放射性與海洋環境的關係

自從1958年結束在馬歇爾群島中的比基尼環礁區的核彈試爆後，當地海洋生物對放射物質的吸附現象，引起許多科學家的興趣。比基尼環礁區的放射性碎屑物，大部分是由1954年在布拉佛（Bravo）核爆後的落塵產生。因此，以落塵區漁獲為生者的安全與健康，引起各界相當的關心。

美國能源部（前原子能委員會）基於以上因素，提出並資助一項偵測計畫，以評估放射性核種對生物的危害及對生態系統的影響。

1958年，羅曼（F. G. Lowman）調查海洋發現，海洋裡的殘餘落塵放射性和陸地的有所不同。他認為，分裂元素（如鍶、銫這類物質）會落到海底的珊瑚碎屑間，而非分裂元素（例如具放射性的鋅、鈷、鐵等）則被上層海水的有機物吸收濃縮。

數百位來自美國及日本的科學家，參與了比基尼島有關地質學、生物學、放射學與高空氣象學等方面的調查。經過二十年的調查研究，得到的結果令馬歇爾群島的密克羅尼西亞的漁民振奮。

比基尼島與附近的愛尼威塔克（Enewetak）及其他太平洋環礁一樣，是由珊瑚蟲體和鈣質藻類所形成的橢圓形或環形礁石，經數百萬年的時間建造而成。馬歇爾群島的環礁立於玄武岩上，距海底有三千噚遠。由於搖曳的棕櫚椰樹和其他熱帶植物，這些島嶼大約在十海里外就可看到。除低潮的時候外，沙丘很少高出海水面二公尺以上；海水往往淹沒了沙丘。馬歇爾群島有些環礁可隔出淺的潟湖（lagoons）。比基尼環礁區如果包括其潟湖，面積達1,189平方公里。

馬歇爾群島中有29個環礁及五個島嶼散布於北緯4°30'∼15°，東經161°∼174°間，約466,000平方公里的海面上。向西北方向呈兩個鏈狀的延伸：雷塔克（Ratak﹐日昇之意）位於東方；雷利克（Ralik﹐日落之意）位於西方。比基尼島屬於後者，約在北緯12°的地方。

當時這些環礁符合核彈試爆之條件，因為這些島嶼甫自日軍手中接收過來，而由美國海軍暫管。選上比基尼島的原因是因為它比較隔離，但卻和位於最大島礁的軍方補給設施，即東南方的瓜加連（Kwajalein）島以及向西側的艾尼威塔克島，非常接近。比基尼島不是經濟魚類如鮪魚的產卵區，核爆時也不是鯨群遷徙必經之處。

概略說來，來自東方的北赤道暖流掃過比基尼島，就在菲律賓群島的東方再折轉向北，成為黑湖，流向日本。當然，島的四周也有環島海流，而且表面流常和底層流的方向相異。

在冬季，東北季風幾乎都維持每小時十八海里的速度。夏秋兩季則受微弱多變的東南風影響，偶有暴風雨發生。馬歇爾群島屬於溫和熱帶氣候區，月平均溫很少超過27℃，氣溫變化在3℃以內。由於比基尼島的密克羅尼西亞人，表決同意核爆時撤離，以後再回到原居地，使此地成為理想的試爆地點。

布拉佛大爆炸

1945∼1958年間，在比基尼島共測試了23次核子和熱核的裝置。1954年三月一日，布拉佛（Bravo）大爆炸產生的蕈狀雲升到30,500公尺的高空，釋放1,500萬噸的能量。核爆造成的破口直徑達554公尺，深達40公尺。部分珊瑚島被火球掃過，碎為顆粒狀而遭放射物質污染。因為有暴風出現，使得預料中會被水平氣流帶向北的落塵，卻向東飄到有人居住的隆吉拉普（Rongelap）、艾琳幾奈（Ailinginae）和隆格利克（Rongerik）。

在這三個島上有超過200名的馬歇爾人，及28名在隆格利克的美軍人員，暴露在輻射線下，送到瓜加連島的陸上及海上的海軍醫院。這些人沒有一人灼傷，也不相信他們受到致命的輻射劑量。然而緊急去除污染的工作立即展開，並由瓜加連島的美國海軍醫療部門提供醫療上的協助。

重新分配後的放射性

自從核武試爆後，除了在植物仍有明顯放射性的地方以外，大部分移居的馬歇爾人都回到他們的環礁島上。根據謝爾（W. R. Schell）的研究指出，包括鈽、鋂、銫和其他的長半衰期放射性核種，仍然在受自然作用的移除和放射蛻變的作用中，以半穩定的狀態存在，而且重新分布於整個生態系統中。

近幾年，研究的重點放在半化期在100∼100,000年的超鈾元素上。由監測計畫蒐集所得數據的結果，必須靠生物地球化學的研究來解釋。這些研究顯示，近幾年內放射性核種的主要來源不是來自核彈坑，而是來自布拉佛爆炸坑下游廣大的潟湖區。污染物質由洋流攜帶沈積在潟湖底部，接著，較細的顆粒會再次懸浮或釋放某些可溶元素到海水中。例如鈽不再吸附在沈積顆粒中，而會再溶於水裡。因此，放射性由有機物吸收及對生物產生毒害，都視元素和自然環境產生交互作用的化學狀態而定。

活珊瑚有自我淨化的機能。珊瑚蟲分泌黏液包裹住組織表面的碎屑物質後，黏性的顆粒會脫離珊瑚體而讓洋流沖走。這些物理和生物作用相結合，可以移除珊瑚礁上的放射性顆粒，而沈積於潟湖內。

大部分馬歇爾人食用的動物生活在高生產力的珊瑚礁區。觀測這些動物的放射性核種含量，與未受污染的瓜加連管制礁石區，並沒有太大的不同。

有希望的前景

多年來，謝爾重複採取烏魚（Neomyxus chaptali）的內臟樣本，以更新、更靈敏的方法測量放出r射線的核種，並與早期偵測法所得的數值作對比。這種生長在馬歇爾群島，身體細長而呈銀白色的烏魚種，會長到約30∼41公分長。它不是移棲的魚種，而是群居於礁石區內。此種烏魚性素食，攝食單細胞及多細胞藻類，以通過它像篩網般的鰓耙。這種魚的內臟（包括臟器中的東西、內部的器官組織），可能還有些誤食的沈積顆粒，可以做為代表比基尼島已污染潟湖區內的放射核種。

然而，從1964∼1978年的十五年間，半化期約3∼8年的放射性核種濃度，除鉀-40以外，降低的速度比預期得快。這表示，在布拉佛爆炸坑內，生物地球化學的搬運及稀釋作用，控制了不同元素的移除速率。

長半化期的超鈾元素放射性核種，從生態系統中移除的速率和它們的放射性蛻變無關。這些年來科學家們發現，自測試後，鈽同位素的比值，以不同的蛻變速率在改變。

謝爾認為必須考慮陸地、海洋和大氣間的交互作用，以了解物質在生物地球化學中的循環過程。而令密克羅尼西亞漁民高興的是，研究顯示，把這種烏魚的內臟除去後，即可食用。謝爾和他的伙伴們要離開實驗站時，在布拉佛爆炸坑邊緣抓了滿鍋的烏魚，作成豐盛的烏魚大餐，飽食一頓以示慶祝。

（本文譯自：B. Howell, “Bikini atoll：  radioactivity and the marine environment”,  Sea Frontiers, pp. 174∼178, May. June, 1981.）

陳佳奇就讀於中山大學海洋地質所

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