核废水中存在的「放射性氚」，真的不能在生物体内富集吗？原因是什么？
关于核废水中存在的放射性氚，很多人关心它是否会在生物体内富集。简单来说，氚在生物体内确实存在一定的富集，但其性质使得这种富集与我们通常理解的某些重金属（比如汞）的生物富集有所不同，而且它在生物体内的停留时间相对较短。
让我们来仔细掰扯掰扯。
什么是氚？
首先，我们得认识一下这个“氚”。氚（Tritium，符号³H）是氢元素的一种同位素，它的原子核由一个质子和两个中子组成。相比于我们熟悉的普通氢（一个质子），氚比重（质量）大，因此被称为“重氢”。它是一个放射性核素，半衰期大约是12.3年。这意味着每过12.3年，氚的放射性就会衰减一半。
氚在水中的存在形式
在核废水中，氚主要以“氚水”（HTO）的形式存在。这里的“O”代表氧原子。当我们把氚水和普通水（H₂O）放在一起时，它们几乎是完全一样的，化学性质非常相似。它们都遵循水的化学行为规律。
为什么会产生“富集”的担忧？
人们担心氚会在生物体内富集，主要是基于以下几点：
1. 它是一种放射性物质： 任何放射性物质进入生物体，如果不能被有效代谢或排出，都可能在体内累积，对细胞造成辐射损伤。
2. 水的普遍性： 水是我们生命活动的基础，无论是什么生物，都离不开水。如果氚能像水一样融入生物体，理论上就有可能被生物体吸收并停留。
氚在生物体内的“富集”机制和特点
现在我们来具体看看氚在生物体内是怎么回事，以及它为什么不像某些重金属那样会“持久富集”：
1. 吸收途径： 氚水（HTO）很容易通过饮水、食物链（比如被植物吸收，然后被动物食用）以及皮肤接触等多种途径进入生物体内。一旦进入，它会随着水分在身体里扩散。
2. 取代氢原子： 氚的化学性质与氢原子非常相似，因此它能够很容易地取代生物体内其他水分子的氢原子，成为生物分子（如水、糖、脂肪、蛋白质、核酸）的组成部分。例如，体内的水分子H₂O中的氢原子可能被³H取代，变成³H₂O。
3. “有机结合氚”（Organically Bound Tritium, OBT）： 这是大家最关心的一点。当氚被整合到生物分子中时，就变成了“有机结合氚”。比如，植物通过光合作用合成葡萄糖，如果水中的氚被用作原料，那么产生的葡萄糖分子中就可能含氚。当动物吃了这些植物，氚就会进入动物的组织和细胞，成为其构成的一部分。
4. 与重金属富集的区别——“稳定”与“动态”：
重金属（如汞、铅）： 它们通常不能被生物体有效代谢和排出。一旦进入体内，它们会倾向于结合到体内的特定蛋白质或组织（如肾脏、肝脏、大脑），然后通过食物链逐级放大，在生物体的高级消费者体内达到极高的浓度。这是一个相对“稳定”的累积过程。
氚： 氚在生物体内的行为更像水。虽然它会被整合到有机分子中，但生物体内的水和有机分子本身也在不断地进行新陈代谢。水分子在不断地被吸收、分布、利用，然后通过尿液、汗液、呼气等途径排出。有机分子也会被分解、重组。这意味着，即使氚被整合到了生物分子中，它也不会“永久”地固定在那里。
5. 代谢和排泄： 氚在生物体内的主要代谢途径是作为水分子，通过尿液、汗液、呼吸等方式排出。被整合进有机分子的氚，其排出速率则取决于该有机分子的代谢速率。一般来说，被整合的氚也会随着这些分子的正常代谢和更新而被逐渐排出。
6. 半衰期与生物半衰期：
放射性半衰期： 12.3年。这是衡量氚本身衰变速度的物理量。
