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科学的危机就不远了,能源小卖部

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科学的危机就不远了,能源小卖部

e.quinox成立于2008年,是一个由英国学生团队发起的工程项目,也是这个学生非赢利组织的名称。他们正利用一个集中的太阳能充电站和村民手中的便携式电池盒,向卢旺达农村社区提供电力支持。

PNAS的这两篇论文——《福岛核事故中铯的沉降以及对日本土壤的污染情况》[3]以及《福岛核事故中放射性核素在日本中东部的分布评估》[4],正是主要评估了事故后日本本土的铯污染分布情况,由来自日本、挪威、美国等专家组成的两个独立团队在近期完成。

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“所以,我们正在试图做的不仅是提供技术解决方案,更要表明它在经济上是可行的。我们希望证明,这是可以在建成五年内实现经济回报的。”霍普说。

流言: 日本完了!日美及挪威科学家周一发表联合调查报告,显示日本各地均受到不同程度的放射物铯137污染,尤以东部及东北部地区最严重,西部亦不幸免。福岛周边地区超标三倍,东京则是辐射量最高的旅游城市。铯137半衰期长达30年,被土地吸收后难以去除,遗祸未来两三个世代。日本部分农地已不宜种植。[1]

舆论三分,政府、媒体、科学家

2011年3月11日,东日本大地震爆发。地震对福岛核电站造成了严重的破坏,一场全球性的核危机随之而来。欧盟的一位官员甚至将其称为“末世大灾难”(apocalypse)。核危机造成的恐慌情绪,使欧洲多国政府公开表示会推迟或取消核电站项目。人们谈核色变。

路透社的卫生与科学记者凯兰德(Kate Kelland)清楚地知道,此时的核辐射风险报道有多重要。但她却对核物理一无所知。她在科学媒介中心事件回忆中写道:“我不怕大家嘲笑(或许我应该惭愧),一开始我基本是盲人摸象。我在路透社跑卫生科学新闻刚满一年,才开始理解癌症新药、猪流感疫苗与疟疾等名词。而核危对我来说实在是太遥远了。我第一次在写作中碰到了‘毫希’(mSv)、‘放射性同位素’这样的单词。”

凯兰德极其迫切地希望得到专家的帮助,以便评估事件对公众可能造成的影响。但她又需要衡量科学家的可信度:这些科学家为谁工作?他们有多少应对核泄漏的经验?他们是否服务于核工业?他们用于评估现状的信息来自何方?

科学媒介中心为凯兰德这样的记者提供了许多便利。他们在网站上发布了“事实页面”,汇集简短而全面的文章。这些短文由科学媒介中心的工作人员根据科学文献编写,方便记者迅速了解与新闻事件有关的科学事实:辐射有不同的类型;辐射可来自日光与食物,也可来自乘坐飞机与核电站泄露;核辐射测量的单位是希,1希等于1000毫希,1毫希等于1000微希;核辐射剂量与对人体影响之间的关系等。更多的信息是关于核电站的:核电站由哪些部分组成;压水反应堆和沸水反应堆(福岛核电站)有什么区别;英国核电站所用的气冷反应堆又是怎么回事……这些简洁明要的事实阐述,给记者们提供了巨大帮助。

图片 1福克斯在2012年的科学媒介中心十周年会议上发表演讲。图片来源:科学媒介中心

科学媒介中心也积极联络科学家为媒体提供帮助。福岛事件爆发不到24小时,英国萨里大学(University of Surrey)核物理教授雷根(Paddy Regan)就接到科学媒介中心的邮件,请他对福岛第一核电站的情形予以评价。雷根教授此前曾经与科学媒介中心合作过,对这个机构印象很好,所以他迅速做了一些点评。这些文字很快被转送到各大媒体。让雷根没有想到的是,第二天,媒体的采访需求蜂拥而至,远远超出了他的想象。不过,并非每一位科学家都能直接面对公众。科学媒介中心CEO福克斯在博客上写道:“政府资助的科学机构一再表示歉意,已有禁令下达,他们什么都不能说。”

