Descobrindo o mistério por trás da descontaminação do solo de Fukushima

Em Março de 2011, um intenso evento sísmico seguido de um tsunami devastador atingiu a costa oriental do Japão. Consequentemente, esta infeliz ocorrência resultou num acidente significativo na Central Nuclear de Fukushima-Daiichi, onde os núcleos de três dos seus reactores sofreram degradação severa, levando subsequentemente a uma classificação de Nível 7 na Escala Internacional de Eventos Nucleares (INES), comparável ao infame desastre de Chernobyl.

O desastre nuclear de Fukushima Daiichi é considerado um grande evento devido à sua extensa liberação de radiação na atmosfera, bem como à contaminação das águas subterrâneas e das áreas costeiras com substâncias radioativas. Isto resultou num dos casos mais substanciais de poluição radioactiva marinha alguma vez registados.

Numa colaboração interdisciplinar entre o Bureau de Recherches Géologiques et G

embora os esforços de remediação tenham demonstrado sucesso quando viáveis, estima-se que 67% da quantidade original de césio-137 persista, predominantemente situada nas florestas localizadas nas encostas deste terreno caracterizado por uma topografia acidentada.

De que radioatividade estamos falando?

Uma notável libertação de radiação ocorreu em Março de 2011, resultando na deslocação de indivíduos que residiam num raio de 20 quilómetros em redor da instalação e contaminando permanentemente as regiões circundantes.

A propagação e a extensão da contaminação resultante da libertação de radioactividade de uma central eléctrica são influenciadas por dois factores-o caminho traçado pela pluma radioactiva, que foi descarregada durante um longo período, bem como os padrões de precipitação experimentados na área atravessada pela a pluma, seja chuva ou neve.

Na verdade, como resultado das chuvas que causam dispersão de elementos radiológicos, surgiram dois resultados principais. Em primeiro lugar, a taxa de dose radioactiva ambiente tem registado um aumento persistente, resultante principalmente dos raios gama libertados pelas espécies radioactivas nos depósitos acumulados. Em segundo lugar, o solo e a vida vegetal foram contaminados com estas substâncias nocivas. Para resolver eficazmente esta questão, é crucial estabelecer uma contabilização dos radioisótopos específicos que existem na área afectada.

Para medir o inventário inicial de radioatividade, utilizamos unidades de becquerels por metro quadrado (Bq/m²), que fornecem uma indicação da taxa na qual ocorrem eventos de decaimento radioativo dentro de uma determinada área. Entre os vários radionuclídeos que representam desafios significativos estão aqueles com meias-vidas mais longas, como o césio-137, devido à sua libertação generalizada em quantidades substanciais. Consequentemente, os nossos esforços de investigação foram direcionados para o exame deste radionuclídeo específico.

Descontaminação removendo o chão

A fim de permitir que os indivíduos deslocados reocupassem regiões anteriormente desocupadas e reduzissem os níveis de radiação na atmosfera, o Japão executou uma campanha incomparável de purificação do solo de 2013 a 2023. Esta iniciativa visou especificamente territórios agrícolas e habitados.

A metodologia envolveu a erradicação da flora e a raspagem da camada superior de cinco centímetros do solo. Os materiais extraídos foram inicialmente mantidos temporariamente em locais agrícolas locais e, posteriormente, foram transportados para áreas designadas situadas perto da central danificada, onde permaneceram por um período de trinta anos.

A camada superficial das terras agrícolas foi removida e armazenada em sacos até a evacuação para locais de armazenamento temporário em 2014//Fonte: Olivier Evrard

A porção inicial do solo foi trocada por uma composição rica em nutrientes obtida em pedreiras próximas especificamente estabelecidas para este fim. Isto envolveu a mistura de granito triturado com o estrato de solo restante para criar um meio de solo melhorado que demonstrou resultados promissores, conforme evidenciado pela nossa investigação realizada em 2019. Em 2023, refinamos ainda mais estas técnicas para aumentar a sua eficácia.

A implementação deste método levou a uma redução substancial de cerca de 80% na concentração de césio-137, bem como a uma diminuição da radioatividade residual para perto do nível da radiação natural de fundo. Por outro lado, a estratégia utilizada após o desastre de Chernobyl em 1986 resultou no encerramento contínuo de regiões altamente contaminadas, mesmo até aos dias de hoje.

