?

圖片來源：pixabay

?

當你舀上一小勺蜂蜜攪拌成蜂蜜水，或許就能見證幾十年前核試驗放射性元素在水杯中形成的漩渦；又或者是咽下涂抹了蜂蜜的面包片后，可以讓你的身體與核試驗中的輻射元素來一次親密接觸。而這一切，都要從上世紀50年代開始在大氣中開展的核爆試驗說起。

?

撰文丨楊心舟

?

放射性元素激增

?

在上世紀50-60年代這段時間里，美國在位于新墨西哥州和內華達州的核試驗場地上空引爆了數(shù)百顆核彈，后續(xù)場地轉移到了太平洋島嶼，直到1963年整個核試驗才告一段落。這意味著在極短的時間里，大量的放射性沉降物被拋射到了大氣層中，在風和降雨的作用下，這些物質迅速地擴散到更廣的地區(qū)。

?

這種短暫的放射性元素激增模式，已經成為了地質學家甚至是刑偵學家確認年代的工具。上世紀90年代，維也納大學法醫(yī)學部的科學家就曾利用碳14破解了高度干尸化無名尸體的死亡年份，他們就是通過比對尸體骨頭里脂質的碳14含量和各時間段的碳14水平得出了這一結果——核試驗后大氣中激增的碳14水平給了他們很好的判斷標準。

?

類似的方式對地質探測同樣適用，威廉和瑪麗學院的地質學家Jim Kaste就曾試圖根據(jù)當?shù)氐貙又芯毘练e物的分布來判斷工業(yè)化進程，“當你取出巖芯，就能看到有一層的放射性元素達到了頂峰，我們就知道這里代表的是1963年?！盞aste表示。

?

銫137是其中比較常見的放射性元素，它本身并不存在于核彈中，而是經過鈾和钚的裂變生成。銫137的半衰期大約為30年，它會逐漸衰變成放射性的鋇，最后變成穩(wěn)定形式的鋇元素。此前，已經有研究發(fā)現(xiàn)銫137會流入到人類的食物中。早在2018年，美國加利福尼亞州的酒中就檢測到了福島核事故泄露的銫137，例如赤霞珠葡萄酒中銫137的水平較福島核事故之前升了一倍。

?

?

檢測食物

?

Kaste也曾關注過放射性元素與食品關系的問題，他在4年前給自己的學生布置了一個很簡答的假期任務：玩到哪買到哪，把吃的帶回來。接著，學生們依次將拿回來的水果、堅果和蔬菜等各類食物放到了伽馬探測器下檢測。理論上，在長達數(shù)天的時間里，隨著銫137衰變釋放出的伽馬粒子會在儀器上顯示出來。

?

放置在伽馬探測器中的蜂蜜。（圖片來源：Joseph McClain）

?

實驗過程中，前面幾個果蔬的樣本還算正常，銫137只有非常微弱的痕跡。但是，一瓶蜂蜜在檢測器上的反應直接讓Kaste感到驚訝，屏幕上顯示，這瓶蜂蜜的銫137的含量比其他食物高了非常多，他甚至一度以為檢測器壞了，反復測了很多次。

?

為了找到蜂蜜富含銫137的原因，Kaste帶著自己的學生開始在美國東海岸各地開始購買蜂蜜，從市場販售的到養(yǎng)蜂人原產的，一共買了122份蜂蜜，其中68份顯示出了放射性元素的痕跡，并且大多數(shù)含有銫137的蜂蜜都來自美國東海岸。這就產生了一個很有意思的問題：為什么離爆炸點更遠的美國東部成了放射性沉降物更加富集的地方呢？

?

不同地區(qū)蜂蜜銫137的含量

?

?

四個步驟

?

答案就在雨里。

?

在那段瘋狂的大氣核爆歲月里，許多放射性沉降物被拋射到了平流層，緊接著載滿這些物質的云朵開始緩慢地移動，它們慢慢地從干旱的美國西部和大平原區(qū)域移動，直到跨過了密西西比河東部，濕度開始增加，水珠越聚越多。它們化作了含有放射性沉降物的雨水落到了地面。

?

但是，問題沒有到此結束。當我們看一看“蜂蜜地圖”，就會發(fā)現(xiàn)一個區(qū)域銫元素的水平并無法和蜂蜜是否含有銫137一一對應。有的區(qū)域銫水平很高，但是蜂蜜里卻幾乎檢測不到它的痕跡。

?

有一種元素的水平反倒能很好地顯示該區(qū)域的蜂蜜是否含有銫137，這種元素就是鉀。鉀是植物生長必不可少的元素，如果沒有鉀元素，植物就會尋找一些替代品。打開元素周期表，就能看到19號元素鉀和55號銫元素是在同一族，這意味著元素的外層電子和離子大小特性是相似的?！耙虼耍谕寥乐腥扁浀牡貐^(qū)，植物會選擇不斷吸收銫元素?！盞aste表示。

?

19號元素鉀和55號元素銫。（圖片來源：pixabay）

?

當然，植物也沒那么傻，它們是能夠區(qū)分鉀和銫的，在兩者同時存在的情況下，會優(yōu)先選擇吸收鉀。而即使銫元素不如鉀穩(wěn)定，具有放射性，但是為了生存，植物也不得不在缺鉀的情況下冒險選擇。

?

這樣，放射性的銫元素就可能順著核試驗地區(qū)上空，例如新墨西哥州，甚至更遠的太平洋和俄羅斯上空一路來到了美國東海岸一株植物的花蜜中，然后被辛勤的蜜蜂帶走，一點一點收集起來。最終，又來到了人類的餐桌上。

?

上面那68份蜂蜜中，銫137的水平都大于0.03貝克勒爾/千克，即大約15ml蜂蜜中有87萬個放射性銫原子。其中，佛羅里達州的一份蜂蜜中，銫137的水平達到了19.1貝克勒爾/千克。

?

雖然結果會讓許多人大吃一驚，自己的舌尖竟然還能與核爆試驗的原子來次接觸。但根據(jù)美國FDA的標準，食品的放射性元素水平應該低于1200貝克勒爾/千克，所以哪怕是佛羅里達的那瓶蜂蜜也是符合安全食用標準的。Kaste表示盡管自己做了這項研究，但是并不擔心繼續(xù)食用蜂蜜，自己現(xiàn)在吃的蜂蜜比研究結果出來之前還要吃得多。當然，因為銫元素會不斷衰變，Kaste推測上世紀70年代的蜂蜜中含有的放射性銫會更多。

?

Kaste和他的蜂蜜樣本（全部吃完應該要吃很久吧……）。圖片來源：Joseph McClain

?

其實相比人類，蜜蜂才是更應該關注的對象。最近數(shù)十年，美國許多地區(qū)的蜜蜂種群都遭到毀滅性打擊，有的地區(qū)更是一只蜜蜂都不見蹤影。至今，大家都認為是殺蟲劑的廣泛使用將蜜蜂趕盡殺絕了。但是否還有其他的可能？

?

例如，切爾諾貝利核災難之后，輻射損傷了附近大黃蜂種群的生育能力。相比之下，隨著降雨來到美國的輻射水平可能只有前者的1/1000，但是這一過程對蜜蜂種群的作用卻不得而知?，F(xiàn)在，我們可以安心地食用蜂蜜，“但了解到我們的環(huán)境中發(fā)生了這一過程同樣非常重要?！豹q他大學的地質學家Thure Cerling表示。

?

原始論文：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22081-8

Bomb 137Cs in modern honey reveals a regional soil control on pollutant cycling by plants

關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關科普知識
回復【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情