而那些愿意对公众发声的科学家,则觉得受益匪浅。里根教授表示:“在一次BBC的早餐节目中,我和帝国理工大学的生物教授托马斯一起出席。她冷静而有魅力地讲述切尔诺核电站事故后的生物影响,这种讨论核物理的氛围实在是超乎想象。”科学媒介中心还在组织了媒体见面会,邀请应用核科学家、核物理学家、流行病学专家与地理学家一同与媒体见面,接受媒体轰炸式的提问。

图片 2参与此次会议的部分科学媒介中心工作人员。图片来源:科学媒介中心

凯兰德就这样每天不停与这些科学家对话。她由衷感谢科学媒介中心:“记者们能做到的,是保证我们采访的是最好的专家,在最充分的信息上提供最准确的判断。科学媒介中心使这个事情成真了。”雷根教授则对记者的报道水平十分惊讶:“采访我们的记者都能问出很有见解的问题,显然他们已经掌握了其背后的科学知识。”但科学媒介中心的赛克斯博士却没有那么乐观,他如此总结福岛核危机后的英国:“负责制定政策的官员能看到科学家的分析,却禁止他们发言;公众生活在困惑与不安中,不知道发生了什么,不知道应该怎么办;狂欢的媒体则乐于用各种方法填充版面,消费这一场灾难。”

“在一线工作了10年,现在我想对科学界说:‘鼓起勇气’”。科学媒介中心CEO福克斯说,“与媒体积极互动,可以增加科学的覆盖面。不这么做,危机也就不远了。”

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日本本土机周边海域铯分部情况图,图片来源:[3]

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【果壳网专访】英国科学媒介中心部门主管爱德·赛克斯博士:为科学服务,而非科学家(稍后呈现)

了解科学,就会支持科学了吗?

学生们的“能源小卖部”为一座遥远、黑暗的卢旺达村庄带去了光亮。但他们的野心显然不止如此。

核污染对农作物种植的影响

《东方日报》在文中还专门对辐射污染作物的种植销售情况进行了指摘,认为农产品受污染情况已经失控。依据是PNAS《福岛核事故中铯的沉降以及对日本土壤的污染情况》论文中的这句“福岛县东部地区的作物生产因土壤含铯137量超过2500 Bq/Kg的限值而受到了很大影响。而岩手、宫城、山形、新潟、枥木、茨城及千叶七个县土壤中的铯137含量,达到了250 Bq/Kg,作物种植也可能受到部分影响。”

福岛县东部地区是受污染比较严重的地方,农作物种植会受到影响并不意外。对于这种情况,需要政府制定合理的应对措施,这应该也是此类评估报告的目的吧。

而其他地区的情况并非媒体描述的那样。“部分影响”其实是指一些需要浓缩加工的作物,例如大面积种植的茶叶,经过烘炒会富集其含有的铯。

依据以往的研究,铯在随后的数十年里都只会停留在地表5cm左右的土壤中[5]。它的化学性质虽然与钾相关,但对大多数土壤来说,铯的有效性很低:铯会被蛭石和层状矿物固定,产生的固定态原子是非交换态,这导致植物对铯的吸收非常有限,造成的不良影响会进一步降低[6]。

值得一提的是,前段时间爆出的铯含量超标的牛肉和茶叶,都是因为辐射尘埃落在叶子表面或饲料表面所致。通过清洗被污染的作物表面,可以有效地降低这类辐射影响。并且,这种情况只存在于事故初期,在事态已渐平息的眼下,几乎不可能再出现了。同时,日本政府对高辐射污染区域的隔离措施也起到了作用,从土壤中吸收辐射物质而导致农作物辐射含量超标的情况至今鲜有发生。自然杂志(Nature)网站上的一篇文章提到五月中旬在东京的试验田里收获的土豆和卷心菜,即便受到核事故之后带有辐射尘埃的雨水浇灌,它们的含铯水平仅9 Bq/Kg,远低于500 Bq/Kg的食品限值[7]。

