福島第一原子力発電所事故後の海洋モニタリングへのUSVの活用と原子力防災ツールとしての適用可能性

眞田 幸尚; 御園生 敏治; 尻引 武彦*

海洋理工学会誌, 27(2), p.37 - 44, 2023/12

https://doi.org/10.14928/amstec.27.2_37

本稿では、福島第一原子力発電所事故後に実施された海洋モニタリングの概況、USVの開発・運用経験、今後の原子力防災のためのツールとしての無人船舶の適用可能性などについてまとめた。海水で0.01Bq/L以下、海底土で10Bq/L以下。このような環境放射線モニタリングに使用するため、3機のUSVの運用試験を継続的に行っている。これらのUAVは、性能に応じて、海水サンプリング、海底土壌表層の直接測定、海底土壌サンプリングへの利用を視野に入れ、開発を進めている。今後の原子力発電所事故に備え、USVの開発促進が必要である。

Mineral composition characteristics of radiocesium sorbed and transported sediments within the Tomioka river basin in Fukushima Prefecture

萩原 大樹; 小西 博巳*; 中西 貴宏; 藤原 健壮; 飯島 和毅; 北村 哲浩

Journal of Environmental Radioactivity, 211, p.106042_1 - 106042_10, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106042

The deposited radiocesium in the Fukushima river basin is transported in the river systems by soil particles and redistributed in the downstream areas. Although predicting the behaviors of minerals that adsorb radiocesium and of radiocesium dissolved in river water within the river systems is essential, the dominant mineral species that adsorb radiocesium have not yet been comprehensively identified. We identify herein such mineral species by investigating the Cs distribution and the mineral species in each size fraction that are found in the bedload sediments from an upstream reservoir to an estuary within the Tomioka river basin located east of Fukushima Prefecture in Japan. In the fine sand sediment, which is the dominant fraction in terms of the Cs quantity in the river bedload, the Cs concentrations of the felsic and mafic minerals are comparable to that of micas. The mafic minerals contain 62% of the Cs in the fine sand fraction in the upstream area, while the felsic minerals contain the highest quantities of Cs in the downstream area. These results suggest that the quantification of the mineral species and the Cs concentration of each size fraction are critically important in predicting the behaviors of the minerals and radiocesium within the Fukushima river basin in the future.

Distribution and fate of I in the seabed sediment off Fukushima

乙坂 重嘉; 佐藤 雄飛*; 鈴木 崇史; 桑原 潤; 中西 貴宏

Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.208 - 218, 2018/12

AA2017-0744.pdf:1.17MB

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.06.025

2011年8月から2013年10月にかけて、福島第一原子力発電所から160km圏内の26観測点において、海底堆積物および沈降粒子中のI濃度を観測した。2011年における海底堆積物中のI濃度は0.020.45mBq/kgであった。同海域の海底への主なIの沈着は事故後の半年以内に起こったと推測され、その初期沈着量は約0.360.13GBqと見積もられた。ヨウ素は生物による利用性の高い元素であるが、事故由来の放射性ヨウ素を海産生物を介して摂取することによる被ばく量は、極めて低いと推定された。福島周辺の陸棚縁辺域(海底水深200400m)では、2013年10月にかけて表層堆積物中のI濃度がわずかに増加した。このI濃度の増加をもたらす主要因として、福島第一原子力発電所近傍の海底から脱離したIの陸棚縁辺域への再堆積と、河川を通じた陸上からのIの供給の2つのプロセスが支配的であると考えられた。

Factors controlling Cs activity concentrations in sediment collected off the coast of Fukushima Prefecture in 2013-2015

福田 美保*; 青野 辰雄*; 山崎 慎之介*; 石丸 隆*; 神田 譲太*; 西川 淳*; 乙坂 重嘉

Geochemical Journal, 52(2), p.201 - 209, 2018/00

https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0504

福島県沿岸における海底堆積物中の放射性セシウムの最近の挙動を明らかにするため、2013年から2015年にかけて、同海域の12観測点において堆積物中の放射性セシウムの水平、鉛直分布を調査した。表層堆積物(0-3cm)では、水深100m付近の観測点で比較的高いCs濃度が観測された。これらの観測点では粒径が小さく、有機物を多く含む堆積物が支配的であったことから、堆積物表層におけるCs分布は、堆積物粒子の移動性を反映すると推測された。福島第一原子力発電所東方の一部の観測点では、2014年の観測において、中層(5-16cm層)に高いCs濃度が見られた。この比較的高いCs濃度は、堆積物の粒径との間に有意な関係は示さなかった。また、このようなCsの局所的な分布は、2015年には見られなかった。上記の結果から、堆積物中のCsの分布は、表層付近での堆積物粒子の水平輸送ばかりでなく、中層にかけての鉛直混合によって決定づけられていることがわかった。

福島の環境回復に向けた取り組み,7; 福島沿岸域における放射性セシウムの動きと存在量

乙坂 重嘉; 小林 卓也; 町田 昌彦

日本原子力学会誌ATOMO, 59(11), p.659 - 663, 2017/11

福島の環境回復に関してまとめた連載記事の一つである。福島第一原子力発電所事故によって環境に放出された放射性セシウムの約7割は海洋に運ばれたと見積もられている。政府等によるモニタリング調査に加えて、国内外の多くの機関の調査研究によって、放射性セシウムの海洋における分布や動態が浮き彫りとなってきた。時間的・空間的に連続した観測データを得ることが困難な海洋においては、数値シミュレーションが積極的に活用され、事故後に新たに得られた知見を踏まえ、さらなる改良が進められている。本論文では、福島の沿岸域におけるセシウムの動きと存在量について俯瞰し、環境回復の現状の科学的な理解を深めるとともに、今後取り組むべき課題について解説している。

