俄羅斯核污染對北極生態(tài)環(huán)境的影響＊

郭培清 蔣 帥

(中國海洋大學(xué)法政學(xué)院,山東青島 266100)

俄羅斯核污染對北極生態(tài)環(huán)境的影響＊

郭培清 蔣 帥

(中國海洋大學(xué)法政學(xué)院,山東青島 266100)

東西方冷戰(zhàn)時(shí)期,前蘇聯(lián)擁有世界上最龐大的核潛艇部隊(duì)。然而,隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束、前蘇聯(lián)的解體以及時(shí)間的推移,這些核潛艇絕大多數(shù)退出現(xiàn)役。由于缺乏燃料裝填和存儲設(shè)備(包括服務(wù)的船舶、轉(zhuǎn)移基地、基地存儲)及維修不善,加之目前俄羅斯經(jīng)濟(jì)蕭條、軍費(fèi)拮據(jù),退役核潛艇的“善后處理”問題成了俄羅斯軍方甚感頭痛的“一大難題”。核潛艇退役和事故成為北冰洋核廢料的重要來源,并對北冰洋的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。目前,俄羅斯對大量退役核艦艇的拆解和處理工作不僅需要資金和技術(shù)支持,還需要加強(qiáng)國家間的合作與交流。

俄羅斯;核污染;北極;生態(tài)環(huán)境

近半個(gè)世紀(jì)的冷戰(zhàn),使北冰洋成為東西方對抗的前沿地帶。1958年7月26日,美國鸚鵡螺號核潛艇成功穿越了北冰洋,并到達(dá)北極點(diǎn)。從此,北冰洋便成為世界核大國的“練兵場”。核潛艇的出現(xiàn)使北冰洋生態(tài)環(huán)境承受了太多的苦難。俄羅斯作為環(huán)北冰洋地區(qū)最重要的國家之一,其核武器尤其是核潛艇的使用和退役更成為北冰洋核污染的“罪魁禍?zhǔn)住?。北冰洋作為地球整體系統(tǒng)的一部分,通過大洋環(huán)流和大氣環(huán)流影響全球生態(tài)。隨著全球變暖,北極冰層的消融使得大量淡水進(jìn)入海洋,海洋自身循環(huán)將發(fā)生重大改變,并導(dǎo)致海洋中傳統(tǒng)的洋流方向發(fā)生改變。北冰洋核污染物將隨著洋流在全球范圍內(nèi)蔓延,成為人類共同面臨的災(zāi)難,有必要盡早開展研究。

一、俄羅斯核艦隊(duì)放射性污染物的釋放

俄羅斯海軍艦隊(duì)擁有世界上數(shù)量最多的核動力潛艇和水面艦艇(包括破冰船)。20世紀(jì)50年代,美國和前蘇聯(lián)相繼開始建造核動力潛艇。20世紀(jì)70年代,兩國核潛艇數(shù)量大致相同。到20世紀(jì)80年代,前蘇聯(lián)海軍艦隊(duì)的規(guī)模大大超過美國,達(dá)到頂峰。當(dāng)時(shí),前蘇聯(lián)海軍的絕大部分武器裝備分布于各加盟共和國,但是兩支主要艦隊(duì)和整個(gè)海軍核艦隊(duì)(駐扎于科拉半島和太平洋沿岸)是由俄羅斯負(fù)責(zé)管理。前蘇聯(lián)解體后,所有的核動力潛艇和船只都?xì)w俄羅斯海軍管轄。俄羅斯在北冰洋地區(qū)擁有重要的軍事基地,這里部署著俄羅斯核艦隊(duì)約三分之二的核潛艇及破冰船。為了確保船只可以長年入港,俄羅斯還保留著一支核動力破冰船船隊(duì)以及放射性同位素動力燈塔。這支破冰船船隊(duì)隸屬于摩爾曼斯克船運(yùn)公司,基地位于科拉半島。[1]

(一)不完善的核廢料處理可能導(dǎo)致核泄漏

目前,世界上許多國家已經(jīng)放棄了加入“核俱樂部”的希望。核動力潛艇的真正代價(jià)逐漸浮出水面。2007年6月28日,俄海軍“海豚”級戰(zhàn)略核潛艇“德米特里·東斯科伊”號在北極附近水域發(fā)射洲際彈道導(dǎo)彈并摧毀了預(yù)定目標(biāo)。[2]但是,表面上看起來威風(fēng)凜凜的俄羅斯海軍,實(shí)際上面臨著前所未有的隱憂?，F(xiàn)在,俄羅斯海軍核艦隊(duì)中的大量艦艇面臨退役,有150多艘廢棄核潛艇需要拆除核燃料、反應(yīng)堆部件和處理核廢料,這些廢棄核潛艇只有約30%拆下了反應(yīng)堆核心部件。由于對核燃料和核廢料疏于管理,退役船只容易出現(xiàn)放射性物質(zhì)泄漏事故,這將對北冰洋的環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。一些俄羅斯核潛艇使用了“鉛-鉍”冷卻系統(tǒng),反應(yīng)堆活性區(qū)在反應(yīng)堆裝置冷卻后的多年里仍具有放射性,一旦發(fā)生泄漏事故導(dǎo)致的核污染問題將進(jìn)一步惡化。[3]

