Soil dust and bioaerosols as potential sources for resuspended Cs occurring near the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant

福島第一原子力発電所周辺の再浮遊Csにおける土壌ダストとバイオアエロゾルの影響

太田 雅和  ; 高原 省五  ; 吉村 和也  ; 長久保 梓; 廣内 淳 ; 林 奈穂; 阿部 智久 ; 舟木 泰智 ; 永井 晴康  

Ota, Masakazu; Takahara, Shogo; Yoshimura, Kazuya; Nagakubo, Azusa; Hirouchi, Jun; Hayashi, Naho; Abe, Tomohisa; Funaki, Hironori; Nagai, Haruyasu

福島第一原子力発電所(FDNPP)事故時に環境中に放出され、陸面に沈着した放射性核種について、大気中に再浮遊したCsの吸引は現在における主要な被ばく経路の一つである。再浮遊では、風による土壌粒子の巻き上げが主なメカニズムとされてきた。一方、FDNPP事故後の研究から、帰宅困難区域(DRZ)などの農村部においては、真菌類による胞子放出が大気中Cs濃度に影響を及ぼす可能性が示唆されてきた。本研究は、土壌粒子および真菌類胞子としてのCs再浮遊を計算するモデルを開発し、これをDRZ内に適用することで、これら再浮遊過程の大気中濃度への影響評価を試みた。モデル計算の結果から、土壌粒子の再浮遊は冬から春に観測された大気中Csの主要因となったものの、夏から秋に観測された高濃度を再現できないことが示された。真菌類からの胞子状Csの放出を考慮することで、この夏から秋の高濃度事象は概ねモデルで再現された。解析結果から、真菌類胞子へのCsの蓄積と、農村部に特徴づけられる高い胞子放出率が夏から秋の大気中Csに寄与している可能性が見出された。DRZ内には依然として未除染の森林が存在しているため、この真菌類胞子の大気中Csへの寄与は今後将来も継続する可能性がある。

One of the current major radiation exposure pathways from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident-fallout is inhalation of the re-suspended Cs occurring in air. While wind-induced soil particle resuspension has been recognized as a primary mechanism of Cs resuspension, studies following the FDNPP accident suggested that fungal spores can be a significant source of the atmospheric Cs particularly in the rural areas such as difficult-to-return zone (DRZ). To elucidate the relative importance of the two resuspension phenomena, we propose a model simulating resuspension of Cs as soil particles and fungal spores, and applied it to DRZ. Our model's calculation showed that soil particle resuspension was responsible for the surface-air Cs observed during winter-spring, but could not account for the higher Cs concentrations observed in summer-autumn. The higher concentrations in the summer-autumn were in general reproduced by implementing fungal spore Cs emission, that replenished low soil particle Cs resuspension in that period. According to our model's concept, Cs accumulation in fungal spores and high spore emission rate characterized by the rural environment were likely responsible for the abundance of spore Cs in the air. It was inferred that the influence of the fungal spores on the atmospheric Cs would last longer since un-decontaminated forests still exist in DRZ.