2011年3月11日，日本东北部宫城县外海发生里氏9.0级特大地震。地震引发巨大海啸，越过福岛第一核电站防波堤，导致该核电站全厂断电，继而造成该核电站1、2、3、4号机组堆芯余热无法排出而引发核事故，4台机组相继发生氢气爆炸并导致大量放射性物质排放到大气中。事故造成福岛第一核电站及其周边大范围地区受到放射性核素污染，对应急人员和周边居民的健康造成严重威胁[1]。事故发生时距福岛核电站20公里范围内共疏散了21万居民[1]，截止到2021年，仍有超过3.5万居民不能回到故乡[2]。
在日本福岛核事故10周年之际，联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）对福岛核事故造成的放射性照射水平及其健康效应进行了全面评估，发布了名为《福岛第一核电站事故辐射照射水平及影响》的研究报告[3]。本文以该报告为基础，结合10年来其他重要研究成果，并追踪福岛含氚废水排放问题，评估福岛核事故10年来对救援人员和公众的照射剂量、食品饮用水放射性污染监测、事故导致的健康效应及应急防护行动的影响等问题，总结其中的经验教训，为我国核辐射卫生应急工作提供借鉴。
1 对救援工作人员受照剂量的估算 1.1 有效剂量2011年3月—2012年3月底，参与福岛核事故现场救援和其他活动的21135名工作人员的平均有效剂量约为13 mSv[3]。在此期间，约有36%的员工接受的总有效剂量超10 mSv，0.8%的员工接受的剂量超过100 mSv。自2012年4月以来，年有效剂量已大大降低，平均年有效剂量从截至2013年3月底前一年的约6 mSv降至截至2020年3月底前一年的2.5 mSv，自2012年4月以来，没有任何个人的年有效剂量超过50 mSv[3]。
1.2 甲状腺剂量2019年对受照剂量最高的6名应急工作人员[4-5]的甲状腺吸收剂量进行了重新评估（使用个体特定甲状腺尺寸测量），结果显示，除1人外，其余5人的甲状腺剂量比以前报告的数值高，其中最严重的1人原值为11 Gy，修正后为32 Gy，几乎是原值的3倍[3]。UNSCEAR认为[3]，如果出于流行病学或健康风险评估的目的对甲状腺剂量进行评估，那么估算出的131I吸入引起的甲状腺内照射最大预期吸收剂量应修改为32 Gy。但是，UNSCEAR认为没有必要对全体工作人员的甲状腺吸收剂量进行重新评估。因为重新评估出现的差异主要由于个别工作人员甲状腺体积与ICRP的30号出版物[6]推荐的体积有较大差异造成，而流调结果表明，日本人平均甲状腺体积并未与标准推荐值存在明显差异[3]。
延迟启动对救援人员甲状腺中放射性碘的监测，可能是救援人员内照射剂量估算中最大的误差来源。如果将来发生类似事件，应尽早开始监测（在摄入后几天内），至少对救援人员的代表性样本（抽取不同地点从事不同工作的救援人员）进行监测，这将大大提高剂量估算的可靠性和随后健康风险评估的质量。
1.3 眼晶体剂量目前技术手段已可以对眼晶体剂量进行估算，但这些方法依赖于救援人员佩戴了全面罩。因为如果不佩戴全面罩，基于γ辐射剂量测量的结果可能会低估眼晶体的真实剂量（包含β照射）。有证据表明，在福岛核事故的早期阶段，那些接受最高剂量眼晶体照射的救援人员可能没有佩戴这种设备。UNSCEAR提出了一种可能的方法，根据测量的甲状腺131I含量来估算这些工人的眼晶体剂量[3]。
2 对公众受照剂量的估算 2.1 未撤离地区公众剂量研究了居住在日本未撤离地区的成人、1～10岁儿童和1岁以下婴儿在事故发生后第一年的平均有效剂量和甲状腺吸收剂量，结果表明，福岛县成人有效剂量范围为0.079～3.8 mSv，甲状腺剂量范围为0.46～11 mGy；1～10岁儿童和1岁以下婴儿所受剂量则依次增高（见表1），沉积的放射性核素外照射对有效剂量的贡献最大；吸入的放射性核素（特别是放射性碘）对甲状腺吸收剂量的贡献最大。在福岛县内，地面沉积核素活度较高的市镇（福岛市、日本松市、枣市、高山市、古里镇和大田村）未撤离人员的平均有效剂量最高，婴儿第一年的平均有效剂量在3.6～5.3 mSv之间，成人第一年的平均有效剂量估计约为婴儿的70%[3]。
