北京清大團隊模擬日本核污水排海 僅需240天到達臺海兩岸

北京清大團隊模擬日本核污水排海240天到達臺海兩岸。圖爲氚的宏觀擴散模擬結果。（北京清華大學深圳國際研究生院海洋工程研究院團隊）

日本政府22日宣佈24日起將福島「核處理水」排入海洋，中方已提出嚴正交涉指出，日方強推「核污染水」排海，無疑是在拿全球海洋環境和全人類健康當賭注。之前北京清大團隊宏觀模擬結果表明，核污水在排放後240天就會到達中國大陸沿岸海域，1200天后將到達北美沿岸並覆蓋幾乎整個北太平洋。

日本政府表示經過處理後的污水中基本不存在除氚以外的放射性核素，並且氚的濃度也會降低到相關標準的1／40，但核處理水在排放之後將如何擴散、對周邊國家乃至整個太平洋將產生哪些影響等問題均有待證實。此外，日本核污水排放計劃將持續30-40年，在此期間是否會出現放射性物質聚集問題也尚未得到確認。

早在2021年，北京清華大學深圳國際研究生院海洋工程研究院院士張建民、副教授胡振中團隊從宏觀和微觀兩種不同的角度分別建立了海洋尺度下放射性物質的擴散模型，並實現了福島核污水排放計劃的長期模擬。

相關成果以〈福島核事故處理水的排放——宏觀與微觀模擬〉（Discharge of treated Fukushima nuclear accident contaminated water： macroscopic and microscopic simulations）爲題發表在《國家科學評論》（National Science Review）期刊上。北京清華大學深圳國際研究生院海洋工程研究院2020級博士生劉毅爲論文第一作者，清華大學深圳國際研究生胡振中副教授和張建民院士爲論文共同通訊作者，論文作者還包括李孫偉助理教授。該研究得到了深圳市規劃國土資源委員會和深圳市海洋智慧感知與計算重點實驗室的支持。

其中，宏觀模擬結果表明，核污水在排放後240天就會到達中國大陸沿岸海域，1200天后將到達北美沿岸並覆蓋幾乎整個北太平洋。

隨後，「污染物」一邊在赤道洋流的作用下沿着美洲海岸向南太平洋快速擴散，另一邊通過澳洲北部海域向印度洋轉移。值得注意的是，儘管污染物的排放位置是在福島附近，但隨着時間的推移，污染物高濃度區域將沿着北緯35°N線附近向東延伸，從開始的東亞附近海域擴散到北美附近海域。在第2400天時，中國大陸東南沿岸海域主要呈現濃度較低的淺粉色，而北美西側海域已經基本被濃度較高的紅色覆蓋。

研究人員進一步選取日本宮崎、中國大陸上海和美國聖地牙哥這三個沿海城市對比，從污染物濃度變化可以發現，在第4000天時聖地牙哥附近的污染物濃度大約爲0.01個單位，這一數值已經是宮崎的三倍左右、上海的40倍左右。出現這一現象的原因主要是日本附近強烈的洋流作用，福島處於日本暖流（向北）和千島寒流（向南）交會的地方，所以大部分污染物不會沿着陸地邊緣向南北方向遷移，而是隨着北太平洋暖流向東擴散。這一結果也意味着，在覈污水排放的早期，應主要考慮它對亞洲沿岸的影響。但在後期，由於北美沿岸海域的污染物濃度將持續高於大部分東亞沿岸海域，需要重點關注北美沿岸海域的受影響情況。

除宏觀擴散外，研究人員還從微觀角度進行了氚的擴散模擬。與宏觀擴散分析注重污染物的整體分佈不同，微觀擴散分析更加關注污染物個體的行爲，也因此它能夠支持污染物的擴散路徑分析。

值得注意的是，根據日本的排放計劃，一單位氚污染物的濃度大約對應0.29Bq／m³，相較於氚在海洋中的背景濃度來說不算大。