“地球上的初级生产者每天将数亿吨水中的氢原子转移到有机物质中储存;核污水也是用这个“氚”来保持流动的。”
近日,日本 *** 终于决定,福岛核污水将在两年内排入大海。决定一出,一瓢水激起千层浪。然而,面对来自世界各地的质疑和反对,日本 *** 却对污水排放这一重要问题避而不谈,声称这是无害的,这引起了公众的愤怒。目前,虽然对核污水中核素的种类和含量有很多讨论,但缺乏确切的数据。但一定量的氚是目前污水中唯一的放射性核素。虽然事件已经过去了一段时间,但真的不应该这么仓促下结论——氚的影响远远超出我们的想象。
解释“氚”这个词
稀有词“氚”是氢原子的一种。根据原子核的结构,广义的氢原子包括三种类型:氘、氘、氘和氚。“气”字头下的“川”字形象地说明,在氚中,原子核由三个粒子组成,即两个中子和一个质子。正因为如此,氚有些不稳定——会衰变产生电离辐射,损伤细胞,甚至诱发突变。这是令人担忧的放射性同位素来源。
氢和水分子的结构示意图。
自然界中的氢原子主要与氧原子结合形成水。水中极少量的氢原子是氚原子。人们形象地把这种水称为“超重水”或“氚水”。但它们在化学性质和外观上与普通水并无区别,同样可以被人体吸收利用。这是今天讨论的主角。据悉,截至去年6月,按照欧盟标准,日本核污水中氚含量超标约7300倍。
酒肉的“氚”比酒肉的“氚”更频繁
4月14日,日本 *** 公布氚吉祥物图片,宣传饮用水无害。诚然,我们每天喝的大部分水以尿液、汗液、呼吸等形式离开我们的身体。但由于氚的放射性较弱,即使是薄薄的一层手套、皮肤和粘膜也能阻挡其电离辐射对细胞的伤害。所以,好像就算喝氚水也不会有太大问题。
氚随饮用水流动示意图。这里显示的氚辐射距离短,不足以穿透皮肤,会随着水循环排出人体。(日本复兴厅)
然而,水作为万物之源,不仅仅是细胞的过客。事实上,大量的水,通过各种浮游生物、藻类、苔藓、高等植物等。在海洋和陆地中,利用光能不断分解水,最终将氢原子转化为碳水化合物。随后,它进一步参与合成生物大分子,如蛋白质、DNA、脂肪和其他种类的有机物质。自然,氚水中的氚也可以通过光合作用进入碳水化合物。
在光合作用中,所有的氢原子都被转移到有机物中,沿着食物链传递给人。水分子中的氧原子变成氧气被释放出来。
在巨大的地球上,每天合成的有机物数量惊人。研究表明,全球总初级生产力约为100x10^15/year.即通过藻类、植物等。,主要依靠光合作用,每年可以将超过1000亿吨的碳元素合成为有机物,然后进入食物链进行传递。如果以葡萄糖计算,光合作用获得的氢元素也将达到惊人的166亿吨/年。而这些氢元素都来自于水——这意味着每天需要 4亿吨水参与光合作用并被分解。相比之下,百万吨核污水真的是沧海一粟。
正因如此,核污水中的大量氚一旦倾倒到海洋中,总会有一部分氚通过海洋中的藻类和浮游生物转化为相对稳定的有机物而被“固定”,而不是随波逐流。随着食物链的进步,逐渐出现在人类的餐桌上。最后,放射性氚会随着人体细胞对有机物的代谢而嵌入我们的DNA、蛋白质、脂肪等生物大分子中。在那里,没有皮肤的阻隔和手套的保护,电离辐射会直接作用于附近的分子,诱发损伤和变异,真的会变得很危险。
冰“氚”不如人情温暖
值得注意的是,氚主要是人工合成的,氚水的排放不仅会取之于自然、还之于自然,还会增加地球上氚的总量。不过还好体积还是很小的。只要有足够的时间,就用大量的水和空气体进行稀释。理论上这些氚元素可以忽略不计,危险迟早会消失。但由于生命的存在,稀释过程开始变慢,并随着时间和食物链传递逐渐丰富,给小尺度生态系统带来了更严重的影响。至于污水中的其他放射性物质,还需要继续,更加谨慎。
鉴于日本 *** 的做法,其人文主义和价值思维应该大于冷冰冰的自然科学理论。倾倒污水不是唯一的解决办法。在有其他替代品的时候,它比金钱,这个人类社会只发展到一定阶段的游戏规则,生命,生态,更真实可靠,更值得珍惜和守护。
主要参考:
生物圈的初级生产:整合陆地和海洋部分
它从哪里来的?怎么放电?危险几何?福岛核废水三问(新华社客户端)
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