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報告書

福島における放射性セシウムの環境動態研究の現状(平成30年度版)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2019-002, 235 Pages, 2019/08

JAEA-Research-2019-002.pdf:21.04MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出され、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌等が生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することに対する懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。原子力機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

論文

A New perspective on the $$^{137}$$Cs retention mechanism in surface soils during the early stage after the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 西村 周作; 安藤 麻里子; 武藤 琴美; 松永 武*

Scientific Reports (Internet), 9, p.7034_1 - 7034_10, 2019/05

本研究では、福島原子力発電所(福島原発)事故によって陸域生態系にもたらされた$$^{137}$$Csの表層土壌における保持メカニズムを解明することを目的として、異なる陸域生態系における表層土壌中の$$^{137}$$Csの保持状態を、土壌鉱物及び土壌有機物との相互作用に着目して調べた。その結果、森林や果樹園の土壌では、事故から3.5カ月の時点で多くの$$^{137}$$Csが土壌鉱物を主体とする土壌フラクションではなく粒子状有機物を主体とする土壌フラクションに存在していること、4年後においてもその存在割合は維持されていることが明らかになった。

論文

Sources of $$^{137}$$Cs fluvial export from a forest catchment evaluated by stable carbon and nitrogen isotopic characterization of organic matter

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 都築 克紀; 松永 武*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 314(1), p.403 - 411, 2017/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:12.06(Chemistry, Analytical)

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が河川を通して流出することで、下流の市街地や農地への汚染が長期間続くことが懸念されている。本研究では、森林から河川への放射性Cs流出挙動を評価するために、落葉広葉樹林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し、事故の半年後から4年間調査を行った。河川中の放射性Csを懸濁態と溶存態に分けて採取し、懸濁態は粒径ごとに分画した。また、河川中の懸濁物と土壌について、炭素及び窒素の量と同位体比を分析し比較した。その結果、放射性Csの主要な流出形態は粒径75$$mu$$m以下の懸濁態であり、分解の進んだリターと鉱物土壌を起源としていることが明らかになった。また、リター分解を起源とする溶存態Csの流出量も無視できないことが分かった。リターから土壌への放射性Csの移行が進んでいることから、今後、溶存態による河川流出は数年で減少する一方、懸濁態による河川流出は長期間継続することが示唆された。

論文

Post-deposition early-phase migration and retention behavior of radiocesium in a litter-mineral soil system in a Japanese deciduous forest affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 西村 周作; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 武藤 琴美

Chemosphere, 165, p.335 - 341, 2016/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:18.89(Environmental Sciences)

福島原子力発電所事故の環境・公衆影響を評価するためには、地表面に沈着したセシウムのリター-土壌系における挙動を把握することが重要であるが、特に沈着後初期段階におけるこの挙動に関する知見は少ない。本研究では、事故後すぐに落葉広葉樹林においてライシメーターを設置し、4年間にわたってリター-土壌境界層及び土壌層内におけるセシウムの下方移行量を直接測定した。その結果、セシウムの下方移行量はすべての深さにおいて年々減少し、リター層に沈着したセシウムが速やかに土壌へ移行するとともに、土壌表層5cm以内で急速に移動性を失う様子を捉えることに成功した。この結果により、日本の落葉広葉樹林では、土壌-植生間におけるセシウムの循環は長期にわたって継続しないことが示唆された。

論文

Year-round variations in the fluvial transport load of particulate $$^{137}$$Cs in a forested catchment affected by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

松永 武; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 武藤 琴美; 都築 克紀; 西村 周作; 小嵐 淳; 乙坂 重嘉; 佐藤 努*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 310(2), p.679 - 693, 2016/11

AA2015-0821.pdf:3.78MB

 被引用回数:5 パーセンタイル:23.48(Chemistry, Analytical)

