日本核廢水排放對海洋環(huán)境的影響

日本核廢水排放對海洋環(huán)境的影響2.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西西安710021)摘要：根據(jù)實時洋流數(shù)據(jù)，進(jìn)行核廢水在洋流中的擴(kuò)散模擬，得到核廢水在全球海洋的擴(kuò)散路徑，通過對核廢水?dāng)U散時間積分計算核廢水到達(dá)各大洲海岸線的時間，依據(jù)核廢水?dāng)U散時間和沉積物長度建立核廢水影響評價模型，綜合評價核廢水對沿海各國的影響，發(fā)現(xiàn)核廢水排放對智利和日本的影響最大，其次是東亞沿海各國。關(guān)鍵詞：核廢水；洋流；擴(kuò)散路徑；海洋沉積物；綜合評價中圖分類號：X591文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AImpactofJapan'sNuclearWastewaterDischargeonMarineEnvironmentSONGJia1(1.ShaanxiProvincialLandEngineeringConstructionGroupLtd，Xi’an，710075，Shanxi，China;2.InstituteofLandEngineeringandTechnology，ShaanxiProvincialLandEngineeringConstructionGroupCo.，Ltd，Xi’an，710021，Shanxi，China)diffusionsimulationofnuclearwastewaterinoceancurrentsiscarriedout,andthediffusionpathofnuclearwastewaterintheglobaloceanisobtained.Thenuclearwastewaterimpactassessmentmodelwasestablishedbasedonthediffusiontimeandsedimentlengthofnuclearwastewater,andtheimpactofnuclearwastewateroncoastaldischargeofnuclearwastewaterhadthegreatestimpactonChileand輻射安全以及核事故引發(fā)的放射性污染問題一直是人們關(guān)注的焦點[1]。2021年4月13日，日本政府正式?jīng)Q定排放對海洋環(huán)境有害的福島第一核電站的核廢水。消息一經(jīng)宣布，立刻引起日本漁民以及韓國等亞太地區(qū)國家的關(guān)注。根據(jù)東京電力公司的數(shù)據(jù)，截至今年3月，福島第一核電站處理水達(dá)125萬噸，包括處理中的水在內(nèi)，保管于1061個儲罐內(nèi)[2]。福島第一核電站核廢水中的放射性物質(zhì)對人類具有潛在毒性，能在在短時間內(nèi)對海洋環(huán)境造成嚴(yán)重的輻射污染與生態(tài)破壞，并長時間影響海洋環(huán)境和人類健康[3]。近岸海域是海產(chǎn)養(yǎng)殖、港口建設(shè)、濱海旅游等海洋開發(fā)活動的重點區(qū)域，放射性核素泄漏不僅會造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，還可能通過食物鏈等方式對人體產(chǎn)生內(nèi)照射和外照射，威脅事故海域及其周圍居民的健康[4,5]。因此，開展放射性核素在近岸海域的彌散模擬研究[6,7]，可用于預(yù)測事故海域的放射性核素濃度時空分布規(guī)律和評估事故對海洋環(huán)境的影響。