多功能陰離子聚丙烯酰胺HPAM生產廠家140萬噸福島核污水排海的危害

　　多功能陰離子聚丙烯酰胺HPAM廠家140萬噸福島核污水排海的危害。140萬噸福島核污水，除了排入大海還有別的更好辦法嗎?

　　這一決定意味著東京電力公司將獲準在兩年內啟動核污水的排放工作。這些仍具有放射性的污水是十年前福島核泄漏事故之后用來冷卻融毀受損的反應堆而不斷產生的。

　　此舉引發(fā)了很多人的恐慌——這樣做安全嗎?

　　其實，核能作為一種高效清潔的能源，在人們生活中占據了一席重要的地位。所有規(guī)模化應用的核電站，全都是通過重核裂變的鏈式反應來提供能量的，其中壓水反應堆核電站占了核電站的六成以上，發(fā)電原理非常簡單：依靠核反應釋放大量的能量，將核能轉變成水的熱能，再通過二回路的水變成飽和水蒸氣，水蒸氣通過汽輪機將熱能轉變成機械能，最后機械能帶動發(fā)電機，將電力傳送到千家萬戶。整個過程可以說是安全無害的。

　　然而，福島核電站受地震影響攢下了上百萬噸“核污水”，固然有天災的成分，東京電力公司的處置失誤也是不能抵賴的。

　　不少人有疑問，核反應堆中的核廢料用完最后到哪里去了呢?會影響人們的安全嗎?核廢料除了排入大海，還有其他處理方式嗎?這么多的福島核污水，是怎樣形成的呢?日本為什么執(zhí)意要往大海里排?如此多的核污水如果真被倒進太平洋，海鮮還能吃嗎?

　　來源 / 果殼、科學大院、科羅萬象、第一財經周刊、澎湃新聞

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　　為什么要處理核廢料?

　　● 高輻射

　　核廢料的主要成分是鈾238和釷232，包括反應中未燒完和生成的易裂變元素，钚239和镎、镅、鋦等超鈾元素，人體接觸這些放射性元素超過正常的輻射劑量，電離輻射將會破壞人體細胞中DNA的雙螺旋結構，使堿基丟失損壞。

　　一座100萬千瓦的核電站一年可以產生幾十噸放射性廢料，加工處理后產生4立方米高輻射核廢料、20立方米中輻射核廢料、140 立方米低輻射核廢料及200立方米非輻射性廢料。

　　如果接受輻射劑量不大，那么細胞自身具有修復機制;但如果輻射量非常大，將會直接使蛋白質變性，染色體畸變，甚至使DNA復制所需要的解旋酶和聚合酶變性，那么正常的體細胞將無法復制，細胞只會老化而無法新生，皮膚將會產生不可逆轉的潰爛，所以接受大劑量輻射的人都需要截肢，可謂是相當可怕了。

　　此外，核廢料的危害和其他放射性物質危害是類似的，首先是放射性核素，這些放射性核素如果泄漏，會進入空氣、水源，或者吸附在生物表面，最終有可能通過飲食或呼吸進入人體，引起各類放射性疾病，造成人壽命的縮短。

　　● 高浪費

　　從燃料利用率方面來看，目前的裂變堆主要利用天然鈾中僅占0.7%的U-235作為燃料，而占絕大多數的U-238卻無法有效利用，綜合鈾資源的利用率還不到1%。據世界能源組織估計，按目前反應堆對核燃料的消耗速度，鈾在地球上的儲量大約只夠使用200年。

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　　全球有哪些處理核廢料的方法?