生物半衰期： 这是指生物体内某物质的浓度降低到原来一半所需的时间。对于氚水，它的生物半衰期相对较短，在哺乳动物体内大约是1014天。这意味着，如果停止接触氚，大部分氚会在体内几周内排出。即使是整合到有机分子中的氚，其生物半衰期也比放射性半衰期短得多，取决于特定分子的代谢速度，通常为几天到几周。
那么，到底算不算“富集”？
用更精确的科学语言来说，氚在生物体内的“富集”是一个动态平衡的过程。
初始吸收和分布： 当接触到氚水时，氚会迅速进入体液，与体内水分混合，并分布到各个组织。从这个意义上说，它的浓度可以比环境水中的浓度“高”一些，因为生物体是一个相对密闭的水环境。
生物放大性（Biomagnification）： 氚没有显著的生物放大性。这意味着它不会像某些重金属那样，在食物链中随着营养级的升高而浓度显著增加。
蓄积性（Bioaccumulation）： 氚会发生生物蓄积，但这种蓄积是暂时的，而且受其代谢和排泄的限制。它不会像重金属那样持续且不可逆转地在体内积累。
总结来说：
放射性氚在生物体内确实会被吸收，并可以短暂地整合到生物分子中，这从某种程度上可以理解为一种“体内存在”。但是，它不具备像汞、铅等重金属那样的持久的、不可逆的蓄积性，更没有显著的生物放大性。
它的主要特点是：
随水代谢： 很大一部分氚以氚水形式存在，并与体内水分一同快速代谢和排出。
代谢性整合： 被整合进有机分子中的氚，也会随着这些分子的正常代谢更新而被排出。
较短的生物半衰期： 无论是以水形式还是结合在有机物中，其生物半衰期都远小于其放射性半衰期，意味着生物体能够相对有效地将其排出。
因此，虽然不能完全地说“不能在生物体内富集”，但这种“富集”是短暂的、动态的，并且缺乏生物放大性。它与大家普遍担心的，比如鱼类体内高浓度的甲基汞那种“持久蓄积”是完全不同的概念。
理解这一点，有助于我们更理性地看待核废水中氚的影响。当然，任何放射性物质的管理和排放都需要基于科学的风险评估和严格的监管。
让我们来仔细掰扯掰扯。
什么是氚？
首先，我们得认识一下这个“氚”。氚（Tritium，符号³H）是氢元素的一种同位素，它的原子核由一个质子和两个中子组成。相比于我们熟悉的普通氢（一个质子），氚比重（质量）大，因此被称为“重氢”。它是一个放射性核素，半衰期大约是12.3年。这意味着每过12.3年，氚的放射性就会衰减一半。
氚在水中的存在形式
在核废水中，氚主要以“氚水”（HTO）的形式存在。这里的“O”代表氧原子。当我们把氚水和普通水（H₂O）放在一起时，它们几乎是完全一样的，化学性质非常相似。它们都遵循水的化学行为规律。
为什么会产生“富集”的担忧？
人们担心氚会在生物体内富集，主要是基于以下几点：
1. 它是一种放射性物质： 任何放射性物质进入生物体，如果不能被有效代谢或排出，都可能在体内累积，对细胞造成辐射损伤。
2. 水的普遍性： 水是我们生命活动的基础，无论是什么生物，都离不开水。如果氚能像水一样融入生物体，理论上就有可能被生物体吸收并停留。
氚在生物体内的“富集”机制和特点
现在我们来具体看看氚在生物体内是怎么回事，以及它为什么不像某些重金属那样会“持久富集”：
1. 吸收途径： 氚水（HTO）很容易通过饮水、食物链（比如被植物吸收，然后被动物食用）以及皮肤接触等多种途径进入生物体内。一旦进入，它会随着水分在身体里扩散。
2. 取代氢原子： 氚的化学性质与氢原子非常相似，因此它能够很容易地取代生物体内其他水分子的氢原子，成为生物分子（如水、糖、脂肪、蛋白质、核酸）的组成部分。例如，体内的水分子H₂O中的氢原子可能被³H取代，变成³H₂O。
