真相放大鏡：如何才能安全地處理核污水廢水

饅頭老妖，南京大學(xué)化學(xué)博士、西華大學(xué)生物工程學(xué)院講師?！兑曈X之旅：化學(xué)世界的分子奧秘（彩色典藏版）》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學(xué)普及著作獎獲得者（譯著類），撰寫過大量科普文章，熱衷于寫偵探小說。

近期，日本一則新聞?wù)痼@世界：東京電力公司運(yùn)營的福島核電站，在2011年發(fā)生核事故后產(chǎn)生的核污染廢水已經(jīng)多到無法儲存，計(jì)劃往大海里排放。日本表示，這一百二十多萬噸核廢水，經(jīng)過充分稀釋后，完全符合該國的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，不會對周邊環(huán)境造成危害。但事實(shí)真如日本所說的那樣嗎？

核污染廢水有多可怕？

要回答核廢水能不能倒進(jìn)大海這個問題，首先得說說它們的由來。

2011年，日本遭遇“3·11”大地震，福島核電站的兩個機(jī)組淹沒在海嘯卷起的滔天巨浪之中，隨后又因?yàn)闁|京電力公司一系列錯誤的操作，導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)的溫度不斷升高，反應(yīng)堆發(fā)生爆炸、堆芯熔化，情況一度非常危急。為了避免造成更嚴(yán)重的后果，東京電力公司只好將海水源源不斷地泵入反應(yīng)堆的安全殼內(nèi)，以此降低反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量。而這些海水流過已經(jīng)破損的堆芯時，直接接觸了核材料，沾染上各種放射性核素，成為核廢水。再加上長年累月滲入的雨水、地下水等自然水體，核廢水的總量變得相當(dāng)驚人。

這些核廢水的組成非常復(fù)雜，至少含有鍶90、銫134、鈷60、碘129和氚等放射性核素，輻射強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過安全標(biāo)準(zhǔn)。然而，日本方面采取的辦法是通過多核素處理系統(tǒng)（ALPS），用過濾、吸附、反滲等手段，把絕大部分鍶、銫、鈷等核素去掉，以降低其輻射強(qiáng)度。

然而，氚——也就是含有3個中子的氫核素（3H，常簡寫為T），是氫的一種同位素，它和氧結(jié)合之后形成的超重水（T2O），化學(xué)、物理性質(zhì)都與普通水高度相似，用上述手段幾乎無法去除。按照東京電力公司的說法，處理之后，氚的活度（可以近似地理解為濃度）依然高達(dá)73萬Bq/L，是飲用水中允許的氚含量的7000多倍（歐盟標(biāo)準(zhǔn)為100 Bq/L），即便與日本本國的排放標(biāo)準(zhǔn)相比，也超標(biāo)了486倍。

同時，氚具有強(qiáng)烈的放射性，一旦通過飲食進(jìn)入人體，便會對人體臟器造成內(nèi)輻射傷害，嚴(yán)重?fù)p傷人體健康。更糟糕的是，氚的半衰期大約為12.4年——也就是說，如果一個人體內(nèi)含有氚，并且他又幸運(yùn)地活了12年，他的體內(nèi)仍有一半的氚沒有衰變排出。輻射仍在侵蝕他的身體，他的生活質(zhì)量仍將會受到嚴(yán)重影響。

該如何處理核廢水？

那么，科技發(fā)展到今天，對于這些核廢水，該如何處理呢？

化學(xué)反應(yīng)證實(shí)，我們永遠(yuǎn)不可能將一種原子轉(zhuǎn)化為另一種原子，因此，放射性核素是無法用化學(xué)反應(yīng)消滅的。如果采用核物理的方法，比如，用高速的粒子去轟擊原子核，確實(shí)可以將其改變?yōu)榱硪环N原子，從而減少放射性，但操作成本高出天際：轟擊一次微克大小的靶子的耗電量，相當(dāng)于一個小鎮(zhèn)居民一個月的電能消耗，而要把百萬噸級的核廢水作為靶子，恐怕得用太陽幾分之一的能量才行。也就是說，不可能如此大規(guī)模使用該方法，想要從根本上消除核廢水中放射性核素的影響，目前人類的科技還無法實(shí)現(xiàn)。

既然“消滅”不了，那就只有想辦法“隔離”。氚的半衰期大約是12.4年，也就是說如果再將其放置二三十年，基本能完成衰變，對環(huán)境的危害大大降低。因此，妥善、長期保存這些核廢水，就是一個看拙實(shí)巧的辦法。但要實(shí)現(xiàn)此隔離法，確實(shí)也有一定的技術(shù)挑戰(zhàn)。

首先，保存核廢水需要很大的容器，而這些容器需要長期占用土地。更何況容器的保護(hù)力畢竟有限，如果遇到地震、颶風(fēng)等災(zāi)害，造成容器破裂，核廢水大量外泄，又會造成二次污染。

更穩(wěn)妥的方法，是將這些放射性核素固化，比如，將其和水泥、石子攪拌，制成混凝土，再澆注成水泥板、水泥塊，包裹上防水材料之后深埋入土，就能把核素牢固地封鎖在其中，也不會污染地下水。哪怕遇到地震，最多就是把水泥構(gòu)件震裂、震斷，對周邊環(huán)境造成的污染非常有限。1986年，切爾諾貝利核電站同樣發(fā)生了和福島核電站同級的核事故，當(dāng)時蘇聯(lián)采用了一個巨大的水泥外殼將反應(yīng)堆徹底罩住，把放射性粉塵封閉在其中，至今沒有發(fā)現(xiàn)新的擴(kuò)散。

不過，此方法也有一個最大的缺點(diǎn)：貴。要把一百多萬噸核廢水全部做成水泥構(gòu)件，需要的水泥、石子和鋼筋量難以計(jì)數(shù)，并且在攪拌、澆注水泥的過程中，氚的放射性依然存在，這對工作人員的防護(hù)措施提出了極高的要求。

別讓環(huán)境問題雪上加霜

用固化核素的方法來處理核廢水是比較行之有效的方法，但東京電力公司選擇了最便宜的方案：將核廢水稀釋后，直接排進(jìn)大海。

然而，在此之前，人類從沒有真正地處理過這種高濃度的核廢水，也就無法預(yù)測，一旦它排入大海，究竟會以多快的速度擴(kuò)散，以及擴(kuò)散后對海洋生態(tài)系統(tǒng)、對周邊國家?guī)砟男┪：Α?/p>

海洋是一個極度復(fù)雜而敏感的生態(tài)系統(tǒng)，尤其是處于食物鏈底端的浮游生物，在受到核素影響后，極有可能將其傳導(dǎo)到上一級生物，再由上一級生物繼續(xù)往頂端生物鏈傳播，最終破壞整個地球生態(tài)。

如今，我們的地球仍然面臨著諸多環(huán)境問題，而核廢水排入大海，無疑會令本就嚴(yán)峻的環(huán)境問題雪上加霜。按照“使用者付費(fèi)，污染者治理”的邏輯，誰制造了污染，誰就有義務(wù)去清理污染，且不得妨礙他人的合法權(quán)益。即便處理需要支出巨額成本，將這些核廢水妥善處理，也是東京電力公司及福島核電站應(yīng)盡的義務(wù)。