核电与核辐射1986 年4 月26 日,切尔诺贝利核电站的一个反应堆发生爆炸,将相当于400 颗广岛原子弹的放射性尘降物散布到整个北半球。
在此之前,科学家对辐射对植物和野生动物的影响几乎一无所知。
这场灾难创造了一个活生生的实验室,尤其是在这个被称为禁区的1100平方英里的区域。
1994 年,德州理工大学生物学教授罗纳德·切瑟和罗伯特·贝克是首批获准完全进入该区域的美国科学家之一。
“我们抓了一群田鼠,它们看起来和野草一样健康。
我们对此非常着迷。
”贝克回忆说。
当Baker 和Chesser 对田鼠的DNA 进行测序时,他们没有发现异常的突变率。
他们还注意到狼、猞猁和其他曾经稀有的物种在这片区域游荡,仿佛这里是原子野生动物保护区。
2003 年由一组联合国机构建立的切尔诺贝利论坛发表了声明一份关于灾难20 周年的报告证实了这一观点,称“环境条件对该地区的生物群落产生了积极影响”,将其转变为“一个独特的生物多样性保护区”。
五年前,贝克和切塞尔在这片区域搜寻田鼠。
Mousseau 到切尔诺贝利去数鸟,发现了与之相矛盾的证据。
穆萨乌是南卡罗莱纳大学的生物学教授,他的合作者安德斯·佩普·穆勒现在是巴黎南方大学生态、系统学和进化实验室的研究主任。
他们发现该地区家燕的数量要少得多,而那些存活下来的家燕则遭受着寿命缩短、(雄性)生育能力下降、大脑变小、肿瘤、部分白化病(一种基因突变)以及白内障发病率更高的痛苦。
在过去13 年发表的60多篇论文中,Mousseau 和Moller 指出,暴露在低水平辐射下对该区域的整个生物圈产生了负面影响,从微生物到哺乳动物,从昆虫到鸟类。
包括贝克在内的批评人士对穆萨和穆勒持批评态度。
贝克在2006 年与切塞尔合著的《美国科学家》(American Scientist)文章中指出,该区域“实际上已成为一个保护区”,穆萨和穆勒的“令人难以置信的结论只得到了间接证据的支持”。
我们所知道的关于电离辐射对健康影响的几乎所有信息都来自于一项正在进行的对原子弹幸存者的研究,该研究被称为寿命研究,简称LSS。
辐射暴露的安全标准基于LSS。
然而,LSS 留下了关于低剂量辐射影响的大问题没有得到解答。
大多数科学家都同意,没有所谓的“安全”辐射剂量,无论剂量有多小。
小剂量是我们最不了解的。
LSS 并没有告诉我们多少低于100 毫西弗(mSv)的剂量。
例如,引起基因突变需要多少辐射,这些突变是可遗传的吗?辐射诱发的疾病(如癌症)的机制和遗传生物标记物是什么?三重危机2011年3月福岛第一核电站创建另一个生活摩梭实验室和穆勒可以研究低剂量的辐射,复制他们的切尔诺贝利核事故研究和允许他们“更高的信心,影响我们看到有关辐射,而不是其他因素,“摩梭说。
福岛310平方英里的隔离区比切尔诺贝利小,但在其他方面是一样的。
这两个区域都包括被遗弃的农田、森林和城市地区,在这些地区,辐射水平在短距离内变化数量级。
而且几乎可以肯定,他们进入福岛的速度比科学家进入苏联控制的切尔诺贝利的速度还要快。
简而言之,福岛事件提供了一个解决争议的机会。
福岛核事故发生后的几个月里,穆萨乌和莫勒就开始在这座正在冒烟的核电站以西受污染的山林里清点鸟类数量,但他们无法进入这个区域,亲眼看看家燕的情况。
最后,在2013 年6 月,穆萨乌是首批获准完全进入福岛禁区的科学家之一。
对辐射的敏感度在生物和同一物种的个体之间有很大的差异,这是重要的原因之一,不要从蝴蝶推断到家燕或从田鼠推断到人类。
蝴蝶对辐射特别敏感,Mousseau 说。
