Tưởng mọi thứ đã chết
Một thập kỷ trước, vào 2 giờ 46 ngày 11/3/2011, một trận động đất mạnh 9 độ richter xảy ra ngoài khơi bờ biển phía đông bắc hòn đảo lớn Honshu của Nhật Bản.
Phụ nữ tỉnh Fukushima dàn hàng ngang thu dọn đống đổ nát trên đồng ruộng ở vùng Minamisoma hôm 12/11/2013. Ảnh: JAN
Trận động đất sinh ra sóng thần ập vào bờ biển với những con sóng cao bằng tòa nhà 12 tầng khiến ba lò phản ứng hạt nhân tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi, cách tâm chấn của trận động đất khoảng 40 km gặp sự cố và sau mọi thứ đều bị san bằng. Thậm chí sóng thần còn cuốn trôi cả các máy phát điện diesel dự phòng của nhà máy.
Nhà nghiên cứu Kosuke Noborio, giáo sư Đại học Meiji ở Tokyo cho biết: “Chúng tôi hoàn toàn bị bất ngờ và sốc. Những gì chúng tôi biết được cho đến lúc đó là từ các vụ thử bom hạt nhân, nơi chất cesium được phát tán vào khí quyển. Trước đây người ta cũng đã phát hiện cesium có trong đất từ bụi phóng xạ phát ra từ quả bom hồi Thế chiến II, nhưng ở Fukushima thì nồng độ ô nhiễm nặng nề hơn gấp hàng nghìn lần mức thông thường".
Đó là một thảm họa thực sự. Không có điện, các kỹ sư của nhà máy không có cách nào để làm mát các lõi của lò phản ứng, nơi quá trình phân hạch hạt nhân tiếp tục tạo ra nhiệt sau khi ngừng hoạt động. Ở bên trong, nước được sử dụng để làm mát các thiết bị đều đã chuyển thành dạng hơi, phản ứng với vỏ zirconium bao quanh các viên uranium oxide trong lõi và tạo thành khí hydro.
Các vụ nổ giải phóng hơi nước chứa chất phóng xạ tan trong nước‐ sản phẩm của quá trình phân hạch hạt nhân: iốt ‐ 131 và cesium ‐ 137 (Cs ‐ 137). May mắn thay, chính phủ đã kịp thời ban hành lệnh sơ tán đối với các khu vực dân cư rộng lớn xung quanh nhà máy Fukushima Daiichi. Tuy nhiên đã có gần 100.000 nông dân bỏ lại ruộng đồng đi sơ tán đã không quay trở về nhà kể từ đó, do đất đai đã bị nhiễm phóng xạ nặng.
Mặc dù tác hại xấu của chất cesium đã được biết đến nhiều, đặc biệt là khi nó lây nhiễm đến tầng nước ngầm và đất thì đồng vị phóng xạ còn tiếp tục gây ra những khó khăn riêng đối với chính phủ, các nhà khoa học và nông dân.
Chính phủ cam kết sẽ lắng nghe ý kiến từ các nhà khoa học đất và kỹ sư nông nghiệp trong nước, những người đến nay vẫn đang tiếp tục làm nhiệm vụ khử ô nhiễm phóng xạ ở vùng đất nông nghiệp trù phú của Fukushima.
Sau đó các nhà khoa học còn phát hiện nguồn nước cấp cho vùng thủ đô Tokyo cũng bị nhiễm xạ cesium và ghi nhận chất này có trong nhau thai của những bà mẹ sinh con trong những tháng xảy ra thảm họa. Ngoài ra chất phóng xạ cesium từ các hoạt động làm mát nhà máy điện hạt nhân tràn ra đại dương cũng ảnh hưởng đến hoạt động đánh bắt và nuôi trồng của ngư dân Nhật Bản, nơi các mẫu vật phóng xạ được ghi nhận mãi cho đến năm 2015.
Theo các chuyên gia, khi con người vô tình ăn phải chất cesium sẽ đe dọa đến tính mạng- điều này được coi là nguy cơ thường trực khi các đồng vị phóng xạ đi vào nguồn nước. Lý do là bởi cesium có kích thước và tính chất hóa học tương tự như kali, có nghĩa là thực vật và động vật đều có thể hấp thụ nó vào cơ thể.
Giải pháp tạm thời lúc đó là người ta phủ một đất mặt màu mỡ lên khắp các vùng ô nhiễm ở Fukushima, ước tính có diện tích ngang với một bang của Mỹ là những khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất.
Hành trình khử nhiễm xạ trong đất
Năm 2013 tại Hội nghị khoa học quốc tế thường niên ở Tampa, Florida (Mỹ), ông Noborio đã chủ trì một hội thảo do các đồng nghiệp và sinh viên của ông trình bày nghiên cứu của họ về vấn đề đất đai ở Fukushima. Ngay sau đó nhà hóa học chuyên nghiên cứu đất ướt Daniel Ferreira cũng tham gia nghiên cứu.
“Tôi nhận ra quá trình hấp phụ cesium vào vermiculite (loại khoáng sét đặc trưng ở Nhật Bản) rất giống với cách mà natri tương tác với zeolite, một loại khoáng sét khác. Và tôi biết cần phải làm một điều gì đó để giúp đỡ giải quyết vấn đề ô nhiễm đất sau thảm họa hạt nhân. Vì vậy tôi đã nói chuyện với ông Noborio và ông ấy mời tôi đến Nhật Bản vào năm 2016 để tận mắt nhìn thấy những thiệt hại ở Fukushima”, vị chuyên gia này cho biết.
