70年前的核爆试验，在今天的蜂蜜牛奶中仍能测出放射性赛先生

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　　导读
　　故事的起因要从上世纪的核试验说起。
　　土壤中放射性的铯可以被植物吸收，而蜜蜂可以将这些污染物浓缩到蜂蜜中。图源：Pixabay。
　　READING
　　引言
　　本月中旬，日本政府宣布将于2022年向太平洋倾倒核废水，一时间引起各方激烈反应。国际知名学术期刊《科学》也＂乘机＂公布了两篇核辐射对人类健康影响的研究论文，正好这一时间临近切尔诺贝利纪念日（4月26日）。论文通过对切尔诺贝利事件中的幸存者及其后代进行基因组分析，发现当年的核辐射对生殖细胞的代际影响不明显，但辐射剂量可能推动了当地特定癌症的患病危险。
　　除了这项研究，还有学者在研究核辐射对农产品的影响，如蜂蜜、牛奶等。 小小的蜜蜂将采集到的花蜜存入胃中，经过发酵、浓缩、密封等步骤后，就初步形成了天然的蜂蜜。天然的蜂蜜从蜂巢中取出后，无需加工或只需经过几步简单的加工，就可以成为我们餐桌上的美味。
　　自古以来，蜂蜜就被作为一种滋补养颜的保健佳品。除了丰富的糖外，蜂蜜中还富含多种芳香化合物、无机盐、维生素和酶类等，因此除了香甜的味道外，蜂蜜还具有调节肠胃功能、改善血液循环、美容护肤等保健功效[1] 。
　　但最近，发表在《自然—通讯》杂志上的一项研究表明，美国的蜂蜜中，竟然检测出了来自上世纪五六十年代核试验时产生的放射性物质 （铯-137） 残留 [2] 。 这项研究是继日本核废水排放事件后[3] ，针对＂核辐射对人类健康的负面影响＂这一问题的又一次探讨。
　　撰文 | 骁 铭
　　责编 | 叶水送
　　01
　　蜂蜜中的放射性元素来自何处
　　故事的起因要从上世纪的核试验说起。
　　上世纪，美国共进行了超过千次的核试验，其中，在美国本土进行的核试验也超过百余次。由于威力巨大，爆炸的核弹会将放射性的铯元素送入高层大气中，并通过风将其送往世界各地。最终，它们会以微小粒子的形式＂从天而降＂。然而，由于大气环流和区域风力等环境因素，这些放射性元素在地面上分布的并不均匀 [4] 。
　　内华达试验场中留下的弹坑。在上个世纪，此地平均每年会经历十几次核爆试验。图源：Art in America。
　　放射性的铯可溶于水，因铯与钾的性质相似，而钾作为一种重要的营养元素，会被植物吸收，因此，植物会把放射性的铯误认为是钾，吸收进体内 [5] 。
　　为探究植物是否会继续吸收这种核污染物，本文作者、地质学家詹姆斯·卡斯特 （J. M. Kaste） 让他的学生在休假返校时带回当地的食物，以检测其中放射性铯的含量。
　　不测不知道，一测吓一跳。
　　其中一份来自北卡罗来纳州的蜂蜜检测出的放射性铯含量是其它食物中的100倍，这引起了作者极大的关注。于是，卡斯特与其同事采集了122份产自美国东部的蜂蜜样品，并对其中残留的放射性铯进行了测定。
　　他们在其中的68个样品中检测到了放射性铯，含量超过了每公斤0.03贝克勒尔 （  137 Cs≥0.03 Bq/kg） ，该含量相当于每汤匙蜂蜜中大约含有87万个放射性铯原子。
　　样品中放射性铯的含量存在明显的地理差异。从弗吉尼亚州以北的各州采集到的40个样品中，只有12个检出了 137Cs ，但来自佛罗里达州、乔治亚州和南卡罗莱纳州的39个样品中，有36个可检测到137Cs ，其中一份来自佛罗里达州的样品放射性水平最高，达到19.1 Bq/kg。
　　与之相比，在美国中部采集到的5份蜂蜜样品中，仅在一份中检测到了极低水平的 137Cs 含量，来自古巴的蜂蜜样品中无法检测到137Cs 的残留。
　　这些调查结果显示， 距离最近的爆炸地点数千公里、距今50多年后，放射性的沉降物仍在动植物中间循环。
　　美国进行核试验的场所大多距离佛罗里达州较远，但此地所产的蜂蜜中放射性铯含量为本次试验中采集样品中最高。图源：atomicarchive.com。
　　02
　　牛奶中的放射性元素残留与蜂蜜趋势相同
　　牛奶与蜂蜜具有一定的相似之处，它们都是由采食植物的动物所产生的，可供人类食用的优质食品。
　　因此，研究人员调查了自上世纪60年代以来，牛奶中 137Cs 的浓度。从图中可以看出，牛奶中137Cs 的平均浓度在1963年达到峰值，并从1970年后开始急剧下降。