结论: 《东方日报》的这篇关于日本核事故污染的文章虽然使用了PNAS论文的科学数据,但是措辞浮夸,危言耸听之中,已然偏离了福岛核事故的真实状况,歪曲了PNAS中事故评估模型的本意。虽然福岛周边的部分区域受到了污染,不适宜人类居住和种植作物,但这部分区域已经处于严格的隔离疏散状态。东京等中部地区的确受到了福岛事件的影响,但铯沉积量非常有限,对人体照射的剂量远低于本底剂量水平,对人体健康影响很小。日本大部分地区的土壤含铯137量都远低于2500 Bq/Kg的种植限值,对于农业生产的影响还在可接受范围内。

 

[注1] 铯134也是重要的核污染物,在剂量计算中,都会作考虑。但因为铯的化学属性相同,辐射剂量差不多,泄露比例比较固定(切氏事故中,与铯137的比例大概是1/1.5的关系),经过比例换算后,一般只讨论铯137,后文也是如此。
[注2] Bq:每秒钟的衰变次数,用来表征放射性核素自衰变放出的射线多少。Bq/㎡:每平方米的土壤中所包含的核素每秒发生了多少次衰变,用来表征放射性核素对土壤的污染情况。[注2] 上世纪50到60年代,欧美国家的大气层核爆实验导致了大量的辐射尘悬浮在大气层中,以逐渐变缓的趋势随雨雪落到地面,成为全球本底辐射剂量的主要来源。
[注3] 上世纪50到60年代,欧美国家的大气层核爆实验导致了大量的辐射尘悬浮在大气层中,以逐渐变缓的趋势随雨雪落到地面,成为全球本底辐射剂量的主要来源。
[注4] Bq/Kg:取5厘米的土壤厚度,将Bq/㎡换算成为表层土壤中的放射性物质含量Bq/Kg。在PNAS的论文中,这一转换因子为53±15Kg/㎡。这个数值能更有效的评估被污染的土壤对农作物种植的影响。

参考资料:

[1] 新浪微博
[2] 全日本核污染 东京铯量 冠绝旅游城市 东方时报 2011.11.16
[3] (1, 2, 3) Cesium-137 deposition and contamination of Japanese soils due to the Fukushima nuclear accident
[4] (1, 2) Assessment of individual radionuclide distributions from the Fukushima nuclear accident covering central-east Japan
[5] 《切尔诺贝利沉降物Cs137和Sr90在乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯土壤中的迁移》 Journal of Environmental Radioactivity 35(1),1—21 1997
[6] 《切尔诺贝利放射性核素在30km地带外的土壤中的状况》 国外铀金地质 Vol.13 No.2 1996.6
[7] No fallout legacy for Japan’s farms

牛刀初试,打破科学界失声定律

“我曾经过着非常简单的生活,每天在威尔斯海边看着青草生长,试图理解它们生长的秘密。但1999年之后,我的生活完全改变了。”英国阿伯里斯特维斯大学(Aberystwyth University)的波洛克教授(Prof. Chris Pollock)在回忆中如此写道。

1999年是波洛克教授生活产生巨大改变的节点:他正式加入了一项饱受争议的工作:为转基因作物农场测试(GM crop farm-scale evaluation)做独立审查。该研究受到英国政府的资助,以测试转基因庄稼对环境与生物多样性的影响。这是当时世界上最大范围的转基因作物农场测试,英国自然与环境研究委员会(NERC)、洛桑研究所(Rothamsted Research)等知名研究机构的科学家负责具体执行。为了保证客观公正,另一些科学家组建了独立审查小组,以跟进并发布研究结果。波洛克教授正是审查小组的主席。2002年,他手握着该项目为期三年的研究结果:转基因对生物多样性的轻微影响并非来自转基因本身,而来自农民对转基因作物施加的农药不同。由于转基因甜菜和油菜植入了驱蚜虫的基因片段,农民减少了农药的使用,田间的生态多样性因此发生变化,但并不危害环境。

