科學人 發行日期:201503 刊號:157
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核子落塵

撰文/費瑟斯通(Steven Featherstone) 翻譯/王心瑩

 福島的燕子有沒有春天?

低劑量輻射對生物和生態系究竟有什麼影響?在日本福島核事故過後,科學家深入災難現場蒐集家燕樣本,試圖尋找答案。

 

重點提要
■自從爆發車諾比核災之後,近30年來已經出現一種說法,認為輻射污染區域儘管長期高於背景值,當地植物相和動物相的發展卻好得令人意外。
■然而,這種說法只是根據非常有限的數據。低劑量輻射對生物究竟有什麼影響,我們的了解至今仍不完整。
■四年前,日本福島第一核能發電廠的反應爐發生核心熔毀,讓我們有另一次機會能夠研究這類影響。初期結果顯示,福島的落塵從很多方面都對生態系造成傷害,而我們才剛開始觀察到這些現象。


1986年4月26日,俄羅斯車諾比核能發電廠的一座反應爐發生爆炸,產生相當於400顆日本廣島原子彈的落塵,遍撒整個北半球。在那之前,科學家對於輻射如何影響植物和野生動物幾乎一無所知。那場大災難創造出一個活生生的實驗室,特別是在事故地點周圍2800平方公里內,或稱管制禁區。
美國德州科技大學的生物學教授貝克(Robert Baker)和傑瑟(Ronald Chesser)在1994年成為第一批獲准進入整個車諾比禁區的美國科學家,貝克回憶說:「那是個怵目驚心的地方,輻射強度真的很高。我們抓到一群田鼠(vole),牠們看起來像野草一樣健康,我們驚訝極了。」貝克和傑瑟為那些田鼠做DNA定序,並沒有發現異常的突變率。他們也注意到野狼、大山貓(lynx)和其他一度稀少的動物都漫步在禁區內,那裡彷彿成為「核災野生動物保護區」。2003年,聯合國的一些機構合作成立「車諾比論壇」,為紀念那場災難20週年發佈一份報告,確認了上述觀點,並表示在禁區內「環境條件對生物區系(biota)產生了正面影響」,把那裡轉變成「獨一無二的生物多樣性保護區」。
貝克和傑瑟到車諾比禁區搜查田鼠的五年後,美國南卡羅來納大學的生物學教授穆蘇(Timothy A. Mousseau)也到那裡計算鳥類數量,尋找可以反駁的證據。他與現任法國巴黎第十一大學的生態學、系統分類學和演化學實驗室研究主任穆勒(Anders Pape Møller)合作,特別以家燕(Hirundo rustica)為研究對象,發現禁區內的家燕數量稀少,而且存活的家燕有壽命縮短、繁殖力下降(雄鳥)、腦部變小、腫瘤生長、出現局部白化症(albinism,一種遺傳突變疾病)等現象,白內障發生率也較高。穆蘇和穆勒在過去13年間發表了60多篇論文,顯示暴露在低強度輻射下,已經對禁區內的生物圈造成負面衝擊,影響範圍遍及微生物到哺乳類、昆蟲到鳥類。
穆蘇和穆勒的研究遭到批評,例如貝克與傑瑟於2006年在《美國科學家》發表一篇文章,主張禁區「實際上已經成為保護區」,而且穆蘇和穆勒那些「不可信的結論只有偶然得到的證據能夠支持」。然而,雙方針對低劑量輻射的研究以及相關的爭論結果,都可能讓我們更加知道未來該如何面對核災和一般的核能政策。
談到游離輻射對人體健康的影響,我們的知識幾乎全部來自於原子彈爆炸後對倖存者的長期研究,稱為「壽命研究」(Life Span Study, LSS);輻射劑量的安全標準就是根據LSS而來。然而,LSS在低劑量輻射方面留下偌大的疑問尚待解答,而這正是車諾比目前的狀況。
大多數科學家都同意,無論輻射劑量多低,其實沒有所謂的「安全」劑量,更何況「低劑量」也只是以我們所知的最低劑量而言;LSS並沒有告訴我們太多關於低於100毫西弗(millisievert, mSv)的劑量會有什麼影響,對於受到輻射波及的生態系將會如何也隻字未提。舉例來說,要造成遺傳突變需要多高的輻射量?這類突變會遺傳嗎?而受到輻射誘發的疾病,例如癌症,致病機制和遺傳生物標記又是什麼呢?

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