北京清大团队模拟日本核污水排海 仅需240天到达台海两岸

北京清大团队模拟日本核污水排海240天到达台海两岸。图为氚的宏观扩散模拟结果。（北京清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院团队）

日本政府22日宣布24日起将福岛「核处理水」排入海洋，中方已提出严正交涉指出，日方强推「核污染水」排海，无疑是在拿全球海洋环境和全人类健康当赌注。之前北京清大团队宏观模拟结果表明，核污水在排放后240天就会到达中国大陆沿岸海域，1200天后将到达北美沿岸并覆盖几乎整个北太平洋。

日本政府表示经过处理后的污水中基本不存在除氚以外的放射性核素，并且氚的浓度也会降低到相关标准的1／40，但核处理水在排放之后将如何扩散、对周边国家乃至整个太平洋将产生哪些影响等问题均有待证实。此外，日本核污水排放计划将持续30-40年，在此期间是否会出现放射性物质聚集问题也尚未得到确认。

早在2021年，北京清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院院士张建民、副教授胡振中团队从宏观和微观两种不同的角度分别建立了海洋尺度下放射性物质的扩散模型，并实现了福岛核污水排放计划的长期模拟。

相关成果以〈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）为题发表在《国家科学评论》（National Science Review）期刊上。北京清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院2020级博士生刘毅为论文第一作者，清华大学深圳国际研究生胡振中副教授和张建民院士为论文共同通讯作者，论文作者还包括李孙伟助理教授。该研究得到了深圳市规划国土资源委员会和深圳市海洋智慧感知与计算重点实验室的支持。

其中，宏观模拟结果表明，核污水在排放后240天就会到达中国大陆沿岸海域，1200天后将到达北美沿岸并覆盖几乎整个北太平洋。

随后，「污染物」一边在赤道洋流的作用下沿着美洲海岸向南太平洋快速扩散，另一边通过澳洲北部海域向印度洋转移。值得注意的是，尽管污染物的排放位置是在福岛附近，但随着时间的推移，污染物高浓度区域将沿着北纬35°N线附近向东延伸，从开始的东亚附近海域扩散到北美附近海域。在第2400天时，中国大陆东南沿岸海域主要呈现浓度较低的浅粉色，而北美西侧海域已经基本被浓度较高的红色覆盖。

研究人员进一步选取日本宫崎、中国大陆上海和美国圣地牙哥这三个沿海城市对比，从污染物浓度变化可以发现，在第4000天时圣地牙哥附近的污染物浓度大约为0.01个单位，这一数值已经是宫崎的三倍左右、上海的40倍左右。出现这一现象的原因主要是日本附近强烈的洋流作用，福岛处于日本暖流（向北）和千岛寒流（向南）交会的地方，所以大部分污染物不会沿着陆地边缘向南北方向迁移，而是随着北太平洋暖流向东扩散。这一结果也意味着，在核污水排放的早期，应主要考虑它对亚洲沿岸的影响。但在后期，由于北美沿岸海域的污染物浓度将持续高于大部分东亚沿岸海域，需要重点关注北美沿岸海域的受影响情况。

除宏观扩散外，研究人员还从微观角度进行了氚的扩散模拟。与宏观扩散分析注重污染物的整体分布不同，微观扩散分析更加关注污染物个体的行为，也因此它能够支持污染物的扩散路径分析。

值得注意的是，根据日本的排放计划，一单位氚污染物的浓度大约对应0.29Bq／m³，相较于氚在海洋中的背景浓度来说不算大。