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表 1 未撤离地区公众在事故发生后第一年的有效剂量和甲状腺吸收剂量范围（译自参考文献[3]） Table 1 Range of effective doses to the public who did not evacuate and absorbed radiation doses to the thyroid for the first year following the accident(translated from Reference [3]) |
撤离人员的剂量估算为撤离前及撤离中所受剂量和在避迁地点所受剂量之和。通过调查研究不同撤离人群甲状腺平均有效剂量和吸收剂量的估计范围表明，成人撤离人群第一年的平均有效剂量估算为0.05～6 mSv之间。成人第一年甲状腺平均吸收剂量为1～15 mGy之间，1岁婴儿为2～30 mGy之间（见表2）。UNSCAER估计[3]，撤离使成人有效剂量减少了40 mSv，使1岁婴儿甲状腺吸收剂量减少了500 mGy。
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表 2 撤离人员在事故发生后第一年的有效剂量和甲状腺吸收剂量范围（译自参考文献[3]） Table 2 Range of effective doses to evacueesand absorbed radiation doses to the thyroid for the first year following the accident (translated from Reference[3]) |
对公众长期有效剂量估算是指估算事故发生后10年内平均累积剂量，以及到80岁时的平均累积剂量，具体结果见表3。由结果可以看出，公众前10年的平均有效剂量约为第一年剂量的2～3倍，终生剂量则高出约4倍。由于观察到的沉积物中剂量率随时间下降的速率比UNSCEAR 2013年报告[7]所使用的模型要小，所以估算的累积剂量比UNSCEAR在2013年报告中的估计值要大[3]。
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表 3 公众受照1年内、10年内和终生（80岁）累积剂量范围（译自参考文献[3]） Table 3 Range of cumulative doses to the public for 1-year exposure, 10-year exposure, and lifetime exposure (to 80 years of age)(translated from Reference [3]) |
此外，对甲状腺剂量的估算显示，日本居民的甲状腺吸收剂量大部分是在吸入放射性碘之后第一年内接受的。据估计，甲状腺终生累积吸收剂量约为事故后第一年吸收剂量的2倍，后期剂量主要来自长寿命放射性铯同位素的持续照射。
2.4 集体剂量福岛核事故集体有效剂量的主要贡献是地面上沉积的134Cs和137Cs的外照射。第一年甲状腺集体吸收剂量的主要贡献是吸入和食入放射性碘引起的内照射。福岛事故造成的日本公众的集体有效剂量约为切尔诺贝利事故造成欧洲公众集体有效剂量的约10%～15%，甲状腺的总吸收剂量大约是切尔诺贝利事故的2%[3]。日本公众在福岛事故后第一年集体有效剂量约为每年从自然本底辐射中接受的集体有效剂量（28万人·Sv[8]）的1/20, 事故终生集体有效剂量是每年自然本底辐射集体有效剂量的1/6[3]。