2核廢水?dāng)U散路徑依據(jù)實時洋流數(shù)據(jù)對日本核廢水排放采用軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，可得到核廢水到達(dá)各大洲的路徑，其路徑大致可以分為兩條，一條為核廢水從福島第一核電站出發(fā)，沿亞洲東-南海岸線隨洋流傳播進(jìn)入中國南海，此后又分為三條分支，一分支通過馬六甲海峽穿過安達(dá)曼海再進(jìn)入孟加拉灣，第二分支則從巽他海峽而出，隨南赤道暖流到達(dá)非洲東海岸，而后又分成兩支，一支向北到達(dá)阿拉伯海，另一支向南穿過西風(fēng)漂流到達(dá)南極洲，第三分支是從巽他海峽而出，南下到達(dá)大洋洲西海岸；另一條為核廢水沿北太平洋暖流橫穿太平洋到達(dá)北美洲西海岸，此后核廢水隨加利福尼亞寒流南下到達(dá)南美洲，從巴拿馬運河沿墨西哥灣暖流北上，進(jìn)入北大西洋暖流到達(dá)歐洲西海岸和非洲西海岸。3核廢水到達(dá)各大洲的時間根據(jù)核廢水的傳播路徑，結(jié)合全球洋流速度數(shù)據(jù)得到核廢水傳播的速度-路程圖像。在此過程中，本文將曲折的路徑拉成一條直線，依據(jù)速度數(shù)據(jù)對核廢水?dāng)U散時間進(jìn)行積分，可得核廢水?dāng)U散到各大洲的時間。根據(jù)下式：其中X為路徑長度，單位為m，v為洋流速度，單位為m/核廢水?dāng)U散到各大洲的時間如表1所示：時國韓中中岸拿大西海岸南越律賓西海岸南美洲東海岸天年117南非歐美洲西洲西海洲西海洲東海洋洲西西海岸海岸岸岸岸海岸天年2.7424由表可知，福島核廢水沿北太平洋暖流到達(dá)北美洲西海岸，再通過加利福尼亞寒流南下通過巴拿馬運河進(jìn)入到北大西洋暖流，而此時另一條核廢水?dāng)U散路徑也沿著南赤道暖流到達(dá)非洲東海岸，隨厄加勒斯暖流南下到達(dá)非洲最南端，又沿本格拉寒流北上，在赤道附近隨南赤道暖流進(jìn)入北大西洋暖流。兩條核廢水?dāng)U散路徑彼此匯聚于北大西洋暖流，至此核廢水全球基本擴(kuò)散完畢。4各國海岸線沉積物長度海洋中的沉積物隨洋流流動而后沉積于海底，以現(xiàn)代磷酸鹽沉積物隨洋流沉積為例，模擬現(xiàn)代磷酸鹽的沉積過程，根據(jù)現(xiàn)代磷酸鹽沉積物在各個國家海岸線的沉積長度作為核廢水沉積物對海岸國家的影響程度，其沉積長度如表2所示：表2沉積物在沿海國家的沉積長度國家墨美國多米尼加蘇法屬圭亞那西巴秘魯沉積物長298.度(km)國家智利阿根廷葡西班牙哥摩洛西撒哈拉毛里塔尼亞沉積物長度(km)623.國家安納米比亞南非也門日本澳大利亞沉積物長度(km)537.5核廢水排放對沿海各國的影響評價模型建立與求解根據(jù)核廢水隨洋流到達(dá)各國的時間和沉積物的長度建立核廢水對沿海各國的影響評價模型，由于時間與長度單位不同，需對其進(jìn)行無量綱化處理，如下式所式中，t為核廢水達(dá)到各大洲的時間，單位：年，tmin為最小到達(dá)時間，l為各大洲的核廢水沉積物長度，單位：km，lmax為最長沉積物長度。依據(jù)評價模型可知核廢水可隨洋流擴(kuò)散全球各地，而核廢水沉積物則是主要分布于一些海岸線，因此可根據(jù)海岸線是否有沉積物將沿海各國分為兩類，沒有沉積物的國家則按核廢水到達(dá)的時間作為評價核廢水影響的主要因素，若有沉積物沉積則按核廢水到達(dá)時間和沉積物長度作為評價核廢水影響的因素。兩類國家的核廢水影響評價系數(shù)如下表3和表4所示：表3無沉積物沿海國家核廢水影響系數(shù)韓國中中岸拿大西海岸越南菲律賓西海岸南美洲東海岸0.0.91657西亞西海岸南美洲西海岸洲西海岸洲西海岸洲東海岸大洋洲西海岸南80.0.489表4有沉積物國家核廢水影響系數(shù)墨尼加蘇法屬圭秘魯0.0.智西摩洛哥毛里塔0.0.安門也澳大利亞0.0.本文建立核污水?dāng)U散模型，對擴(kuò)散規(guī)律的分析可知，影響各地區(qū)核污染物嚴(yán)重程度的因素主要包括兩個方面：一是核廢水到達(dá)各大洲的時間；二是各國海岸線沉積物長度。核廢水到達(dá)各大洲的時間是影響核污水?dāng)U散程度的直接因素。海岸線沉積物是影響該地區(qū)污染程度的重要因素。參考文獻(xiàn)：[1]林韓清.基于CFD的近岸海域放射性核素彌散數(shù)值模擬研究[D].中國科[2]張倩然.基于漂流浮標(biāo)和海洋模型的洋流模擬研究[D].山東科技大學(xué)