福岛核废水排放,争议的不只是科学

文 | 《财经》记者 韩舒淋    编辑 | 余乐

2021年04月16日 18:39  

本文4592字,约7分钟

排放方案本身达标安全,但对东京电力公司和日本政府的不信任导致了担忧。

4月13日,日本内阁做出两年后开始排放福岛核事故处理废水的决定后,相关影响在持续扩大。4月15日晚,中国外交部部长助理吴江浩召见日本驻华大使垂秀夫,就日本政府的决定提出严正交涉。

吴江浩提出三点要求:一,收回核废水排放入海的决定;2,在国际机构框架下,成立包括中国专家在内的联合技术工作组,确保核废水处置问题严格接受国际评估、核查和监督;3,在同利益攸关方和国际机构协商一致之前,不得擅自启动核废水排海。

此前,中国外交部已连续发表强硬反对意见,日本的另一大邻国韩国除表示反对,还宣布考虑通过国际海洋法庭提起诉讼。另一方面,大洋彼岸的美国政府则表达了支持立场,和平利用核技术的权威国际组织——国际原子能机构(IAEA)也在4月13日发表声明支持日本政府的处理方案。

中国民间对日本核废水问题的讨论也持续不衰。当前的争议已经远远超出事件的科学性,成为蕴含着多重复杂因素的国际事件。

日本政府公布的处理方案符合安全标准,但争议的不仅是方案本身是否合规,更多质疑指向日本政府的数据是否可信,方案是否真能完成实施?福岛核事故的阴影,以及事故之后日本方面的不当处理,让日本政府缺乏足够公信力,也让在福岛核事故善后事宜中引入国际合作机制显得必要。

核污水问题何来

当前日本福岛要处理的废水,与10年前的福岛核事故的后续有关。2011年3月11日,日本大地震导致的海啸使得福岛第一核电站4台机组冷却系统断电失效,反应堆在停止反应后衰变余热无法排出,最终在其后几天导致1、2、3号机组出现堆芯融化,高温下安全壳内产生大量水蒸气和氢气,压力升高,引发了后续3台机组的氢气爆炸,导致厂房损毁。

这次事故后,熔毁的核燃料至今尚未完全取出并持续释放余热,其中3号机组的燃料取出工作计划在2020财年结束,整个核燃料取出工作计划在2031年全部完成。而在此期间,日本持续为堆芯和乏燃料池注入冷却水,维持堆芯在低温状态,这些冷却水因此具备放射性,此外,降水和流经厂区的地下水也受到影响。这些受影响的水构成了当前核污水处理问题的来源。

为了防止对地下水的污染影响,日本在福岛核电站周围建设了地下汲水井,并在反应堆周围建设冻土屏障。而对于不断新产生的污染水的处理问题,日方当前的方案是经过处理,去除绝大部分放射性核素,然后将剩下难以去除的含有放射性氚元素的污水在达到放射性安全标准后排放到海水里。

具体来说,从收集到计划排放,这些核污水的处理流程主要包括三步:

第一步,将受辐射影响的雨水、地下水、海水淡化的冷却水收集起来,去除其中的铯、锶元素,然后进行除盐处理,储存在储水罐中;

第二步,利用多核素去除装置ALPS(Advanced Liquid Processing System)去除水中除氚之外的其他主要的放射性元素,这部分放射性元素变成固态放射性废物单独储存;

第三步,处理含氚的核废水,氚元素难以从水中去除,目前储存在储水罐中。此外,碳-14也无法通过这套流程去除,但它的浓度要远低于安全标准。未来计划充分稀释后排入海洋。

图1:核废水处理流程 来源:东京电力公司

东京电力公司的数据是,经过前两步处理后,除氚之外的主要放射性元素的浓度达到了安全标准。从处理前的超标2000多倍减少至标准的0.2至0.35倍。目前,处理剩下的氚是当务之急。

图2: 核废水二次处理之后主要核素放射性浓度变化,从超标2400倍减少为0.35倍,但氚的浓度依然超标。(来源:东京电力公司)