　　過去幾十年，如何處理核廢料一直是核工業(yè)面臨的一個懸而未解的難題。例如美國就已經在該問題上進行了長達20年的研究，并耗費了上百億美元的支出。美國在1987年首次提出了在內華達州山脈中的深層地址結構中存放核廢料的計劃，但時至今日，該計劃的實施仍然沒有任何的進展。

　　對于有"萬年惡靈"之稱的高放射性核廢料，學界認為最為妥當的處置方法是地質深埋，但因其建造要求特殊、技術復雜，截至目前，在國際上并無一座成型的永久性放廢庫。

　　以下為全球處理核廢料的幾種方法：

　　● 地質掩埋

　　化學反應無法縮減核廢料的放射周期，因此中高放射性核廢料的處理以地質掩埋為主，為了降低放射性核廢料隨地下水擴散。核廢料首先會混入玻璃材料，然后裝入可屏蔽輻射的圓柱形金屬桶中，轉為一種長期穩(wěn)定并且不會降解的固體，這樣就不會因為降解時產生熱量而將金屬桶脹破導致核泄漏。

　　核廢料的外筒需要用油漆刷成醒目的黃色，標注上警示語，目的是為了告訴在幾萬年以后的人類，遠離這些物品，然后再掩埋到地底500米到1000米的深度。這種方法適用于國土面積較大的國家，也是目前最安全的方法。

　　這些中高放射性的核廢料處理原則就是要保證10萬年安然無恙，等到10萬年以后，核廢料中的放射性元素都已經衰變成不具有放射性的物質，或者是放射性非常低的物質，就可以保證安全。

　　● 沉入4000米以下的深海底部

　　對于一些低放射性的核廢料，部分國家選擇將它們永久沉入4000米以下的深海底部，海床底部的土質厚實容易吸收放射性物質，制作方法當然也和中高放射性核廢料的方法一樣，都是采用罐裝的形式。原則上是至少檢測300年的時間，下圖中的紅點就是國際指定的核廢料海洋投放點。

　　● 送入太空

　　“土葬”和“海葬”是最主要的兩種核廢料處理方式。除了這兩種方式，有科學家提出將中高放射性核廢料運往月球，將月球作為安置點或者將核廢料送入太陽中，這樣就不會對人類造成威脅。

　　但有一個問題，火箭如果發(fā)射失敗爆炸了，至少上億人將受到牽連，這個方法顯然行不通。

　　● 冰凍處理

        另一種提議是利用冰凍法將核廢料封鎖在熔點較高的金屬容器內部，再將金屬容器放置在兩極，由于核廢料會釋放大量的熱量，冰面會逐漸融化，裝有核廢料的容器便會沉入冰底，由于氣溫原因，冰面又會重新凍結，這樣核廢料就會一直被封鎖在冰底，與世隔絕。但考慮到冰川移動的問題，核廢料可能會飄離兩極，還是有很大的風險。

　　● 蓋茨的新解法：用核廢料發(fā)電

　　在2010年的TED大會上，蓋茨宣布，他的工作重心已經轉移到了能源和環(huán)境領域，而且他還有一個瘋狂的想法：利用核廢料發(fā)電。

　　其實，整個項目是通過一家名叫TerraPower的創(chuàng)業(yè)公司實現的。該公司的創(chuàng)始人是蓋茨在微軟的同事，前CTO Nathan Myhrvold。這家小型創(chuàng)業(yè)公司的員工由數十名工程師、物理學家和核研究方面的專家組成。

　　在當時的能源研究領域，這幾乎被當做是天方夜譚。但蓋茨在2014年年末再次談及這一項目，并向全世界證明他當時并不是信口開河：該項目正在籌備中，一旦建成，發(fā)電量可供美國使用800年。

　　2020年5月，TerraPower還獲得了美國能源部的資助。美國能源部宣布先進反應爐示范計劃(Advanced Reactor Demonstration Program，ARDP)希望推動小型模塊化核電廠的發(fā)展，于2020年10月中宣布選擇兩個研發(fā)團隊，分別為TerraPower、X-energy，各補貼8,000萬美元，總共注資1.6億美元，希望推進第四代核能的發(fā)展。

　　盡管有蓋茨保證，但至今為止，TerraPower的研究成果仍然遭遇著業(yè)內及包括《紐約時報》在內的媒體的廣泛質疑。《紐約時報》甚至有些戲謔地調侃TerraPower正在進行一項“永無止境”的項目。

