IPPNW.DE
Seite drucken
Artikel von Dr. med Alex Rosen

Radioaktives Cäsium in der Bucht von Tokio

Ein Thema für die Olympischen Sommerspiele?

10.03.2020 Im Juli und August 2020 werden in Japan die Olympischen Sommerspiele statt finden. Neben den vielen sportlichen Disziplinen an Land finden auch Ruder- und Kanu-Meisterschaften in der Bucht von Tokio statt. Angesichts der anhaltenden Atomkatastrophe von Fukushima und der radioaktiven Kontamination großer Teile des Landes mit strahlenden Partikeln wie Cäsium-137 stellen viele die Frage, wie es mit der Strahlenbelastung der Bucht von Tokio aussieht. Eine Studie aus dem Jahr 2018 untersuchte genau diese Frage und kam zu Ergebnissen, die aufhorchen lassen.

Die Bucht von Tokio umfasst eine Fläche von ca. 1.380 km² (70 km von Norden nach Süden und 20 km von Osten nach Westen), ist im Schnitt 15 Meter tief und über eine 7 km breite Meerenge mit dem Pazifik verbunden. Die Bucht ist umgeben von Großstädten wie Chiba, Tokio und Yokohama, die insgesamt 38 Millionen Menschen beherbergen und die das wirtschaftliche und politische Zentrum Japans darstellen.

 

Sieben Flüsse speisen die Bucht: Edogawa, Alt-Edogawa, Sakagawa, Arakawa, Tamagawa, Sumidagawa und Tsurumigawa. Die Regattastrecke "Sea Forest Waterway", auf der die Ruder- und Kanu-Meisterschaften der Olympischen Sommerspiele 2020 stattfinden sollen, liegt auf einer kleinen, der Stadt Tokio vorgelagerten künstlichen Insel (Punkt '21' auf Abb. 1), die ursprünglich aus aufgeschütteten Abfällen bestand und als Wellenbrecher für die Innenstadt konzipiert wurde. Sie liegt genau zwischen den Mündungen des Arakawa Flusses, der durch die östlichen Vororte von Tokio fließt, und des Sumidagawa Flusses, der durch die Innenstadt Tokios fließt.

Abb. 1: Olympische Austragungsorte rund um die Bucht von Tokio
(https://www.2020games.metro.tokyo.lg.jp/eng/taikaijyunbi/taikai/map/index.html#tabOlympic)

 

In den Jahren 2011-2016 untersuchte eine Gruppe von Wissenschaftler*innen der Universitäten von Osaka, Kyoto und Shiga Wasser- und Sedimentproben in und um die Bucht von Tokio. Neben den Konzentrationen von Cäsium 134 und Cäsium 137 in oberflächlichen und tiefen Wasserschichten untersuchten sie zudem die Strahlenwerte von Sedimentproben bis zu einer Tiefe von einem Meter und verglichen die Werte im Laufe von fünf Jahren.

Sie stützten sich bei ihren Untersuchungen auch auf Messungen des japanischen Wissenschaftsministeriums MEXT, welches im Anschluss an die Atomkatastrophe von Fukushima zahlreiche Untersuchungen bzgl. der Oberflächenkontamination veröffentlicht hatte, die unter anderem eine hohe Rate an radioaktivem Niederschlag über den nordöstlichen Vororten von Tokio und dem Wassereinzugsgebiets des Edogawa Flusssystems zeigte. Diese Region erhielt in den Tagen zwischen dem 16.-22. März 2011 durch Nordwind, der die radioaktiven Wolken Richtung Tokio blies, in etwa die gleiche Menge an radioaktivem Niederschlag wie Fukushima Stadt (30-100 kBq/m2). Von den Cäsium-Partikel, die durch radioaktive Wolken über diesem Gebiet verteilt wurden, erreichte ein substantieller Anteil (etwa 10-22%) über die Flüsse Edogawa, Alt-Edogawa und Sakagawa, sowie in geringerem Ausmaß auch über die Flüsse Arakawa, Tamagawa, Sumidagawa und Tsurumigawa die Bucht von Tokio. Vor allem in den Flussmündungen setzen sich die radioaktiven Stoffe ab, da hier die Flussgeschwindigkeit des Wassers abnimmt und die Partikel von der Wasseroberfläche ins Flussbett sinken.