日本在2012年完成了多核素去除装置ALPS的开发,在2013年投入使用。目前所有处理过的污水全部储存在核电厂址的储水罐中,这些储水罐的容量即将耗尽。这是日本此次提出向海水排放的重要原因。

东京电力公司披露的数据是,2020年11月,总容量137万立方米的储水罐建设已经完成,一共有1061个储罐在现场。截至2021年3月18日,储存了约125万立方米的废水/处理水,其中绝大部分是进行多核素去除处理的储罐,共有1020个储罐,总容量123万立方米;进行铯、锶去除的储罐有27个,大约2万立方米。此外,还有十余个储罐进行反渗透和浓缩海水处理。

通过前述吸汲水井、屏蔽墙的建设以及其他修复措施,受污染影响地下水、自然降雨水量逐步降低。根据日本向IAEA在今年3月提交的最新报告,事故现场每天新增的受污染水量从2014年的平均每天新增540立方米降低到2020年平均每天新增140立方米。但即便如此,预计到2022年夏季,储罐容量也即将耗尽。因此,如何应对不断增加的核污水,成为日本政府越来越迫切的问题。而他们最终的决定是将处理过后的废水经过稀释后排入大海。

排放方案达标吗 

根据东京电力的估算,当前储水罐中经过处理的水中,大约29%(32万立方米)的废水已经满足法律规定的放射性排放标准。其余废水还不满足监管标准,需要继续处理,其中大约5%的废水依然超标100倍以上。

图3:福岛核废水比例构成 来源:东京电力公司

具体而言,根据日本经济产业省在4月13日发布的相关政策文件,排放含氚废水的放射性指标是低于1500Bq/L,这一标准是监管标准的十分之一,世界卫生组织标准对饮用水标准的七分之一。而当前储水罐中实际的浓度约为15万Bq/L至250万Bq/L不等。因此,为了达到安全标准,当前经过多核素去除去设备处理的废水还需要通过稀释100倍至1700倍,平均需要稀释500倍,这一过程中其他核素也会被稀释。

此外,经济产业省还在文件中表示,未来排放含氚废水的总量标准低于事故前福岛核电站每年的排放总量,即22TBq(2.2*1013Bq),这一总量和日本国内外常规核电站的排放水平相当。

需要指出的是,常规核电站运行时也会产生各种放射性核素的排放,主要包括放射性废气、放射性废液、放射性固体废物三类。根据国家核安全局的相关介绍,核电站运行中的放射性中低放废液主要包括一回路冷却剂排水及泄漏水、地板冲洗水、工艺疏排水、去污液和化学实验室排水。根据放射性废液的不同来源,选择使用蒸发、过滤或离子交换等处理方法将废液分离成净化液和浓缩液,从而达到废水净化的目的。

根据中国《核动力厂环境辐射防护规定》(GB6249)中有关液态放射性流出物控制值的规定,30万千瓦轻水堆中氚、碳-14、其余核素的控制值为75TBq/年、0.15TBq/年、0.05TBq/年。核电厂放射性液态流出物向环境排放应采用槽式排放。同时,对于滨海厂址,系统排放口处除氚、碳-14外其他放射性核素的总排放浓度上限值为1000贝克/升。

核电站实际运行的排放量一般要显著低于规定的上限。可供参考的数据是,2020年,两台百万千瓦核电机组的大亚湾核电站,全年氚排放量许可限值为225TBq,实际为49.64TBq。

图4:大亚湾核电站累计放射性液体排放量(全站许可限值为225TBq) 来源:香港核电投资公司

此外,对日方处理计划的另一指责是,计划排放的核废水不仅含有氚元素,放射性铯元素也未去除干净,还有残留。对此,东电的数据是,经过二次处理后,两种主要铯同位素(Cs-134、Cs-137)的浓度指标分别可以达到低于0.076Bq/L和0.185Bq/L,与之相比,日方对反应堆排放的监管上限是60Bq/L,世界卫生组织对饮用水的标准上限是10Bq/L。