3. “有机结合氚”（Organically Bound Tritium, OBT）： 这是大家最关心的一点。当氚被整合到生物分子中时，就变成了“有机结合氚”。比如，植物通过光合作用合成葡萄糖，如果水中的氚被用作原料，那么产生的葡萄糖分子中就可能含氚。当动物吃了这些植物，氚就会进入动物的组织和细胞，成为其构成的一部分。
4. 与重金属富集的区别——“稳定”与“动态”：
重金属（如汞、铅）： 它们通常不能被生物体有效代谢和排出。一旦进入体内，它们会倾向于结合到体内的特定蛋白质或组织（如肾脏、肝脏、大脑），然后通过食物链逐级放大，在生物体的高级消费者体内达到极高的浓度。这是一个相对“稳定”的累积过程。
氚： 氚在生物体内的行为更像水。虽然它会被整合到有机分子中，但生物体内的水和有机分子本身也在不断地进行新陈代谢。水分子在不断地被吸收、分布、利用，然后通过尿液、汗液、呼气等途径排出。有机分子也会被分解、重组。这意味着，即使氚被整合到了生物分子中，它也不会“永久”地固定在那里。
5. 代谢和排泄： 氚在生物体内的主要代谢途径是作为水分子，通过尿液、汗液、呼吸等方式排出。被整合进有机分子的氚，其排出速率则取决于该有机分子的代谢速率。一般来说，被整合的氚也会随着这些分子的正常代谢和更新而被逐渐排出。
6. 半衰期与生物半衰期：
放射性半衰期： 12.3年。这是衡量氚本身衰变速度的物理量。
生物半衰期： 这是指生物体内某物质的浓度降低到原来一半所需的时间。对于氚水，它的生物半衰期相对较短，在哺乳动物体内大约是1014天。这意味着，如果停止接触氚，大部分氚会在体内几周内排出。即使是整合到有机分子中的氚，其生物半衰期也比放射性半衰期短得多，取决于特定分子的代谢速度，通常为几天到几周。
那么，到底算不算“富集”？
用更精确的科学语言来说，氚在生物体内的“富集”是一个动态平衡的过程。
初始吸收和分布： 当接触到氚水时，氚会迅速进入体液，与体内水分混合，并分布到各个组织。从这个意义上说，它的浓度可以比环境水中的浓度“高”一些，因为生物体是一个相对密闭的水环境。
生物放大性（Biomagnification）： 氚没有显著的生物放大性。这意味着它不会像某些重金属那样，在食物链中随着营养级的升高而浓度显著增加。
蓄积性（Bioaccumulation）： 氚会发生生物蓄积，但这种蓄积是暂时的，而且受其代谢和排泄的限制。它不会像重金属那样持续且不可逆转地在体内积累。
总结来说：
放射性氚在生物体内确实会被吸收，并可以短暂地整合到生物分子中，这从某种程度上可以理解为一种“体内存在”。但是，它不具备像汞、铅等重金属那样的持久的、不可逆的蓄积性，更没有显著的生物放大性。
它的主要特点是：
随水代谢： 很大一部分氚以氚水形式存在，并与体内水分一同快速代谢和排出。
代谢性整合： 被整合进有机分子中的氚，也会随着这些分子的正常代谢更新而被排出。
较短的生物半衰期： 无论是以水形式还是结合在有机物中，其生物半衰期都远小于其放射性半衰期，意味着生物体能够相对有效地将其排出。
因此，虽然不能完全地说“不能在生物体内富集”，但这种“富集”是短暂的、动态的，并且缺乏生物放大性。它与大家普遍担心的，比如鱼类体内高浓度的甲基汞那种“持久蓄积”是完全不同的概念。
理解这一点，有助于我们更理性地看待核废水中氚的影响。当然，任何放射性物质的管理和排放都需要基于科学的风险评估和严格的监管。
网友意见
这是二十世纪的实验结论。