　　但TerraPower目前已從理論上找到了實現核廢料發(fā)電的答案：

　　在一般的核反應過程中，鈾235的使用量在3%至5%之間，而在燃燒濃縮的進程中，鈾238作為一種純的核廢料會相應產生。它在反應堆中的一部分會逐漸轉化為钚，用以作為輔助燃料。但由于用量不大，絕大多數的钚不會被燃燒，最終成為廢料。

　　為了避免钚被剩下，TerraPower設計了一種新型反應堆：鈾238的使用比例幾乎被提升到100%，僅使用極少量的鈾235，這樣就可以將更多的鈾238轉化為钚，然后作為燃料使用。根據TerraPower的說法，這種方式可以被抽象地理解為“引燃一根木炭僅需要比以往少得多的打火機油”。

　　使用核廢料發(fā)電的最大好處便是減少全球范圍的碳排放。這也是蓋茨施行這個項目的初衷，他在2010年時曾提出，要到2050年實現全球碳的零排放。盡管風能、太陽能等新能源的使用同樣可以在一定程度上使碳排放問題得到減緩，但從持久性、規(guī)模性和穩(wěn)定程度等方面看來，核廢料可能是更為可靠的新能源。

　　“氣候變壞意味著貧困地區(qū)的人們將會多年遭受農作物生長問題的困擾，因為沒有足夠的降雨量，而氣溫又在持續(xù)上升。”蓋茨曾在2010年的TED大會上說。他相信解決能源問題，是改善氣候、環(huán)境，甚至貧窮的極其重要的手段。

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　　福島核電站怎么就攢下了上百萬噸“核污水”?

　　除了核廢料之外，正常運行的核電站，也在向海洋中持續(xù)排放“核污水”，這種“核污水”的正式名稱叫做“液態(tài)流出物”，不僅有濃度要求，還有總量要求。

　　放射性水平多高的水才稱為核污水呢?并沒有一個確切的標準，但對于核電廠排放的放射性流出物，有相應的要求，例如GB6249《核動力廠環(huán)境輻射防護規(guī)定》給出了3000MW熱功率核電廠的液態(tài)流出物控制值：濱海廠址除氚和碳14外，放射性核素濃度不超過1000 Bq/L，內陸廠址為100 Bq/L，并保證下游1公里處受納水體總β放射性不超過1 Bq/L，氚濃度不超過100 Bq/L。

　　但2011年的“3·11”事故中，海嘯使大量海水涌進了福島核電廠，而為了應對事故，技術人員向已經損壞的堆芯注入海水和淡水用于冷卻，這些水都沾染了放射性，主要包括氚、銫134、銫137、碘129、鍶90、鈷60等。而情況逐漸穩(wěn)定后，地下水和地表降水又持續(xù)進入廠區(qū)，遭受污染而成為核污水。

　　震后的福島核電站鳥瞰 |

　　在2014年，污水增加速度達到每天540噸，在有關管理機構采取了建設地下水旁流系統、防滲墻、地表硬化層等措施，并在先進液體處理系統建成后改用凈化水冷卻堆芯后，污水增加速度目前已降低至每天140噸，并有望在2025年降至每天100噸。

　　福島核污水的來源示意圖|

　　隨著污水量的持續(xù)增加，東電在廠區(qū)建立了1044個污水儲罐(截止2020年9月)，儲存污水量高達123萬立方米。但污水儲罐的建設于2020年底結束，總儲水能力最高將達到137萬立方米。

　　福島污水儲存罐

　　顯然，剩余空間不多了，如果不排放，到2022年污水將會灌滿所有儲罐。這些接觸過泄漏的堆芯放射性物質的污水，如果不加處理，放射性是非常高的。

　　因此東電建設了ALPS先進液體處理系統，采用吸附、脫鹽等工藝，去掉除了氚以外的放射性核素，如銫137、鍶90等。后來，為了要排放，又建立了二次凈化處理系統，根據東電提供的數據，在經過兩次凈化后，銫137濃度降至0.185 Bq/L，鍶90濃度降至0.0357 Bq/L。但對于氚，目前沒有太好的辦法，處理后的氚濃度仍高達730000 Bq/L。

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　　核污水除了排入大海，還有哪些處理方案?

