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2017-01-01核災食品的問題是鍶不是銫－日本福島核災食品該不該進口臺灣？
421 期
Author 作者
王竹方／清華大學生醫工程與環境科學系教授
最近日本福島核災相關縣市的食品是否可以進口臺灣，已成為國內熱門的話題之一。日本食品是否安全應該從科學的角度來予以論斷，本文嘗試以客觀的數據來解讀，希望能做為普羅大眾的參考。
福島災變放射性核種
福島災變對環境造成的危害，主要來自大量的放射性核種外釋而污染環境。核能電廠在運轉過程中經由燃料棒中，鈾–235 （標準原子量238的鈾之同位素）的分裂而產生能源，以及許多具有放射性的核種，福島災變所釋出的一些關鍵性核種資料如表一所示。其中最值得關切的兩個核種分別是銫–137（標準原子量133的銫之同位素）與鍶–90（標準原子量87的鍶之同位素），它們可以說是鈾–235分裂產物中的一對雙胞胎兄弟（產率分別為6.3與 4.5％），可是二者的輻射特性與化學性質卻迥然不同，它們的半衰期分別是30.2年與28.8年，也就是輻射核種經過30年左右的時間，還殘存約原來一半的數量。
表一：福島災變外釋關鍵放射性核種一覽表。
1. 半衰期指核種衰變至原來數量的 1/2 所需的時間。
2. 所列之輻射型態是以主要衰變途徑為準（β：貝他輻射、γ：伽瑪輻射）。
福島災變同時外釋出許多其它產率頗高的放射性核種如：碘–131、銫–134等，但由於半衰期不長，災變5年後的今天其重要性與危害性已可忽略不計。銫–137的伽瑪（γ）輻射目前技術可簡單的用儀器直接量測得知，一個銫–137可以同時釋出一個伽瑪輻射與一個貝他（β）輻射，其能 量分別為0.512 MeV（百萬電子伏特）與 0.662 MeV。但鍶–90的貝他輻射卻很難偵測到，而鍶–90釋出兩個貝他輻射，總能量高達2.826 MeV。目前在檢測環境輻射，多以量測銫–137為主。檢測到銫–137 存在，即假設約有等量的鍶–90同時存在於環境中。不過，此假設並非一體適用於食品的檢測。
銫與鍶如何進入人體與食物中？
福島災變釋出的銫–137與鍶–90，會因為化學性質不同，會經由不同途徑，分別進入生物體或食品中。例如：在化學週期表中屬於鹼族元素的銫，其化學性質與鉀類似，在生物體內的生理半衰期很短，且釋出的貝他輻射能量不高，以至於對於人體的毒性與為害性不高。而另一方面，鹼土元素的鍶，其化學性質與鈣類似，很容易累積在乳品或高鈣的各類食品中，而且是醫學上有名的趨骨性核種，一旦攝食進入人體內，易被吸收且會長期累積在骨骼與骨髓中，加上鍶所釋出的貝他輻射能量高，對於人體造血系統的破壞力極強，目前已知是引發血癌的重要元兇之一。由於其半衰期長達28.8年，若一名10歲的幼童不慎攝入鍶–90，當他70歲時體內殘留的鍶–90仍有約1/4的毒性，不可不慎！
福島核災對於環境的污染與影響可以大致分為兩個階段，災變初期核電廠廠房連續發生氣爆，造成大量放射性核種外釋至大氣中，並擴散至下風處的鄰近區域，造成第一階段包括福島在內五個縣市的土壤、植被與水域被嚴重污染。當時污染的核種主要以揮發性高的碘–131、銫–134與銫–137為主，相對揮發性低的鍶–90數量不多，其污染活度估計只有銫–137的百分之一左右。長期以來臺灣對於日本核災食品的管制，就是以此一階段所造成的污染地區為管制範圍，同時完全沒有考慮到鍶–90污染的嚴重性。
雖然福島5縣市環境中鍶的污染相對輕微，日本政府卻不敢掉以輕心，特別在2015年8月官方出版的期刊《食衛誌》上發表了一篇有關核污染地區食品中鍶與銫活度比例不到千分之一的文章，企圖淡化核災食品中鍶污染的嚴重性。這篇文章一共分析了40個已知被污染、銫活度超標的樣品，以及13個在市場上販售（沒有被銫污染）的商品。由於研究者刻意選擇了一些對於鍶生物累積性遠低於銫的樣品做為調查對象，如米、小麥與牛肉等（美國農業部（USDA）所提供的數據顯示這些樣品的鈣鉀比約為1/10），而非一些傳統的高鈣食品如牛奶、乳酪等（其鈣鉀比為 2~10），得出鍶與銫活度比例偏低的結果完全不令人意外。不過這篇文章也透露了許多不為人知的訊息：它的取樣範圍距離福島50~250公里，顯示被污染的地區範圍極大，遠遠超過我國所管制的五縣市，而且多數污染樣品中都出現了顯著性的鍶–90 污染。更可怕的是即使已經過日本官方檢驗核可在市場上販售的商品，仍然能偵測到鍶–90的污染，其中一個甚至含有5.5貝克／公斤（Bq/Kg）的鍶–90活度，也就是 1公斤的商品中每秒產生5.5次鍶–90的放射性衰變。
排入海洋的放射性物質
