福島環(huán)境治理:現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

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福島環(huán)境治理:現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

【英國(guó)《國(guó)際核工程》網(wǎng)站2015年11月16日?qǐng)?bào)道】 日本福島第一核電廠2011年3月因強(qiáng)烈地震及其引發(fā)的大規(guī)模海嘯發(fā)生嚴(yán)重核事故。在喪失電力供應(yīng)之前，事故機(jī)組已實(shí)現(xiàn)緊急停堆，從而延后了堆芯熔毀的發(fā)生時(shí)間。在喪失電力供應(yīng)至堆芯熔毀期間，許多短壽命放射性核素（這些核素是事故初期輻射場(chǎng)的最大貢獻(xiàn)者）發(fā)生了大量衰變。更為重要的是，事故機(jī)組安全殼極為有效地限制了揮發(fā)性放射性核素的釋放，并確保毒性最強(qiáng)的錒系元素的釋放可忽略不計(jì)。由于大部分釋放物質(zhì)（80%）分散在海上而不是陸地上，放射性影響進(jìn)一步降低。

福島第一核電廠的放射性釋放是由特定事件（通風(fēng)、爆炸）造成的，所導(dǎo)致的放射性核素輸運(yùn)與放射性落下灰情況復(fù)雜，這取決于風(fēng)力強(qiáng)度和方向以及當(dāng)時(shí)是否下雨或下雪。落下灰的數(shù)量和特性還取決于發(fā)生的是“干性”還是“濕性”沉降及其隨后行為（取決于當(dāng)?shù)氐孛埠屯恋厥褂们闆r）。雖然在事故初期主要關(guān)注半衰期為8天的放射性碘，但事故已發(fā)生四年之后的現(xiàn)在，造成福島廠址外部污染的主要核素是半衰期為30年的銫-137以及放射性在迅速降低的半衰期為2.1年的銫-134。

理想情況下，當(dāng)發(fā)生涉及揮發(fā)性物質(zhì)釋放的重大事故時(shí)，可使用源項(xiàng)的堆棧測(cè)量結(jié)果和氣象數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)潛在的污染分布；然后基于地區(qū)輻射監(jiān)測(cè)結(jié)果加以細(xì)化。但是，福島第一核電廠的釋放情況沒(méi)有得到很好的細(xì)化，因?yàn)榇蟛糠直O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)在地震和海嘯中受損。伽瑪劑量的空中測(cè)量（盡可能通過(guò)逐點(diǎn)分析和車(chē)載測(cè)量校準(zhǔn)）在污染測(cè)繪中起到了至關(guān)重要的作用。在事故初期，使用數(shù)據(jù)以反向模式運(yùn)行落下灰模型“SPEEDI”，以量化釋放。

獲得的落下灰分布圖顯示，放射性最高的地區(qū)是福島第一核電廠西北部。這一分布圖最初用于指導(dǎo)疏散。但由于交通基礎(chǔ)設(shè)施損毀，當(dāng)時(shí)的疏散很困難。海嘯導(dǎo)致的大規(guī)模疏散使交通狀況進(jìn)一步復(fù)雜，其影響面積比放射性污染更大。

之后，污染分布圖又被用于規(guī)劃整治工作。在數(shù)千個(gè)位置使用人工方式測(cè)量了空氣劑量率。進(jìn)行土壤剖面取樣，用以建立對(duì)初始落下灰及其后續(xù)再分布的詳細(xì)3D認(rèn)識(shí)。大多數(shù)土壤剖面分析結(jié)果顯示，銫濃度隨深度增大而減?。簬缀跛袖C均集中在最上層5厘米之內(nèi)。

對(duì)于福島縣而言，植被是一個(gè)重要因素，因?yàn)樵摰貐^(qū)約70%的土地被森林覆蓋。落下灰捕獲程度取決于樹(shù)的大小和類(lèi)型（落葉型或常綠型）。樹(shù)葉、落葉層和土壤間的落下灰后續(xù)分布情況有顯著差別，這與時(shí)間、不同類(lèi)型的森林和不同的地形設(shè)定有關(guān)。

