Ускоренное вымывание радиоцезия из лесной подстилки во время сильных дождей

Радиоактивные материалы, включая ¹³⁷Cs (цезий-137, период полураспада: 30,1 года), попали в окружающую среду после аварии на АЭС "Фукусима-дайити". Прошло около 10 лет, но ¹³⁷Cs сохраняется в окружающей среде, особенно в лесах. Концентрация растворённого радиоцезия в воде ручьёв увеличивается во время сильных дождей. Поскольку дождевая вода не содержит радиоцезия, исследовательская группа под руководством доцента Коити Сакакибары из Университета Синсю задалась вопросом, почему концентрация не снижается за счёт разбавления.

Учёные предположили, что радиоцезий может вымываться из лесной подстилки (опада), и подтвердили это лабораторными тестами. Основной загадкой оставалось, как этот цезий с подстилки попадает в воду ручьёв во время ливня, учитывая, что большая часть дождевой воды в лесах инфильтруется, а увеличение стока происходит в основном за счёт подземных вод, почти не содержащих радиоцезия.

Исследование показало, что ключевым фактором является расширение зоны насыщения у дна долины из-за подъёма уровня грунтовых вод во время дождя. Это увеличивает площадь контакта воды с лесной подстилкой, из которой затем интенсивно вымывается радиоцезий. Доцент Сакакибара отмечает, что прорыв в решении проблемы лежал в понимании процесса преобразования причины (осадков) в следствие (сток), а не только в их анализе по отдельности.

Работа также потребовала глубокого анализа неопределённостей: применимы ли выводы к другим лесам, репрезентативны ли образцы для региона Фукусимы и как влияют сроки опада листвы и степень её разложения. По словам учёного, самой сложной задачей было найти чёткие ответы на эти вопросы.

"Состояние и перенос радиоактивных материалов в окружающей среде сложны и требуют долгосрочных исследований. Период полураспада ¹³⁷Cs — 30 лет. Наша работа лишь частично прояснила эту проблему", — говорит Сакакибара. — Реки, стекающие с лесных территорий, несут воду в океан. Мы хотим прояснить полную картину пути и процессов переноса радиоактивных материалов из лесов в гидрологическом цикле от истоков до океана".

Исследование было опубликовано в журнале Science of The Total Environment.