Watershed-geochemical model to simulate dissolved and particulate Cs discharge from a forested catchment

佐久間 一幸; 林 誠二*; 吉村 和也; 操上 広志; Malins, A.; 舟木 泰智; 辻 英樹*; 小林 嵩丸*; 北村 哲浩; 飯島 和毅

Water Resources Research, 58(8), p.e2021WR031181_1 - e2021WR031181_16, 2022/08

https://doi.org/10.1029/2021WR031181

We developed a watershed-geochemical model for simulating dissolved and particulate Cs discharges from a forest catchment in the upstream of the Ohta River. We connected a forest ecosystem compartment model to the 3-D watershed model GETFLOWS (GEneral-purpose Terrestrial Fluid-flow Simulator) to describe the dynamics of Cs between the forest ecosystem and the river system. The compartment model included sites for non-leachable and leachable Cs in the organic layer. The latter sites could model how stocks of leachable Cs increase with ambient temperature and consequently the rate of decomposition of organic matter. The simulation results for dissolved Cs concentrations in river water for the period 1 January 2014 to 31 December 2015 were in good agreement with measurements from the catchment. The simulations reproduced the dissolved Cs concentration peaks that occurred during three typhoon events and the seasonal variations under base flow conditions. The results support theories which suggest leaching from the organic layer in forests is a primary factor affecting dissolved Cs concentrations in river water under base and storm flow conditions.

Remobilisation of radiocaesium from bottom sediments to water column in reservoirs in Fukushima, Japan

舟木 泰智; 辻 英樹*; 中西 貴宏; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 林 誠二*

Science of the Total Environment, 812, p.152534_1 - 152534_10, 2022/03

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152534

貯水池の底質は原子力発電所事故由来の放射性物質を蓄積する傾向にあるが、嫌気的な環境下では底質から生物利用可能な形態で再移動し、それによって水生生態系の長期的な汚染が引き起こされる可能性がある。本論文では福島第一原子力発電所事故によって高濃度に汚染された底質が蓄積する2つの貯水池で、底質からのCs溶出の直接的な証拠となる底質間隙水の採取・分析を行った。その結果、底質と間隙水との間でのCsの再分配はCsとアンモニウムイオンとの交換が主たる要因であることを明らかにした。

Antimony from brake dust to the combined sewer collection system via road effluent under rainy conditions

尾崎 宏和*; 吉村 和也; 朝岡 良浩*; 林 誠二*

Environmental Monitoring and Assessment, 193(6), p.369_1 - 369_9, 2021/06

https://doi.org/10.1007/s10661-021-09152-5

We investigated influence of road effluent on Antimony (Sb) in combined sewer water under rainy and dry weather conditions. Sb in road effluent showed significantly higher concentration than sewer, and Sb concentration in sewer during the wet weather was also significantly higher than that during the dry weather. Furthermore, Sb concentration in the sewer water decreased with time during a wash-off event. Clear positive relationships between Sb and Cu, and Sb and Ba in both in road effluent and road dust extract indicated an impact from brake abrasion because brake lining contains Cu, Sb and Ba in high concentration. Approximately 42% of Sb load occurred during the wash-off event while those of Cu and Ba were much less. Unlike Cu and Ba, we conclude that Sb in combined sewer water is largely dependent on road effluent during wet weather, resulted by wash-off of road dust probably associating with brake lining abrasion.

Overview of environmental impact assessment studies on radioactive contamination after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

飯島 和毅; 林 誠二*; 玉置 雅紀*

Global Environmental Research (Internet), 24(2), p.85 - 93, 2021/06

福島第一原子力発電所事故による環境の放射性物質による汚染は、事故から約10年が経過する間に明らかに減少している。しかし、除染されていない森林に起因すると思われる自然生態系の汚染の長期化が多くの研究で指摘されており、生物学的に利用可能な放射性セシウムの環境動態とその生態系への移行については、より詳細な調査が必要と考えられた。また、生物への放射線の影響については、特に福島の避難地域では、放射線による直接的な影響よりも野生生物への避難の影響が顕著であった。

Factors controlling dissolved 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

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134093

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Cs濃度について流域の平均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Cs濃度に強く影響していた。

Applicability of for modelling dissolved Cs concentrations in Fukushima river water; Case study of the upstream Ota River

佐久間 一幸; 辻 英樹*; 林 誠二*; 舟木 泰智; Malins, A.; 吉村 和也; 操上 広志; 北村 哲浩; 飯島 和毅; 細見 正明*

Journal of Environmental Radioactivity, 184-185, p.53 - 62, 2018/04

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.01.001

福島河川水中の溶存態Cs濃度を数値計算するにあたって、分配係数()を用いた吸脱着モデルの適用可能性を評価した。数値計算結果は平水時および出水時の水と浮遊砂の流出フラックス、懸濁態Cs濃度を再現した。一方、河川水中の溶存態Cs濃度の実測値の再現性は低かった。粗い粒径区分のをチューニングした結果、平水時の溶存態Cs平均濃度を再現することが可能であった(実測値:0.32Bq/L, 計算値: 0.36Bq/L)。しかし、平水時の溶存態Cs濃度の季節変動(0.14-0.53Bq/L)や出水時の濃度上昇(0.18-0.88Bq/L, mean: 0.55Bq/L)は現実的な数値計算パラメータでは再現することはできなかった。