2.5 公众个人剂量分布日本福岛县公众（不包括撤离人员）的有效剂量分布表明，大多数人所接受的剂量在该地区平均剂量（约2 mSv）的1/10到3倍的范围内。个人剂量值分布呈现双峰特征，第一个峰约在0.8 mSv，第二个峰约在3 mSv。这可能是由于公众受照剂量中地面沉积物照射而非吸入放射性核素照射占主导地位，而福岛县不同地点的放射性核素沉积密度又显著不均所致。福岛市公众甲状腺吸收剂量范围约为平均剂量（9 mGy）的1/3到2倍。据估计，福岛市约30万人口中有几十人的甲状腺吸收剂量超过100 mGy[3]。
3 食品饮用水放射性核素浓度 3.1 海洋生物福岛事故发生后，随着时间的推移，海洋食品中137Cs的浓度普遍在达到峰值后迅速下降。2011年福岛县近海采集样品中的41%放射性铯浓度超过了2012年4月1日起实施的新标准限值100 Bq/kg，2012年超过这一限制的比例已降至17%，2015年超过这一限制的比例仅为0.05%[3]。最高浓度出现在福岛第一核电站南部浅水区的海产品中，事故发生后短期内有一些海产品湿样浓度超过1 000 Bq/kg[3]，这可能是由于近岸区海产品对放射性铯的富集作用。
3.2 陆地生物最初在福岛第一核电站北部和西部地区的农作物中检测到放射性铯（134Cs和137Cs）浓度超过了500 Bq/kg的临时标准限值[9]。之后对农产品（大米、谷物、蔬菜和水果）、野生产品（如蘑菇和食用野生植物）、畜产品（如牛肉、猪肉、牛奶）和淡水产品制定了全面的监测计划，在销售前对这些食品的放射性物质含量进行测量。
2011年3月—6月，福岛县放射性铯浓度超过100 Bq/kg的被测样品在农作物中占比为18%，在畜产品中为3%，在野生产品中为49%，在淡水渔业产品中为52%[3]。2011年6月之后，所有被监测农产品中放射性铯的测量浓度迅速下降，大部分农产品和畜产品中放射性铯浓度低于100 Bq/kg的新标准限值。而野生食品和淡水渔业产品中的放射性铯浓度下降则较慢，但也只有少数样品在2014年后仍超过100 Bq/kg的新标准限值[3]。
在福岛核事故之前，福岛当地野猪是日本人爱吃的野味之一。事故发生后，15.4万当地居民被迫撤离后，野猪疯狂繁殖，2018年已有6.2万头[10]。这些野猪生活在放射性污染区并食用有放射性的食物，所以它们体内也逐渐有放射性核素沉积。2020年有研究发现，在距福岛第一核电站20 km范围内采集的213头野猪的肌肉样本中，有210个样本（98.6%）放射性铯活度超标，这213个样本放射性铯浓度范围为87.1～8120 Bq/kg，中值为450 Bq/kg[11]。
3.3 应急和补救措施的影响福岛事故发生后，日本生产的绝大多数食品的放射性核素浓度都低于适用的标准限值，这是由于日本政府采取了应急和补救措施：（a）政府禁止在受事故影响地区采集和食用野生食品；（b）在必要时对农田施用钾肥；（c）对放射性铯沉积量高的地区进行封锁并撤离居民，这些地区几乎没有粮食生产。此外，自然原因也发挥了一定作用：由于受影响地区的土壤类型利于其与放射性铯强结合，所以在福岛事故发生后前3年内，向农作物的放射性铯转移迅速减少。
3.4 含氚废水排放自福岛核事故发生后，东京电力公司持续向福岛第一核电站1～3号机组安全壳内注水以冷却堆芯并回收污水，截至2021年3月，已储存了125万吨核污水，且每天新增140吨。日本政府4月13日召开内阁会议，正式决定将福岛第一核电站内储存的核废水排放入海，排放将于2年后开始，引发广泛关注[12]。据相关资料报道，将要排放的核污水中放射性核素氚总含量约0.86 PBq[13]。世界卫生组织规定的饮用水中氚浓度限值为10000 Bq/L[14]，日本国家标准规定核电站废水氚排放浓度为60000 Bq/L[12]。
