真相放大镜：如何才能安全地处理核污水废水

馒头老妖，南京大学化学博士、西华大学生物工程学院讲师。《视觉之旅：化学世界的分子奥秘（彩色典藏版）》《地球简史》等图书译者、吴大猷科学普及著作奖获得者（译著类），撰写过大量科普文章，熱衷于写侦探小说。

近期，日本一则新闻震惊世界：东京电力公司运营的福岛核电站，在2011年发生核事故后产生的核污染废水已经多到无法储存，计划往大海里排放。日本表示，这一百二十多万吨核废水，经过充分稀释后，完全符合该国的排放标准，因此，不会对周边环境造成危害。但事实真如日本所说的那样吗？

核污染废水有多可怕？

要回答核废水能不能倒进大海这个问题，首先得说说它们的由来。

2011年，日本遭遇“3·11”大地震，福岛核电站的两个机组淹没在海啸卷起的滔天巨浪之中，随后又因为东京电力公司一系列错误的操作，导致机房内的温度不断升高，反应堆发生爆炸、堆芯熔化，情况一度非常危急。为了避免造成更严重的后果，东京电力公司只好将海水源源不断地泵入反应堆的安全壳内，以此降低反应堆产生的热量。而这些海水流过已经破损的堆芯时，直接接触了核材料，沾染上各种放射性核素，成为核废水。再加上长年累月渗入的雨水、地下水等自然水体，核废水的总量变得相当惊人。

这些核废水的组成非常复杂，至少含有锶90、铯134、钴60、碘129和氚等放射性核素，辐射强度也远远超过安全标准。然而，日本方面采取的办法是通过多核素处理系统（ALPS），用过滤、吸附、反渗等手段，把绝大部分锶、铯、钴等核素去掉，以降低其辐射强度。

然而，氚——也就是含有3个中子的氢核素（3H，常简写为T），是氢的一种同位素，它和氧结合之后形成的超重水（T2O），化学、物理性质都与普通水高度相似，用上述手段几乎无法去除。按照东京电力公司的说法，处理之后，氚的活度（可以近似地理解为浓度）依然高达73万Bq/L，是饮用水中允许的氚含量的7000多倍（欧盟标准为100 Bq/L），即便与日本本国的排放标准相比，也超标了486倍。

同时，氚具有强烈的放射性，一旦通过饮食进入人体，便会对人体脏器造成内辐射伤害，严重损伤人体健康。更糟糕的是，氚的半衰期大约为12.4年——也就是说，如果一个人体内含有氚，并且他又幸运地活了12年，他的体内仍有一半的氚没有衰变排出。辐射仍在侵蚀他的身体，他的生活质量仍将会受到严重影响。

该如何处理核废水？

那么，科技发展到今天，对于这些核废水，该如何处理呢？

化学反应证实，我们永远不可能将一种原子转化为另一种原子，因此，放射性核素是无法用化学反应消灭的。如果采用核物理的方法，比如，用高速的粒子去轰击原子核，确实可以将其改变为另一种原子，从而减少放射性，但操作成本高出天际：轰击一次微克大小的靶子的耗电量，相当于一个小镇居民一个月的电能消耗，而要把百万吨级的核废水作为靶子，恐怕得用太阳几分之一的能量才行。也就是说，不可能如此大规模使用该方法，想要从根本上消除核废水中放射性核素的影响，目前人类的科技还无法实现。

既然“消灭”不了，那就只有想办法“隔离”。氚的半衰期大约是12.4年，也就是说如果再将其放置二三十年，基本能完成衰变，对环境的危害大大降低。因此，妥善、长期保存这些核废水，就是一个看拙实巧的办法。但要实现此隔离法，确实也有一定的技术挑战。

首先，保存核废水需要很大的容器，而这些容器需要长期占用土地。更何况容器的保护力毕竟有限，如果遇到地震、飓风等灾害，造成容器破裂，核废水大量外泄，又会造成二次污染。

更稳妥的方法，是将这些放射性核素固化，比如，将其和水泥、石子搅拌，制成混凝土，再浇注成水泥板、水泥块，包裹上防水材料之后深埋入土，就能把核素牢固地封锁在其中，也不会污染地下水。哪怕遇到地震，最多就是把水泥构件震裂、震断，对周边环境造成的污染非常有限。1986年，切尔诺贝利核电站同样发生了和福岛核电站同级的核事故，当时苏联采用了一个巨大的水泥外壳将反应堆彻底罩住，把放射性粉尘封闭在其中，至今没有发现新的扩散。

不过，此方法也有一个最大的缺点：贵。要把一百多万吨核废水全部做成水泥构件，需要的水泥、石子和钢筋量难以计数，并且在搅拌、浇注水泥的过程中，氚的放射性依然存在，这对工作人员的防护措施提出了极高的要求。

别让环境问题雪上加霜

用固化核素的方法来处理核废水是比较行之有效的方法，但东京电力公司选择了最便宜的方案：将核废水稀释后，直接排进大海。

然而，在此之前，人类从没有真正地处理过这种高浓度的核废水，也就无法预测，一旦它排入大海，究竟会以多快的速度扩散，以及扩散后对海洋生态系统、对周边国家带来哪些危害。

海洋是一个极度复杂而敏感的生态系统，尤其是处于食物链底端的浮游生物，在受到核素影响后，极有可能将其传导到上一级生物，再由上一级生物继续往顶端生物链传播，最终破坏整个地球生态。

如今，我们的地球仍然面临着诸多环境问题，而核废水排入大海，无疑会令本就严峻的环境问题雪上加霜。按照“使用者付费，污染者治理”的逻辑，谁制造了污染，谁就有义务去清理污染，且不得妨碍他人的合法权益。即便处理需要支出巨额成本，将这些核废水妥善处理，也是东京电力公司及福岛核电站应尽的义务。