去污

從絕對(duì)數(shù)字來(lái)看，大部分疏散區(qū)的放射性銫污染水平較低，與1957年英國(guó)溫茨凱爾（Windscale）火災(zāi)或芬諾斯堪的亞（Fennoscandia）、英國(guó)和歐洲南部阿爾卑斯山脈因切爾諾貝利事故落下灰的污染水平相當(dāng)。在這兩起事故中，有一些對(duì)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)出食物的食用限制，但并沒(méi)有試圖進(jìn)行去污。而在福島，由于與土壤結(jié)合的放射性核素被清洗及其在更深層土壤中的再分布，放射性衰減速度快于僅因放射性衰變而導(dǎo)致的衰減速度。

日本進(jìn)行地區(qū)整治主要是出于社會(huì)與政治考慮，不過(guò)也同樣是因?yàn)檎J(rèn)識(shí)到輻射恐懼會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的健康影響，且日本能夠采取相應(yīng)措施。這樣做是為了使疏散人群能夠盡快回歸故里，并向他們提供下述保證：能夠恢復(fù)過(guò)去的生活方式，且不用擔(dān)心自己及子孫后代的健康。

日本原子能研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAEA）正與多家日本和國(guó)際組織與研究機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展整治研究。這項(xiàng)工作將分三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，原研在疏散區(qū)外污染程度較低的兩個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展技術(shù)測(cè)試工作，以便在一系列具有代表性的農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村環(huán)境中開(kāi)發(fā)和測(cè)試污染測(cè)量技術(shù)、去污技術(shù)和廢物處理技術(shù)。當(dāng)原研與工程公司聯(lián)合體簽署在更大范圍的環(huán)境（包括城市和工業(yè)區(qū)以及污染程度更高的地區(qū)）中開(kāi)展整治工作的合同時(shí)，這些工作形成了在更大規(guī)模測(cè)試相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)。此外還研究了新去污方法。

原研主要通過(guò)下述方式支持地區(qū)整治：加深對(duì)銫環(huán)境行為的認(rèn)識(shí)（這一項(xiàng)目被稱(chēng)為F-TRACE）；評(píng)價(jià)那些不能進(jìn)行簡(jiǎn)單去污的林區(qū)的管理；開(kāi)發(fā)天然自潔流程（即通過(guò)河流系統(tǒng)將放射性物質(zhì)輸送至海洋環(huán)境中）的量化模型；以及評(píng)估控制措施如何使環(huán)境影響最小化。

清理工作會(huì)產(chǎn)生大量被污染的土壤和植被廢物。必須采用安全且經(jīng)濟(jì)高效的方式對(duì)這些廢物進(jìn)行管理。將土壤再利用于土建是一個(gè)重要選項(xiàng)，前提是能夠滿足對(duì)有機(jī)物和黏土含量限值的要求?？梢詫?duì)有機(jī)物含量高的廢物以及其他可燃物質(zhì)進(jìn)行焚燒。但是需要一個(gè)明確的方案來(lái)指導(dǎo)焚燒產(chǎn)物的整備、包裝和貯存工作。

在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)簡(jiǎn)單包裝的廢物進(jìn)行臨時(shí)貯存是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因?yàn)橘A存庫(kù)很容易受到地震、臺(tái)風(fēng)、高溫及嚴(yán)寒的影響，而且廢物還可能沉淀和降解。較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，可以將廢物運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)附近污染程度較高地區(qū)的中間貯存設(shè)施貯存30年。目前還沒(méi)有做出有關(guān)最終處置的任何決定。

盡管已經(jīng)努力向公眾廣泛宣傳相關(guān)的環(huán)境整治工作，但顯然可以做的還有很多。人們對(duì)于森林、湖泊、沿海等整治工作受到限制的地區(qū)環(huán)境表示擔(dān)心。此處十分重要的是，應(yīng)將福島與下述兩類(lèi)地區(qū)進(jìn)行客觀比較：一類(lèi)是曾受到類(lèi)似污染的地區(qū)，例如英國(guó)湖區(qū)（Lake District）——非常受歡迎的旅游地，過(guò)去受到的污染幾乎被完全遺忘；另一類(lèi)是被認(rèn)為是健康度假勝地的高天然本底輻射地區(qū)，例如芬蘭——高海拔滑雪勝地。