含有放射性铯元素的排放同样是常规核电站正常运行时会产生的排放。另一个可以参考的数据是,根据国家核安全局2019年年报,2019年中国近海海域Cs-137浓度处在0.3Bq/L至2.4Bq/L不等,海水中人工放射性核素活度浓度远低于《海水水质标准》(GB3097-1997)规定的限制。

图5:中国近海水域锶-90和铯-137浓度活度分布示意图 来源:《核安全局年报2019》

 因此,若对比排放标准,日方的方案中,福岛核废水经过稀释之后,其排放标准符合常规核电站运行的排放标准。二者的区别在于,常规核电站的含放射性元素废液来自核电站正常运行中的一回路冷却剂排水、泄漏水以及其他工艺废水,并且有多种不同的方法进行净化处理后排放。而福岛核事故的废水是海水、地下水、雨水等受损坏堆芯污染后,再经过二次处理去除除氚以外的其他核素,然后稀释将氚的放射性浓度降低,希望在指标上达到了常规核电站排放的标准之后去排放。

不信任难以消除,亟需国际合作

尽管日本提出了看上去符合安全标准的排放处理方案,但由于在福岛事故后日方曾有多次不当处理及隐瞒事实的历史,让国际社会,尤其是主要邻国中、韩政府以及环保组织对日方的计划充满不信任,对这一计划提出激烈批评。此外,出于对消费信心的巨大担忧,日本国内外渔业也都反对这一计划。

美国则第一时间表达了支持,在相关声明中表示日本决策透明,“似乎(appears to)采取了全球认可的核安全标准来处理。”

美国食品药品管理局(FDA)在福岛核事故之后针对日本食品发出了进口警示(FDA Import Alert 99-33),这一政策要求对日本福岛等十余个县区进口的相关产品无需查验即可扣留,该警示在3月4日曾更新,因而也一度引发了美国一边表态支持日本核废水排放,一边提前发布进口禁令的争议。事实上,美方对日本产品的进口禁令长期存在,该警示文件在2011年福岛核事故之后即已发布,十余年来不断更新。最近一次更新是在今年3月4日,移除了日本岩手县一个产品的销售限制。目前仍有包括福岛在内的日本十四个县的大量产品处在禁令之中。

国际原子能机构(IAEA)总干事格罗西(Rafael Mariano Grossi)4月13日下午表示:欢迎日方对决定如何处置净化水(treated water)的声明,并表示国际原子能机构已准备好为监管、评估电站安全、透明的实施处理过程进行技术支持。

在对日本能否科学处理核废水极不信任的背景下,国际合作显得尤为必要。在2020年,日本提出向海水排放核废水的想法后,欧盟核废物处置研发项目技术主管、中国原子能科学研究院客座研究员崔大庆曾在2020年底撰文提出应对建议,该文观点也得到多位《财经》记者接触的国内核电业界专家认可。崔大庆在文中表示:

第一,从科学认知上正视日本方面采取海洋排放的方式处理福岛核电站废水的事实。国际辐射防护委员会推荐的辐射防护的三个重要原则为正当化、最优化和剂量限值,即“可合理做到的尽可能低水平”的原则。通过适当渠道表达对废水海洋排放事件的关切,要求日方就外排水的核素浓度,排放时间和排放总量及时向周边有关国家和国际社会通报相关信息,在预评估核废水排放入海带来的影响符合国际认可的标准的情况下实施排放,并进行实时监测。

第二,通过中国在国际原子能机构(IAEA)和国际卫生组织(WHO)的工作机构与人员提出对日本福岛核废水排放进行监督,并采取第三方监测、检测,数据对外公开。

第三,尽可能避免过度渲染。有的官方媒体转述某些环保组织关于“福岛含放射性废水排放可能影响人类的DNA ”等缺乏科学依据的观点,可能引起公众不必要的恐慌,对中国核电业的健康发展也可能造成负面影响。

外交部发言人赵立坚在4月15日的发布会中也提出了国际合作的要求,他表示,“请他们(日本)接受国际原子能机构建议,同包括中韩在内的有关国家合作成立技术工作组开展评估。”

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