2024年3月5日发(作者：)

日本核废水排放对海洋环境的影响

2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710021)

摘 要：根据实时洋流数据，进行核废水在洋流中的扩散模拟，得到核废水在全球海洋的扩散路径，通过对核废水扩散时间积分计算核废水到达各大洲海岸线的时间，依据核废水扩散时间和沉积物长度建立核废水影响评价模型，综合评价核废水对沿海各国的影响，发现核废水排放对智利和日本的影响最大，其次是东亚沿海各国。

关键词：核废水；洋流；扩散路径；海洋沉积物；综合评价

中图分类号：X591 文献标志码：A

Impact of Japan's Nuclear Wastewater Discharge on Marine

Environment

SONG Jia1

(1.

Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.，Ltd，Xi’an，710075，Shanxi，China;

2.

Institute of Land Engineering and Technology，Shaanxi

Provincial Land Engineering Construction Group Co.，

Ltd，Xi’an，710021，Shanxi，China)

Abstract: According to the real-time ocean current data, the

diffusion simulation of nuclear wastewater in ocean currents is

carried out, and the diffusion path of nuclear wastewater in the

global ocean is obtained. The nuclear wastewater impact assessment

model was established based on the diffusion time and sediment length

of nuclear wastewater, and the impact of nuclear wastewater on coastal

countries was comprehensively evaluated. It was found that the

discharge of nuclear wastewater had the greatest impact on Chile and

Japan, followed by coastal countries in East Asia.

Keywords: nuclear wastewater; ocean currents; diffusion pathways;

marine sediments; comprehensive evaluation

1 引言

辐射安全以及核事故引发的放射性污染问题一直是人们关注的焦点[1]。2021年4月13日，日本政府正式决定排放对海洋环境有害的福岛第一核电站的核废水。消息一经宣布，立刻引起日本渔民以及韩国等亚太地区国家的关注。根据东京电力公司的数据，截至今年3月，福岛第一核电站处理水达125万吨，包括处理中的水在内，保管于1061个储罐内[2]。

福岛第一核电站核废水中的放射性物质对人类具有潜在毒性，能在在短时间内对海洋环境造成严重的辐射污染与生态破坏，并长时间影响海洋环境和人类健康[3]。近岸海域是海产养殖、港口建设、滨海旅游等海洋开发活动的重点区域，放射性核素泄漏不仅会造成巨额经济损失，还可能通过食物链等方式对人体产生内照射和外照射，威胁事故海域及其周围居民的健康[4,5]。因此，开展放射性核素在近岸海域的弥散模拟研究[6,7]，可用于预测事故海域的放射性核素浓度时空分布规律和评估事故对海洋环境的影响。

2 核废水扩散路径

依据实时洋流数据对日本核废水排放采用软件进行数值模拟，可得到核废水到达各大洲的路径，其路径大致可以分为两条，一条为核废水从福岛第一核电站出发，沿亚洲东-南海岸线随洋流传播进入中国南海，此后又分为三条分支，一分支通过马六甲海峡穿过安达曼海再进入孟加拉湾，第二分支则从巽他海峡而出，随南赤道暖流到达非洲东海岸，而后又分成两支，一支向北到达阿拉伯海，另一支向南穿过西风漂流到达南极洲，第三分支是从巽他海峡而出，南下到达大洋洲西海岸；另一条为核废水沿北太平洋暖流横穿太平洋到达北美洲西海岸，此后核

废水随加利福尼亚寒流南下到达南美洲，从巴拿马运河沿墨西哥湾暖流北上，进入北大西洋暖流到达欧洲西海岸和非洲西海岸。

3 核废水到达各大洲的时间

根据核废水的传播路径，结合全球洋流速度数据得到核废水传播的速度-路程图像。在此过程中，本文将曲折的路径拉成一条直线，依据速度数据对核废水扩散时间进行积分，可得核废水扩散到各大洲的时间。

根据下式：

(1)

其中X为路径长度，单位为m，v为洋流速度，单位为m/

核废水扩散到各大洲的时间如表1所示：

表1 核废水扩散时间表

时间单位

国

韩中国上海

中国台湾

美国西海岸

加拿大西海岸

南

越菲南律宾西美洲东海岸

海岸

天

.73

184.22

221.79

172.00

662764.92

239.85

249.00

1290.72

年

1

0.51

0.67

0.41

1.810

2.66

0.68

0.4

3.5时马南非欧非大南

间单位

来西亚西海岸

美洲西海岸

洲西海岸

洲西海岸

洲东海洋洲西极洲

岸

海岸

天

3521072.18

1504.53

1437.46

619.44

476.94

939.46

.82

年

7

0.94

2.92

4.14

3.970

1.31

1.57

2.

