全球最大地下實驗室面臨危機！起因汙染地下水源

格蘭薩索國家實驗室的Borexino實驗裝置

圖片來源：Borexino Collaboration/LNGS-INFN

格蘭薩索國家實驗室是全球最大的地下實驗裝置，也是物理研究的“聖地”。但最近，這裡遇到了一些麻煩。由於被指控“汙染飲用水源”，實驗室不僅將關停兩項中微子實驗，幾位負責人還將出庭受審、可能面臨罰款與監禁。

來源 | Science、Nature等

編譯 | 董依明、吳非

意大利格蘭薩索國家實驗室（Gran Sasso National Laboratories，GSNL）位於意大利中部，距離意大利首都羅馬僅120千米，由意大利國家核物理研究所（INFN）運營。這座藏身於格蘭薩索山脈地下1400米深處的實驗室，是全球最大的地下實驗室，也是眾多物理學家的天堂，來自近30個國家的千餘名科研人員在此工作。覆蓋在GSNL上方的穩定岩層能有效屏蔽到達地球表面的宇宙射線，確保精密的高能物理實驗不受干擾。因此，多項研究暗物質、中微子和其他罕見現象的實驗選擇在這裡開展。

然而最近，GSNL遇到了不小的麻煩。由於被指控“未能有效隔離含水層、汙染當地飲用水源”，GSNL不僅將被迫關停兩項重要的中微子實驗，其高管還有可能面臨牢獄之災。

近日，附近城市泰拉莫的法院正式對包括INFN所長費爾南多·費羅尼、GSNL主任斯特凡諾·拉加齊、GSNL環境負責人拉法埃萊·法爾科內在內的10人提起訴訟。其他被起訴的人分別來自Strada dei Parchi公司（該公司運營著GSNL通往外界的唯一一條高速公路隧道）及Ruzzo Reti公司（運營輸水管道，從含水層輸送並分配飲用水的公司）。今年9月，他們將出庭受審。如果被判有罪，他們將面臨罰款和最高4年的監禁。

意大利國家核物理研究所所長費爾南多·費羅尼

圖片來源： Tanio/Contrasto/eyevine

危險試劑洩露

GSNL的問題始於2002年夏天。當時，在Borexino實驗（一項用於尋找太陽中微子的實驗）過程中，50升有機化合物三甲基苯不慎洩露。三甲基苯在高劑量下具有毒性，雪上加霜的是，GSNL恰好位於含水層中心。很快，當地的檢測機構發現，這種有毒試劑出現在當地一條河流中。事故發生後，意大利政府要求GSNL關停Borexino實驗，並花費8400萬歐元，開展了為期3年的安全改造。2006年，改造完成的Borexino實驗裝置重新投入運行。這次事故雖然沒有造成嚴重後果，但卻為隨後的指控埋下隱患。

2016年，在對另一項名為CUPID的中微子實驗裝置的維護過程中，一位技術人員不慎洩露了少量有毒的二氯甲烷試劑。儘管溝渠中的二氯甲烷含量仍在安全範圍內，但結合此前的事故，這一事件還是引起當地人的重視。

當地非營利環保組織Abruzzo Ornithological Station的主席奧古斯托·德桑克蒂斯向泰拉莫法院提出了訴訟。德桑克蒂斯認為，除了CUPID的有毒試劑洩露事件，GSNL中的兩台大型實驗設備都存在嚴重的安全隱患。

其中一台即為2002年出現過洩露事故的Borexino。Borexino使用了1300噸三甲基苯，一旦再次洩露，可能會對當地環境與飲用水源造成嚴重汙染。而同樣用於研究中微子的大體積探測器（LVD）則使用了1000噸溶劑油。