Kể từ đó, Ferreira và các nghiên cứu sinh của ông đã nỗ lực tìm hiểu cách thức cesium tương tác với khoáng sét vermiculite và cố gắng tìm cách khắc phục các loại đất canh tác trong vùng thảm họa hạt nhân.
Hai trong số rất nhiều giải pháp mà các nhà khoa học Nhật Bản và quốc tế áp dụng để khử chất cesium bị nhiễm vào nguồn tài nguyên đất và nước ở Fukushima. Ảnh: CSA
Trong lịch sử, lớp đất mặt giàu có của Fukushima chứa tới 35% hàm lượng đất sét vermiculite, từng là mảnh đất vô cùng màu mỡ đối với nông dân. Và cuối cùng các nhà khoa học đã phát hiện ra cesium và vermiculite có khả năng tương thích thú vị, tuy nhiên việc giải quyết vẫn phải đối mặt với một nhiệm vụ nặng nề là loại bỏ nguồn đất bị nhiễm xạ có thời gian tồn tại 30 năm để ngăn ngừa ung thư hoặc gây phơi nhiễm cho người dân.
Masaru Mizoguchi, giáo sư khoa học nông nghiệp quốc tế tại Đại học Tokyo, người có thâm niên 29 năm nghiên cứu đã chứng kiến toàn bộ những gì xảy ra đối với ngôi làng Iitate ngay sau thảm họa.
“Chính phủ đã đưa ra ba giải pháp làm sạch môi trường đất, nước bị nhiễm xạ nhưng do khu vực quá rộng nên phải mất nhiều thời gian, và nông dân chỉ còn cách là phải chờ đợi. Họ không có thiết bị để cùng giải quyết vấn đề và tôi muốn đưa ra các phương pháp mà nông dân có thể tự làm", ông Mizoguchi cho biết.
Phương pháp khử nhiễm chính của chính phủ là vét 5-10 cm lớp đất mặt ô nhiễm đóng bao và chuyển đến các khu vực lưu trữ tạm thời. Đó là một quá trình tốn kém cả thời gian, công sức và tiền của nhưng không phải là giải pháp lâu dài.
Ông Mizoguchi đã bắt đầu làm việc với nông dân để thử nghiệm các lựa chọn thay thế, bằng cách phát triển một phương pháp làm ngập các ruộng lúa bị ô nhiễm, sau đó dùng máy xới đảo đất từ dưới lên để cát và phù sa lắng lại rồi tiếp tục đẩy nguồn nước bị ô nhiễm ra ngoài qua các hệ thống lỗ đê bao quanh ruộng của họ, qua đó loại bỏ cesium.
Nhiều cánh đồng chết đang hồi sinh ở Fukushima sau thảm họa kép. Ảnh: CSA
Phương pháp tiếp theo là chôn cất. “Nếu phủ lên vùng đất bị ô nhiễm cesium từ 50 đến 100 cm đất không bị ô nhiễm, chúng ta đã cắt giảm được lượng phóng xạ đạt tỷ lệ 1/1000”, ông Mizoguchi nói.
Cuối cùng ông Mizoguchi đã phát triển một phương pháp dùng các thiết bị gồm ống PVC và các ống Geiger ‐ Muller (để đo các loại bức xạ) và chôn chúng ở những vị trí cố định để thực hiện các phép đo bức xạ gamma trong vài năm. Và ông phát hiện ra lớp đất mặt ở mức phóng xạ an toàn, cesium cũng không di chuyển sâu hơn vào đất. Thay vào đó, mức độ bức xạ giảm đúng như dự đoán và điều quan trọng nhất là cesium không quay trở lại nguồn cung cấp nước ngầm.
Hồi sinh nền nông nghiệp
Một người nông dân 90 tuổi ở Maeda, làng Iitate, tỉnh Fukushima thu hoạch lúa lần đầu tiên sau một thời gian dài đất đai bị bỏ hoang, vào ngày 5/10/2013. Ảnh: Masaru Mizoguchi
Từ khi bắt tay vào nghiên cứu, đến nay nhóm của ông Noborio vẫn đang giúp nông dân giải quyết tình trạng vô sinh của đất bằng các hình thức nông nghiệp mới, sáng tạo. Ví dụ, một đồng nghiệp của ông Noborio gần đây đã quyên góp tiền để tạo ra một nhà kính tưới kết hợp bón phân thử nghiệm ở làng Iitate. Phương pháp này với hàm lượng kali gấp đôi mức cần thiết để ngăn rau hấp thụ bất kỳ lượng cesium nào còn sót lại trong đất.
Thêm vào đó, hệ thống tưới phân dựa trên đám mây và tự động điều chỉnh lưu lượng nước đến cây trồng dựa trên thời tiết, hàm lượng nước trong đất và sự thoát hơi nước của cây trồng trong nhà kính.
Ông Noborio hồ hởi chia sẻ: “Chúng tôi đã trồng ớt chuông, rau diếp và cà chua vào mùa hè, và rau bina vào mùa đông và đang giới thiệu một phương pháp canh tác mới bởi trước khi thảm hoạ xảy ra, nông dân ở đây chỉ trồng hoa trong nhà kính. Chúng tôi hy vọng có thể mở rộng hệ thống nông nghiệp ở đây”.
Anh Ishii, nông dân ở thành phố Sukagawa, cách nhà máy hạt nhân 40km bên vườn dưa chuột áp dụng công nghệ EM. Ảnh: emrojapan
Tương tự như vậy, Mizoguchi đang giúp đỡ những người nông dân ở làng Iitate mở rộng hệ thống nông nghiệp bằng công nghệ truyền thông tích hợp (ICT), được hỗ trợ Wi ‐ Fi và cổng điều khiển từ xa để tưới nước. Tất cả từ đều từ điện thoại thông minh hoặc iPad.