2012年8 月,在线期刊《科学报告》(Scientific Report)发表了一篇论文,研究福岛核泄漏对淡草蓝蝶的影响。
冲绳县琉球大学的生物学教授大木若二(Joji Otaki)透露,在这种不雅行为发生两个月后,在福岛附近采集的蝴蝶出现了翅膀、腿和眼睛畸形的情况。
Mousseau 和Moller 对切尔诺贝利和福岛昆虫的调查显示,蝴蝶作为一个群体数量急剧下降。
但御宅族2014 10 3000 多倍,是穆萨乌在该地区所记录的最高水平。
Bonisoli Alquati 的论文增加了一个重要的新皱纹。
当他用健康的实验室样本培育突变的福岛毛茛属植物时,每一代新世代的基因异常率都在增加。
Mousseau 认为这种现象,基因突变的积累,是一种潜在的侵蚀放射性生态系统健康的暗流,偶尔会在患有部分白化病的变异蝴蝶或家燕的后代身上显现出来。
就连贝克也对御宅族的结论表示赞同:“很明显,这些蝴蝶受到了辐射的影响。
多代繁殖确实会导致基因组的改变。
”我在机场遇到了 Mousseau 和他的博士后同事,一个叫 Andrea Bonisol Alquati 的意大利人,然后我们驱车前往位于福岛核电站北部南相马的酒店。
我们穿过一个又一个废弃的城镇,向北蜿蜒走向核电站。
穆萨乌一边开车,一边扫视着关闭的店面和空荡荡的房屋,寻找燕窝。
家燕是理想的科学研究对象,因为它们是亲民的,这意味着这些鸟往往会在一生中回到同一个地方繁殖。
它们与其他温血脊椎动物具有相似的遗传、发育和生理特征。
家燕是众所周知的煤矿里的金丝雀,问题是除了煤矿放射性®摩梭数大约 12 个旧巢“伤疤”,月牙形的屁股上的泥浆在屋檐下,但并不是一个新巢。
”他们第一年显示这样的负面影响,”他说。
“我想今年很难找到他们。
”“我简直不敢相信没有任何活动的燕窝。
我没看见有什么苍蝇在飞。
没有看到蜻蜓在飞。
这真的是一个死区。
”福岛核事故让我们看到了一个生态系统对放射性污染的早期反应,这种反应极为罕见。
人们对切尔诺贝利几代田鼠和家燕知之甚少,更不用说其他动物了。
坊间的报道指出,动植物大量死亡,但没有关于它们复苏的细节。
是否有些物种进化出了更强的修复被辐射损坏的DNA 的能力?目前,研究福岛的生态系统对开发预测模型至关重要,这些模型可以解释,随着时间的推移,对低水平辐射暴露的适应能力以及基因损伤的累积是如何取得进展的。
穆萨乌感到遗憾的是,他未能在事故发生后立即进入安全区。
在我们到达酒店后,他说:“我们会有更精确的数据来确定那里有多少只燕子,有多少消失了。
”“那些回来的是耐药基因型,还是他们只是在某种程度上幸运?”第 2 天,在的许可得到确认后,一队警察挥手让我们的车通过路障进入禁 区。
穆萨乌计划沿着海岸平原一路前行,清点每只燕子的数量,标出每一个鸟巢的位置,并尽可能多地捕捉鸟儿。
“我们在这里得到的每一个数据点都是绝对无价的,”他对 Bonisoli Alquati 说。
在离核电站一英里的地方,Bonisoli Alquati 看到一只燕子栖息在一所房子附近的电线 上。
一个用新鲜泥土做的巢坐落在车库的窗台上。
辐射水平最高达到每小时是正常背景辐射的 “10 个小时后,你就会得到你的年度剂量。
微西弗, 说: 双叶是一座鬼城,除了以前的居民外,所有人都不得进入,他们每月只能回来几个小时,检查房屋和企业。
小镇商业中心上方的一条标语写着:“核能:能源的光明未来。
”主要街道的辐射水平并不比该区域外的许多受污染地区差。
通过双筒望远镜,北村看到六只燕子在盘旋在一家体育用品商店附近。
“把网子和杆子挂起来!”他喊道。
