Håndteringen af 70 milliarder kubikmeter radioaktivt spildevand indebærer komplekse teknologiske og sikkerhedsmæssige udfordringer. En af de primære tekniske udfordringer er filtreringsprocessen af de specifikke radioaktive isotoper, såsom tritium. Da tritium er en type hydrogen, der findes i vandmolekyler, er det ekstremt vanskeligt at adskille det fra det rene vand via konventionelle filtreringsmetoder. Dette kræver avancerede og ekstremt omkostningstunge teknologier som avanceret ionbytning eller specielle membransystemer.
Sikkerhedsmæssigt er de største udfordringer relateret til strålingsbeskyttelse af personalet og forebyggelse af utilsigtede udslip til det omkringliggende miljø. Ved de enorme mængder vand er der en konstant risiko for lækage fra de midlertidige opbevaringstanke eller de efterfølgende rensningsanlæg. Desuden skal man håndtere det radioaktive slam, der opstår som biprodukt af rensningsprocessen, da dette kræver langsigtede og sikre deponeringsløsninger. Kontinuerlig monitorering af vandkvaliteten og de strukturelle integriteter i de anlæg, der håndterer vandet, er derfor afgørende for at opretholde sikkerheden under hele oprydningsprocessen.