福島第一原子力発電所事故に由来する放射性Csの森林集水域からの流出挙動とその変動要因を解明するために、渓流水中の懸濁態放射性Csの流出量を2012年から2年間連続して測定した。懸濁態$$^{137}$$Csの流出は、流域からの懸濁物質の流出と密接な関係があり、降雨量の多い8-9月に増加した。$$^{137}$$Csは懸濁物質中の粘土鉱物に強く結びついており、流下中に水中に溶存しないことが、鉱物同定及び抽出実験の結果より示唆された。また、単位懸濁物質量あたりの$$^{137}$$Cs濃度は、2012年から徐々に低下していた。これらの結果より、懸濁態$$^{137}$$Csの流出量は、降雨量に関連した懸濁物質量の変動と、懸濁物質中の$$^{137}$$Cs濃度の経年変化の両方の影響を受けて変化していることが明らかとなった。

論文

懸濁態及び溶存態Csの森林から河川への流出とその変化傾向

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 小嵐 淳; 都築 克紀; 中西 貴宏; 松永 武

KEK Proceedings 2015-4, p.252 - 257, 2015/11

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csの多くは森林に沈着し、現在も残留している。本研究では森林から河川への放射性Csの流出挙動を評価するために、北茨城市の森林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し調査を行った。放射性Csは粒径の異なる懸濁態と溶存態Csに分け、それぞれについて流出挙動を評価した。調査期間は2012年12月から2014年11月である。懸濁物はカートリッジフィルターを用いて捕集し、粒径毎に4種類(2000$$mu$$m以上, 500-2000$$mu$$m, 75-500$$mu$$m, 75$$mu$$m以下)に篩別した。溶存態はCs吸着剤を充填したカラムに通水させ捕集した。フィルター及びカラムの交換は約1ヶ月毎に行い、各試料は乾燥させてGe半導体検出器で$$gamma$$線測定を行った。調査の結果、流量の増加が懸濁態・溶存態$$^{137}$$Csの流出量に影響を与えることが明らかになった。粒径別に見ると、懸濁態全体に対する流出量の割合は粒径75$$mu$$m以下のものが最大だったが、流量が特に多い期間に粒径75-2000$$mu$$mの比較的大きな粒子が増加した。流出量全体では懸濁態の割合が多いが、冬期は溶存態の割合が増加する傾向が見られた。

口頭

福島第一原子力発電所事故で放出されたCs-137の森林土壌中の深度分布とその経年変化

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 松永 武

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csは、その多くが森林に沈着し、現在も残留している。本研究では日本の森林土壌における放射性Csの挙動を明らかにするために、植生や土壌の性質が異なる福島県内の森林において放射性Cs深度分布調査を行った。調査は2011年6月と7-8月、2012年3月、2013年8月の計4回実施した。試料は表層リター及び土壌に分けて採取を行った。土壌試料は表層リターを採取した後に、同じ場所からコアサンプラー(藤原製作所製、HS-25L)を用いて採取して冷凍保存し、実験室で深さ毎に分割した後で乾燥させた。調製後の土壌試料及びリター試料はGe半導体検出器(ORTEC製、GEM20P4-70)により$$gamma$$線測定を行った。調査の結果、事故時に落葉していた広葉樹林では、地表面に沈着した$$^{137}$$Csがリターの分解により土壌表層へ移行し、2.5年後には土壌0-1cm層で最も存在割合が高かった。一方針葉樹林では、事故時に$$^{137}$$Csの沈着を受けた葉がその後徐々に落葉することで、リター層での$$^{137}$$Csの存在割合が継続して高くなっていた。

