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Mineralogical control of the size distribution of stable Cs and radiocesium in riverbed sediments

鉱物組成が支配する河川堆積物中の安定セシウム及び放射性セシウムの粒径分布

田中 万也 ; 渡邊 直子*; 山崎 信哉*; 坂口 綾*; Fan, Q.*; 高橋 嘉夫*

Tanaka, Kazuya; Watanabe, Naoko*; Yamasaki, Shinya*; Sakaguchi, Aya*; Fan, Q.*; Takahashi, Yoshio*

福島県の山木屋(川俣町)と黒岩(福島市)において河川堆積物を採取し、粒径別の化学組成及び鉱物組成の分析を行った。セシウムを含むアルカリ元素の粒径分布は鉱物組成をよく反映していた。山木屋地点では$$^{133}$$Csと$$^{137}$$Csが同様の粒径分布を示し、シルト画分から砂画分にかけて濃度が低下した。シルト画分ではセシウムが粘土鉱物に固定されているものと考えられる。一方、黒岩地点では細粒砂・中粒砂画分において$$^{133}$$Csと$$^{137}$$Csの濃度が最も低く、粗粒砂・極粗粒砂画分において高い濃度を示した。これらの粗粒砂画分には風化黒雲母の粒子が肉眼で観察されており、こうした風化黒雲母にセシウムが固定されていると考えられる。山木屋と黒岩は対照的な結果を示したが、それぞれ地点において安定及び放射性セシウムの粒径分布が鉱物組成をよく反映していることが示された。

We analyzed riverbed sediments collected at two sites, Yamakiya and Kuroiwa, in Fukushima after the Fukushima accident. The size distributions of K, Rb, and $$^{133}$$Csreflected the mineralogy of sediments, where primary host minerals for these alkali elements would be biotite, K-feldspar, and clay minerals. Silt-size fractions contained high $$^{133}$$Cs and $$^{137}$$Cs concentrations possibly due to adsorption on clay minerals. Their concentrations decreased with particle size at the Yamakiya site. In contrast, coarse and very coarse sand fractions from the Kuroiwa site showed higher $$^{133}$$Cs and $$^{137}$$Cs concentrations in comparison to fine - medium sand fractions. The coarse sand fractions contained many weathered biotite grains. Overall, the size distributions of $$^{133}$$Cs and $$^{137}$$Cs were similar in the sediments, suggesting that the Fukushima-derived radiocesium was distributed into each particle size fraction in response to the distribution of the stable Cs that was controlled by mineralogical composition.

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パーセンタイル:55.03

分野:Geochemistry & Geophysics

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