1979年，美国三哩岛（Three Mile ）核电站发生芯堆熔毁事故，美国政府花了两年时间，将8700吨含氚废水以水蒸气形式排放。

排入海洋是最受日本政府认可的方案。政府认为，排入海里能使核污水进一步稀释和分散。但福岛当地居民对潜在的健康威胁保持警惕，渔业相关人士也担心这会导致当地形象和渔业受损。

虽然经过了初步处理，但这些核污水中仍含有难以去除的放射性物质氚。据日本经济新闻网报道，储存的处理水中含有约860兆贝克勒尔的氚。美联社则称，处理水中还带有其他放射性物质，包括能致癌的铯和锶。

另据《纽约时报》报道，东京电力去年夏天曾承认，仅有五分之一的核污染废水受到有效处理。

东京电力承诺，在核污水排入海里前经过二次处理过滤，而日本政府也认为处理水排放带来的辐射并无大碍。根据经济产业省11月发布的推算值，用1年时间将处理水排入海洋，周边居民一年受到的辐射量约为0.052～0.62微西弗，如果排入大气，则为1.3微西弗。经济产业省称，这还不到自然界辐射量（2100微西弗）的千分之一。如果用10年或100年时间排放，影响将更小。

然而，这一组数字并没能解除当地人的担忧。福岛渔民和日本渔业协会都警告称，把核污水排入海里会对该国渔业带来“不可估量的伤害”。从福岛核事故发生至今，当地渔民的工作仍未能完全恢复到灾前状态。

福岛县磐城市地方议员三浦健（ Satoh）指责政府和东京电力隐瞒核污水处理水仍含有放射性物质的事实，并称首相安倍晋三是希望在奥运会前展现出“一切尽在把控”的形象。

国际原子能机构也认为，把核废水排入海里是目前唯一可行的方案。日本九州大学核工程专家前川出光（ ）表示，如果核污水中的辐射物质只有低浓度的氚，那么从安全性和性价比上看，排入海里是最优选择。

即便如此，也有许多科学家指出，在不得不对即将无处可存的废水进行处理的情况下，核污水中的辐射物含量是否已经降低至安全水平，还需要进一步证实。