俄羅斯海軍的核動力潛艇和核動力水面艦艇平均每年約產(chǎn)生20,000m3液態(tài)核廢料和6,000噸固態(tài)核廢料,其中北方艦隊(duì)每年產(chǎn)生的液態(tài)核廢料約5,000m3至15,000m3,固態(tài)核廢料達(dá)到5,000噸。而太平洋艦隊(duì)產(chǎn)生的核廢料遠(yuǎn)少于北方艦隊(duì)。截至2000年,隨著核潛艇的頻繁使用和退役,平均每年產(chǎn)生的核廢料約上升20%至30%。中等放射性的固態(tài)廢料劇增,放射性達(dá)到10,500居里;低放射性的固態(tài)廢料達(dá)到500居里。由于北方艦隊(duì)有大量的退役核潛艇,這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上升趨勢。

俄羅斯北方艦隊(duì)的放射性污染物主要來自摩爾曼斯克和阿爾漢格爾斯克地區(qū),這與兩個(gè)地區(qū)的潛艇及破冰船核反應(yīng)堆的維修和保養(yǎng)失誤相關(guān)。目前,超過7000m3的中低放射性液態(tài)核廢料貯存在北方艦隊(duì)的基地和船塢里,這些液態(tài)核廢料被集中存貯在海濱的浮箱或者是勤務(wù)船上。在北方艦隊(duì),這兩種儲存設(shè)備的存儲能力已趨于飽和,其中的一些液態(tài)核廢料不得不轉(zhuǎn)移到摩爾曼斯克。

北方艦隊(duì)的中低放射性固態(tài)核廢料被集中儲存在安德列夫?yàn)硡^(qū)、格列米哈和波利亞爾的混凝土設(shè)備、船舶和露天存儲區(qū)。隨著海軍核設(shè)施退役步伐的加快,核廢料的數(shù)量也在大幅增加,所以這里需要大量的核廢料存儲區(qū)。

表1 管理廢棄核燃料過程中存在的問題

俄羅斯北方艦隊(duì)還負(fù)責(zé)管理用于運(yùn)輸和儲存放射性污染物和廢棄核燃料的勤務(wù)船。這些船只曾被用于收集液態(tài)和固態(tài)核廢料并將核廢料傾倒至巴倫支海和喀拉海。目前,有6艘儲存液體的船只被北方艦隊(duì)雇傭。此外,還有7艘駁船被用來儲存廢棄核燃料。一些在過去用來轉(zhuǎn)移和儲存廢棄核燃料的大型船只也被用來儲存液態(tài)污染物。這些大型船只?？吭谖骼臁⒓蛹?、格萊米卡和北德文斯克。同時(shí),北方艦隊(duì)擁有相當(dāng)數(shù)量的 PEk-50型浮箱,每一個(gè)浮箱可以儲存50m3液態(tài)污染物。此外,北方艦隊(duì)還儲存了在事故中遭到破壞的核潛艇所釋放出的大量放射性污染物和在反應(yīng)堆運(yùn)行中破裂的燃料組件。處理核潛艇生成的核廢料一般步驟包括:第一步,從反應(yīng)堆中拆除使用過的燃料組件并轉(zhuǎn)移到勤務(wù)船的儲存隔層中(塞韋爾卡號和馬利納號);第二步,把臨時(shí)儲存在勤務(wù)船中的廢棄燃料組件轉(zhuǎn)移到位于安德列夫?yàn)硡^(qū)的陸上存儲設(shè)備(以前也存儲在格萊米卡);廢棄燃料組件在這些臨時(shí)儲存設(shè)備中儲存三年;第三步,將廢棄燃料組件轉(zhuǎn)移到勤務(wù)船上運(yùn)至摩爾曼斯克主港區(qū)羅斯特的謝夫莫爾普特海軍造船廠;最后,將廢棄燃料組件裝入集裝箱并通過鐵路運(yùn)輸至瑪雅克并在瑪雅克儲存并進(jìn)行再加工。[4]但是,美國技術(shù)評估辦公室(OTA)指出,俄羅斯在管理廢棄核燃料的四個(gè)階段中存在許多問題(見表1):

目前,俄羅斯儲存中低放射性核廢料的儲存設(shè)施接近飽和,難以再接收從核潛艇上拆除的大量中低放射性核廢料;而儲存高放射性核廢料的設(shè)施尚未建成。據(jù)報(bào)道,俄羅斯西北部的科拉港已經(jīng)成為世界上最大的核潛艇“墳場”。在這個(gè)人跡罕至的碼頭上,還將接納100余艘等待“肢解”的退役核潛艇。

