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論文

Factors controlling dissolved $$^{137}$$Cs concentrations in east Japanese rivers

辻 英樹*; 石井 弓美子*; Shin, M.*; 谷口 圭輔*; 新井 宏受*; 栗原 モモ*; 保高 徹生*; 倉元 隆之*; 中西 貴宏; Lee, S*; et al.

Science of the Total Environment, 697, p.134093_1 - 134093_11, 2019/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:35.25(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故の影響を受けた河川の溶存態放射性セシウム濃度の制御要因を明らかにするため、東日本66箇所の河川で調査を行った。溶存態$$^{137}$$Cs濃度について流域の平均$$^{137}$$Cs沈着量・土地利用・土壌組成・地形・水質との関連性を評価した結果、地形的な湿潤指標(TWI)が有意に正の相関を示した。ヨーロッパの河川でも同様の相関が認められるが、日本の河川では湿地帯ではなく市街地が溶存態$$^{137}$$Cs濃度に強く影響していた。

論文

Repeatability and reproducibility of measurements of low dissolved radiocesium concentrations in freshwater using different pre-concentration methods

栗原 モモ*; 保高 徹生*; 青野 辰雄*; 芦川 信雄*; 海老名 裕之*; 飯島 健*; 石丸 圭*; 金井 羅門*; 苅部 甚一*; 近内 弥恵*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 322(2), p.477 - 485, 2019/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

福島県の淡水に含まれる低レベル溶存態放射性セシウム濃度の測定に関する繰り返し精度と再現精度を評価した。21の実験施設が5つの異なる前濃縮法(プルシアンブルー含浸フィルターカートリッジ,リンモリブデン酸アンモニウム共沈,蒸発,固相抽出ディスク、およびイオン交換樹脂カラム)によって10L試料3検体を前濃縮し、放射性セシウム濃度を測定した。全$$^{137}$$Cs濃度測定結果のzスコアは$$pm$$2以内で、手法間の誤差は小さいことが示された。一方で、各実験施設内の相対標準偏差に比べて、施設間の相対標準偏差は大きかった。

口頭

ダイズ根系が根圏土壌へ分泌した有機物の可視化と定量解析

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 小柳 淳*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

土壌環境中の難溶性の栄養素を獲得するために、根が根圏へ有機酸等を分泌することがよく知られているが、根系の各部位における分泌がどのように制御されているのかは、興味深いテーマである。我々は、炭素11(半減期20分)標識二酸化炭素($$^{11}$$CO$$_{2}$$)とポジトロンイメージング技術(PETIS)を応用すれば、根系を破壊することなく、光合成産物の根系への転流と有機酸等の根圏への分泌の両方を観測し、定量的解析を行うことが可能であると考えた。そのために本研究では、新たに「開閉式根箱」を作製し、まず光合成産物が根系へ転流される過程を観測した後、根系と土壌を分離して、土壌のみを画像化することを試みた。発表では得られた興味深い結果と本手法の将来展開について積極的な議論を行う予定である。

口頭

ダイズ根系が根圏土壌へ分泌した有機物のポジトロンイメージング(PETIS)による可視化と定量解析

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 小柳 淳; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

The plant root has various strategies for efficient acquisition of nutrients from the surrounding soil. In particular, secretion of organic substances to the soil is one of the most typical functions in a root system. In this study, we developed a new-type rhizobox which can separate the soil from the plant roots for imaging and quantitative analysis of the dynamic image data on secretion ability in different positions in the root system. As a result, the recently-assimilated carbon delivered into the lateral roots of soybean(${it Glycine max}$ [L.] Merr. cv. Jack) and secreted to the soil was estimated to be larger than that through the main root. This indicated the secretions are differentially regulated by various positions of the soybean root.

口頭

ポジトロンイメージング(PETIS)によるダイズ根系周辺への分泌物の可視化と定量解析

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 小柳 淳*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

土壌環境中の難溶性の栄養素を獲得するために、根が根圏土壌へ有機酸等を分泌することはよく知られているが、根の各部位における分泌がどのように制御されているのかは、未解明のテーマである。我々は、炭素11(半減期20分)標識二酸化炭素($$^{11}$$CO$$_{2}$$)とポジトロンイメージング技術(PETIS)を応用すれば、根系を破壊することなく、光合成産物の根系への転流と有機酸等の根圏土壌への分泌の両方を観測し、定量的解析を行うことが可能であり、したがって「分泌」の制御機構の謎が解明できると考えた。本研究では、新たに作製した開閉式「根箱」を用いてダイズを土耕栽培し、PETISを用いてダイズの光合成産物が地上部から根系へ転流される過程を観測した後、根系と根圏土壌を分離して、土壌のみを画像化することを試みた。その結果、地上部へのトレーサ投与から65分間で根系全体に光合成産物が行き渡る様子を動画像として捉え、さらに植物体を取り除いた後、土壌に残された$$^{11}$$C-分泌物の分布を画像化することにも成功した。画像データを元に、基部,主根,側根の部位別に光合成産物の転流量と分泌量を解析したところ、側根先端部において転流量に対する分泌量の割合が最も多いこと等が明らかになった。