Abb. 2: Konzentrationen von radioaktivem Cäsium als Folge des mehrfachen Super-GAUs von Fukushima (1. November 2011)

 

Insgesamt nahmen die Wissenschaftler*innen über einen Zeitraum von 5 Jahren immer wieder Proben an 77 Standorten in der Bucht von Tokio sowie an 10 Standorten im Edogawa Fluss und an 6 Standorten im Sakagawa Fluss. Diese Proben wurden mittels Gamma-Spektrometrie auf radioaktives Cäsium untersucht (Cs-134 und Cs-137). In den Wasserproben fanden die Wissenschaftler*innen etwa doppelt so hohe Konzentrationen im oberflächlichen Wasser als in niedrigeren Wasserschichten. Die Messungen im Verlauf der Flüsse nahm bis zur Mündung hin stetig zu, dann kontinuierlich ab, je weiter man in die Bucht kam. Die gemessene Aktivität von Cäsium-134 und Cäsium-137 war am höchsten im Mündungsgebiet des Alt-Edogawa Flusses (Zone X, siehe Abb. 3), wo etwa 70% des Gesamtinventars an radioaktivem Cäsium in der Bucht liegt, und nahm über die Zonen Y, W und V bis zur Zone Z stetig ab. In der Zone W liegt die Regattastrecke "Sea Forest Waterway" (nahe Messpunkt 57).

 

Zone

Aktivität Cs134/Cs137

Mittelwert

X (Mündung Alt-Edogawa Fluss)

78-1340 Bq/kg

424 Bq/kg

Y (Zusammenfluss Alt-Edogawa/Sumidagawa)

40-371 Bq/kg

131 Bq/kg

W (Mündung Sumidagawa Fluss)

32-374 Bq/kg

103 Bq/kg

V (Mündung Tamagawa Fluss)

5-234 Bq/kg

57 Bq/kg

Z (Zentrale Bucht)

1-162 Bq/kg

17 Bq/kg

Tab. 1: Cäsium-Konzentration in der Bucht von Tokio

 

Abb. 3: Zonen-Einteilung des Untersuchungsgebiets in der Bucht von Tokio

 

Bei diesen Messungen muss bedacht werden, dass sich auch vor der Atomkatastrophe von Fukushima radioaktives Cäsium in der Bucht von Tokio befand: durch die Bombardierung von Hiroshima und Nagasaki 1945, Hunderte von oberirdischen Atomwaffentests in der nördlichen Hemisphäre von 1946-1980 und  Atomkatastrophen wie der Explosion in Majak 1957 oder dem Super-GAU von Tschernobyl 1986. Aufgrund der unterschiedlichen Zerfallsraten und damit auch der unterschiedlichen Verhältnisse von Cäsium-134 und Cäsium-137 lässt sich diese "alte" Kontamination jedoch von "neuerer" Kontamination unterscheiden. Zum Vergleich: in der deutschen Nordsee liegt die radioaktive Cäsium-Belastung bei 1-15 Bq/kg, in der deutschen Ostsee, die durch Tschernobyl deutlich mehr belastet wurde, bei 1-140 Bq/kg ("Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung Jahresbericht 2005", Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, S.46), also in etwa vergleichbar mit der Kontamination in der zentralen Bucht von Tokio. Die folgende Grafik zeigt die Messwerte für radioaktive Cäsium-Konzentrationen am 16. März 2011:

Abb. 4: Aktivität von radioaktivem Cäsium an den Messpunkten

 

Die Wissenschaftler*innen untersuchten auch Sedimentproben an den Standorten mit Hilfe von Bohrungen. Interessant ist bei diesen Untersuchungen vor allem die zeitliche Komponente. Die folgende Grafik verdeutlicht den zeitlichen Verlauf der Ablagerungen von radioaktivem Cäsium: Im August 2011 fand man die höchsten Strahlenkonzentration im Bodensediment in 5 cm Tiefe. Im Oktober 2013 befanden sich die höchsten Strahlenwerte bereits in 13 cm Tiefe, 2014 zwischen 10 und 30 cm. Durch schwere Regenfälle im September 2015 wurde das radioaktive Fukushima-Cäsium in noch tiefere Schichten gedrückt: im Juli 2016 auf 70 cm Tiefe.