口頭

森林渓流における有機炭素の流出特性

竹内 絵里奈; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 西村 周作; 武藤 琴美; 都築 克紀; 中西 貴宏; 松永 武

no journal, , 

森林から河川を通じた有機炭素の流出過程を解明することは、森林集水域内の炭素循環における炭素消失を理解する上で重要である。本研究では、北茨城市の森林集水域内の渓流水を対象として、溶存態有機炭素(DOC)濃度の連続測定を行うとともに、懸濁物質を捕集して粒子状有機炭素(POC)の量及び同位体測定を行い、2013年から2014年にかけてその流出特性を評価した。POCは、2つの孔径のカートリッジフィルターに通水させて捕集し、粒径毎に篩分けを行い、炭素量及び炭素:窒素同位体比の測定を行った。DOC濃度は、フィルターを通過した渓流水の紫外線吸光度を連続的に測定した。DOC濃度は、降水イベントとそれに伴う河川流量の増加に応じて上昇したが、その濃度変化は降水量や先行降雨の状況により大きく異なった。台風シーズン等の高流量期には、DOC濃度の増加が頭打ちになり、一方で小さな降雨イベントではDOC濃度が急激に上昇した。これらの結果は、降水の河川への流入経路の違いを反映していると示唆された。

口頭

福島第一原子力発電所事故で放出されたCs-137の森林土壌中の深度分布とコンパートメントモデルによる下方移行評価

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 松永 武

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csは、その多くが森林に沈着し、現在も残留している。本研究では日本の森林土壌における放射性Csの挙動を明らかにするために、植生や土壌の性質が異なる福島県内の森林において放射性Cs深度分布調査を行った。調査は2011年6月と7-8月、2012年3月、2013年8月、2015年7月の計5回実施した。試料は表層リター及び土壌に分けて採取を行った。土壌試料は表層リターを採取した後に、同じ場所からコアサンプラー(藤原製作所製、HS-25L)を用いて採取して冷凍保存し、実験室で深さ毎に分割した後で乾燥させた。調製後の土壌試料及びリター試料はGe半導体検出器(ORTEC製、GEM20P4-70)により$$gamma$$線測定を行った。調査の結果、リター層に沈着した$$^{137}$$Csは土壌表層へ移行しており、その速度には植生による違いがあることが分かった。また、土壌中での移行速度は遅く、植生による違いはないことが分かった。さらに深度分布の時間変化に対してコンパートメントモデルを開発し、$$^{137}$$Cs深度分布の予測計算を行った。

口頭

H29浪江町林野火災地近隣において捕捉された大気浮遊じんの起源の推定

石井 康雄; 武藤 琴美; 萩原 大樹; 伊藤 祥一*; 高橋 誠*; 田籠 久也; 土肥 輝美; 北村 哲浩

no journal, , 

平成29年4月30日に福島県の浪江町と双葉町にまたがる十万山山域において林野火災が発生し、5月6日に鎮圧、10日に鎮火が確認された。この際、近隣町村においてダストサンプリングが行われたが、5月8日に採取された大気浮遊じんの放射性セシウム(Cs-137)濃度が、前日比でおよそ3-9倍の高い濃度であった。この放射性セシウム濃度が高い大気浮遊じんの化学的分析を行い、その特徴から放射性セシウムの起源の推定を行った。

口頭

福島県内山域における歩行サーベイによる線量率測定結果のデータ解析

武藤 琴美; 土肥 輝美; 吉村 和也; 金井塚 誠一*; 飯島 和毅

no journal, , 

山地森林における詳細な空間線量率分布を把握するために、福島第一原子力発電所付近の17山域で歩行サーベイによる空間線量率測定を行った。調査は2015年から2018年にかけて、登山道および特定の標高を一周する周回するルートの2種類で行われた。測定にはSWR社製のGPS連動型空間線量率自動記録システム(ホットスポットファインダー: HSF)を使用し、20cm高空間線量率および100cm高空間線量率を測定した。調査の結果、HSFによる測定では山地森林における空間線量率の局所的な不均一性を捉えることができた。また、地理情報システムを用いたデータ解析を行った結果、標高や斜面の向きといった地理的要因と空間線量率には関連性があり、山域ごとにその特徴が異なることが示唆された。

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