Кризис — это возможность узнать новое

ОБЗОР ИНОСМИ / #1–2_2020
Текст: Антон СМИРНОВ / Фото: Scitechdaily.com, IAEA/Flickr.com, TASS
На фото: временное хранилище мешков с загрязненной после аварии на АЭС почвой в префектуре Фукусима

Дисклеймер: этот материал написан из квартирной изоляции в момент пика пандемии коронавируса. Никто не знает, когда это кончится и как изменится мир после карантина. Все мировые СМИ выдают новости с «фронта» пандемии и прогнозы возможных сценариев развития событий. «АЭ» внимательно следит за публикациями и соберет самую интересную аналитику. А пока публикуем три статьи, посвященные аварии на АЭС «Фукусима‑1» в марте 2011 года. После этого события ядерная энергетика оказалась в кризисе, возможным итогом которого некоторые даже считали постепенный полный отказ от атомной энергии. Общественность выступала за остановку действующих станций, страны меняли стратегии, компании закрывали дорогостоящие проекты. Спустя девять лет отрасль укрепилась и постепенно возвращает себе утраченные позиции. Эта статья — о новых знаниях, полученных учеными после анализа последствий резонансной аварии.

Дезактивация почвы
Источник: Olivier Evrard et al. SOIL. Effectiveness of Landscape Decontamination Following the Fukushima Nuclear Accident: a Review.

Авария на АЭС «Фукусима‑1» привела к сильному радиоактивному загрязнению существенной территории вблизи станции.

Японские власти провели масштабные работы по дезактивации зараженных площадей, охватившие более 9 тыс. км². В конце декабря 2019 года, когда основная часть этих работ была завершена, в научном журнале SOIL Европейского союза наук о Земле была опубликована обзорная статья, авторы которой — Оливье Эврард, французский исследователь из Лаборатории наук о климате и окружающей среде и координатор международного исследования, в сотрудничестве с учеными из Канады и Японии — изучили более 60 публикаций о стратегиях дезактивации и сделали выводы об их ­эффективности.

В ноябре 2011 года правительство Японии разработало план дезактивации территорий, пострадавших от выпадения радиоактивных осадков. Работы проводились в 11 муниципалитетах Фукусимы, жители которых были эвакуированы после аварии (специальная зона дезактивации, 1117 км²), и в 40, где радиоактивность была более низкой и откуда жителей не эвакуировали (области интенсивного загрязнения, 7836 км²).

На посевных площадях в специальной зоне дезактивации поверхностный слой почвы глубиной 5 см был полностью удален и заменен новой «почвой», сделанной из измельченного гранита, взятого неподалеку. В районах, далеких от сельскохозяйственных угодий, на почву наносились вещества, связывающие или заменяющие радиоактивный цезий: калийные удобрения и цеолитные порошки. В жилых районах промывались водоотводные канавы, крыши и водостоки. Частные сады и огороды обрабатывались как посевные площади. Лесные массивы обрабатывались в радиусе 20 метров от жилых районов. Работы здесь ограничились рубкой веток и сбором мусора.

Дезактивация почвы в приоритетных областях, начавшаяся в 2013 году, сегодня практически завершена. Труднодоступные же районы, например, муниципалитеты, расположенные в непосредственной близости от атомной электростанции, еще не дезактивированы.

Исследование О. Эврарда фокусируется главным образом на распространении радиоактивного цезия в окружающей среде, поскольку этот радиоизотоп во время аварии был выделен в больших количествах. По оценкам экспертов, площадь загрязнения цезием составила более 10 тыс. км². Кроме того, поскольку один из изотопов цезия (137Cs) имеет период полураспада около 30 лет, он представляет наибольший риск для населения в среднесрочной и долгосрочной перспективе: при отсутствии дезактивации он останется в окружающей среде на 300 лет.

«Объем новых научных данных о процессах дезактивации, полученных после ядерной аварии на „Фукусиме‑1“, беспрецедентен, — считает О. Эврард. — Впервые после крупной ядерной аварии предпринимаются такие серьезные усилия по очистке территории. Авария на „Фукусиме‑1“ дает нам ценную информацию об эффективности методов дезактивации, особенно об удалении цезия из окружающей среды».

Проанализировав массив научных публикаций по теме, О. Эврард и его коллеги сформулировали выводы о стратегиях и методах дезактивации, применяемых в пострадавших от радиоактивных осадков муниципалитетах Фукусимы. Исследование показало, что удаление верхнего слоя почвы привело к снижению концентрации цезия примерно на 80%. Однако у этого метода есть и минусы. Во-первых, дороговизна: обработка территорий 51 муниципалитета Фукусимы обошлась японскому правительству в $ 27 млрд. Во-вторых, в результате образуется значительное количество отходов, которые нужно обрабатывать, транспортировать и хранить.

Другой способ дезактивации заключался в выращивании растений, поглощающих 137Cs из почвы. «Исследования показали, что эффективность этого метода крайне низка», — отмечает О. Эврард.