口頭

ポジトロンイメージング(PETIS)による根系が分泌した有機物の可視化と定量解析

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 小柳 淳*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

土壌環境中の難溶性の栄養素を獲得するために、根が根圏土壌へ有機酸等を分泌することはよく知られているが、根の各部位における分泌がどのように制御されているのかは、未解明のテーマである。我々は、$$^{11}$$CO$$_{2}$$(半減期20分)とポジトロンイメージング技術(PETIS)を応用すれば、根系を破壊することなく、光合成産物の根系への転流と有機酸等の根圏土壌への分泌の両方を観測し、定量的解析を行うことが可能であり、したがって「分泌」の制御機構の謎が解明できると考えた。本研究では、新たに開閉式「根箱」を開発し、光合成産物の根系への転流と根圏土壌への分泌の両方を可視化するための実験系の確立した。PETISによる撮像実験の結果、地上部へのトレーサ投与から65分間で根系全体に光合成産物が行き渡る様子を動画像として捉え、さらに植物体を取り除いた後、土壌に残された$$^{11}$$C-分泌物の分布を画像化することにも成功した。画像データを元に、基部, 主根, 側根の部位別に光合成産物の転流量と分泌量を解析したところ、側根において根への転流量に対する土壌への分泌量の割合が最も多いこと等が明らかになった。

口頭

ポジトロンイメージング(PETIS)によるダイズ根圏分泌の定量解析

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

植物は、土壌環境中の難溶性の栄養元素を獲得するために、有機酸等を根から根圏土壌へ分泌することが知られている。しかしながら、複雑な環境下にある根の各部位における有機酸等の分泌の制御機構については、未だに不明な点が多い。我々は、炭素11(半減期20分)標識二酸化炭素($$^{11}$$CO$$_{2}$$)とポジトロンイメージング技術を利用し、光合成産物の根系各部位への転流と有機物の根圏土壌への分泌を可視化する技術の開発を進めている。分泌の制御機構の全容を解明するためには、根系各部位における分泌物の分布画像を基に、根および根圏土壌を部位別にサンプリングし、根系各部位の光合成産物及び根圏土壌への分泌物の種類や量を詳しく解析することが必須と言える。そこで本研究では、根系各部位における分泌物の詳細な成分分析を行うために、局所的に切り出しが可能な、土壌に代わりうる栽培資材の検討を試みた。寒天培地あるいは硅砂を入れた根箱でダイズを栽培し、根系を対象に撮像実験を行ったところ、寒天培地の方が硅砂に比べて分泌量が多いことが分かった。さらに、それぞれの根箱に炭素ビーズを混合したところ、分泌量が上昇し、寒天培地の方が硅砂より上昇幅が大きいことが分かった。

口頭

根系が土壌へ分泌した有機物のポジトロンイメージング技術による可視化

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 栗田 圭輔; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

植物は、根圏と呼ばれる根の周囲数ミリメートルの土壌中に存在する栄養元素を吸収し、利用している。根が直接吸収できる栄養元素は、土壌溶液中に溶解しているもののみであるが、リンや鉄など一部の栄養元素は、そのほとんどが植物が吸収できない難溶性の状態で土壌中に存在している。これらを可溶化するために、根が根圏土壌へ有機酸などを分泌していることはよく知られている。しかし、その制御機構については未だ不明な点が多い。我々は、炭素11(半減期20分)で標識した二酸化炭素($$^{11}$$CO$$_{2}$$)とポジトロンイメージング技術を利用し、根を破壊することなく、光合成産物の根系への転流と有機物等の根圏への分泌を観測することで、根における分泌の制御機構の解明を目指している。本発表では、根が根圏土壌へ分泌した有機物を可視化する技術について述べる。

