-日本福岛核废水 排与不排都是“定时炸弹”
来源:科技日报
作者:李禾
发布时间:2020-11-10
浏览次数:789
-日本福岛核废水 排与不排都是“定时炸弹”

截至2020年8月底,福岛第一核电站累计贮存了超过120万立方米处理后的废水,并将于2022年夏天达到现有储罐贮存容量的极限。持续产生的废水占据了大量贮存空间,阻碍了福岛第一核电站4台机组退役工程的实施。

前一阵,日本政府宣布计划将处理过的福岛核废水倾倒在海洋之中,引起了国际社会的激烈反对。韩国济州道知事元喜龙11月6日敦促日本政府将处理福岛第一核电站辐射污染水作为“人类和环境安全问题”加以重视。由于引发全球的担忧和反对,日本不得不推迟决定是否排海。

福岛第一核电站核反应堆已停止运转,废水是从哪里来的?把核废水排入太平洋,有过先例吗?对核废水的科学处理方式又是什么?对此,科技日报记者专访了生态环境部核与辐射安全中心首席专家刘新华。

废水中氚等核素活度浓度超排放限值

自2011年3月11日福岛第一核电站发生事故以来,核反应堆停止运转距今已有9年时间了。刘新华说,福岛核电站产生的大量放射性废水,主要来源于事故后为持续冷却堆芯而注入的水、大量渗入反应堆的地下水以及雨水等。

“福岛事故后,东京电力公司设置了事故放射性废水净化处理装置,其中包括锶铯吸附装置、反渗透膜除盐装置以及多核素去除装置(ALPS)等,用来去除事故放射性废水中的大部分放射性核素,并设置了大量贮罐,用来贮存经处理净化后的废水。”刘新华说。

日本政府拟在近期决定向海洋排放的福岛核电站废水,是经处理后的废水而不是核泄漏出来的废水。刘新华说,这些废水中主要含有氚。

据了解,虽然废水已经通过事故放射性废水净化处理装置进行了处理,但是由于上述装置无法去除氚,导致处理后废水中氚的平均活度浓度仍然达到7.3×105Bq/L(Bq,放射性活度的单位),超出了日本相关法规中规定的6×104Bq/L的排放活度浓度限值。

为什么氚这么难处理呢?我们知道水是由氢和氧两种元素构成的,氚是氢的一种同位素。含氚的水和普通含氢的水具有相同的化学性质,物理性质也很接近。因而所有的水处理办法,包括离子交换、蒸发等,都很难去除氚。氚是一种放射性核素,半衰期大概12.5年。

此外,废水中还含有铯-137、铯-134、锶-90、钴-60、碘-129、钌-106等放射性核素。刘新华说,虽然经净化处理后,除氚以外其他放射性核素的含量已大幅降低,多数核素低于日本相关法规中的排放限值,但仍有部分贮罐中碘-129、锶-90等核素高于限值。日本需要对这些贮罐中的废水进行再处理。

对海洋环境影响程度取决于多种因素

公众非常关心废水排放对海洋生态环境和人类健康的影响。刘新华认为,废水排放对海洋环境影响程度取决于所排放放射性核素的种类、浓度、总量,以及特定放射性核素与沉积物、海洋生物等海洋环境关键要素相互作用的情况等。福岛大量废水排入海洋后,必将导致放射性核素在排放点附近海域的海洋沉积物和海洋生物中富集,部分核素将随洋流等向北太平洋迁移、扩散,最终影响我国等日本周边国家,以及北太平洋沿岸国家。“加强对废水的净化处理,减少放射性核素排放浓度和排放总量,将有助于减少对海洋环境的影响。”刘新华说。

目前,日本政府尚未公布福岛核事故处理后废水在排放前要进行哪些处理方案。但是鉴于福岛核事故处理后废水总量大、氚浓度高,部分核素超标,刘新华建议,日本政府应考虑采取进一步措施,包括增加废水贮罐,避免仓促排放,为

处理后废水排放准备工作预留充足时间;采用去污因子高的废水处理技术和装置,对超标核素进一步净化处理,尽可能降低处理后废水中放射性核素含量;研究氚的处理技术,并及时公开研究进展和成果,如有可行技术应立即用于废水中氚的处理;采取合适的排放方案,选用最佳排放设计,严格限制排放速率和年排放量,严格排放监测和排放控制管理,确保达标排放;加强海洋环境和海洋生态监测,进一步降低废水排放对海洋环境的影响。

除了排入大海就没有其他办法了吗

据报道,截至2020年8月底,福岛第一核电站累计贮存了超过120万立方米处理后的废水,并将于2022年夏天达到现有储罐贮存容量的极限(137万立方米)。持续产生的废水占据了大量贮存空间,阻碍了福岛第一核电站4台机组退役工程的实施以及现场其他消除安全风险措施的实施。特别是放射性核素不可能在短期内衰变完毕,在贮罐中贮存并非是解决废水问题的合适出路。福岛核电站贮存的百万立方米处理后废水是重大安全风险源,一旦发生地震、海啸等可能引发巨大灾难,因此如何妥善处置废水,成了日本政府迫切需要解决的问题。

其实,废水除了排入太平洋外,还有其他办法。自2013年以来,日本政府对地层注入、排入海洋、蒸汽释放、氢气释放和地下掩埋5种废水处置方案进行了评估,考察了每种方案的可行性和可能存在的限制,比如监管要求、技术可行性、持续时间、费用、规模、二次废物、工作人员所受辐射照射等。2020年2月,ALPS净化水处理小组委员会发布的日本福岛核事故处理后废水处置方案评估报告结论认为,排入海洋与蒸汽释放都是可行的方案。所谓蒸汽释放,是将处理后的水加热蒸发,使水蒸气中的氚不超过5Bq/L,然后排出,随风飘散。显然,排入海洋的操作更为便捷,其他处置方案从经济性、技术成熟性或时间方面考虑较差。

刘新华表示,历史上发生的核事故,如切尔诺贝利和三哩岛核事故,其放射性核素都是由大气释放,因此“大量核事故处理后废水的处置没有先例,处置方式仍需进一步研究。”刘新华强调。

“日方应主动、公开、透明、及时地向国际社会通报排放方案和排放影响评估结果,在与周边国家充分协商的基础上慎重做出决策,并及时通报监测数据、环境影响评价结果等相关信息。”刘新华说。



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