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；又或者是咽下塗抹了蜂蜜的麵包片後，可以讓你的身體(ti) 與(yu) 核試驗中的輻射元素來一次親(qin) 密接觸。而這一切，都要從(cong) 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年代這段時間裏，美國在位於(yu) 新墨西哥州和內(nei) 華達州的核試驗場地上空引爆了數百顆核彈，後續場地轉移到了太平洋島嶼，直到1963年整個(ge) 核試驗才告一段落。這意味著在極短的時間裏，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。

這種短暫的放射性元素激增模式，已經成為(wei) 了地質學家甚至是刑偵(zhen) 學家確認年代的工具。上世紀90年代，維也納大學法醫學部的科學家就曾利用碳14破解了高度幹屍化無名屍體(ti) 的死亡年份，他們(men) 就是通過比對屍體(ti) 骨頭裏脂質的碳14含量和各時間段的碳14水平得出了這一結果——核試驗後大氣中激增的碳14水平給了他們(men) 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(li) 學院的地質學家Jim Kaste就曾試圖根據當地地層中精細沉積物的分布來判斷工業(ye) 化進程，“當你取出岩芯，就能看到有一層的放射性元素達到了頂峰，我們(men) 就知道這裏代表的是1963年。”Kaste表示。

銫137是其中比較常見的放射性元素，它本身並不存在於(yu) 核彈中，而是經過鈾和鈈的裂變生成。銫137的半衰期大約為(wei) 30年，它會(hui) 逐漸衰變成放射性的鋇，最後變成穩定形式的鋇元素。此前，已經有研究發現銫137會(hui) 流入到人類的食物中。早在2018年，美國加利福尼亞(ya) 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(guan) 注過放射性元素與(yu) 食品關(guan) 係的問題，他在4年前給自己的學生布置了一個(ge) 很簡答的假期任務：玩到哪買(mai) 到哪，把吃的帶回來。接著，學生們(men) 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，在長達數天的時間裏，隨著銫137衰變釋放出的伽馬粒子會(hui) 在儀(yi) 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，前麵幾個(ge) 果蔬的樣本還算正常，銫137隻有非常微弱的痕跡。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(wei) 檢測器壞了，反複測了很多次。

為(wei) 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(dong) 海岸各地開始購買(mai) 蜂蜜，從(cong) 市場販售的到養(yang) 蜂人原產(chan) 的，一共買(mai) 了122份蜂蜜，其中68份顯示出了放射性元素的痕跡，並且大多數含有銫137的蜂蜜都來自美國東(dong) 海岸。這就產(chan) 生了一個(ge) 很有意思的問題：為(wei) 什麽(me) 離爆炸點更遠的美國東(dong) 部成了放射性沉降物更加富集的地方呢？

不同地區蜂蜜銫137的含量

四個(ge) 步驟

答案就在雨裏。

在那段瘋狂的大氣核爆歲月裏，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雲(yun) 朵開始緩慢地移動，它們(men) 慢慢地從(cong) 幹旱的美國西部和大平原區域移動，直到跨過了密西西比河東(dong) 部，濕度開始增加，水珠越聚越多。它們(men) 化作了含有放射性沉降物的雨水落到了地麵。

但是，問題沒有到此結束。當我們(men) 看一看“蜂蜜地圖”，就會(hui) 發現一個(ge) 區域銫元素的水平並無法和蜂蜜是否含有銫137一一對應。有的區域銫水平很高，但是蜂蜜裏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(hui) 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。“因此，在土壤中缺鉀的地區，植物會(hui) 選擇不斷吸收銫元素。”Kaste表示。

19號元素鉀和55號元素銫。（圖片來源：pixabay）

當然，植物也沒那麽(me) 傻，它們(men) 是能夠區分鉀和銫的，在兩(liang) 者同時存在的情況下，會(hui) 優(you) 先選擇吸收鉀。而即使銫元素不如鉀穩定，具有放射性，但是為(wei) 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(dong) 海岸一株植物的花蜜中，然後被辛勤的蜜蜂帶走，一點一點收集起來。最終，又來到了人類的餐桌上。

上麵那68份蜂蜜中，銫137的水平都大於(yu) 0.03貝克勒爾/千克，即大約15ml蜂蜜中有87萬(wan) 個(ge) 放射性銫原子。其中，佛羅裏達州的一份蜂蜜中，銫137的水平達到了19.1貝克勒爾/千克。

雖然結果會(hui) 讓許多人大吃一驚，自己的舌尖竟然還能與(yu) 核爆試驗的原子來次接觸。但根據美國FDA的標準，食品的放射性元素水平應該低於(yu) 1200貝克勒爾/千克，所以哪怕是佛羅裏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，但是並不擔心繼續食用蜂蜜，自己現在吃的蜂蜜比研究結果出來之前還要吃得多。當然，因為(wei) 銫元素會(hui) 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(hui) 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(guan) 注的對象。最近數十年，美國許多地區的蜜蜂種群都遭到毀滅性打擊，有的地區更是一隻蜜蜂都不見蹤影。至今，大家都認為(wei) 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後，輻射損傷(shang) 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隻有前者的1/1000，但是這一過程對蜜蜂種群的作用卻不得而知。現在，我們(men) 可以安心地食用蜂蜜，“但了解到我們(men) 的環境中發生了這一過程同樣非常重要。”猶他大學的地質學家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

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