Работы по дезактивации проводились в основном на сельскохозяйственных территориях и в жилых районах. В обзоре указывается, что леса, занимающие около 75% загрязненных площадей, не были очищены из-за сложности и высокой стоимости работ (€ 128 млрд). Эти леса — потенциальное долгосрочное хранилище радиоактивного цезия. Он может распространяться по району в результате эрозии почвы, оползней и наводнений, особенно во время тайфунов, случающихся в регионе с июля по октябрь.

Ацуши Накао, соавтор публикации, подчеркивает: нужно продолжать наблюдения за процессом радиоактивного загрязнения через прибрежные водосборы, откуда все поверхностные и грунтовые воды стекают в водоемы и реки. Такой мониторинг поможет ученым понять характер распространения остаточного радиоактивного цезия в окружающей среде и выявить возможное повторное загрязнение очищенных районов.

О. Эврард, Н. Ацуши и их коллеги рекомендуют продолжать исследования и изучать вопросы рекультивации обеззараженных сельскохозяйственных угодий. Это поможет принять правильное решение относительно возвращения местных жителей, эвакуированных с зараженных территорий.
Пробы морской воды у берегов префектуры Фукусима для проведения анализов
Капля трития в море
Источник: James Conca. Forbes. Japan’s Expert Panel Agrees that Dumping Radioactive Water into the Ocean is Best

В конце февраля 2020 года группа экспертов, занимающихся вопросами ликвидации последствий аварии на АЭС «Фукусима‑1″, опубликовала проект отчета c рекомендациями для правительства Японии. Ученые предложили японским властям разрешить Токийской электроэнергетической компании сбросить радиоактивную воду из атомной станции в океан.

„Либо сбросить воду в океан, либо просто испарить ее в атмосферу, — предлагает в своей колонке Джеймс Конка, колумнист Forbes, освещающий вопросы атомной энергетики и окружающей среды. — Оба варианта допустимы, тем более что галлон этой воды не более радиоактивен, чем мешок с картофельными чипсами“.

Вода по-прежнему находится на Фукусиме и хранится в тысяче больших резервуаров. Тритий — основной радиоактивный материал в воде и единственный компонент, который может представлять реальную опасность. Токийская электроэнергетическая компания уже обработала эту воду, удалив из нее все 62 радиоактивных элемента, кроме трития.

Стратегия испарения радиоактивной воды доказала свою эффективность и безопасность после аварии на АЭС"Три-­Майл Айленд» в 1979 году. «Сброс воды в океан вполне эффективен и безопасен, действующие АЭС по всему миру регулярно сливают тритиевую воду», — утверждает Д. Конка.

Принято считать, что для здоровья человека тритий представляет угрозу только в очень больших дозах. На образующиеся в ходе реакции распада трития бета-частицы в среднем приходится всего 5,7 кэВ — частицы распространяются в воздухе только в радиусе 6 мм и не могут преодолеть даже верхний слой человеческой кожи.

Единичный случай употребления человеком в пищу тритиевой воды не приводит к длительному накоплению трития в организме, так как его период полувыведения — от 7 до 14 дней. Это значит, что получить значительную дозу радиации от трития практически невозможно: он быстро выводится из организма. Кроме того, в атмосфере Земли содержится больше трития, чем ­когда-либо выделялось или будет выделено на атомных станциях. В результате воздействия космических лучей в верхних слоях атмосферы образуется тритий, выделяющий до 4 млн кюри ежегодно — и большая часть его выпадает в поверхностные воды. Средняя концентрация космогенного трития в морской воде —около 700 Бк/м³ — выше, чем в большинстве резервуаров с радиоактивной водой на Фукусиме.

Количество природного трития в миллиарды раз превышает то, которое будет постепенно высвобождаться из фукусимских резервуаров. Поскольку ни один из природных источников трития не оказывает заметного воздействия на здоровье человека или окружающую среду, не стоит волноваться из-за сбросов фукусимской воды в океан, уверен Д. Конка.

«Сбор радиоактивной воды в контейнерах создает более реальную опасность для людей и окружающей среды, к тому же это очень дорого», — продолжает Д. Конка.

Однако его идея не пользуется популярностью среди местного населения. Рыбаки и жители опасаются последствий сброса для своего здоровья и волнуются, что местную рыбу перестанут покупать.

По словам Таками Мориты из Национального научно-­исследовательского института рыбного хозяйства, за все время после аварии спрос на рыбу из Фукусимы восстановился только на одну пятую по сравнению с показателями до аварии. Хотя рыба из этого района соответствует всем стандартам безопасности.

По мнению Д. Конки, воздействие трития на организм плохо изучено. В разных странах установлены различные нормативные ограничения для содержания трития в питьевой воде. К примеру, в Австралии это 740 Бк/л, в США — 76 Бк/л. «Эти ограничения взяты из воздуха. Они не подтверждаются исследованиями влияния трития на здоровье людей или ­какими-либо научным данными», — уверен Д. Конка.

