Sources of Cs fluvial export from a forest catchment evaluated by stable carbon and nitrogen isotopic characterization of organic matter

森林集水域から流出するCsの起源の推定; 有機物の炭素及び窒素安定同位体比に着目して

武藤 琴美; 安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   ; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 都築 克紀  ; 松永 武*

Muto, Kotomi; Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun; Takeuchi, Erina; Nishimura, Shusaku; Tsuzuki, Katsunori; Matsunaga, Takeshi*

福島第一原子力発電所事故により森林に沈着した放射性Csが河川を通して流出することで、下流の市街地や農地への汚染が長期間続くことが懸念されている。本研究では、森林から河川への放射性Cs流出挙動を評価するために、落葉広葉樹林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し、事故の半年後から4年間調査を行った。河川中の放射性Csを懸濁態と溶存態に分けて採取し、懸濁態は粒径ごとに分画した。また、河川中の懸濁物と土壌について、炭素及び窒素の量と同位体比を分析し比較した。その結果、放射性Csの主要な流出形態は粒径75m以下の懸濁態であり、分解の進んだリターと鉱物土壌を起源としていることが明らかになった。また、リター分解を起源とする溶存態Csの流出量も無視できないことが分かった。リターから土壌への放射性Csの移行が進んでいることから、今後、溶存態による河川流出は数年で減少する一方、懸濁態による河川流出は長期間継続することが示唆された。

Fluvial export of particulate and dissolved Cs was investigated to reveal its sources and transfer mechanisms in a broadleaved forest catchment using a continuous collection system. The finest size fraction ( 75m), consisting of decomposed litter and surface mineral soil, was the dominant fraction in the particulate Cs load, although the contribution of coarser size fractions increased during high water discharge in 2014. The dissolved Cs originated from the decomposition of Cs-contaminated litter. Temporal changes in Cs distribution in the litter-mineral soil system indicated that the dissolved Cs load will be moderated in several years, while particulate Cs load has the potential to continue for a long time.