Characterizing vertical migration of Cs in organic layer and mineral soil in Japanese forests; Four-year observation and model analysis

日本の森林における有機物層と鉱物土壌におけるセシウム137の鉛直移行の特性について; 4年間の観測結果とモデル解析

武藤 琴美; 安藤 麻里子  ; 松永 武*; 小嵐 淳   

Muto, Kotomi; Atarashi-Andoh, Mariko; Matsunaga, Takeshi*; Koarashi, Jun

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による長期的な放射線のリスクを評価するためには、森林の表層土壌における放射性Csの挙動を明らかにすることが重要である。本研究では、事故後4.4年間で5回、福島県内の植生の異なる森林5地点において放射性Csの鉛直分布の調査を行い、モデル計算の結果との比較を行った。また、欧州の森林における文献値と比較を行い、日本の森林における有機物層と表層土壌における放射性Csの移行特性を考察した。調査の結果、有機物層から鉱物土壌へのCs移行は欧州よりも早く、日本の森林ではCsの移動度や生物利用性が急速に抑制されることが示唆された。鉱物土壌中のCs拡散係数は0.042-0.55cmyと推定され、日本と欧州で同程度であった。これらのパラメータを用いた予測計算では事故から10年後ではCsは主に表層鉱物土壌に分布していることが示され、森林に沈着した放射性Csは表層土壌に長期的に保持されることが示唆された。

Vertical distributions of Cs in the soil profile were observed at five forest sites with different vegetation types for 4.4 years after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, and Cs migration in the organic layer and mineral soil was analyzed based on a comparison of models and observations. Cesium-137 migration from the organic layer was faster than that observed in European forests, suggesting that the mobility and bioavailability of Cs could be suppressed rapidly in Japanese forests. The diffusion coefficients of Cs in the mineral soil were estimated to be 0.042-0.55 cmy, which were roughly comparable with those of European forest soils affected by the Chernobyl Nuclear Power Plant accident. Model predictions indicated Cs mainly distributed in the surface mineral soil at 10 years after the accident. It suggest that the Cs deposited onto Japanese forest ecosystems will be retained in the surface layers of mineral soil for a long time.