　　既然裝污水的儲罐就要爆滿了，120多萬噸的所謂“處理水”總要有個去處，說到底就是要排放，只是往哪里排放的問題。

　　東電曾提出五種處理方案：增加儲罐及容量、在其它地方設置儲罐、固化后進入地下、處理后排入大海、以水蒸汽形式排入大氣。后來，解決方案集中到兩個：排入大海和排入大氣。

　　福島廠區(qū)的儲存能力已近極限，再增加儲罐難度太大，而若要在異地新建儲罐，估計不會有哪個地方會接納這種燙手山芋。至于埋入地下，且不論成本如何，也很難保證不泄漏。而剩下的向大海或大氣排放的方案，無論哪一種，都在挑戰(zhàn)著公眾的神經。

　　福島污水排入大海的流程|

　　排入大海的方案顯示，所有污水都會經過兩次處理，參考前面所列數據，除了氚以外的放射性核素濃度將基本被去除，比較容易到達排放標準。而將其與大量未污染的水混合稀釋后，可將氚濃度降到1500 Bq/L，然后用大約30年的時間排放完畢。

　　根據這些數據，我們可以做出簡略計算，如果核污水保持每天100噸的增量，并按照氚含量730000 Bq/L，同時忽略氚的衰變的話，每年排放的氚總量是5.66×10^13 Bq，低于GB6249中的年排放量控制值7.5×10^13 Bq。實際上氚的半衰期是12.3年，會不斷衰變，所以實際的氚排放量會更低一些。

　　而在排入大海之后，由于海水的量特別巨大，放射性核素會被很快稀釋，根據東電的計算機模擬，在氚的年排放量達到10×10^13 Bq時，福島周邊除了長約30公里的近岸海域(離岸2公里內)外，其它區(qū)域的氚濃度仍低于1 Bq/L。

　　污水排放后附近海域氚濃度模擬結果|

　　而向大氣排放的方案也大同小異，只是會將處理后的水加熱蒸發(fā)，使水蒸氣中的氚不超過5 Bq/L，然后排出，隨風飄散。

　　顯然，排大氣并不如排大海方便，而且有一種讓人直接呼吸放射性空氣的恐懼感。因此，東電主推的就是排大海方案。要說日本人的公關能力還是很一流的，在幾年之前就在不斷透出要將污水排海的風，不停地試探公眾的接受程度，雖然每年都會招罵，但狼來了的次數一多，慢慢地人們就習慣了。

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　　福島核污水的排放對健康有影響嗎?

　　百萬噸核污水在經過處理后，排入太平洋已經不可避免。老百姓關心的，是它會不會對自己的健康造成影響，下面咱們就來分析一下。

　　福島核污水的排放會導致大量放射性物質進入海洋，大家的恐慌是可以理解的。

　　實際上，由于海洋實在太大，海水的量實在太多，稀釋能力強，福島事故導致的海洋放射性升高幅度有限，尤其是由于洋流方向的原因，對于我國的影響有限，目前在海產品中檢出了微量的銫134等特征核素。(注意是理論上影響有限，理論的前提是東電公司沒有撒謊，但東電公司一貫都有撒謊和造假的傳統，其次影響有限也并不代表沒有影響)

　　當然，這些核污水對福島周邊海域的影響還是比較大的。不過需要指出的是，其實海水正常情況下的放射性活度就超過10 Bq/L，因此福島核污水即使總量超過百萬噸，如果能按照計劃有序地排放，對周邊國家的影響是有限的。(注意理論上有限，影響有限不代表沒有影響)

　　至于難以清除的氚，的確很讓人頭疼。氚進入人體后，有一部分會進入組織，并滯留比較長的時間，但氚的放射性對人體到底會有多大傷害，目前并沒有定論，更沒有一個統一的限值標準。

 

　　然而，

　　上述結論的推斷前提是東京電力公司沒有撒謊，污水確實處理合格，并按照既定標準來排放;

　　鑒于東電之前有瞞報虛報事故嚴重性的前科，并且40年如一日的檢測和運營造假!

