2024年3月11日，在美国旧金山的日本驻旧金山总领事馆前，人们抗议日本政府无视民意将核污染水排海 新华社发（李建国摄）

文/《环球》杂志记者毛振华 编辑/马琼

韩国大邱庆北科学技术院的研究团队近日宣称，他们已成功开发并测试了一种新型太阳能驱动的人工植物，可以在短短20天内将受放射性铯污染的土壤净化，净化率超过95%。

核污染具有潜伏期长、治理难度大等特点，如何解决土壤中的核污染受到科学界长期关注。如果上述太阳能人工植物技术能够大规模应用，有望为核事故现场和受污染农田的清理提供一种开创性的解决方案。

核污染土壤治理新突破

上述太阳能人工植物，通过模拟植物自然蒸腾作用的原理，无需外部电力或水源，仅依靠阳光即可持续运行。研究负责人介绍称：“这项研究的意义在于，我们通过模仿自然界植物的方式，利用太阳能实现土壤净化，只需简单安装设备，无需其他辅助设施。”

放射性铯，尤其是铯-137同位素，因其约30年的半衰期，对生态环境和人类健康构成长期威胁。其易溶于水，能在生态系统中迅速扩散，并被农作物和动物吸收。一旦进入人体，会积聚在肌肉和骨骼中，增加患癌和器官损伤的风险。

2011年日本福岛核事故发生后，大面积土地受到铯污染，农产品与海产品的安全性引发全球广泛担忧。虽然含铯废水可通过吸附材料进行处理，但土壤净化仍是一大全球性难题。“长期以来，唯一可行的方法就是将污染土壤挖出后集中处理，但这种方式不仅成本高昂，而且会破坏生态。”上述研究人员称。

虽然人们已经探索过如何利用天然植物吸收污染物，但这种方式存在效率低下、受气候影响大等多种弊端，而且吸收了放射性物质的植物本身也会成为新的放射性废物，进而带来二次处理难题。

韩国研究团队研发的人工植物则能有效克服这些局限。该装置可直接插入污染土壤中，其“茎干”结构在太阳能驱动下将受污染的水从土壤中抽出，携带溶解的铯离子进入装置顶部的“叶片”部分。叶片内含有特制吸附材料，能高效捕获放射性铯离子。净化后的水通过蒸发重新回归土壤，整个过程无需额外补水。

值得一提的是，该装置具备良好的可重复使用性能。当“叶片”吸附的铯达到饱和状态后，可轻松更换“叶片”；废弃“叶片”还可通过酸性溶液清洗去除其中的铯元素，且这种吸附剂可多次回收利用，从而降低成本并减轻环境负担。

该研究机构对外公布的实验结果显示，与传统修复相比，该技术大幅缩短了修复所需时间，原本需要数月甚至更久的修复过程，在20天内即可实现95%以上的净化效果。由于完全依赖太阳能运行，无需电网支持，它特别适用于偏远地区的核污染现场或农业用地的治理。专家认为，这项技术标志着人类在应对放射性污染方面迈出了关键一步。

2024年3月11日，在美国旧金山的日本驻旧金山总领事馆前，人们抗议日本政府无视民意将核污染水排海 新华社发（李建国摄）

持续探索新技术化解污染

人类对于核污染土壤治理的努力从未停止。

据业内人士分析，通常来说，放射性污染的间接防治法是先采用机械物理、化学、电化学和物理化学联合去污等方法对放射性污染水源、大型设备、车辆等进行去污，然后再将放射性物质焚烧、固化、掩埋，防止放射性污染物进入土壤，因为土壤核污染的处置难度更大。

目前比较直接的处理方法主要有自然衰减消除法、化学处理法和物理填埋法。自然衰变可使放射性污染土壤的放射性水平降至可接受程度，适用于偏远的试验区和核事故现场；对小规模的放射性土壤的处理，可采用化学处理法，但该方法造价高且会产生二次污染；物理填埋法从理论上讲比较简单，但在处理大规模、低剂量的污染物时会面临较多困难。近年来随着技术发展，土壤放射性污染的生物修复技术得以应用。具体而言，针对放射性核素污染的土壤，可利用耐辐射的微生物、超积累植物和森林的吸附、拦截作用来实现生物修复。