Abb. 5: Konzentration von radioaktivem Cäsium in unterschiedlichen Tiefen der Sedimentschicht 2011-2016

 

Anhand der Konzentrationsverhältnisse von Cs-134 zu Cs-137 konnten die Wissenschaftler zudem feststellen, dass über die kompletten fünf Jahre des Untersuchungszeitraums kontinuierlich radioaktive Stoffe über den Alt-Edogawa Fluss in die Bucht von Tokio flossen, wenn auch im Verlauf in geringerem Ausmaß als zu Beginn: während im August 2011 noch täglich 0,13 kBq/m2 an Strahlung zusätzlich in die Bucht flossen, waren es 2016 nur noch 0,053 kBq/m2 am Tag. Das radioaktive Inventar in der Flussmündung nahm in diesem Zeitraum dementsprechend kontinuierlich zu: von initial 20 kBq/m2 2011 auf 104 kBq/m2 im Juli 2016. Es kann davon ausgegangen werden, so die Autor*innen der Studie, dass bis heute weiterhin neue radioaktive Strahlung hinzukommt, denn die Reservoirs an Bodenkontamination in den Wassereinzugsgebieten der zuführenden Flüsse sind noch lange nicht erschöpft. 

Eine neuere Studie von Wissenschaftler*innen der Universitäten von Tokio und Shizuoka untersuchte die Radioaktivität der Bucht im Jahr 2019 erneut und fand diesmal vor allem im Mündungsbereich des Arakawa Flusses erhöhte Strahlenwerte (71-163 Bq/kg, Mittelwert 117 Bq/kg), während an anderen Messpunkten der Bucht nur 4-36 Bq/kg (Mittelwert 20 Bq/kg) gemessen wurden. Die Mündung des Arakawa Flusses liegt in unmittelbarer Nähe zur Regattastrecke der Olympischen Spiele.

Diese beiden Studien verdeutlichen die Komplexität der Migration radioaktiver Partikel nach einem Super-GAU und helfen uns, die gesundheitlichen und ökologischen Folgeschäden der Atomkatastrophe besser zu verstehen. Dank der Arbeit der Wissenschaftler wissen wir nun, dass über viele Jahre radioaktive Strahlung von kontaminierten Flächen über das Grundwasser und größere Flüsse in die Bucht von Tokio gelangten und dass sich vor allem an den Flussmündungen substantielle Mengen an Strahlung sammeln. Wie lange das  radioaktive Inventar der Bucht von Tokio noch steigen wird, wie sich die Fluss- und Sedimentationsraten des radioaktiven Cäsiums in den kommenden Jahren entwickeln und welche Konsequenzen diese Entwicklungen für die Flora und Fauna sowie die Anwohner der Bucht haben könnten, für die Fischer, die Wassersportler und schließlich auch die Konsumenten von Meeresprodukten, auf all diese Fragen haben die Wissenschaftler*innen noch keine Antworten.

Klar ist jedoch, dass die Bucht von Tokio zu einer Sickergrube für radioaktive Stoffe geworden ist, die nach den mehrfachen Kernschmelzen von Fukushima im Jahr 2011 in der Region nordöstlich von Tokio niedergeschlagen waren. Klar ist auch, dass die olympischen Ruder- und Kanumeisterschaften 2020 auf einer Regattastrecke stattfinden werden, die unweit der Flussmündung liegt, in der die höchsten Strahlenwerte der ganzen Bucht gemessen wurden. Obwohl der überwiegende Teil der radioaktiven Partikel mittlerweile in einer ca. 1 m tiefen Sedimentschicht liegen dürfte, ist nicht auszuschließen, dass durch seismische Aktivität oder schwere Stürme radioaktive Stoffe erneut aufgewirbelt werden und an die Oberfläche steigen können. Sorgfältige Überwachung der Strahlenwerte in und um die Bucht ist daher weiterhin notwendig, nicht zuletzt bevor die ersten Kanuten im Juli ins Wasser steigen.

 

Dr. med. Alex Rosen
Co-Vorsitzender der deutschen Sektion der IPPNW

 

Weitere Informationen:

Yamazaki H et al. "Spatiotemporal distribution and fluctuation of radiocesium in Tokyo Bay in the five years following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident". Plos One, 1. März 2018. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0193414#pone.0193414.s013

Kubo et al. "Spatial variation in sedimentary radioactive cesium concentrations in Tokyo Bay following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident." Chemosphere. 2019 Nov;235:550-555. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31279117

zurück

Sitemap Überblick