(二)退役核潛艇成為重要核污染源

據(jù)統(tǒng)計(jì),自20世紀(jì)50年代第一艘核潛艇駛離碼頭起至2005年,美國、蘇聯(lián)(俄羅斯)、英國、法國共建造了各種核潛艇488艘,現(xiàn)僅存142艘,退役核潛艇達(dá)到346艘。[5]核潛艇的產(chǎn)生和發(fā)展大大提高了擁有核潛艇國家的戰(zhàn)略地位,但隨后而來的核潛艇退役“浪潮”也使這些國家始料不及,并付出沉重代價(jià)。

到20世紀(jì)80年代中期,俄羅斯大量潛艇已經(jīng)老化,直到其燃料組件受到嚴(yán)重破壞而難以補(bǔ)充燃料時(shí)才被迫退役。從前蘇聯(lián)解體到本世紀(jì)初,俄羅斯海軍財(cái)政撥款受俄羅斯經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和軍費(fèi)支出水平的限制大為萎縮。一大批前蘇聯(lián)時(shí)期潛艇從上世紀(jì)90年代初開始報(bào)廢,特別是核動力潛艇(退役核潛艇中多數(shù)是“回聲-Ⅰ/Ⅱ”級、“旅館”級和“羅密歐”級等舊型號),其裝置和核燃料面臨著復(fù)雜的拆除處理過程。[6]

俄羅斯共計(jì)有210艘核潛艇退役,這迫使俄羅斯政府不得不把相當(dāng)大的精力投入到處理和處置報(bào)廢核潛艇上來。近幾年,俄羅斯海軍開始對退役核潛艇進(jìn)行大規(guī)模拆解工作。北方艦隊(duì)的核潛艇拆解工作在科拉半島和阿爾漢格爾斯克(Nerpa船廠和Zvezdochka船廠)進(jìn)行;太平洋艦隊(duì)的核潛艇拆解工作在符拉迪沃斯托克地區(qū)進(jìn)行。雖然有大量的核潛艇退役,但是燃料的清除和潛艇的拆解工作進(jìn)展緩慢。到1995年1月為止,兩個(gè)艦隊(duì)的退役核潛艇數(shù)量達(dá)到101艘,但其中70艘退役核潛艇反應(yīng)堆里的廢棄核燃料尚未清除,只有15艘核潛艇被完全拆解。[7]1995年至2003年,隨著退役核潛艇數(shù)量的增加,潛艇拆解工作的負(fù)擔(dān)越來越重。由于核潛艇的服役期限和部隊(duì)的整編,又有80艘潛艇退役。退役核潛艇的總數(shù)達(dá)到181艘。俄羅斯核艦隊(duì)自行拆解核潛艇的能力僅為每年幾艘,照此速度要拆解處理俄羅斯所有的退役核潛艇,將需要幾十年的時(shí)間。

然而,目前的儲存設(shè)施僅能夠儲存少量的反應(yīng)堆內(nèi)核,由此引發(fā)的問題是缺乏足夠的廢棄核燃料的儲存設(shè)施。由于沒有充足的運(yùn)輸船和儲存基地,從反應(yīng)堆中清除的廢棄核燃料很可能在3至5年內(nèi)無法得到安全保存。這些退役核潛艇仍有近半數(shù)仍閑置在碼頭、港灣和工廠等待處理。

核潛艇退役后對放射性部件的解體、去污、包裝、儲存和運(yùn)輸?shù)榷夹柰度氪罅康馁Y金,處置一艘退役核潛艇的經(jīng)費(fèi)甚至高達(dá)數(shù)千萬美元。因此,在資金匱乏的情況下,到目前為止,俄羅斯仍有幾十艘退役核動力潛艇尚未得到妥善處理。這些報(bào)廢核潛艇長期浸泡在海水中等待處理,無疑潛伏著核泄漏的危險(xiǎn),核安全狀況不容樂觀。

目前,俄羅斯核潛艇的退役技術(shù)仍處于發(fā)展階段,并沒有形成一套成熟的技術(shù)方案。由于退役核潛艇曠日持久地停泊在碼頭或船廠,不僅占用了有限的碼頭和港池,而且船體構(gòu)件逐漸發(fā)生破壞性腐蝕。雖然向反應(yīng)堆內(nèi)注入了大量的防腐劑,但不能從根本上解決問題。長此以往,俄羅斯退役核潛艇的核廢料問題很可能演化成空前的“災(zāi)難”。

(三)失事核潛艇導(dǎo)致嚴(yán)重核污染

冷戰(zhàn)時(shí)期,北冰洋成為美蘇兩國和競爭的前沿地帶,雙方都建立了派出彈道導(dǎo)彈核潛艇到對方家門口“值班”的制度。為了對付敵方的彈道導(dǎo)彈核潛艇,美、蘇雙方又幾乎同時(shí)研制出攻擊核潛艇的核潛艇,即核攻擊型潛艇。兩個(gè)超級大國的核潛艇在北冰洋的浮冰下面來往如梭,互相追逐,甚至不止一次地發(fā)生相撞事故。近半個(gè)世紀(jì)里,核潛艇事故頻頻發(fā)生,經(jīng)過對有關(guān)資料分析統(tǒng)計(jì),僅核潛艇沉沒的惡性事故就達(dá)18起,并造成800多名艇員喪生。至今,仍有十幾艘核潛艇的殘骸還躺在北冰洋冰冷的“海洋墳?zāi)埂崩?。這些潛艇長眠海底,不僅給制造國帶來巨大的軍事?lián)p失和情報(bào)危機(jī),而且還給航運(yùn)和沉沒地海域及周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重隱患。盡管有的核潛艇沉沒后放射性物質(zhì)暫未泄漏,但在海水的腐蝕和強(qiáng)大的壓力下,最終會徹底破壞核動力裝置及裝載的核武器,造成放射性物質(zhì)外溢,進(jìn)而污染海洋環(huán)境、危害生物。

