福島第一核電廠事故後的污染土從哪來?解密日本如何降低環境輻射污染
2011年3月的福島第一核電廠事故使得放射性物質乘著大氣擴散開來,隨後又因為降雨等因素落在地表,附著在樹木、草地、泥土或建物等人造物之上,導致福島境內出現大範圍輻射污染。
福島第一核電廠事故中外洩的放射性核種當中,又以銫(Cs)-137最受矚目:銫-137是福島第一核電廠事故後主要釋出/污染周邊環境的放射性元素;在一般正常情況下,銫-137不存在於自然界,它是人造放射性核種,必須透過核反應才會產生銫-137。所以銫-137會出現在福島第一核電廠外,就是發生輻射外洩最簡單的判斷依據。
銫-137的半衰期約為30年,也就是說,受到福島第一核電廠事故輻射污染的土地至少要過30年,輻射強度才會減至一半。換言之,如果沒有經過額外處理,福島境內受到輻射污染的區域,就會因為這些附著在地表的銫-137持續釋放輻射的關係,導致環境背景輻射值居高不下,至少要等30年輻射值才會減少一半。
不知是幸還是不幸,銫-137還有一個特點是非常容易被土壤吸附著。所以福島第一核電廠事故後逸散的銫-137,如果因為降雨等因素落到地表上,它就會被土壤吸附著,固定在地表、持續釋放輻射。
減少環境輻射值的「除染」方法
正因為銫-137非常容易被土壤吸附著,如果不想靜待銫-137自然衰變、希望透過人為介入的方式加快降低福島縣內的環境背景輻射的話,其中一種作法就是除去地表約1公尺深的表面土壤——因為福島第一核電廠事故釋出的銫-137,幾乎都會附著在地表的土壤上。除此之外,除草、丟棄受到3.11東日本大地震或海嘯毀損的廢棄物也有助於減少環境背景輻射。
如果是建築物這種不能直接丟棄、也不打算直接拆毀的人造物,則可利用高壓水柱沖洗或刷洗表面,再蒐集或清除放射性物質沖刷後會聚集的地點的表面。
日本在福島第一核電廠事故後,福島境內一度隨處可見的黑色垃圾袋,袋子裡裝的就是這些為了降低環境輻射污染,大量清運出來的放射性廢棄物。至於上述這些為了降低核電廠周邊區域的輻射值所做的一切措施(例如:除去表層土壤、清運廢棄物)則稱為「除染」——「除染」是日本在福島第一核電廠事故後才出現的專有名詞,從中文的角度可視為「除輻射污染」的簡稱。
福島縣放射性廢棄物的分類
以福島縣為例,在福島第一核電廠事故後福島縣境內產生的放射性廢棄物,可以依據產生原因、地點、適用法規或處理方式分成3大類。
(1)為了降低環境背景輻射、除去表層1公尺深而產生的輻射污染土。日文俗稱「除染土」,「除去土壤」則為環境省使用的正式名稱。
(2)放射性活度達每公斤8000貝克(Bq)的指定廢棄物:多為垃圾焚化後的灰燼、下水道污泥、淨水污泥、稻草、堆肥等容易吸附或濃縮(聚集)放射性物質的廢棄物。
(3)污染廢棄物對策區域內的廢棄物:在避難指示區域範圍內的放射性廢棄物,包括「除染」產生的廢棄物、災害廢棄物、尚未解禁區域居民一時返家產生的日常垃圾、環境整修產生的廢棄物等。目前適用區域為:福島縣楢葉町、富岡町、大熊町、雙葉町、浪江町、葛尾村、飯館村全域,及南相馬市、川俁町、川內村的警戒區域或計畫避難區域。
在放射性廢棄物的後續處理上,第一類「除染」產生的輻射污染土及放射性活度高於公斤10萬貝克(Bq)的放射性廢棄物,因為輻射強度需要等待時間經過才會有所減少,所以全部進到日本環境省的中間貯藏設施「暫時」存放。
其餘放射性活度在每公斤10萬貝克(Bq)以下的指定廢棄物、對策區域內廢棄物及2027年11月前雙葉郡8町村(廣野町、楢葉町、富岡町、川內村、大熊町、雙葉町、浪江町、葛尾村)居民的日常垃圾,則會送至特定廢棄物掩埋設施(特定廃棄物埋立処分施設)進行掩埋。
以特定廢棄物掩埋設施的處理流程為例:
第一步:「污染廢棄物對策區域內的廢棄物」或是「除染」產生的水道污泥、淨水污泥、稻草、堆肥等可燃物,可以透過燃燒(焚化)處理減少體積。但放射性核種在燃燒的過程中並不會消失,所以燃燒過後垃圾體積變小、放射性核種的密度變高,放射性活度就容易超過每公斤8000貝克,變成「指定廢棄物」。
第二步:此時再依據燃燒過後的灰燼粒徑大小區分,如果燃燒過後變成像是粉塵般的飛灰、遇水容易溶出放射性核種(特別是銫-137),就需要利用水泥進行固化、定型處理。