实际上，在韩国的研究成果公布前，多个国家也在进行相关科研探索。

中国科学院成都生物研究所科技处曾公布，该所科研人员发明了一种铀或铯污染土壤的处理方法。该方法分为土壤筛分、菌液配制、反应培养基配制、促溶助剂配制和污染土壤处理五个步骤。首先采用铁栅筛、双板筛和螺旋筛对铀微污染土壤进行筛分，筛出较粗大的干净土粒，再将筛分后剩余的污染土壤与嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性菌液在微生物促溶反应器中混合处理，经过滤后，沉淀为干净土壤，滤液转出后与硫酸盐还原菌活性菌液混合处理，这个过程中铀或铯被沉淀下来。最后，通过分离操作，回收铀或铯，经处理后的水也可回收利用。该方法操作简便、成本低，能够实现对微污染土壤中铀或铯的快速、高效去除。

在日本，日本原子能研究开发机构发现，针对受放射性铯污染的土壤，添加氯化钠（食盐）并在真空中加热至800摄氏度，可在短时间内去除其中九成的铯。这一结果被认为与一种名为“高速离子交换”的现象有关。

以往的清除方法是将含有放射性铯的土壤与食盐等一同在1000-1300摄氏度的高温环境下溶解，再去除汽化后的铯。但由于加热温度越高，能源成本也越高，因此科学家一直研究如何降低处理温度。

为此，研究团队将土壤与等量的食盐在气压10-20帕斯卡（约为一个大标准气压的万分之一）这一近似真空的状态下加热。结果显示，当温度处于600-700摄氏度时，放射性铯的去除率有所上升，加热约60分钟达到800摄氏度时，去除率达到约九成。而不进行抽真空操作，直接在大气中加热至800摄氏度，去除率仅为真空状态中的六分之一左右。此外，若不混合食盐，即便处于真空状态，也不能达到预期水平。这一探索为低成本净化核污染土壤提供了新思路。

加速推进技术走出“实验室”

核污染对人类的危害不容小觑，进入土壤后其危害变得更具隐蔽性。

研究证明，土壤被放射性物质污染后，通过放射性衰变，能产生α、β、γ射线，这些射线能穿透人体组织，损害细胞或造成外照射损伤，或通过呼吸系统或食物链进入人体，造成内照射损伤。放射性衰变对人体造成的危害是多方面的，主要包括细胞损伤、机体功能障碍以及长期暴露可能导致的患癌风险增大等。

不注重环境保护的核废料处置代价往往是巨大的。据媒体报道，1942年，美国开始了“曼哈顿计划”。加州大学伯克利分校物理学教授、炸弹实验室科学主管J·罗伯特·奥本海默建议进驻洛斯阿拉莫斯。洛斯阿拉莫斯国家实验室后来也成了美国核弹“摇篮”，该实验室共研制了3枚原子弹，并一直将核试验后产生的放射性废物排放至附近的峡谷，导致当地充斥着有毒物质，也被称为“酸峡谷”。

此后，美国原子能委员会和美国能源部耗资至少20亿美元，用于修复当地的环境。但直到20世纪80年代，美国才宣布该地区的环境已经符合联邦标准，可重新开放给公众使用，并将这片区域的管辖权重新移交给当地政府。然而就在不久前，有学者与新墨西哥州核能观察组织合作前往“酸峡谷”收集土壤、水和植被样本，声称当地的相关核元素浓度极高。

最近，日本环境省就福岛核事故产生的核污染土处置方案召开专家会议，计划将放射性相对较低的核污染土命名为“复兴再生土”，希望争取日本民众“理解”并接受将这类废土用于全国各地的公共工程。

据报道，自2015年3月起，福岛县开始将善后清理作业产生的核污染土转移至县内双叶町和大熊町的临时储存设施，截至2025年7月已存土约1411万立方米。依据日本法律，放射性水平过高且无法回收的核污染土应在2045年3月前在福岛县外完成处理。对于放射性活度不超过每千克8000贝克勒尔的核污染土，日本政府计划进行回收，满足本国各地公共工程的填土等需求。

值得一提的是，日本政府曾计划将部分核污染土用于东京都和玉县的公园和广场等公共设施，但因遭到附近居民反对而搁置。

核污染从来不是单一国家面临的孤立难题，而是跨越国界的全球性生态危机。核污染治理需要全球协同，更需技术加速落地。如今，韩国的太阳能人工植物带来了新希望，但唯有推动此类创新技术从实验室走向产业应用，才能真正为核污染区域的土壤修复提供可行方案，让受损土地重获健康，为人类应对核灾害筑牢希望屏障。