Авторы отчета допускают, что сброс воды может нанести ущерб отраслям, все еще сталкивающимся с недоверием потребителей. Эксперты рекомендуют продолжать мониторинг уровня трития и проверки безопасности пищевых продуктов.
Префектура Фукусима, март 2017 года
Когда человек уходит, природа берет свое
Источник: James Beasley et al. Frontiers in Ecology and Environment. Rewilding of Fukushima’s Human Evacuation Zone

Девять лет назад в результате сильнейшего в современной истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами на станции АЭС «Фукусима‑1» произошла авария максимального 7-го уровня. Выброс радиоактивных материалов в окружающую среду вынудил 150 тыс. человек покинуть свои дома. Площадь территории эвакуации составила более 1 тыс. км².

В начале 2019 года японские власти сообщили, что уровень радиации в некоторых районах Акумы (города, где на момент аварии проживало около 10 тыс. человек) — в пределах допустимой нормы и люди могут вернуться домой. Правительство также разрешило вернуться домой 20 тыс. жителей города Намиэ. Только желающих оказалось немного — в оба города вернулось около 1 тыс. человек.

С чем это связано? Некоторые не доверяют официальным данным о радиационной обстановке в городе, другие не хотят жить среди разрушенных домов и пустующих школьных зданий. Но, как выяснилось, города не пустуют.

Группа исследователей из США и Японии под руководством биолога Джеймса Бизли провела исследования, которые показали, что в некоторых районах городов поселились дикие животные: кабаны, снежные обезьяны и рыжие лисы. Радиация их не пугает.

В рамках исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Ecology and Environment, с мая 2016 по февраль 2017 года ученые с помощью камер наблюдали за дикими животными более 20 видов.

Команда ученых разделила зону возле Фукусимы на три части. Белым цветом на карте выделяли районы, жители которых не были эвакуированы и которые в настоящее время заселены. Радиационное излучение там никогда не превышало нормальных фоновых уровней. Зеленым цветом обозначили районы, из которых люди были эвакуированы, но после завершения части восстановительных работ в начале 2016 года вернулись. Красным цветом отметили зоны, которые правительство Японии обозначило как «затрудненные для возвращения». Уровни радиации тут остаются достаточно высокими и способны вызвать развитие у людей некоторых форм рака, поэтому жителям вряд ли позволят вернуться сюда в ближайшие несколько лет. Исследователи пытались понять, влияет ли уровень радиационного загрязнения на численность популяции животных в той или иной области.

Д. Бизли с коллегами сделали более 267 тыс. фотографий дикой природы, используя камеры, расположенные в сотне точек изучаемого региона.

Анализ показал: вероятность появления, например, диких кабанов в безлюдной «красной» зоне, закрытой для людей, в три-четыре раза выше, чем в районах, населенных людьми. Кабаны были замечены более 46 тыс. раз — это самый многочисленный вид, наблюдаемый в регионе.

В заброшенных городах Фукусимы кабаны в поисках пищи бродят по улицам и забираются в полуразрушенные дома. Исследователи отметили, что они быстро размножаются. Некоторые вернувшиеся в свои дома жители охотятся на кабанов, чтобы ограничить рост их популяции. Местные жители также отмечают, что кабаны больше не боятся людей. «Они смотрят на нас и как будто спрашивают: „Что ты здесь делаешь?“ — приводит Reuters слова жителя Томиока Шоичиро Сакамото. — Как будто наш город попал под контроль диких кабанов».

Японский серау — парнокопытное млекопитающие, похожее на козу, но с длинными ногами, как у антилопы, — предпочитает более обитаемые «белые» и «зеленые» зоны. Серау обычно избегают людей, но исследователи подозревают, что в «белых» и «зеленых» зонах животные скрываются от диких кабанов. Другое возможное объяснение состоит в том, что серау было трудно выжить в заброшенных зонах, где уровень радиации выше.

Японские макаки (другое название — снежные обезьяны) тоже предпочли запретные зоны. А красные лисицы селятся во всех трех зонах.

Исследователи изучили влияние различных факторов на распространение животных в регионе: особенности ландшафта, расстояние от привычных мест обитания до жилой зоны, зафиксированные камерами часы набольшей активности животных.

«Наши наблюдения показывают, что основными факторами, влияющими на численность оцениваемых видов, оказались не уровень радиации, а человеческая активность и особенности среды обитания», — утверждает Д. Бизли.

Исследователи не проверяли животных на радиацию, но, скорее всего, многие из них получили значительные дозы. Исследования показали, что радиация от аварии на «Фукусиме‑1» стала причиной мутаций у дождевых червей, ласточек, мышей и кабанов. Ученые также считают, что радиация может мешать размножению ястребов.

Но в целом популяция животных, кажется, растет. Аналогичная ситуация возникла в Чернобыле: там также отсутствие людей породило разнообразное сообщество диких животных.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #1–2_2020