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　　請看我國外交部對于此事的回復：

　　今天(14日)下午，在外交部舉行的例行記者會上，有記者就日本政府決定以海洋排放方式處置福島核電站事故核廢水所引發(fā)的國際反應向發(fā)言人趙立堅提問。

　　趙立堅回應稱，日本媒體稱，日方排海工作預計兩年后開始，將持續(xù)30年，擬排放核廢水超過100萬噸，排放數量之大，持續(xù)時間之長、涉及地域之廣、風險等級之高前所未有。這里我想提出三個問題，希望日方回答。

　　第一，日方真的聽到了國內外的質疑和擔憂嗎?日本執(zhí)政黨一些議員表示，核廢水應長期儲存而非一排了之，現在做決定欠缺考慮。日本漁業(yè)協會發(fā)表抗議聲明稱，政府決定將給日本漁業(yè)帶來沉重打擊，絕對無法接受。

　　昨天日本東京福島等多地發(fā)生抗議游行，當地民眾打出“海洋在哭泣，魚類在哭泣，地球在哭泣”等標語。除了中國、韓國、俄羅斯、歐盟以外，311個環(huán)保團體向日方表示堅決反對。綠色和平組織、日本辦公室氣候與能源項目主任稱，盡管日本有技術、有條件建造更多儲存罐，卻選擇把核廢水傾入太平洋。日方決定無視生態(tài)環(huán)境，完全是不正義的。

　　第二，日方此舉真的符合國際法嗎?日方決定將開創(chuàng)嚴重核事故處理后廢水向海洋排放的先例。日本是《聯合國海洋法公約》締約國，應當知道公約有關規(guī)定。根據公約，各國應采取一切必要措施，確保在其管轄或控制范圍內的事件或活動所造成的污染，不致擴大到行使主權權利的區(qū)域之外。但由于洋流、量級、洄游魚類等因素，日本核廢水排海將不可避免地造成跨境影響。根據《聯合國海洋法公約》《及早通報核事故公約》《核安全公約》等，日本還需承擔通知并充分協商環(huán)評監(jiān)測、采取預防措施確保危險最小化、保障信息透明等國際義務，日方承擔這些義務了嗎?

　　有人說，日方作出決定征得了美方的許可;我要強調的是，美國的許可不等于國際社會的許可，美國居然還對日方表示了感謝。既然美方重視環(huán)境問題，就應該切實負起責任，從維護海洋環(huán)境和人類健康安全出發(fā)，敦促日方以誠實、科學、負責任的態(tài)度，慎重對待福島核電站事故核廢水處置問題，而不是不分是非，不講原則，采取雙重標準。

　　第三，日方擬排放的核廢水真的符合國際標準嗎?國際原子能機構專家組評估報告明確指出，福島核電站現有經過處理的含氚廢水中仍含有其他放射性核素。據東京電力公司統計，核廢水中共含有62種放射性核素。2018年8月，環(huán)保人士經過分析東京電力公司發(fā)布的數據發(fā)現，處理后的核廢水遠遠不止殘留氚。其中，2017年度的核廢水中有60次碘129嚴重超標，核廢水中還存在鍶90嚴重超標的問題。

　　據媒體報道，加拿大已經在其西海岸的三文魚身上檢測到銫134放射性元素。在美國夏威夷海域，放射物含量的水平已經達到先前的兩倍。有關跡象都表明，日本福島核污染可能已經擴散到北美地區(qū)。

　　趙立堅強調：“海洋不是日本的垃圾桶，太平洋也不是日本的下水道!日方處理核廢水，不應讓全世界買單。”至于你提到的日本個別官員稱這些水喝了也沒事，請他喝了再說。日本水俁病殷鑒不遠，當地受害民眾的傷痛還未撫平。日方不應忘卻歷史悲劇，更不應揣著明白裝糊涂。

　　我們強烈敦促日方認清自身責任，秉持科學態(tài)度，履行國際義務，對國際社會、周邊國家以及本國國民的嚴重關切作出應有回應。日方應重新審視福島核電站核廢水處置問題，在同各利益攸關國家和國際原子能機構充分協商并達成一致之前，不得擅自啟動排海。中方保留進一步作出反應的權利。