1、1 5 4CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESIS综述癌变畸变突变Vol.35No.2Mar.2023收稿日期：2022-08-30；修订日期：2023-03-01作者信息：梁宸卿，E-mail：。*通信作者，姜晓燕，E-mail：福岛核事故后的国内外放射生态学研究进展梁宸卿，姜晓燕*(中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所放射生态学研究室，北京100088)【摘要】随着核电工业的迅猛发展，生态环境面临的放射性污染压力日益严峻，核能的利用虽然给人类社会和经济的发展作出了巨大贡献，但也存在着较大的安全隐患。1986年4月，苏联切尔诺贝利核电站的4号机组
2、发生了爆炸，2011年福岛第一核电站1号至4号机组在太平洋近海地震引发的海啸中严重受损发生爆炸，两次核事故均对生态环境造成了严重的污染和破坏，也使得人们对放射性污染物的环境影响评价愈加重视。本文介绍了放射生态学的定义和发展现状，重点介绍了国内外对于福岛核废水排放入海所带来影响的研究进展，分别从福岛核废水排放入海对环境的影响和对人体健康的影响这两个方面进行介绍，在宏观上论述核废水污染可能对环境的影响，并概括了核废水污染可能带来的健康效应，为我国海洋生态环境保护和居民健康监测提供理论依据。【关键词】放射生态学；核事故；核废水；环境安全；健康效应中图分类号：R14文献标志码：A文章编号：1004-6
3、16X(2023)02-0154-05doi：10.3969/j.issn.1004-616x.2023.02.013放射生态学(radioecology)作为生态学的一个分支，是一门综合了物理学、化学、生物学、生态学和辐射防护等基础学科领域的交叉学科，它主要研究环境放射性(包括自然的和人为的)及其对人类和环境的影响，在保护人类的生存环境，以及生态系统免受辐射危害上起着极为重要的作用。放射生态学起源于19401960年间的大规模核武器试验时期。此后随着核试验终止，各国开始重视核能的和平利用，核电站的建设和利用越来越受到关注，而核电站周边环境中放射性核素的迁移及其影响也是在这一时期再次进入人们的
4、视野，也为放射生态学的发展提供了强大的动力。近年来，随着能源问题的日益突出，核能作为一个高效的清洁能源越来越受到重视，许多国家都制定了相应的核电发展规划，随之而来的放射生态学也逐步得到各个国家的重视。核能的利用虽然给人类经济社会的发展作出了巨大的贡献，但也存在着较大的安全隐患。1986年4月，苏联切尔诺贝利核电站的4号机组发生了爆炸，大量强放射性物质泄漏，直接污染核电站周围6万多平方公里土地，320多万人受到核辐射侵害，最近的一份调查显示，此次核事故共让27万人罹患癌症，并导致了9.3万人死亡1，酿成人类和平利用核能史上最严重的事故之一，时至今日，对切尔诺贝利核电站周边环境核辐射水平的监测、土
5、壤中污染物的清理、受辐射人群的康复治疗仍在继续。在切尔诺贝利核事故发生25年后的2011年，日本福岛核电站再次发生特大核事故，造成了严重的经济损失和人员伤亡，还造成了严重的放射性物质泄漏，泄漏的放射性物质如钚、碘、铯等严重污染了核电站周边的空气、海水和土壤，甚至影响到了多个国家2。2021年4月13日，日本政府宣布将于2022年起向太平洋共倾倒逾125万吨核废水，这一做法可能对海洋环境造成长期的辐射影响，引起包括中国在内的周边国家的强烈反对和国际社会的高度关注。我国地处太平洋沿岸，是福岛核废水排海情景下的利益攸关方，有必要及时了解并参与(或影响)福岛核废水排海调查和决策过程，并针对福岛核废水排
