日本福島核污染水排海引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。理清和預(yù)測(cè)福島核污染水海洋擴(kuò)散過(guò)程是科學(xué)應(yīng)對(duì)其環(huán)境輻射風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵之一。發(fā)生于2011年3月11日的日本福島核事故是迄今為止對(duì)海洋環(huán)境影響最大的核事故。福島核事故釋放了大量的水溶性134Cs（半衰期2.06年）和137Cs（半衰期30.17年），其中部分直接排入海洋。研究福島來(lái)源放射性銫的海洋擴(kuò)散過(guò)程可以示蹤和預(yù)測(cè)福島核污染水在北太平洋及其邊緣海的海洋擴(kuò)散過(guò)程。
中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所侯小琳研究員團(tuán)隊(duì)利用2011年以來(lái)福島核事故釋放的放射性銫在西北太平洋的分布分析了放射性銫隨黑潮延伸體、較重的中部模態(tài)水（D-CMW）、較輕的中部模態(tài)水（L-CMW）和北太平洋副熱帶模態(tài)水（STMW）向東北太平洋、副熱帶西北太平洋、我國(guó)海域和日本海等海域擴(kuò)散的路徑、層位變化和時(shí)間尺度（圖1），系統(tǒng)論述了其在北太平洋及其邊緣海的海洋擴(kuò)散模式。
（一）鑒于福島核污染水長(zhǎng)期液態(tài)排放特點(diǎn)和黑潮延伸體強(qiáng)流屏障效應(yīng)，與福島核事故時(shí)STMW攜帶的放射性物質(zhì)相比，福島核污染水來(lái)源放射性物質(zhì)被STMW攜帶的比重可能會(huì)降低。因此，除了關(guān)注STMW，位于黑潮延伸體北部的CMW對(duì)核污染水向副熱帶西北太平洋及其邊緣海傳輸?shù)呢暙I(xiàn)不容忽視，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)CMW跨黑潮延伸體傳輸?shù)年P(guān)鍵途徑（渦旋傳輸、長(zhǎng)距離運(yùn)移潛沉后向副熱帶順時(shí)針平流傳輸）及其經(jīng)向空間范圍研究。（二）由于福島核污染水中短壽命134Cs在儲(chǔ)存和擴(kuò)散過(guò)程中很快衰變殆盡，建議使用長(zhǎng)壽命135Cs及135Cs/137Cs比值替代134Cs甄別和定量解析福島核污染水源項(xiàng)，同時(shí)加強(qiáng)福島核污染水中這些關(guān)鍵放射性核素及其“指紋”比值的高精度分析技術(shù)研究。（三）重視關(guān)鍵海流和海峽通道的連續(xù)監(jiān)測(cè)和海洋核污染源項(xiàng)解析（圖2），并注重開展監(jiān)測(cè)與邊緣海區(qū)域環(huán)流動(dòng)力學(xué)、高分辨率數(shù)值模擬相結(jié)合的多學(xué)科交叉研究，以期以較低的經(jīng)濟(jì)成本和人力資源及時(shí)捕捉、評(píng)估和應(yīng)對(duì)福島核污染水入侵。這些研究為科學(xué)應(yīng)對(duì)福島核污染水排海提供了啟示和工作方向。
該成果近期發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》中英文版上。中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所博士研究生和西安地球環(huán)境創(chuàng)新研究員助理研究員張通為第一作者，侯小琳研究員為通訊作者。該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局所級(jí)中外聯(lián)合研究單元項(xiàng)目等共同資助完成。
張通, 侯小琳*, 范煜坤. 2025. 福島核事故源放射性銫海洋擴(kuò)散研究進(jìn)展及其對(duì)福島核污染水排海應(yīng)對(duì)的啟示. 中國(guó)科學(xué): 地球科學(xué), 55, https://doi.org/10.1360/SSTe-2024-0148
Zhang T, Hou X*, Fan Y. 2025. Marine dispersion of Fukushima-derived radiocesium in the North Pacific and its implications. Science China Earth Sciences, 68, https://doi.org/10.1007/s11430-024-1471-5
圖1 2011~2021年福島核事故源放射性銫在北太平洋及其邊緣海傳輸
圖2 針對(duì)福島核污染水排放影響評(píng)估的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站位布局建議
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