　　不仅是蜂蜜，佛罗里达州生产的牛奶中放射性铯的含量也略高于纽约州（左图）。图源：Nat Commun。
　　从1960年到2014年这55年间，佛罗里达州的牛奶取样站中 几乎每个月都会报告牛奶中137Cs的浓度高于美国其它地区 ，且通过与纽约州的牛奶样品相比较发现，随着时间的推移，佛罗里达州的牛奶样品中137Cs 的含量下降较为缓慢。
　　这与蜂蜜中放射性铯含量的调查结果如出一辙，统计结果显示，纽约地区采集到的蜂蜜样品中 137Cs 的平均含量明显低于从佛罗里达州采集到的蜂蜜样品。
　　由于蜜蜂在酿造蜂蜜的时候需要将其中大部分的水分蒸发，再结合现有数据，作者推断，蜂蜜中的 137Cs 含量或许高于所有其它种类的食物。此外，作者推测，20世纪70年代时，蜂蜜中放射性铯的含量可能比现在高出10倍。
　　03
　　为何中西部的核污染物都飘向了东部？
　　种种迹象表明，美国东南部 （尤其是佛罗里达州） 生产的食物中，137Cs 的含量更高，但距离此地最近的核试验场也有几千公里（主要集中在美国中西部地区） 。那么，为什么中西部地区食物中的137Cs 含量反而更低呢？
　　上文中提到，当土壤中的钾含量较低时，植物就会把铯元素当做钾元素以满足自身营养需要。与纽约地区土壤中的钾含量 （中位数1.3%） 相比，佛罗里达州土壤中的钾含量极低（中位数0.1%） ，这一现象导致了生长在美国东南部缺钾土壤中的植物更容易吸收137Cs 。而动物对植物的采食则使这种污染物通过食物链进一步富集，从而使这些商品出现在当地人的购物车中。
　　左图的黑色点代表当地采集到的蜂蜜样品中含有放射性铯，白色代表不含。右图中圆圈大小代表了当地蜂蜜样品中放射性铯的浓度，地图中的蓝色代表土壤中缺乏钾。图源：Nat Commun。
　　最终，文章表明，在一些案例中， 137Cs 的存在使蜂蜜中γ射线和X射线的电离辐射增加了一倍以上，尽管137Cs 具有放射性半衰期，但区域性137Cs污染对环境的影响仍然可以持续60多年 。
　　尽管作者明确表示，这些蜂蜜不存在食品安全问题 （FDA划定的安全范围为≤1200 Bq/kg） ，但在没有明确的统计结果之前，＂核污染物的富集是否会对人的健康造成负面影响＂这一安全问题，仍然值得引起每个人的重视。
　　这项研究的结果也进一步反映出，日本向太平洋倾倒核废料需慎重，其带来的影响可能在数十年后才会逐渐显现出来。
　　参考文献：
　　[1] 王首宇,雷明霞.谈蜂蜜的保健作用[J].中国蜂业,2019,70(06):48-49.
　　[2] Kaste JM,et al. Bomb 137Cs in modern honey reveals a regional soil control on pollutant cycling by plants. Nat Commun. 2021 Mar 29;12(1):1937.
　　[3] http://www.xinhuanet.com/video/2021-04/16/c_1211113216.htm
　　[4] Kaste, J. M., et al. Short-term soil mixing quantified with fallout radionuclides. Geology 35, 243–246 (2007).
　　[5] Zhu YG, Smolders E. Plant uptake of radiocaesium: a review of mechanisms, regulation and application. J Exp Bot. 2000 Oct;51(351):1635-45.
　　制版编辑 | Morgan
　　参考文献：
　　天眼看宇宙：从脉冲星到外星人 | 赛先生
　　确认了，美国正式宣布退出世卫组织 ｜ 赛先生
　　违反公德和法律的国家行为——评日本倾倒核污水问题 | 抱朴仙人
　　日本排核污水，是安全合规还是以邻为壑？| 袁岚峰
　　科学上的弥天大谎，法律上的赤裸私心——再评日本核污水排放计划 | 抱朴仙人
　　从人类命运共同体的高度出发，维护全世界弱小国家利益——三评日本核污水排海事件 | 抱朴仙人
　　背景简介：  文章  2021年4月30日发表于微信公众号    赛先生   （70年前的核爆试验，在今天的蜂蜜、牛奶中仍能测出放射性），风云之声获授权转载。