自然界和人造的氚主要以氚化水（HTO）的形式存在，生物将其从体内清除的速度取决于生物体内水的周转。少量的氚化水会随机地成为有机结合氚，其中一部分容易和新摄入的水交换，另一部分略有延迟。
实验显示，氚化水在进入小鼠、人等哺乳类体内后会迅速分散，均匀分布到软组织中，然后经排泄系统排出。根据气温、饮水等条件，氚化水在人体内的生物半衰期约4~18天（平均10天。在冬天清除起来会比夏天慢），并会随着摄入更多的水或酒精而加快排出。
在印度核电站工人中进行的一些研究显示，人在持续摄入氚化水的情况下会由于有机结合氚而建立较长的生物半衰期（约90~121天）。
冷战时的资料：
上述实验所用的最大饮用水氚浓度为4微居里每毫升（1.48亿贝克勒尔每升），最大注射用水氚浓度为86微居里每克体重（31.82亿贝克勒尔每千克体重），未在实验动物中观察到任何即时或延迟的放射损伤。
- 冷战时的人们做实验就是那样的。你要理解一个人类用数万颗热核弹互相指着的时代。
少数物种可以对氚进行一定范围内的生物浓缩（其体内有一部分氚化有机物的清除速度极慢），但未达到对人构成威胁的水平。
- 大部分海洋生物体内的氚放射性活度不到2贝克勒尔每千克。
- 生活在法国核电站附近的海洋生物体内的氚放射性活度不到10贝克勒尔每千克。
- 世卫组织建议的饮用水氚放射性活度标准为10000贝克勒尔每升。澳大利亚饮用水氚标准是按每年1毫希沃特（体重70千克的成人男性）设置的，为76103贝克勒尔每升。
- 英国研究发现一些双壳类可以将英国核电站附近海水中的氚浓缩数百倍，并将该浓度传给吃它们的鱼。浓缩后的浓度在4000~50000贝克勒尔每千克。
国际上普遍认为氚是毒性最低的放射性核素之一，计算饮用水年摄入量时的有效剂量率为1.8×10^-11希沃特每贝克勒尔。每克氚的放射性活度为3.56×10^14贝克勒尔。不过，即使这样，仍然有两例大量参与氚相关工作的工作人员死于内部暴露的案例[1]，其摄入量巨大。
关于日本的含氚废水：
目前其氚总放射性活度约1.2×10^15贝克勒尔，还含有其它更毒的放射性核素，需要处理。
2020年朝日新闻的民意调查显示55%的日本受访者不信任政府排放福岛核污水的方案。日本政府连自己的国民都说服不了，想靠嘴说服中国和南朝鲜的话，我看他们能选择的方法就是用这嘴将核污水喝下去，请日本政客和东电公司在准备时间内安排上。
如果日本能够达到他们所称的净化与稀释程度，那么福岛核污水完全可以被处理得符合饮用水标准。当然，我们需要和国际原子能机构一同派出专家去监视他们喝，以免他们用蒸馏水冒充。
这不是输出情绪，而是科学事实。如果日本人觉得它怎么处理都不能喝，那是不讲科学。
用淡水来稀释会比用海水贵，但既然日本有能力在举办奥运会方面大把撒币，支付这淡水稀释又有什么难度呢。
2021年4月13日当天，大阪府知事已经提出要将核污水排放到大阪湾，称这是日本各个高能耗地区的责任。日本民众的一般反应是“那就请你拿核污水去做洗澡水”。这是民意。
日本国家公务员58.5万人，东电相关员工超过4万，每人每天喝它2千克，一天消耗1250吨，比往海里倒的预期流量还大哩。要稀释的话，可以在稀释之后能喝多少喝多少，其余拿来洗澡。
我觉得，不需要他们将一百多万吨全喝了，连续喝个半年，人们都不会再关注这事了。
参考
- ^ https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:5097735
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