在這些事故中前蘇聯(lián)核潛艇沉沒事故最發(fā)人深思。1989年4月7日,前蘇聯(lián)“共青團(tuán)員”號核動力潛艇在距挪威本土480千米的挪威海沉沒。它由一個(gè)單獨(dú)的壓水反應(yīng)堆(PWR)提供動力,并攜帶兩枚帶有核彈頭的魚雷及其他常規(guī)魚雷。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),“共青團(tuán)員”號的兩枚核彈頭含有的钚的放射性達(dá)到430居里(其中94%來自钚-239,6%來自钚-240)。在潛艇失事的過程中,這兩枚核彈頭的外殼遭到破壞,而且魚雷發(fā)射管的艙口呈開啟狀態(tài),核彈頭中的放射性物質(zhì)直接浸泡在海水中。這引起了國際社會的普遍關(guān)注,他們紛紛認(rèn)為“共青團(tuán)員”號核潛艇的失事將是潛在且長期的放射性污染來源,尤其是對漁業(yè)資源豐富的挪威海域及鄰近的北冰洋海域產(chǎn)生影響?！肮睬鄨F(tuán)員”號失事地點(diǎn)在水深約5,000英尺的公海海域,水文條件非常復(fù)雜,海流的速度和方向可以在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變。該海域的表層海流達(dá)到1.5m/s。挪威海洋研究所指出在“共青團(tuán)員”號失事海域有一股強(qiáng)大且變化無常的洋流影響著深水和表層海水的交換。他們通過研究證明了水溶性裂變產(chǎn)物通過運(yùn)動到達(dá)北冰洋。因?yàn)轸~類無法到達(dá)潛艇失事的洋底,而且放射性物質(zhì)到達(dá)海水表面時(shí)已經(jīng)被充分稀釋,初步估計(jì)放放射性物質(zhì)對人類健康的影響并不大。目前,俄羅斯官方已經(jīng)對外公布了一些關(guān)于“共青團(tuán)員”號核潛艇反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)等方面信息,披露了反應(yīng)堆的能量大約為190兆瓦,并對反應(yīng)堆內(nèi)核的放射性進(jìn)行了初步估算。根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù),反應(yīng)堆內(nèi)核含有42,000居里鍶-90和55,000居里銫-137。最近,俄羅斯專家重新測定的數(shù)據(jù)顯示“共青團(tuán)員”號的反應(yīng)堆含有76,000居里鍶-90和 84,000居里銫-137。可見,最新數(shù)據(jù)比原來測算數(shù)據(jù)有所上升。俄羅斯官方指出“共青團(tuán)員”號失事前反應(yīng)堆已成功地切換到安全的冷卻模式,同時(shí)反應(yīng)堆艙的結(jié)構(gòu)完整,反應(yīng)堆艙與外界水的交換也十分有限。目前,根據(jù)放射性物質(zhì)的釋放速度、“共青團(tuán)員”號現(xiàn)在的情況和失事海域的物理特性,“共青團(tuán)員”號暫時(shí)沒有危害到周圍環(huán)境。

從1970年到1999年的短短30年中,世界上沉沒的10艘核潛艇全部被前蘇聯(lián)“囊括”(其中前20年沉沒達(dá)9艘,后10年沉沒1艘)。前蘇聯(lián)(俄羅斯)核潛航行海難事故如此之多,不僅僅因?yàn)楹藵撏?shù)量占世界首位(共建造約250艘,占世界總數(shù)的1/2),使沉沒率升高,還因?yàn)樵S多其他因素,如:潛艇的級別和型號過于龐雜;裝備的安全性標(biāo)準(zhǔn)低;人員素質(zhì)較差;缺乏日常管理制度和對潛艇的維修及保養(yǎng)等等。由此可見,如果說核潛艇為數(shù)不多的沉沒事故屬于偶發(fā)事件的話,那么前蘇聯(lián)(俄羅斯)屢屢發(fā)生核潛艇沉沒事故就有它的必然性。[8]

二、俄羅斯核污染對北冰洋生態(tài)系統(tǒng)的影響

(一)北冰洋核污染的擴(kuò)散

前蘇聯(lián)從一開始就沒有對核廢料的安全問題給予足夠的重視。像核武器的生產(chǎn)企業(yè)、核武器的實(shí)驗(yàn)基地及大大小小缺乏安全設(shè)施的核電站,所產(chǎn)生的核廢料都直接或間接地傾倒至北冰洋。20世紀(jì)90年代前,俄羅斯將核動力艦船產(chǎn)生的固態(tài)和液態(tài)核廢料傾大部分倒入北冰洋的巴倫支海和喀拉海。除了傾倒入海的核廢料以外,上文中提到的核設(shè)施及核武器的放射性物質(zhì)泄漏和核潛艇的退役和失事也是核污染物的重要來源。