4 健康效应自UNSCEAR 2013年报告[7]发布以来，没有任何证据表明福岛居民的不良健康效应可直接归因于福岛事故的辐射照射。因此，UNSCEAR继续认为[3]，未来与辐射有关的健康效应不太可能被观察到。
4.1 甲状腺癌研究表明，福岛事故发生后，福岛县儿童和成人甲状腺癌发病率显著增加。UNSCEAR认为[3]甲状腺癌发生率的特征不符合放射病因学：在5岁以下受照人群中未观察到超额甲状腺癌，与切尔诺贝利事故造成的同一年龄组大量超额甲状腺癌不符；此外，在福岛事故后照射后1～3年内观察到甲状腺癌，与切尔诺贝利事故和其他辐射研究中照射后4～5年出现甲状腺癌不同。然而，由于年轻患者甲状腺癌的自然演进尚不清楚，因此需要进一步研究年轻患者甲状腺癌的发病机制。UNSCEAR估算了子宫内受照胎儿的甲状腺吸收剂量，发现无法识别出有统计意义的甲状腺癌超额风险[3]。对作为甲状腺癌癌前病变的甲状腺结节和甲状腺囊肿的研究表明，事故前后甲状腺结节和囊肿患病率未见有统计学意义上的差异[15]。
有证据表明，高灵敏度超声筛查发现的甲状腺癌病例远多于可通过临床症状发现的[15]。对甲状腺癌的过度诊断可能引起被筛查者的焦虑，并可导致不必要的治疗。因此，在解释重大核辐射事故后高灵敏度甲状腺超声筛查结果时需要谨慎。此外，有研究发现，132Te及其子体132I等短寿命核素对甲状腺剂量的贡献及其对导致甲状腺癌的作用可能不应被忽视[15]。
4.2 白血病UNSCEAR 2020年报告[3]显示最新估算的红骨髓受照剂量没有增加，但与2013年的报告[7]相比，对每mGy照射导致白血病风险的估计值有所增加。报告基于日本原爆幸存者资料或更广泛的多学科研究风险数据建立的风险模型显示，任何年龄组的福岛居民都不太可能观察到白血病发病率增加。如果真实的平均剂量处于估算剂量的不确定度上限，则有某种观察到风险的可能性。报告还基于修正后的子宫内受照胎儿红骨髓吸收剂量估算了这些胎儿直到20岁患白血病的超额风险，发现无法检测到这类超额风险[3]。
4.3 其他实体癌由于公众受照水平太低，UNSCEAR预期[3]无法观察到乳腺癌或其他实体癌发病率的增加。目前还没有可靠证据表明超额的先天性异常、死产、早产或低出生体重与辐射有关。在事故后撤离避迁的人员中观察到心血管和代谢疾病发病率的增加，但这可能与避迁伴随的社会和生活方式改变有关，而不能归因于辐射照射。
4.4 救援人员工伤鉴定福岛事故救援人员的健康状况正在接受监测。由于大多数救援人员在第一年内接受的有效剂量低于10 mSv，只有一小部分救援人员在第一年内接受的有效剂量达到100 mSv或以上[3]。福岛核事故后，2015—2017年，日本政府先后对4名救援人员作出工伤认定。这4人在救援过程中的受照剂量在15.7～140 mSv，其中3人患白血病，1人患甲状腺癌[16]。在对首例救援人员白血病患者进行工伤认定时，日本厚生劳动省强调，作出工伤认定是基于补偿劳动者的角度，而辐射与疾病的因果关系并不明确。UNSCEAR认为[3]不太可能在救援人员中观察到白血病、实体癌或甲状腺癌发病率的增加，且没有足够信息对救援人员患白内障的风险作出判断。
4.5 心理效应在地震、海啸和福岛核事故的共同影响下，公众出现了过度的心理压力。福岛公众各种有害的精神健康效应[17]与灾难带来的压力和辐射风险认知有关。心理效应在被撤离的福岛居民中尤其明显，包括过度焦虑、抑郁、酗酒以及在儿童和他们的母亲中存在的不良心理健康效应。由于核灾造成的污名、痛苦和创伤后应激障碍（PTSD），福岛核事故造成福岛县和周边县的自杀率明显高于日本平均水平[18]。然而，一些研究报告显示这些心理效应与辐射照射水平没有关联，心理健康影响也随着时间的推移而下降[3]。
