福島核災之後:放射性銫污染整治
2011年3月11日後,人們對核能安全的看法永遠改變了。
本篇部分資料參考自日本環境省之福島2026ワークショプ課程內容
大地震、海嘯和核災重擊的福島
2011年3月11日,日本東北地區發生芮氏規模九級的大地震,半小時後,日本東北地區發生大規模的海嘯,海面上的高度最高達到9公尺,最可怕的是,當海嘯衝上陸地,高度被推高到將近30公尺的高度,足以淹沒一棟房子。
位於福島大熊町和双葉町交界的東京電力福島第一原子發電所,在地震發生後,電力供應停止,多台機組也自動停止運作。
但隨之而來的海嘯,導致地下緊急用發電機停擺,反應爐的冷卻系統無法正常運作,最後反應爐內高溫產生的水蒸氣與金屬反應,生成大量氫氣,導致電廠多處氣爆。
氣爆發生後,大量放射性物質噴出大氣,發電所30公里內的居民都被要求避難,避難居民人數超過十五萬人,罹難人數將近兩萬人。
氫爆後的放射性污染
這些大氣中的放射性物質,首先隨著風向移動,向外邊擴散,接著隨第二三天的降雨,落到東北跟關東地區的陸地。
此時,大範圍土壤、森林、河川及海水的放射性物質污染,已經注定發生了。
與1986年的車諾比核災相比,福島核災造成的陸域污染面積小得多。
有研究估計,若以 Cs-137 沉降量分級比較,車諾比的污染面積約為福島的10至20倍(Imanaka et al., 2015)。
換句話說,福島的陸域污染面積大約只有車諾比的5至10%。
放射性污染土壤整治與再利用
在土壤中,放射性銫的移動性高於其他元素。
放射性銫可能向下移動,進入地下水,或是被植物的根部吸收,累積在植體。
因此了解如何降低放射性銫的移動性,是當前復育放射性污染土壤的重點。
筆者的研究室主持人,中尾淳教授正是該領域的專家,長年投入土壤中放射性銫的移動及固定研究。
此外,森林中的放射性物質,首先儲存於土壤表面的有機質層,但是土壤沖蝕,會導致這些放射性物質進入河川,對生態系及人類健康造成更大的危害。
日本使用三種方式處理高濃度放射性銫污染的土壤,包含 強酸消解土壤、粒徑分離(將砂粒特別移出利用)及高溫熔解土壤。但是,這樣處理過的土壤,也大多面貌全非。
其他低放射性銫濃度的土壤,需要經過能源作物、花卉及蔬菜的田間栽培試驗,確保土壤應用的安全性跟範圍。
這些低污染土壤,也計畫逐步回歸建地,填充在建築物下方,並在表層覆蓋非污染土壤。目前福島飯館村核災土壤再生利用量,已達約五十萬噸。
核災後的核電廠
東京電力公司的人員表示,核災後,核能廠的改良設計,包含增加十五米高的堤防,還有建房的防淹水設施,另在近廠高處,新增預備多台電源車、代替熱交換器、空冷式氣體發電機車及蓄水池。
但是,如何移除核災的燃料棒,如何再次使用核災的燃料棒,仍然是進行中的難題。
目前的解決方案包含引進最新的銫吸附裝置,移除反應水的放射性銫,或是在反應爐外層鑽洞,利用無人機,飛入反應爐,取得內部照片並分析放射線暴露量。
最後,他們使用機械手臂,伸入反應爐,取出燃料棒。
核災後的放射性污染水,怎麼處理?
核災後,降雨導致周圍水域污染,這些放射性污染水目前儲存於廠內的水桶,並逐步去除放射性銫技術處理。處理後的水(ALPS處理水),計劃分批排入大海。
但是,這些污染水排入大海,就可能隨著擴散及洋流移動到其他國家的海域。因此每個國家的人民都在關注,這些水對人體影響如何?會不會造成放射性元素的體內累積?
這些ALPS處理水,含有放射性元素氚,但是其活度低於日本法定排放限值 (60,000 Bq/L) 以及 WHO 飲用水標準 (10,000 Bq/L) ,也低於低於全球各地核電廠排出的廢水放射性活度。
但是,目前尚未有對周邊海域生態食物鏈的評估研究,因此累積的放射性物質對環境生態的衝擊仍未知。
核災後的福島食品
為了瞭解近年來國內民眾對福島食品的接受性,日本連續三年(2022-2024)進行問卷調查,每年取得約3300份的問卷。
調查結果顯示,福島核災後,消費者對福島產食品的印象,超過8成不會特別拒絕,僅有不到一成民眾會拒絕選擇福島生產的食品。
但是,日本以外的國家的消費者,或許會因為民情不同,以及資訊不足,而對福島食品及海鮮產品仍然抱有遲疑。
日本東北的復興之路,正在緩緩前行。
後記
畢竟,污染是人類定義的,或許對某些生物,這樣的放射性物質濃度並無明顯負面影響,並且這樣的污染土壤依然可以在長期封閉的生態系統中,發揮其生態功能。
今年八月底,筆者將到福島縣,參觀核災事發現場,期望能見到當地受災民眾,了解他們目前最主要的困境及需求。人類跟生態共處的課題,仍然在匍匐前進。
被放射性物質污染的土壤依然是珍貴的資源,我們需要找到讓它們重返自然的方式。