在俄羅斯北部海域,液態(tài)核廢料的傾倒量達(dá)到189,634m3,放射性超過20,653居里。這一數(shù)據(jù)包括核廢料儲存基地的泄漏和一艘核潛艇失事所導(dǎo)致的潛在污染。為了了解核廢料在北冰洋的分布特征,以及確定這些核廢料對人類健康及環(huán)境的潛在影響,北極周邊各國進(jìn)行了大量的實(shí)地觀測,如由國際原子能機(jī)構(gòu)主持的“國際北極海洋評估項(xiàng)目(IASAP)”和美國海軍海上研究辦公室的“北極核廢料評估項(xiàng)目(ANWAP)”。研究人員主要關(guān)注放射性污染物通過海水或冰川轉(zhuǎn)移的可能路徑,這些可能路徑需要通過收集數(shù)據(jù)和建模得以確認(rèn)。然而由于觀測數(shù)據(jù)有限,實(shí)地觀測既不能解決核廢料時(shí)空分布特征,更無法預(yù)測其對北冰洋的污染后果,所以必須進(jìn)行大量而詳細(xì)的水體研究,如對特定地點(diǎn)的水深、海岸線地質(zhì)結(jié)構(gòu)、潮汐因素、風(fēng)、溫度、污染物的深度,以及其他的因素的了解。然而,每條河流、每個(gè)海灣都有自己的混合特性,而且隨著時(shí)間和地點(diǎn)的變化而變化。同時(shí),水體中放射性污染物的分布情況也會受到化學(xué)、物理和生物因素的影響。因此,確定核污染物質(zhì)的路徑比較困難。

面對這些困難,北極核廢料評估項(xiàng)目(ANWAP)進(jìn)行了大規(guī)模的建模工作。該模型覆蓋北極以南至北緯30°之間,其中包括遠(yuǎn)東海洋和拉布拉多海,研究的對象包括洋流、冰川等。該模型已經(jīng)用于監(jiān)測鄂畢河和葉尼塞河、喀拉海和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)固體和液體核廢料傾倒場,以及受到塞拉菲爾德工廠污染的愛爾蘭海。

由于大部分污染物聚集在淺水區(qū),核污染的擴(kuò)散方式除了自然擴(kuò)散(如洋流,冰川運(yùn)動),也不能排除偶然或有意的人類干預(yù)。所以,還需要了解其他因素在人類影響放射性污染物擴(kuò)散中發(fā)揮著怎樣的作用。通過對英國塞拉菲爾德工廠附近的觀察,放射性物質(zhì)很可能沉積于海灘,或者隨風(fēng)傳播。人類食用的海洋食品,事實(shí)上已成為人類接觸放射性物質(zhì)的最可能途徑。我們熟悉的陸地食物鏈通常只有兩個(gè)或三個(gè)獨(dú)立的步驟,所以可以得到控制或修改。但是在水環(huán)境下,要搞清楚復(fù)雜的食物網(wǎng)和捕食層次之間的相互關(guān)系對人類的影響幾乎是不可能的。

另一個(gè)因素使得估算放射性核物質(zhì)污染的食物鏈?zhǔn)掷щy,這就是生物蓄積性現(xiàn)象。一些污染物擴(kuò)散過程會導(dǎo)致物理、化學(xué)或生物武器的放射性污染物的濃度大大高于其在空氣或水中釋放的初始濃度。例如,有的海洋生物吸附放射性污染物進(jìn)入淤泥然后累積于洋底。此外,放射性物質(zhì)集中積累于生物體,從而導(dǎo)致“生物放大作用”。通過分析,放射性物質(zhì)可能會聚集在某種生物體,再經(jīng)過一定途徑供人食用。所以,在此要考慮的是放射性物質(zhì)主要聚集于哪些生物以及這是否會被人類食用。例如,蛤、牡蠣和扇貝集中Sr-90,但放射性物質(zhì)主要集中于它們的貝殼上,這通常不會被人類攝取。一般情況下,生物肌肉組織中往往聚集較低濃度的放射性物質(zhì),而肝、腎和其他參與儲存或排泄的器官則具有較高濃度的放射性物質(zhì)。人們對幾種生長在塞拉菲爾德附近水域的海藻進(jìn)行放射性觀察,發(fā)現(xiàn)不同種類的海藻對放射性元素的聚集程度不同,因此重要的是要了解人類實(shí)際上食用了哪些種類的海藻。

(二)北冰洋核污染對人類的影響

科學(xué)家預(yù)計(jì),北冰洋的大量核廢料將漸漸被白令海、北太平洋和北大西洋的海藻和魚類等海洋生物所吸收,然后進(jìn)入食物鏈,遭核損害的首先是人類。在北極,長期生活在那里的原居民在生活方式上很大程度地依賴于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。在這一情況下,人類和其他物種(如海洋哺乳動物、馴鹿、魚類等等)的相互關(guān)系愈加密切。因此,關(guān)注放射性污染對生態(tài)系統(tǒng)中其他物種的影響是十分必要的。