5 应急防护行动的影响福岛核事故凸显了应急防护行动，如撤离和长期避迁对弱势人群产生的精神、心理影响及其引发的社会心理效应。由于日本中央政府与福岛等地方政府沟通不畅，地方政府无法及时获得事故影响的总体研判，这就导致居民撤离的混乱局面。有的居民被撤离多达6次，有的居民从相对安全区域撤离到高放射性水平的区域。2011年3月14日之前，约2200名住院病人和护理机构中的老人被迅速撤离。然而，在撤离期间或撤离之后不久，超过50名住院病人或护理机构的老人因体温过低、潜在健康问题恶化或脱水而死亡[19]。在撤离之前、撤离期间和撤离之后缺乏医疗支持是造成撤离病人死亡的主要原因，也说明相关应急部门没有对弱势群体的撤离做好准备。
在服用稳定碘方面，福岛事故应急同样存在严重缺陷。2011年3月16日，福岛县知事等官员接到指示，要求从核电站20 km范围内撤离的居民服用稳定碘。但是此时撤离工作已经完成，事实上没有居民根据这一指示服用稳定碘[20]。有研究表明，被撤离居民中15岁以上儿童甲状腺剂量范围为35～65 mSv[20]，略高于国际原子能机构标准[21]中50 mSv的甲状腺碘阻断干预水平。尽管稳定性碘片已经分发，但是由于没有及时发布服用指令，导致居民错过了实施稳定碘防护的有效时间范围。
此外，日本政府规定，只有撤离地区居民年剂量估算值低于20 mSv时，才允许被撤离居民返回家园。这一政策没有进行最优化评估，甚至可能没有正当性。如果不能让这些居民返回家园而进行长期避迁，反而可能导致他们精神和身体上的紊乱，产生社会心理效应。
6 福岛应急的经验教训福岛事故应急，特别是后期处置中凸显了卫生应急工作中建立核设施周围居民健康基线数据的必要性。由于福岛县在事发前有甲状腺相关疾病监测数据，可以将事发后监测数据与之对比，这就为分析事故造成的甲状腺疾病等健康效应提供重要依据。福岛县的监测结果显示，儿童甲状腺结节和甲状腺囊肿发生率未见明显增加。但是，由于福岛县对甲状腺癌的登记标准在事故前后不一，事故后的高发病率可能源于大规模筛查效应，这就导致对事故健康效应的判断出现分歧。因此，有必要按事前制定的统一标准积累健康基线数据，这样可以为事故后评估和判断事故引起的远后健康效应起到“一锤定音”的作用。
福岛核事故是全球发生的第三次大规模核事故，是制定稳定碘服用策略后的第二次大型核事故。事故应急经验表明，在采取公众撤离和禁止食用受影响地区食品（包括牛奶）等措施后，放射性碘摄入引起的内照射剂量占总受照剂量的比重较小，因此可能没有必要采取过度防护措施[20]。福岛县政府在考虑碘片的副作用[22]及主要受影响地区公众已经撤离等因素后，并未要求公众大规模服用碘片[20]。这说明应在应急准备阶段对公众防护策略开展正当性和利益-代价研究以及最优化分析，制定公众重大防护行动的标准和操作方案。此外，不同部门之间协调一致开展重大决策，统一口径向社会发布信息也显得尤为重要。
同时，我国还应密切关注日本福岛核电站含氚废水排放问题。日本排放的废水含氚、碘、锶、铯等放射性核素，通过洋流作用可能到达我国沿海地区。部分放射性核素可通过食物链转移和富集。建议我国沿海地区加强相关监测，及时评估日本核事故废水排放对我国沿海海洋环境及海产品造成的影响，保护我国公众健康。
综上所述，福岛事故应急救援人员的平均有效剂量约为13 mSv，有救援人员因患白血病、甲状腺癌被认定为工伤；事故造成的公众受照剂量较低，辐射带来的直接健康效应有限，但撤离和长期避迁产生了心理和社会效应；事故周边地区大部分农产品和畜产品中放射性铯浓度低于100 Bq/kg的标准限值，但日本政府决定排放事故废水的影响需要进一步评估。此外，充分借鉴日本福岛事故应急工作的经验和教训，为我国核辐射卫生应急工作的完善和提升提供参考。
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