Preface "Radionuclides in coastal sediments after the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Distribution, dynamics and fate"

長尾 誠也*; 乙坂 重嘉; 帰山 秀樹*

Journal of Oceanography, 73(5), P. 527, 2017/10

https://doi.org/10.1007/s10872-017-0444-y

福島第一原子力発電所事故から5年以上が経過し、海洋環境においても多くの調査研究が進められてきた。海底堆積物中の放射性セシウムの水平分布、時系列変動については、2011年5月より、主に宮城県・福島県・茨城県・千葉県沿岸域でのモニタリング調査が続けられている。しかしながら、事故由来放射性核種による海底堆積物及び海底付近の生態系への影響評価は、その局所依存性や観測の困難さ等により、他の環境調査に比べて遅れていた。今回、「Journal of Oceanography」誌において標題の特集セクションを組み、河口,沿岸及び沖合海域における海底堆積物中の放射性セシウムの濃度分布や、その数年規模での変化傾向と要因についての4報の論文を掲載した。本解説は、その特集の企画意図を示すとともに、内容を概観するものである。

Cumulative history recorded in the depth distribution of radiocesium in sediments deposited on a sandbar

田中 万也; 近藤 宏壮*; 坂口 綾*; 高橋 嘉夫*

Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.213 - 219, 2015/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.08.022

福島県の阿武隈川の砂州において表層から深さ20cmまでの堆積物を採取した。採取した堆積物はバルク試料の放射性セシウム濃度を測定するとともにサイズ分画した試料の測定も同様に行った。その結果、砂州堆積物には福島原子力発電所事故後の河川における放射性セシウムの堆積過程が記録されていることが明らかとなった。

Vertical and lateral transport of particulate radiocesium off Fukushima

乙坂 重嘉; 中西 貴宏; 鈴木 崇史; 佐藤 雄飛; 成田 尚史*

Environmental Science & Technology, 48(21), p.12595 - 12602, 2014/11

https://doi.org/10.1021/es503736d

福島第一原子力発電所から約100km東方の沖合に、2011年8月から約2年間にわたってセジメントトラップを設置し、事故由来の放射性セシウムの海底への輸送フラックスを見積もるとともに、鉛同位体濃度等を指標として沈降粒子の輸送過程を解析した。Cs粒子束は観測期間の初期に高く、季節的に変動しながら全体として減少傾向を示した。この放射性セシウムの粒子束は、主に2つのモードで制御されていた。一つ目は表層水中で放射性セシウムを取り込んだ粒子の急速な鉛直輸送(鉛直モード)であった。このモードは、特に事故後の早い段階で支配的であり、観測点付近の海底における放射性セシウムの分布を形成したと推測された。二つ目のモードは、海底付近に運ばれた粒子状放射性セシウムの再移動であった(水平モード)。福島周辺の広域で採取した海底堆積物中のCs/Pb比を沈降粒子と比較することにより、水平モード時に堆積物が移動する範囲は数十km程度であると推定された。

Fluxes and balance of Pb in the northwestern Japan Sea

乙坂 重嘉; 馬場 正美*; 外川 織彦; Karasev, E. V.*

Pacific Oceanography, 1(2), p.149 - 157, 2003/12

北西部日本海の測点MSで、セジメントトラップ実験による沈降粒子の捕集と海底堆積物の採取を行い、粒子中の鉛-210と粒子の主成分(生物起源ケイ酸塩,生物起源炭酸カルシウム,有機物及びアルミニウム)を測定した。海水柱内における鉛-210の収支から、測点MSにおける鉛-210の循環は、(1)沈降粒子による除去と鉛直輸送,(2)深層での粒子の分解,(3)底層海流による水平輸送という3つの機構によって支配されていると見積もられた。鉛-210粒子束はAl粒子束とよい相関を示したが、生物起源成分の粒子束との関係は弱かった。この結果から、測点MSにおいて、鉛-210の海水からの除去は、陸起源粒子の沈降によって起こっていることが示された。水深3km層における鉛-210粒子束は、冬季から春季にかけて大きかった。この時期の鉛-210粒子束の増加は、西部日本海の沿岸域における冬季の鉛直混合によって、鉛-210に富んだ海水が測点MSの底層へ流入したことが原因であると考えられる。測点MSの深層における鉛-210粒子束の季節変動は、西部日本海における深層水形成のインジケータとして有効であることが示唆された。

石狩湾堆積物中の高いC/N比の有機物と重金属

濱原 和弘*; 重光 雅仁*; 乗木 新一郎*; 福山 龍次*; 荒巻 能史; 乙坂 重嘉

沿岸海洋研究, 41(1), p.53 - 60, 2003/08

https://ci.nii.ac.jp/naid/110007999298

北海道石狩湾の北緯43度30分、東経141度20分の地点で重力式採泥器を用いて約40cmの柱状試料を採取した。Cs-137法によって堆積速度を0.56cm/yrと求めた。1945年から1981年の間に有機炭素/有機窒素比が20という大きな比を持つ有機物が堆積していた。放射性炭素によれば、当該試料が周辺に対して200-300パーミル低い値を示し、石炭等の放射性炭素を含まない物質の混入をうかがわせた。また、この有機物部分には、鉄,銅,亜鉛そしてクロムが濃縮されていた。1981年以降の堆積物は、有機炭素/有機窒素比は約10-15に減少した。また、微量金属の濃縮も顕著ではなかった。石狩湾の化学環境は1930年以前にもどりつつある。