關停實驗裝置

泰拉莫法院任命3名專家成立調查小組，對實驗室和通往外界的隧道進行了徹底的安全調查。調查指出，根據2006年頒布的一項法規，為了避免對水源造成汙染，Borexino和LVD這樣的實驗裝置需要距離含水層至少200米。然而，GSNL恰好位於一處含水層的中心區域，這處含水層為當地數十萬居民提供了飲用水源。由於實驗室在實驗區和含水層之間缺乏意大利環境法要求的隔離措施，有毒化學物質將威脅到當地居民的健康。因此，法院要求關停可能造成汙染的實驗裝置，並對文章開頭提到的相關人員進行調查。

對此，INFN的科學家感到十分不滿。INFN執行委員會成員、博洛尼亞大學的物理學家安東尼奧·佐科利就聲稱，Borexino和LVD實驗的過程中沒有任何違法行為：“我們在運行實驗室時遵守了所有現行法規，2004-2006年期間的安全修復工作也得到了政府的認可，現在法院卻說工作沒有做好。”考慮到實驗室是被含水層所包圍著的，他認為飲用水源的確切位置目前還不清楚，所以不能就此判定實驗室違法。“這兩個探測器被密封在非常堅固的鋼製容器中，一直受到監控。雖然沒有所謂的零風險，但這裡的風險真的很低。”佐科利說。

在2017年的一份聲明中，INFN指出，“距離200米”的規定並不適用於GSNL，因為其設備在2006年法律頒布之前就已經建好。但德桑克蒂斯反駁稱，2006年的法律中規定了，此前建成的違規設備需要被移除。2013年，意大利國立衛生研究院也告誡GSNL，相關實驗室的實驗活動數量需要“大幅下降”。

而對於“探測器風險極低”的觀點，德桑克蒂斯也不同意。他指出，該地區地震頻發，不排除強烈的地震會提高事故發生率的可能性。例如，2009年，拉奎拉及其周邊地區發生6.3級地震，造成309人死亡。當時這些實驗室沒有受到影響，但歷史數據表明，該地區可能遭受更強烈的地震，比如1703年的6.7級地震。他說，“即使可能性很低，也不值得冒險”。

規劃下一項實驗

儘管物理學家們感到十分沮喪，INFN還是準備移除存在問題的化學物質——他們於2018年11月聘請了一家公司，準備在2020年底前關停Borexino和LVD。

GSNL中的工作人員

圖片來源：Roberto Caccuri/Contrasto/eyevine

就在今年4月，矛盾再度激化。Strada dei Parchi在給交通運輸部、INFN和其他部門的信中表示，他們將關閉高速公路隧道，以免在“未能阻止交通汙染進入含水層”的基礎上，再遭到更多的指控。5月初，在泰拉莫的一次會議後，緊張局勢達到了頂點，該公司威脅要在5月19日就關閉這條隧道——如果實驗室聯通外界的唯一道路被關閉，這意味著實驗室也隨之關閉。一名交通部發言人表示，5月14日達成的協議將允許該隧道暫時開放。

對於GSNL未來計劃開展的Luna MV實驗，當地居民也表示了擔憂。Luna MV是研究核聚變的粒子加速器，目前還在建設中。和所有高能加速器一樣，它也會產生少量的放射性物質。佐科利說:“這不會帶來任何風險，我相信授權程序將按計劃進行。”

他補充說，INFN還在評估一項暗物質探測器，該探測器將使用與Borexino和LVD類似的材料，但用量會小得多，不受相關法規的限制。但他擔心審判的緊張局勢可能會減緩這兩個項目的進展。

德桑克蒂斯希望意大利政府按照此前的計劃，撥款1.7億歐元對實驗室和隧道水管進行改造。他說，INFN必須盡快移除這兩個實驗裝置，並以無害的方式規劃下個實驗。“我知道格蘭薩索是一個做物理研究的好地方，”他說，“但它也有局限性，尤其是這裡的地下水和地震。”

參考鏈接：

https://www.sciencemag.org/news/2019/05/trial-set-italian-underground-lab-chiefs-accused-endangering-water-supplies

https://www.nature.com/articles/423675b

https://physicsworld.com/a/gran-sasso-lab-to-shut-down-controversial-experiments/

《環球科學》2019年5月刊現已上市