有專家稱，日本核污水的排放可能會有“三致”——致癌、致畸、致突變。“如果按照順序，應該是致突變為基礎，后果可能是致癌致畸，其中致畸是重要的影響。”中科院生物學博士表示，核輻射本質上是一種放射線，是原子核發生結構或者能量狀態變化的時候會釋放出來的微觀粒子流。這些粒子流會引起其他物質發生電離等，因此被稱作電離輻射。“核輻射本質上是電離輻射過程，而個體發育卻十分容易受到外界環境的影響，比如大家知道懷孕的人不能接受X光等照射，緣故就在于擔心核輻射會造成胎兒畸形。同樣，很多藥物是孕婦禁用的，也是同一原因——胎兒在發育過程中，每一種因素都可能產生不可預知的結果。”

多年來，日本使用其開發的ALPS過濾福島核污水，能將鍶、銫等60余種放射性物質濃度降至一定的標準值以內，但無法去除氚。通過海水稀釋的方式，可以使之濃度低于1500貝克勒爾/升，相當于日本國家標準的1/40，是世界衛生組織(WHO)飲用水質量標準的約1/7。

國際原子能機構(IAEA)7月初發布的審查報告確認了ALPS的性能良好，但是實際的污水處理結果和過往的故障都令外界表示懷疑。

據封面新聞記者了解，核污水里含高達64種核放射性元素，七成以上都超標，碘—129等核素難以完全處理，在核污水入海之前，東電僅對水中的29種放射性元素進行檢測。很多核素尚無有效處理技術。

核污水排放之后，部分長壽命核素可能隨洋流擴散，并形成生物富集效應。德國海洋研究機構研究表明，自排海之日起，相關放射性物質在57天內即可擴散至太平洋大半區域，10年后蔓延至全球海域。此外，大氣循環有可能將核污水蒸發到云層，再化作雨水灑遍地球每個角落，潛在的危害難以估量。