電廠廠房發生氣爆後，為避免事態惡化，搶救單位開始緊急注入大量的冷卻水來降低溫度，結果造成許多氣爆後殘留在廠房內的放射性物質被沖刷溶解，而洩漏流入日本近海的海域。據估計救災初期毫無汙水處理與防制設備，不計其量的放射性物質（其中包括大量原來殘留在廠房中的鍶–90）均隨著廢水排入海中，其數量遠比第一階段要大了許多。此一階段對海洋所造成的污染持續了頗長的時間，放射性物質被洋流迅速帶往日本北方的海域，它的數量以及影響範圍根本無法估計。由於鍶是易被海洋生物吸收，且生物累積性高的元素，很容易的進入海洋生物圈循環中，甚至透過人類的捕食而再度進入陸地生物圈。美國食品藥物管制署（FDA）對於日本核災食品在2016年10月7日所發佈的 99-33進口警訊，針對福島四周14個鄰近縣市的特定食品持續發出禁令或警訊，特別包括水產品以及一些鍶生物累積高的食品。其中青森、岩手、 山形與宮城等4個縣市都位於福島北方的東北地區，完全沒有受到第一階段電廠氣爆的影響，卻仍然被列為管制區，這或許是我國政府管制單位值得深思的地方。
贊成開放核災食品的人士
不斷強調，只要以國內目前訂定的標準來管制進口食品，即可有效的保障國人的健康與安全。有人甚至以食品中含有100貝克/公斤的銫–137為例， 認為至少需食用4公噸以上才會對人體造成危害，但其實這種論點完全不適用於鍶–90。科學上常常以體內與體外輻射劑量的觀點來衡量放射性核種對人體健康的影響程度（圖一）；我們去醫院檢查所接受的X光攝影，就是屬於體外輻射劑量； 而食用核災食品放射性核種在體內所造成的輻射傷害則是所謂的體內輻射劑量。由於銫–137釋出的伽瑪輻射穿透力強，只要長期暴露在被污染的環境中，就會受到一定程度的傷害（體外輻射劑量）；相反的，鍶–90釋出的貝他輻射能量高、射程短，在環境中暴露完全無害，一旦攝食進入人體卻會對健康造成極大的傷害（體內輻射劑量）。
圖一：鍶 – 90 與銫 – 137 對人體造成輻射傷害的比較。
前往福島觀光對人體的影響
若民眾前往福島附近的地區觀光遊覽， 極有可能接受到遍佈在環境中銫–137衰變所釋放的伽瑪輻射，但只要停留的時間不長，而且有適當的防護，對民眾所造成的傷害微乎其微。假若不慎食用了含有銫–137的核災食品，它會在人體內停留一段時間 （生理半衰期約為112天），然後新陳代謝排出體外；由於大部分的銫–137會滯留在人體的肌肉等軟組織中，且所釋放的貝他輻射能量不高，對人體的危害性相對不大。但假若民眾不慎食用了含有鍶–90的核災食品，這些鍶–90就極有可能進入並滯留在骨髓或骨骼之中，然後以每秒釋放出2個高能量電子的速率衰變。也就是說，活度1貝克的鍶–90每天可以持續在體內釋出172800個高能量電子，不斷的破壞骨骼中的造血組織，並有可能造成癌症細胞的突變。這種現象會持續一段很長的時間；即使29年後，殘留的鍶–90仍能每天衰變放出86400個高能量電子；更可怕的是人體對於鍶–90有極高的生物累積性。生物體中鍶–90存留的生理半衰期很難由實驗得知，但一般認為與物理半衰期大致相同，一旦攝入人體內，被骨髓或骨骼吸收的機率平均約為1/5，而且年紀越輕被吸收的機率越高。
目前國內有能力檢測食品中鍶–90含量的單位機構屈指可數，而且分析方法過程繁複費時，根本無法應付進口食品的把關檢測。國內有關檢測食品中輻射是否超標，都只是針對以銫–137為主的伽瑪輻射，對於食品中的鍶–90檢測卻付之闕如。據報載福島核災至今仍有大量的污染廢水持續外釋至環境中 （尤其是附近的海域），但相關核種的污染範圍與數量至今能無法確知的情況下，誰敢保證從福島附近五縣市進口的食品是安全無虞的？鍶–90所形成的化合物大部分均可溶於水，因此極易進入生物圈中循環。例如從污染海域捕獲含有高濃度鍶–90的水產品，除了做為人類餐桌上的食材外，亦被大量製作成動物飼料與農業肥料，進入陸地生物圈中循環，因而造成食物樣品中鍶–90濃度的升高，此一現象甚至會隨著時間而逐漸向福島附近五縣市以外的地區擴散。
正視問題
有鍶–90污染疑慮的核災食品絕對需要高風險的管理與處置，希望政府能發揮大智慧正視此一問題。政府存在的目的之一，不就是應該透過高風險的有效管理來保障國人的健康與安全嗎？如果這套安全機制喪失了，人民只能自求多福，拒吃有疑慮的核災食品，來保障自身的安全。政府或許因為政治或政策上的考量，而不得不開放有污染疑慮的日本食品進入臺灣，個人對此無法置評。但基於專業上的考量，我是儘量不碰日本進口的食品，畢竟臺灣無安全顧慮且好吃的美食已經夠我們享用不盡了。
給讀者思考：儀器並不是什麼有害物質都能檢驗出來，我們或政策該如何因應？
延伸閱讀
1.Report of Ministry of Economy, Trade and Industry, (Revised version), 2011, http://www.meti.go. jp/2011/06/20110606008/20110606008-2.pdf.
2.Hiromi Nabeshi, Surveillance of Strontium-90 in Foods after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident, Food Hyg. Saf. Sci., Vol.56: 133-143, 2015.
3. FDA, Import Alert # 99-33,, http://www.accessdata.fda.gov/ cms_ia/importalert_621.html.