然而,当时适逢英国民众反转基因情绪的高峰。1998年的普兹泰事件是个关键节点。普兹泰(Arpad Pusztai)博士来自英国洛维特研究所(The Rowett Institute of Nutrition and Health)。他在电视演讲中称:自己的实验显示,食用转基因土豆的大鼠体重下降、免疫系统遭破坏。虽普兹泰被其研究所批评,最终被辞退,但他还是将论文成功发表在著名医学杂志《柳叶刀》上,一时舆论哗然。普兹泰的名字占据新闻头条数月之久,还被塑造为受学术机构迫害的孤胆英雄。虽然英国皇家科学院迅速组织科学家对该研究进行细致分析,认为其中存在许多严重错误,但直到数月后才发表公开谴责(详细内容,请见果壳文章:不能相信的实验(1):普兹泰和他的转基因土豆)。而此时,反转基因的舆论趋势已经形成,难于扭转。许多环保组织鼓吹“转基因危害人体”、“大财团的阴谋”、“祸国殃民谋财害命”。英国媒体也充斥着妖魔化转基因的报道。当时的英国首相布莱尔因为支持转基因,被小报描绘成试图毁灭世界的科学怪人。与这一切形成鲜明对比的,是科学界的集体失声。

2000年,英国上议院发表报告分析了这场舆论冲突,发现科学界在其中严重缺位:1999年2月11日—12日是转基因争论报道最集中的两天。这两天内,全英11份全国性报纸刊载的所有转基因报道都不是由科学记者编写的,其中45%报道来自政治记者;而在转基因特稿中,也只有17%来自科学记者,所有与之相关的评论或者专栏文章,无一出自科学作者之手。牛津大学动物学教授、英国皇家科学院院长、上议院科学顾问罗伯特·梅愤怒地称之为“不可思议、带倾向性的事实陈列”。

如何把自己的结论告诉公众,波洛克教授压力重重。在那样的舆论环境下,科学家们三年的工作结果可以轻易被媒体与民众误读。波洛克不得不向刚刚成立的英国科学媒介中心(Science media centre)求助。

科学媒介中心成立于2002年。这是一个独立的非营利机构,依靠慈善基金、政府、企业与公众的捐款来运营。为了保证其公正独立性,每一个捐赠方的捐赠金额不得超过机构募资总额的5%。中心的董事会由皇家科学院科学事务主席、皇家药学学会主席、皇家工程学会首席执行官等组成,顾问团则包括《自然》杂志主编、英国政府科学大臣、重要媒体的科学编辑。用CEO福克斯(Fiona Fox)的话说,科学媒介中心是“科学与媒体之间的前线”。

图片 3科学媒介中心CEO福克斯(Fiona Fox)。图片来源:科学媒介中心

接到波洛克教授的求助后,科学媒介中心立即决定安排一场媒体发布会,公布转基因作物农场测试的结果。各大媒体与小报的科学记者们逐渐收到邀请,但政府官员禁止入场。资助该项研究的政府机构官员要求科学家先为他们提供一份内部报告,但遭到了科学家的拒绝。

与此同时,波洛克和其他相关科学家在科学媒介中心的帮助下,开始了紧张的发布会排练。他回忆说:“科学媒介中心提出了许多建议。每当我们使用到晦涩的术语或者说到令人费解的原理时,他们就会喊停。”喊停的方法很特别,他们会说“kiss”,意思是“keep it simple, stupid(说简单点,傻瓜)”。

“走进发布会会场是我做过的最恐惧的事情。”波洛克教授写到。幸好,发布会非常顺利。在进行了长达一小时的演讲后,波洛克立刻离开会场,去向研究的资助方,曾提出想要一份内部报告的部长做汇报,他的同事则留在现场,回答记者的提问。之后,他们又进行许多场学术演讲,描述该项科研中的各种分析细节。这次新闻发布会的效果显著。第二天,几乎所有的到会媒体都发表了详尽的报道,准确解释了几乎所有科学细节。

科学媒介中心趁势追击,发动更多科学家发表对转基因的看法,每天发送到各大科学记者的邮箱,让他们了解转基因技术的科学事实。英国媒体上,妖魔化转基因技术的言论因此逐渐减少,民众终于能直接收听来自科学界的声音了。

