近日，我所海洋生态环境预警监测研究室于涛研究员团队针对福岛来源放射性污染物在副热带西北太平洋中的长期输运过程和向我国南海的入侵通量评估方面取得重要研究进展，相关成果以“Continuous southwestward spread of Fukushima-derived ¹³⁷Cs in the subtropical western North Pacific and its intrusion flux into the South China Sea”为题，发表于生态环境领域权威期刊Journal of Hazardous Materials（中科院1区TOP，If=13.6）。我所张福乐博士为论文第一作者，黄德坤研究员和于涛研究员为论文共同通讯作者；我所钟强强副研究员和黄奖高级工程师、以及华东师范大学杜金洲研究员对本研究做出了重要贡献。本研究得到了中国博士后科学基金、国家自然科学基金青年基金和原国家海洋局生态环境保护司专项资金等项目的支持。

¹³⁷Cs是一种长寿命的人工放射性核素，它生物毒性强，在福岛核事故中被大量（15~20 PBq）泄露到北太平洋。尽管已有报道指出福岛来源的¹³⁷Cs（¹³⁷Cs_F）在西北太平洋副热带模态水（STMW）的作用下可以快速向西南扩散并入侵我国南海和东海，然而¹³⁷Cs_F在副热带西北太平洋的长期输运过程尚未得到深入理解，进入我国海域的¹³⁷Cs_F也一直未得到定量评估。本研究分析了2018年5月¹³⁷Cs在副热带西北太平洋中的剖面分布规律并结合⁹⁰Sr分离了¹³⁷Cs_F与背景¹³⁷Cs。我们发现在大多数站位¹³⁷Cs_F在300 m水深处最大，对应于STMW；而在25~28°N区域内，¹³⁷Cs_F在500 m水深处表现出另一个峰值，对应于较轻的中央模态水（L-CMW）（图1）。¹³⁷Cs_F垂直剖面的时间变化表明STMW携带的¹³⁷Cs_F已经在西副热带环流中再循环，而L-CMW携带的¹³⁷Cs已转向西南并到达副热带西北太平洋。在吕宋海峡，次表层水中¹³⁷Cs的浓度自2013年起开始逐渐增加，并在2018年前后达到峰值（图2）。基于此，我们估算出在2013~2019年间，进入我国南海的¹³⁷Cs_F总量为0.33±0.10 PBq，这相当于福岛核事故中¹³⁷Cs泄露到海洋总量的1.7~2.2%。

总的来讲，本研究阐明了¹³⁷Cs_F在STMW和L-CMW的驱动下在副热带西太平洋的持续西南扩散过程（图3），并首次量化了¹³⁷Cs_F向我国南海的入侵通量。本论文的研究成果加强了对福岛放射性污染物在副热带西太平洋及其边缘海的长期输运和命运的理解，并强调了迫切需要积极主动的国际合作以评估福岛放射性污染物对全球海洋生态系统和沿海社区的长期环境影响和潜在威胁。本研究可以为我国应对福岛核污染水长期排海、维护国家海洋权益提供重要的科学依据。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133708

图1 2018年5月¹³⁷Cs_F沿(a) 146.5°E，(b) 146.5°E和(c) 21°N的剖面分布

图2 2011~2019年间吕宋海峡上层1000 m水柱中¹³⁷Cs剖面的时间变化

图3 2011-2018年间¹³⁷Cs_F在副热带西北太平洋中的长期输运和向边缘海的入侵过程示意图。图中STMW、L-CMW和D-CMW分别代表副热带模态水、较轻的中央模态水和较重的中央模态水。