放射性沉積物在北極地區(qū)的凈化速度比溫帶地區(qū)慢得多。較短的生長季節(jié)和有限的熱量、水分和養(yǎng)分供給導(dǎo)致在較緩慢的生物周轉(zhuǎn)過程中加速了放射性物質(zhì)的擴(kuò)散。早期的研究就曾指出放射性物質(zhì)可以轉(zhuǎn)移并集中于食物鏈,從而威脅人類健康。研究表明,人類對放射性污染物的輻射敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過動植物。除此之外,在北極地區(qū)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境中,放射性物質(zhì)一旦進(jìn)入水源或水體后,將在水中遷移并迅速彌散開來。要測定其濃度,就要考慮諸多因素,例如釋放到水體中的放射性物質(zhì)的總量、放射性物質(zhì)的理化性質(zhì)及水體性質(zhì)(水體體積、水體流速及其他水力學(xué)特征等)等等。[9]這無疑為科學(xué)地測定北冰洋放射性污染情況增加了難度。

比起溫帶地區(qū),北極地區(qū)和亞北極地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)更具活力和不穩(wěn)定性。與人類相互依存的動物具有明顯不同的周期性波動,這直接導(dǎo)致了間歇性的高峰和危機(jī)。由于無法確定北極生態(tài)系統(tǒng)中人類受輻射影響的程度,想要在這種背景下判斷核輻射對北極生態(tài)的影響也是極為困難的。在這一點(diǎn)上,沒有“生物哨兵”①“生物哨兵”即利用大自然中生物的一些特性預(yù)警生化武器襲擊、探測炸藥和監(jiān)測生化污染的擴(kuò)散程度。可以被用來監(jiān)測放射性污染物對北極生態(tài)環(huán)境危害的程度。

放射性核物質(zhì)是一種致癌物質(zhì),在高劑量的情況下,它可以引發(fā)疾病,重則死亡。核輻射對人類健康的影響取決于許多因素,包括輻射的類型、釋放能量的多少、輻射期的長短、輻射影響的器官或組織和受輻射人員的體質(zhì)(甚至年齡)。對于人類個(gè)體,放射性物質(zhì)在外部對人體的危害要小于其被吸入或者吞咽后的危害。如果放射性物質(zhì)在人體內(nèi)擴(kuò)散,能量將持續(xù)不斷地破壞器官和組織,這種傷害是長期的。高劑量的輻射會阻礙細(xì)胞的自我修復(fù)并引起細(xì)胞死亡,一旦受損細(xì)胞超越一定的限度,就會削弱器官功能。機(jī)體受到核輻射后,內(nèi)分泌功能的改變主要來自甲狀腺。對核事故后受到低劑量照射的人群研究發(fā)現(xiàn),該人群的甲狀腺癌等甲狀腺疾病的發(fā)病率明顯升高,這是由于核事故后的放射性碘被人體通過消化道或呼吸道吸收后極易聚集在甲狀腺,從而引起甲狀腺疾病的發(fā)生。切爾諾貝利周圍地區(qū)兒童的呼吸道疾病發(fā)生率在核電站泄事故后明顯升高。

當(dāng)人體接觸高劑量的輻射后,輻射影響將在幾個(gè)小時(shí)、幾天或數(shù)周內(nèi)呈現(xiàn)出來。包括惡心、嘔吐、疲勞,并降低白細(xì)胞指數(shù),這些影響被稱為急性放射綜合癥,其癥狀及其嚴(yán)重程度取決于輻射的劑量。感染、脫水或低白細(xì)胞計(jì)數(shù)可能造成死亡,并且在輻射劑量大于100rads時(shí)可能性更大。而如果輻射量達(dá)300rads時(shí)可使人類在60天內(nèi)死亡。

此外,核輻射可以誘發(fā)遺傳不穩(wěn)定性,具體表現(xiàn)為后代克隆形成能力下降、克隆變小、細(xì)胞倍增時(shí)間延長、輻射敏感性增加、染色體總數(shù)升高、染色體畸變率升高等等。正常人受到核輻射后幾年甚至十幾年后,可以造成精子染色體畸變。這種精子染色體異?？梢栽斐闪鳟a(chǎn),新生兒死亡、畸變或其他一些影響。持續(xù)性低劑量輻射誘發(fā)子代異常的概率要比急性核輻射高得多。動物實(shí)驗(yàn)表明,父系遭受過的輻射使子孫致癌的危險(xiǎn)性更高。[10]

三、俄羅斯北極核污染的治理——合作機(jī)遇與挑戰(zhàn)