由于在发展中国家推动低成本的可再生能源应用,e.quinox团队的“能源小卖部”在GE公司去年启动的“绿色挑战(Ecomagination Challenge )”中被看中并获得了现金奖励。

铯在日本本土的分布

由于地理和气候的影响,在福岛核事故初期(3月12日至20日),福岛氢爆导致的大量辐射尘埃以积雨云的形式大部分向东日本海迁移,期间,3月15日的辐射尘随雨水被部分冲刷至福岛周边地区。3月20日至4月19日这一个月里,铯以尘埃的形式随雨水开始沉降在日本中部以及东北部的地区。三月中下旬的几次降雨之后,中东部地区陆续出现辐射剂量超标的报告[4]。但总的来说,由于山脉和峡谷阻隔了辐射尘埃的迁移步伐,同时有海洋作为吸收体,大大降低了辐射物质对陆地的污染程度。

图片 4

福岛周边地区铯分布图,图片来源:[4]

尽管相对于其他地区,位于日本中部的东京及福岛周边等地区的确受到了铯沉降的影响,但其量值并不可怕。由上图可以看出,东京地区(处于蓝色区域)的铯沉积在数KBq/㎡左右[注2]。如果对这个数值没有什么概念,我们可以回溯到20世纪中叶。如同世界上其它地区一样,大气层核爆试验导致的辐射尘[注3]在20世纪50到60年代以每年100—1000 Bq/㎡的速度沉降在日本本土;70年代,沉降速率减缓至10 Bq/㎡每年。由此造成的陆地本底铯含量达到了7 KBq/㎡,这一剂量水平已经伴随人类很长时间了。《东方日报》中以“东京铯量冠绝旅游城市”为题是不负责任的言辞。以旅游城市做比并没有什么意义,各地的辐射量本来就不一样,是不是对人体安全才是值得关注的。根据东京地区的实际污染情况,以及有关安全限值,亦可得出这样的结论:虽然由于受到福岛核事故的影响,东京地区受到了一定的铯沉降污染,但其污染情况是轻微的,甚至低于本底剂量水平,对正常的生活和旅游并没有什么危害。

上图中,半圆形空白是隔离警戒圈,缺乏数据;红色和黄色区域,是受污染比较严重的地方。而日本西部及西北部地区,由于福岛外围的Kanto、Echigo以及Ohwu山脉作为屏障,污染是非常轻微的:均在1KBq/㎡以下,不到本底水平的十分之一[3]。将其换算为表层土壤铯含量[注4]:1000Bq/㎡÷(53±15Kg/㎡)≈20 Bq/Kg,也远低于日本政府2500 Bq/Kg的种植限值,这些地区的正常生活和作物种植并不会受到福岛核事故的明显影响。

特别要予以说明的是,福岛核事故中,氢气爆炸威力有限,辐射尘埃大都停留在离地表较近的低云层。4月20日之前的雨水已经将绝大部分辐射尘冲刷干净,不会出现像大气层核爆试验以及切尔诺贝利那样长期的沉降过程。可以预计在未来并不会出现辐射水平的剧烈变化。

秉笔作剑,迎击极端环保组织

然而,围绕转基因的争议却从未停歇。这一次被卷到风口浪尖上的,是世界上最古老的植物研究机构——洛桑研究所(Rothamsted Research)。服务于这个已有170多年历史的机构的科学家们研究出一种转基因小麦,可以释放出警示信息素,以吸引蚜虫的天敌,这样就能阻拦蚜虫、减少使用杀虫剂。2011年,这种小麦进入田间测试环节,科学家也因此面临舆论压力。

