氚水的环境排放及生物学效应研究进展[J].中国辐射卫生,2018,27(4):302-305.

[5]http://www.xinhuanet.com/multimediapro/2021-04/13/c_1211108974.htm

[6]https://www.nrc.gov/about-nrc/radiation/around-us/calculator.html

[7]https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/tritium-radiation-fs.html

[8]https://www.iaea.org/a-decade-of-progress-after-fukushima-daiichi/ten-years-after-the-fukushima-daiichi-accident-stronger-nuclear-safety-globally