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核污水，顾名思义就是含有放射性的污水。如核泄漏事故中产生的高放射性废水，或者与核燃料直接接触的冷却水等 。专家表明，核污水不等于核废水。核污水危害更大，含包括氚在内的64种核放射性物质。
核污水中含有多种放射性元素，如铀、钚、铯、锶、碘、钴等，其中一些具有较长的半衰期，如铀238的半衰期为45亿年，钚239的半衰期为2.4万年。这些放射性元素对人体和环境都有严重的危害，如致癌、致畸、致突变等。根据不同的来源和情况，核污水中各种放射性元素的浓度和比例也不同，但通常都远远超过国际标准和安全限值。
第一，核污染水中，很多放射性核素尚无有效处理技术。
福岛核污染水中含有60多种放射性核素，例如氚、碳-14、碘-129等，其中很多放射性核素尚无有效处理技术，而日本却一直在做出“问题只在于氚元素”的误导。国际环保组织2020年在题为《东电福岛第一核电站污染水危机》的调查报告中指出，ALPS不能去除放射性氚和碳-14，也不能完全去除其他放射性同位素，如锶-90、碘-129和钴-60等。
第二，核污染水中的放射性核素，影响人类健康。
日本方面主张，经海水稀释之后，水中的氚浓度将达到日本管制标准的四十分之一以下。然而稀释并不能减少排放核污染水的放射性总剂量。中国海洋法学会会长、国际海洋法法庭前法官高之国表示，这些放射性核素进入海洋环境生态以后，氚可能还不是最危险的，对人类、对海洋生物影响危害最大的是碳-14和碘-129，碳-14的半衰期超过5000年，碘-129的半衰期更长。碳-14会在海洋生物，也就是鱼类的体内聚集，碳-14聚集的丰度或浓度可能是氚的50倍。
第三，核污染水影响范围，涉及全球。
德国海洋科学研究机构指出，福岛沿岸拥有世界上最强的洋流，从排放之日起57天内，放射性物质将扩散至太平洋大半区域，3年后太平洋另一端的美国和加拿大将遭到核污染影响，10年后蔓延全球海域。