異なる陸域解析モデルによる福島第一原子力発電所事故に起因するCs流出率の比較

北村 哲浩; 今泉 圭隆*; 山口 正秋; 油井 三和; 鈴木 規之*; 林 誠二*

環境放射能除染学会誌, 2(3), p.185 - 192, 2014/09

福島第一原子力発電所の事故に起因して福島の地表に降下した放射性セシウムについて、日本原子力研究開発機構と国立環境研究所で独立に開発した陸域解析モデルSACTおよびG-CIEMSを用いて、河川を通じて河口域に到達する年間流出率を解析した結果を比較検討した。対象河川は規模および流域の放射性セシウム沈着量を考慮し、阿武隈川、請戸川、新田川の3水系とした。その結果、モデルの構成内容や用いた仮定に異なる点があるものの、地表からの年間流出率は1%に満たないことが両モデルで試算された。

「もんじゅ」第1回取替炉心燃料集合体用 下部端栓溶接及び試験検査報告書

梶山 登司; 沼田 和明; 大谷 誠二; 小林 浩美*; 渡辺 浩明*; 後藤 達朗*; 高橋 秀樹*

JNC TN8440 2000-008, 34 Pages, 2000/02

JNC-TN8440-2000-008.pdf:2.13MB

高速増殖原型炉「もんじゅ」第1回取替炉心燃料集合体用(80本)として、プルトニウム燃料センター技術部品質保証室(旧:プルトニウム燃料工場検査課)玉造部材検査所において、平成6年6月から平成8年1月にかけて実施した下部端栓溶接工程、試験検査工程及び出荷工程等における作業内容と結果を、とりまとめ報告するものである。今回、溶接加工及び試験検査を実施した数量は、内側炉心燃料集合体用43体分として7,418本、外側炉心燃料集合体用37体分として6,386本であり、合計で13,804本であった。このうち、試験検査に合格し、プルトニウム燃料第三開発室へ出荷した下部端栓付被ふく管は、内側炉心燃料集合体用で7,415本、外側炉心燃料集合体用で6,379本となり、合計13,794本であった。試験検査の不合格品は10本発生し、その大部分は溶接部の不合格によるものであり、不合格率は0.07%であった。

水温・溶存酸素濃度環境を考慮したダム湖底質からのCs溶出現象再現モデルの構築

辻 英樹*; 林 誠二*; 東 博紀*; 佐久間 一幸; 吉村 和也; 舟木 泰智; 中西 貴宏; 鶴田 忠彦

no journal, , 

福島第一原子力発電所近傍のダム湖では湖底堆積物からのCs(以下、「Cs」)溶出が生じており、湖底の水温上昇および酸素濃度の低下に伴ってCs溶出速度は上昇する。化学的メカニズムとして、Cs溶出速度は主に間隙水と直上水中におけるNH等の共存溶存物質の動態に規定されることから、本研究では底質中と底質から直上水へのCsの拡散移動現象を再現するモデルを構築し、ダム湖心部の不撹乱底質試料を用いた静置溶出試験による底質間隙水中Cs濃度分布等の結果に対する適用を試みた。底質固相から間隙水へのCs供給量は有機物の微生物分解と鉱物粒子-間隙水間の化学的再分配によって規定され前提のもと、有機物分解速度等のパラメータを計算式に組み込んだ。また底質中のCsの固液間分配はCs捕捉ポテンシャルの式によって平衡状態が定められると仮定し、間隙水中のK・NH濃度からCs分配係数を求め、分配平衡に達するまでの速度を考慮した式(Fiengo-Perez et al., 2015)を導入した。その結果、嫌気および好気条件における溶存態Cs濃度の底質中鉛直分布および直上水への拡散速度を同時に再現することができた。今後は有機物分解速度等を別途測定することでモデルの精緻化を進める必要がある。

福島県森林集水域における放射性セシウムの動態解析研究

谷口 圭輔*; 竹内 幸生*; 藤田 一輝*; 土肥 輝美; 林 誠二*; 倉元 隆之*; 野村 直希*; 青野 辰雄*

no journal, , 

福島県では、帰還困難区域を除き面的除染が完了した一方で、森林の大半は未除染のまま残されている。この森林流域から、放射性セシウムが河川に流入し下流に影響を及ぼす可能性がある。そのため、福島県内に位置する七日沢・猿田川・布川という3つの森林流域を対象に、流出する放射性セシウムの量と特徴を把握するための調査を実施した。各流域において、浮遊砂サンプラーによる懸濁粒子(SS)の捕集、数か月おきの沢水採取、水位および流量の測定を実施した。SS試料については、凍結乾燥後、ゲルマニウム半導体検出器により懸濁態Cs-137濃度を測定した。沢水試料については、孔径0.45mのメンブレンフィルターでろ過したのち、固相ディスク法またはAMP共沈法で溶存態の放射性セシウムを捕集し、ゲルマニウム半導体検出器で溶存態Cs-137濃度を測定した。これまでに得られた2019年4月以降の溶存態Cs-137濃度の範囲は、猿田川で69-190mBq/L、七日沢で9.7-16mBq/L、布川で検出下限以下-3.2mBq/Lであった。ポスターでは、SSの測定や流量観測の結果をあわせて紹介する。