Embora este programa tenha abordado uma parte significativa do problema de contaminação na área, concentrou-se principalmente no tratamento de terrenos planos e negligenciou a abordagem do problema predominante de contaminação em regiões florestais, particularmente aquelas encontradas em encostas íngremes no terreno montanhoso.

Quando a erosão transporta o césio 137… e muda o problema

Ao atingir o nível do solo, o césio-137 adere rapidamente aos minúsculos constituintes do solo e acumula-se predominantemente nas camadas superiores do solo. Esta concentração na superfície aumenta a sua vulnerabilidade de ser transportado através do processo de escoamento superficial devido às chuvas ou outras formas de atividade hidromórfica erosiva.

o nível inicial de deposição de radionuclídeos no meio ambiente, conhecido como precipitação de radiocésio, e o grau em que o solo é perdido devido a taxas variáveis ​​de erosão específicas de cada local.

Para avaliar a distribuição do césio radioativo (Cs-137) devido aos processos de erosão hídrica, foi empregado um modelo abrangente de escoamento e erosão, incorporando um componente adicional que considerou as concentrações iniciais de Cs-137 na camada superior do solo. Este modelo avançado teve como objetivo simular o fluxo de escoamento e o transporte de sedimentos associado, bem como a transferência de Cs-137 através das paisagens sob diversas condições hipotéticas. Essencialmente, o modelo procurou determinar como os fluxos e a acumulação de Cs-137 teriam diferido na ausência de quaisquer esforços de remediação.

Localização da área de estudo (mapa A), reconstrução da precipitação inicial de césio 137 (mapa B) e uso do solo da bacia hidrográfica estudada (mapa C).//Fonte: R. Vandromme et al., PNAS

A utilização deste modelo é atribuída aos dados recolhidos por investigadores japoneses do Instituto Nacional de Estudos Ambientais, que realizaram pesquisas fluviais numa pequena bacia hidrográfica de 44 quilómetros quadrados, que serve como uma representação precisa da região poluída, abrangendo desde 2014 até até o final de 2019.

Descontaminação parcial com resultados mistos

descobriu-se que uma parte notável das transferências de sedimentos e césio ocorreu durante menos de um por cento desses eventos.

Numa investigação anterior, investigadores da LSCE, juntamente com os seus colaboradores, demonstraram que os níveis de césio-137 presentes em amostras de sedimentos recolhidas em rios na área primária de contaminação radiológica exibiram um declínio de aproximadamente 90 por cento entre os anos de 2011 e 2020.

Os esforços de pós-descontaminação implementados pelas autoridades japonesas resultaram numa redução de aproximadamente 83% das concentrações de radiocésio nos corpos d’água; entretanto, vale ressaltar que aproximadamente 67% do radiocésio permaneceu presente nos ecossistemas florestais. Em contrapartida, o cenário simulado sem qualquer intervenção demonstrou uma retenção significativamente maior de radiocésio, indicando a eficácia das medidas de descontaminação na mitigação do seu impacto nos ambientes aquáticos.

A eficácia dos procedimentos de descontaminação foi demonstrada no tratamento das superfícies alvo; no entanto, devido à prevalência de florestas em declives íngremes que dificultam a acessibilidade e à natureza complexa da remoção de contaminantes nestas regiões, a extensão da operação é restrita.

A presente investigação suscita dúvidas quanto à justificação financeira para prosseguir esforços limitados de descontaminação, considerando que apenas 30 por cento dos habitantes locais optaram por restabelecer a residência até 2019. Além disso, esta instrumentação analítica pode servir potencialmente como um meio para projectar potenciais estratégias de resposta em antecipação a quaisquer acidentes futuros envolvendo materiais radioativos ou indústrias perigosas.

Rosalie Vandromme é pesquisadora de erosão do solo afiliada ao French Geological Survey Bureau (BRGM), enquanto Olivier Evrard atua como diretor de pesquisa na Comissão de Energia Atômica e Energias Alternativas (CEA).

A presente peça foi reproduzida de The Conversation e está disponível sob uma licença Creative Commons. Para sua leitura, convidamos você a examinar a versão inicial deste conteúdo em sua fonte original.

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