Accelereret radiocæsiumudvaskning fra skovbundsaffald ved kraftig nedbør

Radioaktive materialer inkl ¹³⁷ Cs (cæsium-137, halveringstid:30,1 år) blev sluppet ud i miljøet efter ulykken på Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Det er omkring 10 år siden ulykken, men ¹³⁷ Cs forbliver i miljøet, især i skovene. Mange forskere har studeret dynamikken og transportprocesserne af radioaktive materialer i miljøet. Det har vist sig, at radioaktive materialer transporteres sammen med overførslen af ​​vand og sediment. Med fokus på de skovområder, hvor radioaktive materialer forbliver i store mængder, det er blevet rapporteret, at koncentrationen af ​​opløst radiocæsium i vandløb stiger under kraftig nedbør.

Da regnvand ikke indeholder radioaktivt cæsium, forskergruppen ledet af adjunkt Koichi Sakakibara fra Shinshu Universitets Naturvidenskabelige Fakultet var nysgerrig efter, hvorfor koncentrationen af ​​radioaktivt cæsium i vandløb steg under kraftig nedbør uden at blive fortyndet. Forskerholdet troede, at radioaktivt cæsium kunne være udvasket fra skovaffaldet og udførte udvaskningstest. De fandt ud af, at en stor mængde radioaktivt cæsium udvaskede fra sådan skovaffald.

Næste trin var at stille spørgsmålet, "Hvorfor siver mere radioaktivt cæsium ud af skovaffald under kraftig regn, når skovaffald stadig ligger på skovbunden, når det ikke regner? (Baggrundsinformation:Det meste af det regnvand, der falder på skove, infiltrerer i undergrundsområdet. Hovedårsagen til stigningen i vandløbsvandmængden under nedbør i skove er udledning af grundvand. Grundvandet indeholder næsten ingen radioaktivt cæsium.) Så forskningen gruppe satte sig for at løse mysteriet, "Hvordan tilsættes affald-afledt radiocæsium til strømvandet under regnvejr?"

I modsætning til regn-afstrømningsprocessen, som ofte kun er fokuseret på nedbør og afstrømning, denne undersøgelse fokuserede på omdannelsesprocessen fra nedbør til afstrømning, såsom variationen i grundvandsspejlets niveau, generering af mættet overfladeareal i bunden af ​​dalen, og variationen i vandkvaliteten og vandalderen under nedbør. Som resultat, svaret på problemet, der skal løses i denne undersøgelse, er, at hovedfaktoren er udvidelsen af ​​kontaktarealet mellem vand og affald på grund af udvidelsen af ​​det mættede overfladeareal forårsaget af stigningen i grundvandsspejlet i det skovbevoksede hovedvand. Selvom tidligere forskning havde en tendens til kun at fokusere på årsagen (regn) og virkningen (afstrømning), Lektor Sakakibara udtaler, "vi viste, at gennembruddet for at løse den uforklarlige årsag ligger i, hvorfor årsagen (nedbør) omdannes til effekten (afstrømning)."

Usikkerhed om resultater er uundgåelig, når man forsker i det naturlige miljø. Hvordan adskiller resultaterne sig, når undersøgelsen udføres på forskellige tidspunkter og steder? Hvor meget fejl er der i resultaterne på grund af heterogeniteten af ​​de opnåede prøver fra miljøet? Det er nogle af de spørgsmål, der skal besvares. I nærværende undersøgelse, følgende spørgsmål blev stillet i dybden:1) om de samme konklusioner kan drages for andre skove end målskoven, 2) om prøverne indsamlet til undersøgelsen er repræsentative for Fukushima-regionen, og 3) om resultaterne er påvirket af forskelle i tidspunktet for affaldsfald fra træerne og graden af ​​nedbrydning. Sakakibara siger, "den sværeste del var at komme med et klart svar eller en ide til disse usikkerheder."

Lektor Sakakibara siger, "tilstanden og transporten af ​​radioaktive materialer i miljøet er komplekse og skal studeres på lang sigt. Halveringstiden for ¹³⁷ Cs er 30 år. Resultaterne af denne undersøgelse afklarede kun delvist dette spørgsmål. Floder, der udleder fra skovområdet, løber nedstrøms til havet. Vi vil gerne afklare hele billedet af forløbet og processen for radioaktive materialer, der stammer fra skove i den hydrologiske proces fra hovedvandet til havet. Vi mener, at disse fund er afgørende for at skabe et sikkert og sikkert miljø og en bæredygtig fremtid og levebrød. "

Forskningen blev offentliggjort i Videnskab om det samlede miljø .