世界自然基金會北極事務(wù)負(fù)責(zé)人尼爾·漢密爾頓(Neil Hamilton)指出:“我們現(xiàn)在需要一個(gè)監(jiān)管北極地區(qū)的新法律機(jī)制,以保護(hù)這里最重要也最脆弱的海洋環(huán)境”。[11]北極既是北極國家的北極,也是全世界的北極。北冰洋作為地球整體系統(tǒng)的一部分,它與全球的大氣環(huán)流、大洋環(huán)流相關(guān)聯(lián)。

蘇聯(lián)解體后,俄羅斯繼承了沉重的包袱。這不但讓俄羅斯深感頭痛,就連美國、加拿大、日本和瑞典也受到牽連。俄羅斯如此草率大意地處理核廢料,給人類埋下了巨大的隱患?，F(xiàn)在,許多國家和國際機(jī)構(gòu)已經(jīng)參與解決俄羅斯核廢料的傾倒和排放入海的問題,它們正在積極處理放射性污染對區(qū)域環(huán)境和人類健康的威脅。國際機(jī)構(gòu)也參與其中,以確保對未來的核活動、核材料和核廢物謹(jǐn)慎和安全地管理。近些年來許多單邊、雙邊和多邊國際組織不斷發(fā)展,為了應(yīng)對挑戰(zhàn),在它們完成使命的過程中反映出獨(dú)特的沖突與合作并存的局面。環(huán)境問題是國際性的,各國必須通過合作尋求解決之道。

1996年8月26日至28日,挪威和俄羅斯在雙邊會談中制定草案,兩國于1996年10月正式簽署涉及北方艦隊(duì)管理的七項(xiàng)合作方案:1、將安德列夫?yàn)硡^(qū)的臨時(shí)核廢料儲存設(shè)備排空并退出使用;2、在摩爾曼斯克建立和開放一個(gè)特定區(qū)域用于儲存報(bào)廢核潛艇里的固態(tài)核污染物;3、建造一艘用于運(yùn)輸裝有廢棄核燃料集裝箱的船只;4、鋪設(shè)四條鐵路用于運(yùn)輸廢棄核燃料;5、在瑪雅克地區(qū)建立用于儲存廢棄核燃料的基地;6、將北德文斯克的儲存液態(tài)核廢料的船只進(jìn)行升級;7、購置一臺用于收集液態(tài)放射性污染物的可移動設(shè)備。這項(xiàng)研究由挪威的克瓦納(Kvaerner)和俄羅斯卷積能源公司(the Russian company RSC Energia)共同完成。為實(shí)施這一合作方案,挪威提供了70萬美元的技術(shù)援助。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至1996年由挪威提供的無償援助總額達(dá)到1500萬至2000萬美元。

雖然美國已進(jìn)行大量調(diào)查,并取得一定成就,但是在研究項(xiàng)目的區(qū)域覆蓋和途徑調(diào)查方面仍有一些缺陷。現(xiàn)在美國可以憑借其強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力獨(dú)立完成一些重要的研究工作,但也需要密切同俄羅斯的合作,特別是在進(jìn)入具體核污染地點(diǎn)和了解傾倒材料等方面進(jìn)行磋商。因此,美國技術(shù)評估辦公室(OTA)已確定了一些美國和俄羅斯的聯(lián)合項(xiàng)目。其他國家,如德國為俄羅斯提供價(jià)值3 100萬馬克處理報(bào)廢核潛艇的設(shè)備,芬蘭提供給俄羅斯2 600噸用于防止核泄露的重型防護(hù)鉛板,然而,這些也只不過是“杯水車薪”,要想真正徹底解決放射性核污染的問題,不知還得等多少年、花費(fèi)多少資金,才能取得成效。

20世紀(jì)90年代以后,人們的核安全意識大大提高,加上國際上一系列核安全措施的制約,促使各國核設(shè)施(包括核潛艇)的事故率明顯下降。俄羅斯的國際合作進(jìn)程也已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段,一些周邊國家(如挪威、日本、韓國等)出于保護(hù)本國利益的考慮,通過實(shí)地考察與俄羅斯達(dá)成合作意向。英美等國也積極援助俄羅斯銷毀廢棄核潛艇。

美國和其他國家一直在資助俄羅斯改善反應(yīng)堆的安全,以防止另一個(gè)切爾諾貝利事件的發(fā)生,這些改進(jìn)的措施主要是在以下領(lǐng)域:增加輔助設(shè)備、培訓(xùn)、監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng),并對現(xiàn)有反應(yīng)堆加以管理監(jiān)督。同時(shí),各國也積極確保在北極利益上的協(xié)調(diào)性,避免沖突和矛盾,加深溝通和交流合作。但是僅有外部努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,俄羅斯自身必須做出更具實(shí)質(zhì)性的改進(jìn),如更換舊設(shè)備和安全系統(tǒng)。對于美國和其他國際援助,俄羅斯應(yīng)加強(qiáng)其立法制度,進(jìn)一步承擔(dān)起環(huán)境保護(hù)和建立核安全體制的責(zé)任。前蘇聯(lián)解體后,大部分負(fù)責(zé)管理核材料的政府機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)缺乏外部監(jiān)管。今天的俄羅斯必須逐步制定必要的法律框架,執(zhí)行基本的環(huán)境保護(hù)法律,規(guī)范使用核能,管理放射性物質(zhì)和核廢料。