由表可知，福岛核废水沿北太平洋暖流到达北美洲西海岸，再通过加利福尼亚寒流南下通过巴拿马运河进入到北大西洋暖流，而此时另一条核废水扩散路径也沿着南赤道暖流到达非洲东海岸，随厄加勒斯暖流南下到达非洲最南端，又沿本格拉寒流北上，在赤道附近随南赤道暖流进入北大西洋暖流。两条核废水扩散路径彼此汇聚于北大西洋暖流，至此核废水全球基本扩散完毕。

4 各国海岸线沉积物长度

海洋中的沉积物随洋流流动而后沉积于海底，以现代磷酸盐沉积物随洋流沉积为例，模拟现代磷酸盐的沉积过程，根据现代磷酸盐沉积物在各个国家海岸线的沉积长度作为核废水沉积物对海岸国家的影响程度，其沉积长度如表2所示：

表2 沉积物在沿海国家的沉积长度

国家

墨西哥

国

美多米尼加

苏里南

法属圭亚那

西

巴秘鲁

沉积物长28.1142081

度(km)

5.31

0.5

4.59

7.69

41

1.93

.57

国家

利

智阿根廷

葡萄牙

西班牙

哥

摩洛西撒哈拉

毛里塔尼亚

沉积物长度(km)

4745.76

.99

467.18

415501.47

38

699..05

92696

623.国家

安哥拉

纳米比亚

非

南门

也阿曼

日本

澳大利亚

沉积物长度(km)

365.87

1396.12

.12

777849.38

34

537..03

683.38

13495 核废水排放对沿海各国的影响评价模型建立与求解

根据核废水随洋流到达各国的时间和沉积物的长度建立核废水对沿海各国的影响评价模型，由于时间与长度单位不同，需对其进行无量纲化处理，如下式所示：

（2）

式中，t为核废水达到各大洲的时间，单位：年，tmin为最小到达时间，l为各大洲的核废水沉积物长度，单位：km，lmax为最长沉积物长度。

依据评价模型可知核废水可随洋流扩散全球各地，而核废水沉积物则是主要分布于一些海岸线，因此可根据海岸线是否有沉积物将沿海各国分为两类，没有沉积物的国家则按核废水到达的时间作为评价核废水影响的主要因素，若有沉积

物沉积则按核废水到达时间和沉积物长度作为评价核废水影响的因素。两类国家的核废水影响评价系数如下表3和表4所示：

表3 无沉积物沿海国家核废水影响系数

韩国

中国上海

中国台湾

美加南

国西海拿大西岸

海岸

越菲律宾西海岸

南美洲东海岸

0.46

0.39

50

0.13

0.1

0.16

0.35

0.37

0.0马来西亚西海岸

南美洲西海岸

非欧非大洋洲西海岸

洲西海洲西海洲东海岸

岸

岸

南极洲

0.24

0.08

06

0.06

0.4

0.18

0.19

0.0

表4 有沉积物国家核废水影响系数

墨西哥

美国

多米尼加

苏里南

法属圭亚那

巴西

秘鲁

0.34

0.44

0.20

10

0.0.10

0.19

0.30

智阿根葡萄西摩洛哥

西撒毛里塔

利

廷

牙

班牙

哈拉

尼亚

0.58

0.13

0.10

11

0.0.13

0.15

0.12

安哥拉

纳米比亚

南非

也门

阿曼

日本

澳大利亚

0.10

0.0.20

0.22

23

0.19

0.57

0.32

6 结论

本文建立核污水扩散模型，对扩散规律的分析可知，影响各地区核污染物严重程度的因素主要包括两个方面：一是核废水到达各大洲的时间；二是各国海岸线沉积物长度。核废水到达各大洲的时间是影响核污水扩散程度的直接因素。海岸线沉积物是影响该地区污染程度的重要因素。

参考文献：

[1]林韩清. 基于CFD的近岸海域放射性核素弥散数值模拟研究[D]. 中国科学技术大学, 2018.

[2]张倩然. 基于漂流浮标和海洋模型的洋流模拟研究[D]. 山东科技大学,

2017.

[3]郭皓, 杜金秋. 海洋核污染与核素迁移[J]. 海洋开发与管理, 2014, 31(07): 83-86+95.

[4]李子超, 周涛, 石顺, 等. 核泄漏事故核素近海迁移中各因素影响分析[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2020, 41(06): 907-912.

[5]杨振姣, 罗玲云. 日本核泄漏对海洋生态安全的影响分析[J]. 太平洋学报, 2011, 19(11): 92-101.

[6]杨健. 从日本核泄漏谈公共危机与应急管理[J]. 中国科学院院刊, 2011, 26(03): 278-286.

[7]李健. 日本排放核废液入海的国家责任研究[D]. 辽宁大学, 2017.

简介：宋佳（1995-），男（汉族），山西太原，硕士，主要从事岩土工程方向研究，电子邮箱：*****************