口頭

ダイズ根が根圏土壌へ分泌した有機物の可視化と定量解析,2 異なる培地条件における分泌物の分布の比較

尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 栗田 圭輔; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀

no journal, , 

植物の根は、有機酸等を根圏土壌へ分泌し、土壌から難溶性の栄養元素を獲得する能力を持っている。根系構造の中では、部位によって根の発達ステージや分泌物の材料となる地上部からの光合成産物の転流量、そして根の周囲の養分の可給性や存在量などが異なるはずである。こうした根系の各部位における有機酸等の分泌の制御機構については、未だに不明な点が多い。我々は、$$^{11}$$CO$$_{2}$$$$^{13}$$CO$$_{2}$$を併用してダブルトレーサ実験を行い、根系各部位における分泌物の分布を$$^{11}$$Cで可視化し、この画像を元に根および根圏土壌に対して$$^{13}$$Cで分泌物などの成分を詳細に分析すれば、根の分泌の制御機構の全容を明らかにできると考えた。そこで本研究では、様々な養分環境下における根系各部位の分泌物の成分分析を行うために、根箱装置内で局所的に切り出しが可能な、土壌に代わりうる栽培資材の検討を試みた。珪砂あるいは寒天培地の根箱で栽培したダイズを対象に撮像実験を行った結果、珪砂に比べて寒天培地のほうが分泌物の量が多く、それぞれに炭素ビーズを混合することによって、分泌物の量が更に上昇することが分かった。

口頭

Investigation of factors controlling dissolved $$^{137}$$Cs concentrations in Japanese rivers

辻 英樹*; Shin, M.*; 谷口 圭輔*; 新井 宏受*; 栗原 モモ*; 保高 徹生*; 倉元 隆之*; 中西 貴宏; Lee, S*; 信濃 卓郎*; et al.

no journal, , 

河川を流下する懸濁態及び溶存態放射性セシウム($$^{137}$$Cs)の挙動を予測するためには、溶存態$$^{137}$$Cs濃度に影響を及ぼす可能性がある土質及び土地利用を考慮する必要がある。本研究では、日本の河川における溶存態$$^{137}$$Cs濃度の制御要因を明らかにするため、2017年8-9月の平水時に採取した67河川の溶存態$$^{137}$$Cs濃度を測定し、土質及び土地利用との関係について考察した。

口頭

東日本における河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の形成要因

辻 英樹*; 石井 弓美子*; 林 誠二*; Shin, M.*; 谷口 圭輔*; 新井 宏受*; 栗原 モモ*; 保高 徹生*; 倉元 隆之*; 中西 貴宏; et al.

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故以後、環境省では東日本602地点の公共用水域(河川・湖沼・沿岸)を対象に水中放射性Cs濃度のモニタリングを行ってきた。しかし事故直後を除き、近年ではほとんどの対象地点で$$^{137}$$Cs濃度は「不検出」と報告されていることから、今後定量下限値とともに測定地点数や頻度を見直すことで、中長期的な環境放射能汚染の予測・評価のための環境モニタリングへとシフトする必要がある。水中放射性Csの中でも、特に溶存態Csは生物へ移行しやすいため、新たなモニタリングのあり方の一案として、溶存態の放射性Csを測定対象とし、その濃度が今後も十分低いレベルで推移すると予測される地点を対象外とすることが考えられる。しかし今後の溶存態放射性Cs濃度を予測するための科学的知見が現状十分ではないことから、本研究では東日本における河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の形成要因を検討した。

口頭

見えてきた!土の中のミラクルワールド; 根圏

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

no journal, , 

地中の植物の根とその周辺の環境が互いに影響し合う空間を合わせて「根圏」と言う。我々は根圏領域を特定する上で重要な指標となる分泌物を可視化する「根圏イメージング」という新しい手法を開発した。地中の不規則な根の形を単純化してから根圏の要素である根と土を正確に分離させるため、新しく根箱という栽培容器を作製した。これを用いて、同じマメ科植物であるダイズとルーピンを育て、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所(TIARA)のAVFサイクロトロンを利用して製造した$$^{11}$$CO$$_2$$トレーサガスを空気と一緒に地上部の葉に与えると同時に、体内の$$^{11}$$Cの動きをポジトロンイメージング装置(PETIS)で撮像を行った。根箱の中の根は肉眼では見えないが、PETISを用いることで根の形にそって運ばれる光合成産物の動きを可視化することができた。ルーピンは土の養分状態に応じて個別の根の形態を変え分泌物を増すことでほかの植物には利用できない難溶性のリン酸を吸収利用する特殊な能力を持っていることが知られており、その活発な活動の位置やタイミングを正確に示すことができた。

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