甜滋滋的蜂蜜大家都喜歡,但含有放射性元素的蜂蜜呢?美國地質學家JamesKaste某次給了他的學生們一份作業,帶來當地的食物進行檢測。結果令人驚訝,蜂蜜竟含有比想像中更高濃度的放射性元素铯137,雖然該濃度仍然遠低于安全标準,但卻可以讓科學家重新檢視核污染在自然界中的移動與去向。
美國科學家在當地的蜂蜜中發現比預料高的铯137濃度
核試爆後的放射餘塵二戰之後的1950及60年代時,各國開始進行核子武器的研究。其中以美國和蘇聯為主,進行了一系列的核子試爆,産生了大量放射性元素(例如:碳14、铯137、碘131…等等),并且進入大氣中散布出去。這是人類史上目前排放最多放射性元素進入環境的事件,直到1963年國際頒布了禁令之後,各國的核爆試驗才迅速減少。當時被釋放出來的放射性元素幾乎在全球各地都有發現的紀錄,甚至在世界最深的馬裡亞納海溝内也曾經被偵測到。
遍布世界的大量放射元素,同時也被地球科學家們廣泛地利用,透過檢測礦物所含的放射元素比例,便可以推論該樣品是否是在1960之後形成。同時也可以作為為1960後土壤搬運和沉積物的定年指标,甚至可以利用半衰期來推估地質樣品形成的年代。
放射性元素在環境中會自動衰退減少,而衰退至原本一半的數量所需要的時間,就稱為半衰期。也就是半衰期越短,該元素就會越快消失。大部分核子試爆所釋放的放射性元素的半衰期都很短,會在數天之内衰退消失。隻有半衰期夠長的元素能夠留存至今,其中铯137的半衰期大約是30年左右,因此在現今的環境中仍可以偵測到當時的铯137。
大氣中的碳14與時間關系圖。1960過後,大量碳14被釋放到大氣中,并随時間遞減,不同時期不同的碳14比例
身為一位地質學家,JamesKaste對于這些放射性元素當然相當熟悉,于是在課堂出了作業給學生們,讓他們在放假返校時,帶着當地的食物來進行檢測。但連他都沒想到的是,其中一位學生從北卡羅萊納州所帶來的蜂蜜,所含有的铯137濃度竟然比預想高出如此之多。
濃縮再濃縮,非常“铯”的蜂蜜铯元素并非植物生長所需的營養,然而鉀(K)卻是植物的必要元素,因此同樣身為1A族的铯,溶解在水中後,可以透過鉀離子的專用信道被植物所吸收,接着進入食物煉之中。因此在食物中發現铯元素并不意外,為了監測铯137的動向,1950至80年之間,科學家們持續測量着牛奶中所含的铯137含量。
JamesKaste發現,學生所帶來的蜂蜜铯137的濃度約為其他食物的一百倍!讓他不禁好奇,是否其他的蜂蜜也是如此。于是他和團隊從美國東部各地收集了122個蜂蜜樣品。其中最高的測量結果為每公斤19.1貝克(becquerels),來自佛羅裡達州,這個濃度比1958到2014之間的所有牛奶紀錄結果都要高,即便在牛奶的铯137濃度最高的1960年代,也頂多隻有每公斤10貝克左右的紀錄。
美國東部牛奶與蜂蜜的铯137檢測紀錄,紅色點顯示佛羅裡達州的樣品,藍色則代表紐約地區
蜂蜜是蜜蜂将采集來的花蜜等原料制作而成,蜂蜜的過程中會産生脫水反應,這可能使得某些物質的濃度因為濃縮而提高,類似的案例在近年常被提出,因此铯137的高濃度也可能是因為類似的原理形成。
人生短短幾個秋,蜂蜜檸檬還可以喝嗎?那麼這樣具有高濃度放射性元素的蜂蜜,是否還可以食用呢?答案是可以的。縱使JamesKaste是因為蜂蜜的铯137高濃度而開啟這項研究,然而這裡的高濃度隻是與其他食物比較的結果。根據研究報告,美國食品藥品管理局(FDA)對于食物中铯137濃的标準訂為每公斤1200貝克,就算是這項研究中最高的每公斤19.1貝克,也可以說是相當安全。
JamesKaste表示:“我一點也不擔心蜂蜜的安全性,進行研究後,我比以前吃了更多的蜂蜜,而且也給我的孩子吃。”(等等教授你是不是把研究剩下的樣品帶回家吃了...)
雖然對人體并沒有危害,但對于其他生物是否安全,這又是另一個問題。在1986年的切爾諾貝利核災之後,科學家發現輻射可能會阻礙該地蜜蜂的繁殖,雖然那時的劑量是目前這份研究的1000倍。但在50年的長時間尺度之下,铯137的存在是否對于蜂群有所影響,是一個尚待研究的議題。
因此在核能源仍被使用的今日,為了守護生态環境與社會的健康,了解核污染的移動仍然是十分重要的課題。
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