雖然疏散人員正在返回已完成整治的地區(qū)，但福島第一核電廠附近污染最嚴(yán)重地區(qū)的清理仍需花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間并且可能需要使用新技術(shù)。必須長(zhǎng)期保持有效的技術(shù)交流并獲得多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的隱性知識(shí)，因此需要使用以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的知識(shí)管理工具。目前已有可以使用英語(yǔ)的交流平臺(tái)（即Cleanup Navi）可供使用，并且原研已在其技術(shù)報(bào)告和兩次國(guó)際研討會(huì)上匯總了相關(guān)信息。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

一個(gè)重要教訓(xùn)是：對(duì)于有大量人口和敏感設(shè)施暴露于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)之下的地區(qū)，完全基于過(guò)去經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)急預(yù)案是危險(xiǎn)的。災(zāi)害應(yīng)對(duì)預(yù)案應(yīng)更好地覆蓋低頻事件。

對(duì)于地區(qū)性放射性污染，應(yīng)急預(yù)案可以大幅減輕影響并幫助恢復(fù)。預(yù)案應(yīng)包括應(yīng)急小組培訓(xùn)、溝通渠道和材料的建立以及監(jiān)管基礎(chǔ)架構(gòu)的組建。

大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已有民防或?yàn)?zāi)害響應(yīng)系統(tǒng)，因此可能只需編制涉及范圍更廣泛的情景。福島的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴人們，對(duì)于難以想象的嚴(yán)重災(zāi)難，相對(duì)于事故發(fā)生原因，災(zāi)難應(yīng)對(duì)措施更應(yīng)受到關(guān)注，這一點(diǎn)十分重要。瑞士聯(lián)邦核安全檢查局（ENSI）的事故響應(yīng)就是一個(gè)很好的例子。

溝通是福島第一核電廠事故響應(yīng)中應(yīng)當(dāng)改善的關(guān)鍵問(wèn)題之一。每個(gè)層級(jí)都存在問(wèn)題——當(dāng)?shù)?、地區(qū)、國(guó)家和國(guó)際。公平地說(shuō)，過(guò)去沒(méi)有針對(duì)哪個(gè)同類(lèi)事故進(jìn)行過(guò)深入交流，這些事故也從未被媒體如此廣泛報(bào)道。必須認(rèn)識(shí)到，在很多情況下，對(duì)輻射的恐懼會(huì)比輻射本身造成更嚴(yán)重的健康影響，因此，減少這種恐懼應(yīng)當(dāng)成為任何災(zāi)難應(yīng)對(duì)預(yù)案的重要組成部分。同時(shí)，也要采取積極措施，打擊其他政治團(tuán)體蓄意“散播恐懼”的行為。

盡管日本政府迅速通過(guò)了去污法案，但清理活動(dòng)的實(shí)施仍面臨挑戰(zhàn)，特別是廢物的移動(dòng)、貯存和處置。2014年11月通過(guò)的法案規(guī)定處置場(chǎng)所應(yīng)設(shè)在福島縣外。這一武斷決定顯然是在社會(huì)壓力下做出的：如果監(jiān)管框架在事故前就已到位，那么它不僅有助于開(kāi)展清理工作，而且也會(huì)建立在一個(gè)更合理的技術(shù)基礎(chǔ)上。

福島工作表明，如果土地價(jià)值足夠高，大規(guī)模去污是可以具有成本效益的，盡管有關(guān)污染性質(zhì)和適用技術(shù)方面的日本國(guó)情不一定能在其他地區(qū)復(fù)制。

福島工作建立了一個(gè)有關(guān)銫環(huán)境行為的廣泛數(shù)據(jù)庫(kù)。盡管過(guò)去已對(duì)銫這種常見(jiàn)污染物開(kāi)展廣泛研究，但是，從山林到沿海海洋環(huán)境的綜合地區(qū)評(píng)估是獨(dú)一無(wú)二的，可能會(huì)對(duì)其他具有相似地理及氣候條件的國(guó)家有所幫助。

（趙 宏譯 伍浩松校）