洛桑研究所完全可以选择用沉默来应对外界的喧嚣。但与10年前不同,洛桑研究所不愿陷于公众的误解之中。他们作好了让整个测试在所有人的眼皮子底下进行的准备。他们坚信,只有坦诚才能消除误解,他们要和公众直接对话。他们制作转基因知识的传单,设立科普转基因的网站;他们与当地居民和学校进行交流,邀请议员、养蜂人,甚至反转基因的环保组织参观农田;他们希望大众能了解,这是次田间实验,我们需要这样的实验。科学家的工作没有白费。许多曾经在在当地热传的谣言,比如“政府秘密测试”、“小麦通过风中授粉污染其他农田”、“小麦含有动物基因”、“测试为商业利益”等等,不攻自破,渐渐平息。

洛桑研究所的科学家们受到了鼓舞。他们希望能够让全国人民都知道他们的工作。2012年1月,在科学媒介中心的协助下,洛桑研究所召开了一次新闻发布会,会上休格斯博士(Darren Huges)走向媒体介绍了自己的工作。当第二天各大报道见诸媒体时,休格斯无法抑制自己的惊喜:“媒体的报道原来是可以是科学的。”

然而,“大战”才刚刚揭幕。洛桑研究所的举动引起了反转基因的环保组织的注意, 成为反转基因极端分子的目标。一个名叫“带回你的面粉”(Take the flour back)的NGO宣称,将5月27日进入研究所毁坏转基因农田。在谈“转基因”色变的主流舆论风气下,这个抗议活动还获得一些政客的支持。为了保护研究成果,科学家们别无选择。他们在Youtube上发布呼吁停止毁田的录像,开了推特账户与大众及抗议者公开讨论,并开放网络签名活动呼吁停止毁田。在科学媒介中心的帮助下,他们给这个NGO写了封公开信。在信中,科学家们写道:

“你们说转基因作物未曾被合理测试过。但我们现在要进行测试了,你们却要在我们得到任何有用信息前来毁坏实验。阻止获取知识,在这个用理性辩论的时代不是一个有效的方式。你们打算做的事情,就相当于把图书馆中的书籍烧毁,阻止别人发现书中的秘密。”

“我们将这个转基因田间测试看作我们不可动摇的信念中的一部分——研究永不停止,技术永不会也不将随时间而冻结。社会前进的步伐不曾因对拖拉机的害怕,而停止在马车拉犁的时代。我们不曾因满足小麦可以养活人类,或因害怕它们不再与从前一样,而停止寻找更好的小麦。”

“作为科学家,我们深深知道,我们并没有所有问题的答案。这就是为什么我们需要做实验。这也是为什么你们不应该破坏实验的原因。”

图片 5洛桑研究所外抗议转基因作物的示威者。图片来源:theguardian

科学媒介中心在第一时间将公开信转发到各大媒体——从端庄的《卫报》到热爱花边的《每日镜报》,舆论再次沸腾。洛桑研究所收到无数采访请求,一时应接不暇。这时,科学媒介中心再次伸出援手,编写了转基因科学基础的科普短文发给各大媒体。他们还采写了其他科学家对转基因测试的看法,并组织其他机构的科学家接受媒体采访。科学媒介中心甚至派出工作人员,陪同记者进入洛桑研究所采访。

科学媒介中心的赛克斯(Edward Sykes)博士回忆道:“记者可以去到任何角落拍摄所有需要的镜头。但当记者问起哪些田地为转基因作物时,科学家们迟疑了——他们害怕记者会发表‘转基因作物地图’。这样一来,抗议者就能够准确破坏转基因作物。那个时候,抗议者们就在外面,被警察拦着。但最后,科学家们还是勇敢地回答了所有问题。”

毁田行动最终被警察阻止。“但只有时间能告诉我们,大家的努力对这场舆论争夺战有多少效果。”休格博士说。科学媒介中心的首席执行官福克斯则说:“我觉得科学与媒体的关系正在逐渐变得积极。”2012年9月,当法国人塞拉利尼的研究小组发表了一篇食用转基因玉米的大鼠易得癌的论文时,不到半小时时间,许多科学家已经找到科学媒介中心,纷纷指出论文的错误百出(详细内容,请见果壳文章:转基因玉米致癌研究撤稿:解决科学争议的专业化之道)。他们的意见在第一时间被传达到了媒体,呈现在公众面前。

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