北村和 Bonisoli Alquati 蹲在店外,一团薄雾笼罩着他们他们之间松散。
燕子在头上飞来飞去,叽叽喳喳地叫着。
鸟,鸟,他们花了两个小时才把六只燕子全部捉到并取样。
在放鸟之前,Mousseau 给它们安装了微型热释光剂量计(TLDs)来跟踪它们辐射剂量。
下面是双叶火车站,那里的辐射水平为日本政府最初誓言要在 级在更高的地方,他们又捕获了两只燕子。
年 3他们的目 标是将年剂量率降低到 1 毫西沃特,这是对普通公众的限制国际放射防护委员会的建议。
330 Mousseau 月前清理福岛县 11 个污染最严重的城市。
20 的地但到目前为止,大部分清理工作都集中在稳定受损地区核电站的反应堆继续向太平洋泄漏辐射。
日本当局不再有具体的去污时间表。
相反,他们把每年 1 毫西弗定为长期目标,现在正令人鼓舞 8 万 3 千名撤离者中的一些人将返回年剂量率高达 mSv ,相当于 欧盟委员会对核工作人员的剂量限制。
执政党日本最近发布的一份报告承认,许多受污染地区将会受到污染至少一代人都不适合居住。
这一目标的改变凸显了我们对低剂量辐射影响的认识与公共政策管理之间的差距,其中包括核清理协议。
尽管科学家们还没有确定一个“安全”的辐射剂量,但日本管理人员需要一个目标剂量来制定去污和安置政策,因此他们依赖于咨询机构,如国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection),以及不完善的研究机构,如LSS 。
布伦纳的研究表明,癌症发病率的增加与每年低至 5 毫西弗的剂量有关。
虽然Mousseau 和 Moller 已经观察到植物和动物种群的负面影响,但是在这个任意的阈值之下,没有确凿的证据支持或反对人类的直接健康风险。
布伦纳说:“一旦你达到这种剂量,你就必须依靠对机理的最佳理解,而这是非常有限的。
”在浪江市郊的一个居民区,Bonisoli Alquati 发现了一个谷仓燕窝,夹在两栋房子之间的一条窄巷子里。
这是他在令人失望的一天里,在双叶和浪江附近无人居住的地区巡游,数着几十个空巢和伤痕之后,看到的第一个活跃的鸟巢。
在大雨冲走鸟巢之前,对燕子数量进行统计对于建立事故发生前燕子数量的基线至关重要,但穆萨乌也需要活鸟的样本来进行他的实验室工作。
小巷子里的鸟巢里有三只小鸡,这是他在这个区域发现的第一只小 了量。
他在小鸡柔软的翅膀下面吹着气,露出一小块皮肤,用针刺穿了它。
一些血液进入毛细血管;有些人被弄脏在玻璃滑梯上。
然后他用帆布袋把小鸡抱起来,放进“烤箱”里, “ 烤箱”是用管道胶带绑在一起的一堆铅砖。
砖块形成了一个屏蔽室,使得 Mousseau 能够在不受背景辐射干扰的情况下测量单个鸟类的全身负荷。
他说:“我们的目标是能够观察每只鸟从一年到下一年的情况,并确定存活的可能性是否与它们接受的剂量有关。
”“如果我们真的想了解基因变异和辐射敏感性的机制,以及它们如何影响个体,那么有必要进行更精细的剂量测定。
”但是这个地方的辐射水平太高,无法精确测量。
穆萨乌把车开到街上,重新设置了伽马能谱仪。
几分钟后,它显示出铯 137 污染的明显信号,铯 137 是福岛放射性尘降物中的主要同位素。
这只小鸡可能只有一周大,有放射性。
家燕在日本是好兆头。
许多人在房子的门上钉上小木平台来吸引鸟儿。
在这个区域,平台和房屋一样,都是空的。
隔离区关闭后的每一天,Mousseau 和 Bonisoli Alquati 都工作到深夜,在福岛北部洁净地区捕捉家燕,建立一个控制组。