6、海计划开展海洋放射性预警监测与评估、海洋生物体内放射水平监测等准备工作，保障我国海域的海洋生态环境安全，以避免我国人民身体健康遭受放射性损伤。1福岛核事故对生态环境的影响研究表明3-4，福岛核事故发生后，约有7.7105TBq放射性物质释放到环境中，其中19%散布在日本陆地，80%进入海洋，不足1%沉降于欧亚大陆、北美等地区，而据国际原子能机构报道5，福岛核事故发生时，约有100400 PBq的碘-131(131I)和720 PBq的铯-137(137Cs)释放到大气中，并且大约有1020 PBq的131I和16 PBq的137Cs直接排放到北太平洋。这些进入海洋的放射性物质，一部分可能沉积在
7、局部海底，引起局部水域放射性物质浓度升高；另一部分则会跟随洋流扩散到其他海域；还有一部分可通过地下水的作用直接污染土壤，随后通过食物链最终进入人体，造成人体的健康损害6-7，因此，做好沿海地区的环境、食品以及人群的辐射剂量监测，以应对其可能引起的不良影响是尤为必要的。综述癌变畸变突变1 5 5CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESIS2023 年 3 月第 35 卷第 2 期1.1福岛核事故对海洋的影响福岛核事故是迄今为止最严重的海洋放射性污染事故，大量放射性物质通过液态排放直接进入海洋环境，林武辉等8根据公开发表的学术文献和国际组织的工作报告，系统总结了
8、福岛核事故排放入海的放射性核素总量，见表1。由上表不难看出，福岛核事故排放入海的放射性核素中，最主要的3种核素分别是131I、铯-134(134Cs)和137Cs，其含量分别是1161 PBq、216 PBq和327 PBq，这说明海洋环境面临的放射性铯污染是最需要加以关注的问题。除了上文中提及的131I、134Cs、137Cs之外，还含有多种其他人工放射性核素，如氚(3H)、锶-90(90Sr)、锝-99(99Tc)、碘-129(129I)、铯-135(135Cs)、铯-136(136Cs)、钡-140(140Ba)、镧-140(140La)。另据文献报道9-11，福岛核废水中还含有碳-14
9、(14C)、钴-60(60Co)、锑-125(125Sb)、钌-106(106Ru)、锰-54(54Mn)、铑-106(106Rh)等，以 及 钚-239(239Pu)、镅-241(241Am)等极毒放射性核素，据此可以推测，如若福岛核废水排海计划实施，核废水中放射性核素理论上就可以通过海洋环流进入我国海域，势必会对我国海域产生一定的污染12，而其中某些放射性核素可以通过生物富集吸收和食物网的传递等过程进一步给人类健康增加一定的辐射风险，需要加以关注。1.2福岛核事故对大气和土壤的影响据文献报道13，土壤中的放射性核素主要来源于核事故所释放的大量气态放射性核素，这些物质经过大气的干、湿沉降，最
10、终降落地面，并通过雨水等渠道下渗入土壤，造成了土壤和地下水以及动植物的污染。图1列出了切尔诺贝利核电站和福岛核电站事故中气态放射性核素的种类释放量14，表2为切尔诺贝利和福岛事故大气释放量的对比值13。由图1和表2不难看出，除氪-85(85Kr)和氙-133(133Xe)以外，切尔诺贝利核事故中气态放射性释放物总量均大于福岛核事故。在核事故发生时排入大气的放射性核素主要为131I、134Cs、137Cs、89+90Sr、85Kr、133Xe、碲-132(132Te)15-16，在这些放射性核素中，氪、铯和锶的放射性同位素半衰期较长(85Kr为10.76a，134Cs为2.06a，137Cs为3
11、0.20a，90Sr为28.1a)17。由于85Kr是惰性气体，人体不能吸收，放出的射线的能量较小，同时，85Kr经干沉降及微尘沉降进入地表的量均较少，因此，85Kr大部分留在空气中。由此可以看出土壤放射性污染的主要原因是铯和锶，且土壤被铯和锶污染将会是一个长期且严重的问题，探究铯和锶在土壤中迁移的情况和影响因素，对于核事故后的生产农业与生态修复有着十分重要的意义。2福岛核事故对非人类物种和人体健康的影响我国作为日本的邻国，两国间距离较短，因此，福岛核事故产生的放射性核素可能会通过大气环流和海洋环流进入我国，进而影响到受污染地区的植物和动物，随着食物链不断向高级生物体内浓集，并最终通过食物链进
