Materiais radioativos, incluindo ¹³⁷ Cs (césio-137, meia-vida:30,1 anos) foram liberados no meio ambiente após o acidente na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi. Já se passaram cerca de 10 anos desde o acidente, mas ¹³⁷ Cs permanece no meio ambiente, especialmente nas florestas. Muitos pesquisadores têm estudado a dinâmica e os processos de transporte de materiais radioativos no meio ambiente. Foi descoberto que materiais radioativos são transportados junto com a transferência de água e sedimentos. Com o foco nas cabeceiras florestadas, onde os materiais radioativos permanecem em grandes quantidades, relatou-se que a concentração de radiocésio dissolvido na água dos riachos aumenta durante chuvas fortes.

Uma vez que a água da chuva não contém césio radioativo, o grupo de pesquisa liderado pelo professor assistente Koichi Sakakibara da Faculdade de Ciências da Universidade Shinshu estava curioso para saber por que a concentração de césio radioativo na água do riacho aumentou durante chuvas fortes sem se diluir. A equipe de pesquisa pensou que o césio radioativo pode ter sido lixiviado do lixo da floresta e conduziu testes de lixiviação. Eles descobriram que uma grande quantidade de césio radioativo lixiviado desse lixo da floresta.

A próxima etapa foi fazer a pergunta, "Por que mais césio radioativo é liberado do lixo da floresta durante chuvas fortes, quando o lixo da floresta ainda está no chão da floresta quando não está chovendo? (Informação de fundo:a maior parte da água da chuva que cai sobre as florestas infiltra-se na área subsuperficial. A principal razão para o aumento no volume da água dos riachos durante as chuvas nas florestas é a descarga de água subterrânea. A água subterrânea quase não contém césio radioativo.) Portanto, a pesquisa grupo começou a resolver o mistério, "Como o radiocésio derivado da serapilheira é adicionado à água dos riachos durante a tempestade?"

Em contraste com o processo chuva-escoamento, que muitas vezes se concentra apenas em chuvas e escoamento, este estudo se concentrou no processo de conversão de chuva em escoamento, como a variação do nível do lençol freático, a geração de área de superfície saturada no fundo do vale, e a variação da qualidade e idade da água durante as chuvas. Como resultado, a resposta ao problema a ser resolvido neste estudo é que o principal fator é a expansão da área de contato entre a água e a serapilheira devido à expansão da superfície saturada causada pela elevação do nível do lençol freático na cabeceira florestada. Embora as pesquisas anteriores tendessem a se concentrar apenas na causa (chuva) e no efeito (escoamento), O professor assistente Sakakibara afirma, "mostramos que o avanço para resolver o motivo inexplicável está no motivo pelo qual a causa (chuva) é convertida em efeito (escoamento)."

A incerteza dos resultados é inevitável ao pesquisar no ambiente natural. Como os resultados diferem quando o estudo é realizado em horários e locais diferentes? Quanto erro há nos resultados devido à heterogeneidade das amostras adquiridas do ambiente? Essas são algumas das perguntas que precisam ser respondidas. No presente estudo, as seguintes perguntas foram feitas em profundidade:1) se as mesmas conclusões podem ser tiradas para outras florestas além da floresta alvo, 2) se as amostras coletadas para o estudo são representativas da região de Fukushima, e 3) se os resultados são afetados por diferenças no momento em que o lixo cai das árvores e o grau de decomposição. Sakakibara diz, "o mais difícil foi encontrar uma resposta ou ideia clara para essas incertezas."

O professor assistente Sakakibara diz:“o estado e o transporte de materiais radioativos no meio ambiente são complexos e precisam ser estudados a longo prazo. A meia-vida de ¹³⁷ Cs é de 30 anos. Os resultados deste estudo esclareceram apenas parcialmente esta questão. Os rios que deságuam da área florestal fluem rio abaixo para o oceano. Gostaríamos de esclarecer todo o quadro da trajetória e do processo dos materiais radioativos originários das florestas no processo hidrológico da cabeceira ao oceano. Acreditamos que essas descobertas são essenciais para a criação de um ambiente seguro e protegido e um futuro e meios de subsistência sustentáveis. "

A pesquisa foi publicada em Ciência do Meio Ambiente Total .