第三步:這些焚化過的灰燼(垃圾)會裝進大型黑色塑膠袋中,每個黑色塑膠袋上都有一維條碼的編號,可以即時監測、追蹤垃圾流向,最後再運到特定廢棄物掩埋設施進行掩埋。
前進中間貯藏設施
專門存放輻射污染土(除去土壤)或是放射性活度高於公斤10萬貝克(Bq)大型放射性廢棄物的中間貯藏設施也是類似的流程。這次《轉角國際》特別取得中間貯藏.環境安全事業株式會社(JESCO)許可,得以進入一般民眾無法進入的中間貯藏設施廠區內。不過採訪當天主要設施並未運轉,只能隔著圍籬在車上路過、遠觀。
「現在剛好處理工作到一個段落,多數設備都沒有在運轉,裡面的機具都準備要拆除了。」帶我參觀中間貯藏設施的JESCO地域連攜.廣報課代理課長渥美武俊在車上指著沿途經過的白色建物解釋道。
2019年首度造訪福島時就曾聽說,福島第一核電廠事故後的相關設施很多都是「用完即拆」,總覺得很不環保。但這背後也是有現實考量:這些為了清運輻射污染而建造的設備,一方面是為了應急加快打造而成,「耐不耐用」並非設計考量;另一方面,當這些設備完成階段性任務之後,如果冀望未來某一天還有用到的機會,這些設備都接觸過放射性物質,所以要先除去輻射污染,再找空間存放這些大型機具。即便找到空間存放這些大型機具,也難以預估這些設備之後還有沒有使用到的機會。
在這種情況下,用完即拆可以省去除染的時間和金錢,也不用找空間存放;以後還有需要再建新的,設備本身或是技術上或許也更先進。雖然理智上知道這是相對務實的選擇,每次聽到用完即拆還是覺得很不環保,難道這些設備不能再多放個1、2個月,等確定之後真的不會用到,再來拆除嗎?
存放輻射污染土的土丘
進到中間貯藏設施的區域後,小巴士又開了一段時間便停了下來,原已為司機停車是要讓我可以好好拍照,渥美武俊的解說講到一個段落後,接著說道:「可以下車了。」
下車後的景象是一大片平坦的草地,看起來就像日本冬季的公園一樣很適合小朋友玩耍。聽到我說這裡看起來就像公園之後,渥美武俊才和我說:「我們現在就在土壤貯藏設施的上方。」我才驚覺原來小巴士早已開上沿途東一區、西一區的土丘,來到土壤貯藏設施的正上方。換言之,腳下這片草地,埋藏著那些眾人都不想看到、裝在「黑色塑膠袋」裡的輻射污染土。
我忍不住和渥美武俊說:「不說的話,這裡真的很像公園。」我能夠想像家長帶著小孩在這片草地上玩耍的景象,但這是不可能的事情。「這裡就要歸還土地了,」渥美武俊回答道。
中間貯藏設施的土地借期只到2045年,過了2045年後就必須將土地歸還給原本的居民們,歸還時也必須要「原封不動」的歸還。換言之,這片土地的地景必須要變回2011年之前的樣子,沒有中間貯藏設施、沒有輻射污染土,當然也沒有土丘以及土丘上方的這片草地。想到這一片整理得這麼完善的草地勢必要在2045年前拆掉,還是覺得有些可惜。
輻射污染土的(暫時)掩埋流程
回到小巴後,司機和渥美武俊接著帶我到離福島第一核電廠最近的中間貯藏設施,從看台就能看到中間貯藏設施的所有要素,還能遠眺福島第一核電廠的所有機組。此處應該也是目前少數能夠一口氣拍到福島第一核電廠6座發電機組的制高處。
以存放輻射污染土為例,中間貯藏設施內的相關設施包含:暫時存放「黑色塑膠袋」的保管場、接著是能將黑色塑膠袋內容物分門別類(分離樹枝等可燃物與土壤)的受入・分別施設、再將土壤送至「處理土壤中繼帳篷」,最後再運至土壤貯藏設施存放。土壤貯藏設施還沒「裝滿」前,會是上頭舖有藍綠色防水塑膠墊的坑洞,裝滿後就會再覆蓋上防水墊、覆土與草坪,變成土丘的最終型態。
至於土壤貯藏設施旁的浸出水處理設施,則是專門處理土壤貯藏設施排水問題的設備。
JESCO選在這裡設置解說用的看台,除了可以遠眺福島第一核電廠出事的機組外,還能見證3.11那天地震的威力——看台旁邊的大熊町在宅介護支援中心(老人安養中心)仍停留在2011年3月11日當天所有物品被震得一片混亂的樣貌。當時這座老人安養中心因為位處高地,並沒有遭到海嘯波及,所有成員也都順利獲救。只是隨後發生的福島第一核電廠事故,讓一般人根本無法進入這塊區域,也就因此一直停留在15年前的那一天……
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