12、入人体，影响到我国居民身体健康。2.1福岛核事故对非人类物种的影响2.1.1福岛核事故对植物的影响福岛核电站爆炸向周边环境的空气中排放了很多放射性物质，而这些放射性物质会随着大气沉积进入土壤，并通过植物的富集作用污染植物。据文献报道18，在事故发生后至2012年，福岛核电站周边地区的菠菜碘含量超标，大米和萝卜制品中的铯含量超标；联合 国 原 子 辐 射 效 应 科 学 委 员 会(United Nations ScientificCommittee on the Effects of Atomic Radiation，UNSCEAR)的2020年年度报告19指出，2011年36月，福岛县放射性
13、铯浓度超过100 Bq/kg的农作物占总被测样本数量的18%，但农作物中铯的浓度随着时间的推移快速下降，至2014年，仅有少数样品超过100 Bq/kg的限值19。综上，可以发现福岛核电站周边的农产品在短期内确实受到了较高的放射性铯污染，且污染程度会随着时间推移而降低，但仍存在一定的健康风险，仍需加以关注。2.1.2福岛核事故对动物的影响除植物外，福岛核电站周边的家畜和野生动物也受到了放射性核素的影响。在核事故发生后，日本政府撤离了核电站周边区域的居民，但部分牲畜未被撤离，在事故后的一段时间里(2011年8月29日2012年8月图1切尔诺贝利和福岛事故中气态放射性释放物对比图放射性核素85Kr
14、133Xe132Te131I134Cs137Cs89Sr和90Sr合计切尔诺贝利核事故/PBq336 5001 1501 76047851255 300福岛核事故/PBq4414 00018015011.8120.22520表2切尔诺贝利和福岛核事故气态放射性释放物一览表表1海洋排放的放射性物质总量估计/1015Bq放射性核素3H90Sr99Tc129I131I134Cs135Cs136Cs137Cs140Ba140La放射性物质总量估算结果(不同来源以逗号区分)0.10.090.9，0.08，160.022.3510-6，710-611，11.1，61.62.24，3.5，11167.011
15、0-50.29，0.93.5，2，2.2，3.53.6，4，5.15.5，5.55.9，16.2，270.530.27综述癌变畸变突变1 5 6CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESISVol.35No.2Mar.202310日)，研究人员对49头留在撤离区的牛进行了安乐死，并在随后进行的组织采样中，发现这部分牛的所有器官中均检测出134Cs和137Cs，且均在骨骼肌中检出了二者的最高浓度20，这可能是由于牛吸入了含有放射性物质的空气，或啃食了受到放射性污染的土地中的植物，使得放射性核素在体内累积所致。已有研究表明18，2011年3月曾在福岛地区产出的牛奶
16、中检出超标的放射性碘，同年7月曾在37个都道府县检出放射性铯含量超标的牛肉，提示核事故会对周边地区的农牧产品造成严重影响，存在较大的安全隐患。福岛地区的野猪在居民撤离后疯狂繁殖，由于生活区域无人，它们也只得以环境里受到放射性污染的植物等为食，这势必会导致放射性核素在野猪体内蓄积，研究人员选取了福岛核电站周边20 km区域内的213头野猪，提取并检测其肌肉样本，结果表明21，有210头野猪的肌肉样本中检出了超标的放射性铯，浓度范围为87.18 120 Bq/kg，严重超过100 Bq/kg的限值。UNSCEAR的2020年年度报告19也指出，2011年36月，福岛县放射性铯浓度超过100 Bq/kg的畜类产品和野生动物产品，分别占该类别总样本数量的3%和18%，这可能是由于牲畜多以饲料喂食，而野生动物则以环境中其他动、植物为食，接触到放射性核素的概率相对更高。此外，UNSCEAR还在2020年度报告中提及，在所测试的样品中，淡水鱼产品放射性铯浓度超过100 Bq/kg的占总样品量的52%19，且放射性铯浓度会以较慢的速度逐年下降；而对于海洋动物，2011年福岛近海采集到的样品中，有接近4