目前,對北極地區(qū)的研究、監(jiān)測和預(yù)防的關(guān)鍵目標(biāo)之一是保護(hù)人類健康和環(huán)境免受來自放射性污染的侵害。雖然前蘇聯(lián)(俄羅斯)的核污染尚未顯示出對人類健康直接影響,但由此引發(fā)的嚴(yán)重后果將在幾年內(nèi)獲得驗(yàn)證。因此,國際機(jī)構(gòu)長期的監(jiān)測和規(guī)劃對保護(hù)北極環(huán)境和北極地區(qū)的人類健康是十分必要的,同時(shí)也需要依靠世界海洋大國的共同努力與合作。但俄羅斯有責(zé)任預(yù)防和處理核廢料,同時(shí)俄羅斯政府也應(yīng)該加大核動力艦艇的退役和拆解工作的資金投入,并為核艦隊(duì)的廢棄核燃料建造處理設(shè)施。

四、小結(jié)

隨著俄羅斯核潛艇的退役,核軍備競賽逐漸偃旗息鼓,退役核武器的處理和存儲問題仍舊困擾著世界核大國。目前,關(guān)于北極劃界的爭端會延續(xù)下去,并牽動著環(huán)北冰洋周邊國家的神經(jīng),但是在北冰洋遭到核污染的大背景下,人類在北極地區(qū)的利益是相同的。1928年“意大利”號飛艇在北極失事,被困于北極冰原之上。隨后全世界都將目光投向了北

極,共有6個(gè)國家派出救援隊(duì),出動了18艘船只,22架飛機(jī)和1500余人,成就了人類歷史上第一次國際性的聯(lián)合救援行動,他們實(shí)現(xiàn)了超越意識形態(tài)的合作。在北極人類無法抗御的惡劣環(huán)境下,人類天性中的合作、互助、友愛的一面被歷史銘記。然而,這種國際合作精神能否滲透在解決北冰洋核污染問題的方方面面?北極更應(yīng)該成為連結(jié)世界的“橋梁”,而不是阻礙人類交往的“核墳場”。

[1]OTA-EVA,Nuclear Waste in the Arctic:An Analysis of Arctic and Other Regional Impacts from Soviet Nuclear Contamination[M],Washington,DC:U.S.Government Printing Office,September 1995,119.

[2]謝爾蓋·薩福羅諾夫.俄海軍中將談潛艇發(fā)展趨勢[J].艦船知識,2009,(12):55-57.

[3]安東尼·普雷斯頓,李加運(yùn)譯.潛艇[M].北京:國際文化出版公司,2003.

[4]Handler,J.,Preliminary Report on Greenpeace Visit to Vladivostok and Areas Around the Chazhma Bay and Bolshoi Kamen Submarine Repair and Refueling Facilities[R],Dec.9,1992.

[5]楊連新.走進(jìn)核潛艇(第1版)[M].北京:海洋出版社,2007.

[6]Don J.Bradley.Behind the Nuclear Curtain:Radioactive Waste Management in the Former Soviet Union[M].UN:Battelle Memorial Institute,1997.

[7]Handler,J.,Green-peace Nuclear Free Seas Campaign[R],Alaska:Testimony for the U.S.Senate Select Committee on Intelligence,August 1992.

[8]新浪軍事:“全球核潛艇沉沒事故知多少”[EB/01]http://news.sina.com.cn/world/2000-08-15/117534.html.

[9]陳竹舟,葉長青.核與如何應(yīng)對輻射恐怖[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

[10]蔣帥,郭培清.北極核污染治理:任重道遠(yuǎn)(上)[J].海洋世界,2009,(09):79-80.

[11]耿學(xué)鵬:“五國會商北極領(lǐng)土爭端”[EB/01]http://news.xinhuanet.com/newscenter/2008-05/29/content_8271371.htm.

Abstract:During the Cold War,the Soviet Union owned the largest nuclear submarine force in the world.With the end of the Cold War,the dissolution of the Soviet Union,and the passage of time,however,the most of these nuclear submarines were decommissioned.Owing to the shortage of fuel loading and storage equipment and poor maintenance,coupled with Russia’s economic recession and lack of military expenditure,the’aftermath’of the decommissioned nuclear submarines became a major problem of the Russia’s military.The nuclear submarines’retirement and accidents become the important source of the nuclear waste in the Arctic,and pose a serious threat to the Arctic ecological environment.Now a large number of the decommissioned nuclear submarines need dismantling and treating,which involves not only financial and technical support,but international cooperation and communion as well.

Key words:Russia;nuclear pollution;the Arctic;ecological environment

責(zé)任編輯:周延云

Russian Nuclear Pollution to the Ecological Environment of the Arctic

Guo Peiqing,Jiang Shuai
(School of Law&Political Science,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)

DF969

A

1672-335X(2010)03-0012-06

2010-02-05

郭培清(1968- ),男,山東諸城人,中國海洋大學(xué)法政學(xué)院副教授,主要從事極地政治與法律研究。