日本核污水影响沿海城市、海鲜、化妆品…

日本排放的核污染水里都有啥？

清华模拟日本核污水排海：240天到达中国沿海：

8月24日消息，日本福岛第一核电站核污染水排放入海，当天的核污染水排放量预计为200至210吨。

据悉，第一阶段排海将持续17天，合计排放约7800立方米核污染水。

那么，福岛核污水离我们到底有多远？为了回答这一问题，清华大学的研究团队对福岛核污水的扩散过程进行了模拟，并以动画的形式展现了污水中主要放射性物质——氚的扩散过程。

以上动画模拟过程显示：在排放后的 240 天，污染物就已经到达我国东南沿岸海域，然后逐渐向东海和渤海扩散。在第 1200 天时，污染物到达北美附近，并几乎覆盖了整个北太平洋。到第3600天，几乎整个太平洋都受到了这些污染物的影响。

目前，相关论文已经发表在《国家科学评论》（National Science Review）期刊上，题目为：《福岛核事故处理水的排放——宏观与微观模拟》（Discharge of treated Fukushima nuclear accident contaminated water: macroscopic and microscopic simulations）。

据2021年科睿唯安的评价，《国家科学评论》影响因子是17.275，排名保持在全球综合性期刊第三名，仅次于Nature和Science。

清华团队：240天到达中国，1200天覆盖整个北太平洋

这项研究的几个作者属于清华大学研究团队，扩散机理的实验开始于2021年，对海洋中核污染物的宏观和微观扩散进行了分析。

宏观扩散主要关注污染物在海洋中的整体分布，而微观扩散则专注于单个污染物的表现。

在实验过程中，这两个层面的扩散都被进一步细分为几个子过程。通过单独分析这些子过程，并将它们叠加，获得一个整体的扩散模拟。

论文提到，在子过程的数学推导中，研究采用了菲克定律和爱因斯坦的均方位移理论。

如上图，详细呈现了这两种扩散（宏观和微观）分析的子过程，以及它们之间的相互关系。

在日本计划排放到海洋的处理过的水中，氚被认为是最主要的污染物。为了深入了解氚在海洋中的扩散模式，研究团队使用了特定的参数进行模拟。

模拟结果显示，从日本排放的污染物在很短的时间内，就迅速影响了一个大范围的海域。具体来说，在头120天内，受影响的海域就已经扩展到30度纬线和40度经线之间。这主要是因为海流在纬度方向上的作用更强，导致污染物更快地向这个方向扩散。特别是在北纬35度附近，有一个高浓度的污染带。

但这还只是开始。经过1200天，这些污染物不仅覆盖了整个北太平洋，还抵达了北美和澳大利亚的海岸。更进一步，受赤道洋流的推动，这些污染物甚至沿着巴拿马运河快速传播到了南太平洋。2400天后，部分污染物通过澳大利亚北部的海域，扩散到了印度洋。到第3600天，几乎整个太平洋都受到了这些污染物的影响。

After 3600 days, the pollutants occupy almost the entire Pacifi Ocean.

最值得注意的是，虽然这些污染物最初是在日本附近的海域排放的，但它们最终沿着北纬35度线向东扩散，形成了一个高浓度的污染区。这意味着，即使污染物的排放点是在一个相对局限的区域，其影响也可能在长时间和大范围内显现出来。

上图b和图d详细呈现了三个北纬30度附近的沿海城市——宫崎、上海和圣地亚哥——及其周边海域在4000天里面临的污染物浓度变化。这些城市受到影响的先后顺序主要取决于它们与福岛的距离：首先是宫崎，然后是上海，最后是圣地亚哥。每个城市附近的海域的污染物浓度最开始都快速上升，但后来逐渐稳定下来。

值得注意的是，尽管圣地亚哥是最后受到影响的，但其周边海域的稳定污染物浓度却是最高的。这主要是因为福岛附近有强烈的海流，特别是黑潮和親潮的交汇区域，导致污染物主要是沿着东西方向，而不是南北方向扩散。

论文提到，在核污水开始排放的初期，我们应该特别关注其对亚洲沿海地区的影响。但在长期内，由于北美沿海的污染物浓度会持续较高，因此也需要重点考虑其对北美的影响。

另一份研究结论：中国近海水体较浅,污染氚更易进入生物累积过程

除了清华团队，一份涵盖多学科、多国家的合作论文，也揭示了核污水排海的影响。

他们建立了一个三维全球模型，进行了四种不同排放场景（时间）的模拟，探讨了此次排放氚在海洋中的传播路径。

模型显示：第1年里，主要的氚污染从日本沿海迅速沿着黑潮扩散出去。随后，这些受污染的水逐渐传播，通过北太平洋洋流在4到5年内达到了太平洋东北部。10年后，由于水流和扩散作用，几乎整个北太平洋都受到了污染。

此外，这篇论文还讨论了核污水排放对中国影响：

入侵路径：污染的水体主要通过吕宋海峡（Luzon Strait）和琉球群岛海峡（Strait of Ryukyu Islands）进入中国海域。

扩散时间：通过吕宋海峡,短期释放场景下(1个月或1年),高浓度核心可在3年内到达中国近海；通过琉球海峡,不同释放场景下,高浓度氚均可在3年内到达中国近海。

生物积累：由于沿海水域的浅水结构，更容易发生生物积累过程，从而导致对生物影响加剧。

具体而言到四种持续排放时间，论文表示：在短期排放情况下，不论是排放1个月还是1年，潜在受污染的区域和其浓度基本一致。在1年内，高浓度的污染区（浓度超过0.1 Bq/m³）从日本东海岸延伸至东经175°，然后以大约每年15°的速度继续东移。到了第5年，这个高浓度氚污染的核心区已经触及北美洲的海岸。

随后，这些受污染的海域进一步扩张，覆盖了整个北太平洋，包括东海、南海的北部和菲律宾周边海域。十年后，具有超过0.001 Bq/m³氚浓度的水域不仅会污染整个南海和印度尼西亚的海域，甚至有可能扩散到南半球。同时，这一核心污染区也覆盖了北美的整个东海岸。更进一步，这些受污染的水域还可能通过印度尼西亚水道流入印度洋。

当排放时间延长至5年或10年时，污染水体仍然以大致相同的速度向东移动，但其浓度较低。这些长期排放情境下的受污染区域与短期排放情境下的几乎一样，只是分布模式有所不同。在5年排放完成后，氚浓度超过0.1 Bq/m³的核心污染区主要集中在日本的东海岸，但也扩散到了北太平洋的东端。而10年排放完毕后，北太平洋的污染几乎均匀分布。