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》核電與海洋汙染
文章出處:圖文整理/i-Nature編輯部

核電廠發電的原理和火力發電基本上是相同的。不同的是,核電廠以鈾當燃料,將其核分裂,產生高「熱」與「放射性核廢料(死灰)」,高熱將液態水煮沸成氣態水蒸氣,推動渦輪轉動,產生電力(圖1)。由於核電廠運轉時原子反應爐會產生高熱,一般都選擇以液態水來冷卻原子反應爐的冷凝器,所以全球核電廠多興建在海邊或大型湖泊畔,時刻不斷地汲入大量的海水或湖水,防止原子反應爐因過熱而融毀。所以廢熱的溫排水是核電廠無可避免的產物。換言之,核電廠發電就像是一座「海水加溫器」或「湖水加溫器」。

(圖1)

(表1)

根據熱機定律(熱力學第二定律),在循環作功的過程中,不可能完全將熱轉換為功。所以如果核電廠每天發電量100萬瓩,實際上原子爐總共製造生產300萬瓩的熱,其中的200萬瓩,也就是三分之二的熱,是浪費掉的(圖1)。而且為了減少核電廠生產的溫排水對環境的衝擊程度,一般將溫排水水溫升溫的範圍控制於7~10℃之間,所以核電廠每秒必須至少汲入70公噸的冷卻水。舉台電國聖核二廠(NPP2)美國奇異公司沸水式反應器為例,兩部機組所產生2,985MW的推算額定熱,發電量僅985MW淨電功率,熱效率約33%。為了冷卻2,000MW的廢熱功率(三分之二的廢熱),台電核二廠必須每秒排放43,906公斤(即44公噸;相當於台灣第一大河濁水溪一月時河水的流量)溫差11.9℃的溫排水(夏季由28.1℃升溫至40.0℃)到周遭海域。請參考台灣電力公司目前運轉中核一、二、三廠基本運轉參數(表1) 以及2007年核一、二、三廠循環水箱進出口夏季平均水溫及溫度差(圖2)。

(圖2)

動物性及植物性浮游生物充斥於汲入的天然冷卻水(海水和湖水)中。為了防止入水口及冷卻水管路被這些隨著冷卻水被汲入的「異物雜質」,尤其是附著生物會附著管壁堵塞通路或干擾或降低,而影響核電廠的冷卻效果,核電廠多設計多重物理構造和投與化學物質(重金屬、氯等),盡可能消滅去除這些生命,「淨化水質」。體型較大的生物既被強力汲取又受猛烈撞擊,而被牢牢吸附於取水口過濾裝置(柵欄與篩網)靜候死亡;體型小於篩網網目的卵、幼生及逃避不及的仔稚苗,則被虹吸捲入,並被浸泡在致死濃度的有毒化學溶液中,再經溫度上升11.9℃的三溫暖洗禮,屍體隨著溫排水被棄置於出水口,隨著海流漂流擴散。

(圖3)

所以台電核一、二、三廠自從運轉以來,每秒共排放流速126公噸,水溫比周遭海域環境高7.8~12.1℃的高溫溫排水,其中夾雜各式各樣生物的殘骸、殘留的有毒化學物質、和核電廠洩露排放的放射性物質,再度嚴重荼毒出水口周遭的環境生態與生命。浮游動物攝食被污染的浮游植物,類等小型魚類攝食浮游動物,鱸魚等大型魚類又捕食小魚,污染就這樣擴展放大到食物鏈的上層(圖3)。含有汙染(重金屬、輻射)物質的中表層生物的屍體沈降到海底途中,被腐食生物或底棲甲殼類與貝類、沙蠶、海膽等無脊椎生物等取食,再度經由食物鏈,進入小型以及大型生物的體內。經年累月,藉著食物鏈循環累積,例如過去隨著四季變化原盛產於金山沿岸夾在核一、核二廠間的海草,漸漸枯竭;九孔也完全絕跡,漁源日漸減少,核電廠不但降低鄰近海域漁業的漁獲量,而且銳減核電廠附近居民經濟收益的例子不勝枚舉。

(圖4)


亞熱帶的台灣地處西太平洋大陸棚邊緣,海水溫度本就偏高;赤道黑潮又流經台灣,海水溫度普遍較東太平洋高。一旦氣候、洋流等因素稍有偏差,脫離常軌,溫排水散熱與稀釋效果不良,特別在6~9月盛夏季節,往往導致台灣核電廠出水口海域水溫高於30℃,造成珊瑚白化的不可逆反應。台灣政府委託某些公家單位連續近20年調查北部兩座核電廠運轉對海洋生態的影響,竟然都沒有發現「秘鯛魚」(脊椎骨上下甚至左右極度彎曲,背部隆起。圖4)。環保聯盟北海岸分會范正堂先生於1993年核二廠出水口首先發現秘雕魚而喧騰一時,引起國際注目。有關秘雕魚形成的原因有許多說法,日本愛知縣核能研究所大沼 淳一教授的檢驗報告指出,核二廠出水口的底泥之輻射量超乎尋常。東海大學生化所也發現核二廠底泥有超量的有機錫。清大原子力發展研究中心亦檢測出秘雕魚體含有銫137。但台電則傾向由於核二廠溫排水排放口設計不良,所排出的偏高(37℃)溫排水導致魚苗體內維生素C受到破壞所致。有研究者更聲明「水溫是唯一引起畸形魚的原因,而非其他汙染源所致;且此畸形現象可逆,已畸形之魚如放入常溫飼育,脊椎亦會逐漸回復。由於魚類有生物累積、放大功能,會把環境的毒物累積體內,故溫度雖是導致「秘雕魚」成因之一,但亦不應排除其它污染源也有可能,或彼此之間有加乘作用。雖然到目前為止「秘雕魚」之成因仍未有科學上的定論,但是秘雕魚的成因是來自核發電廠的共識卻是一致的。

(圖5)

2011年311東北日本地震和海嘯引爆東京電力公司福島第一核電廠事故(福島核災)。核電廠所外洩的輻射物質對海洋生態系的影響正逐漸擴大(圖5)。除了日本東北地區的魚介貝類陸續發現含有放射性物質—銫,日本東京灣的魚類也檢測出微量的銫,甚至北太平洋50%的海域也驗出放射性物質。若日本政府再無法有效控制由福島核電廠破損機組溢流出的高濃度汙水及輻射塵進入海洋,據推估,到2013年秋天,汙染海域將向西延伸至夏威夷,並在2015年達到美國西部太平洋沿岸全域。屆時,太平洋海水中每立方公尺銫137的含量將高達10~20貝克,整個太平洋將陷入「死滅狀態」。但願是危言聳聽。

(本文作者/郭金泉/台灣國立海洋大學水產養殖系、看守台灣協會理事、海洋台灣文教基金會董事)
(轉載自/
http://www.taiwanwatch.org.tw/drupal/node/925

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