放射性csおよび安定cs · cs 移行 係数 作物の. cs 土壌の全cs = cs. cs....
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放射性Csおよび安定Cs
の同一圃場内での分布
二瓶直登
農学生命科学研究科 放射性同位元素施設
2016年3月26日 第12回放射能の農畜水産物等への影響についての研究報告会
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東京電力福島第一原子力発電所事故
(文部科学省 H23.12.16 プレス資料より引用)
福島県HPより
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Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs Cs
粘土鉱物
有機物
土壌中の放射性セシウム
Cs
Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs
植物が利用しやすい
強い吸着
弱い吸着
植物は利用しにくい
交換性Cs
全Cs
移行係数
作物のCs 土壌の全Cs
=
Cs
Cs
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Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs Cs
土壌中の放射性セシウム
圃場内でバラつき➡作物内のセシウムは?
(福島県農業総合センター)
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目的
➡ どのような土壌が放射性Csの高い作物を生産するか?
土壌中での放射性Csの分布、作物への移行
➡ 今後の予測(安定Csと比較)
Cs Cs
Cs
Cs
交換性Cs
≒
強い吸着 全Cs
弱い吸着
Cs Cs
Cs
➡ 圃場内でのバラつき
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調査方法 福島県飯舘村の圃場(30m×3.6m)を60分割
2014/9/8(開花期)
• 土壌 各区画の中心において 内径5cm,深さ15cmの土壌試料
• ソバ 信濃一号 8/7播種〜10/21収穫
2014/8/7(播種前)
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7
測定項目 分類 分解・抽出 測定
全Cs - NaIシンチレータ
交換性 酢酸アンモニウム NaIシンチレータ
Cs Cs
Cs
Cs
交換性Cs (1M・酢酸アンモニウムで抽出)
≒
強い吸着 全Cs
弱い吸着
Cs Cs
Cs
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圃場内の放射性Csのバラつき 作物(ソバ)の放射性Csのバラつき
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交換性Cs
9
放射性Csのバラつき
全Cs
最大値と最小値の差
全Cs 1.9倍
交換性Cs 4.4倍
Cs Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs
0
10
20
30
全Cs 交換性Cs
CBA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
CBA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
変動係数= 平均値 標準偏差
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変動係数
全量 交換性
Csと他元素のバラつき
0
5
10
15
20
25
30
35
137Cs Ca K Mg0
5
10
15
20
25
30
35
137Cs Ca K Mg
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ソバ子実の放射性Cs濃度 CBA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
最大値と最小値の差 1.9倍 4.4倍
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
全Cs 交換性Cs 子実Cs
5.5倍
変動係数
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0
50
100
150
200
250
0 10000 20000 30000 全Cs Bq/kg
0
50
100
150
200
250
0 500 1000 1500 Ex Cs Bq/kg
0
50
100
150
200
250
100 200 300 Ex K mg/kg
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 Ex Mg mg/kg
0
50
100
150
200
250
0 500 1000 1500 Ex Ca mg/kg
0
50
100
150
200
250
0.0 5.0 10.0 C %
0
50
100
150
200
250
0.0 0.5 1.0 N %
0
50
100
150
200
250
0.0 5.0 10.0 15.0 地上部重 g/本
0
50
100
150
200
250
0.0 5.0 10.0 子実重 g/本
0
50
100
150
200
250
0 500 1000 開花期Cs
子実Cs濃度と各項目の相関
全 Cs Ex Cs Ex K Ex Mg
Ex Ca C % N %
開花期Cs
子実重
地上部重
全137Cs(Bq/kg)
Ex137Cs(Bq/kg)
ExK(mg/g)
ExMg(mg/g)
ExCa(mg/g)
C(%)
N(%)
全重(g/本)
子実重(g/本)
開花137Cs
子実137Cs 0.3 0.5 0.1 0.1 -0.1 0.4 0.4 -0.4 -0.4 0.4
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どのような土壌で子実の放射性Csが高いか?
どのような土壌の交換性Csが高いか?
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全Cs と 交換性Cs
0 20000 40000 60000 80000
100000 120000 140000 160000
0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000
Ex13
7Cs
全137Cs
正の相関 ➡降下物(全137Cs)が多い所に交換性Csも多い
Cs Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs
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0 20000 40000 60000 80000
100000 120000 140000 160000
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0
Ex13
7Cs
C %
全炭素含量 と 交換性Cs
交換性Cs濃度と全炭素含量に相関
Cs Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs
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0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0
Ex13
7Cs抽
出率
%
C %
全炭素含量 と 抽出率 抽出率 =
全Cs 交換性Cs
Csの抽出率は全炭素含量と相関 →交換性Csは有機物に吸着されていることを示唆
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Cs
交換性Csの吸着場所 = 粘土鉱物+有機物
Cs Cs
Cs Cs
Cs
Cs
Cs
Cs Cs
Cs Cs
Cs
Cs
Cs
Cs
Cs
Cs
Cs
Cs
有機物少 有機物多
(同一圃場ゆえ、粘土組成は同じと仮定)
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偏りの原因
用水路
用水路側ほど水分が高い →水分過多による生育不良?
A
B
20
C
1 49.7% 43.2% 43.5% 47.1% 49.1%
A
B
20
C
1 昨年,圃場の右半分のみでソバを作付 →施肥の影響で養分増加?
•土壌水分 圃場5ヶ所で体積含水率を測定
•過去の作付
CBA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
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今後の放射性Csの挙動(予想)
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Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs Cs
Cs Cs Cs
植物が利用しやすい 粘土鉱物
有機物
強い吸着
弱い吸着
植物は利用しにくい
Cs
Cs
Cs
Cs Cs
Cs
時間経過 Cs Cs
Cs
Cs
Cs Cs
(Takeda et al 2013) 経過時間
移行係数
土壌中のセシウム
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セシウム(Cs) 134Cs、137Cs(放射性)
原子力発電所
133Cs(安定)
土壌 5000Bq/kg 約10-6mg/kg
約数mg/kg
Cs Cs
Cs Cs Cs
Cs
Cs
Cs
Cs Cs
比較
予測?
土壌中放射性Csの今後(予想) ➡ 安定Csと比較
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全Cs分布
安定Csの ばらつきが小さい
安定Cs
22
(kBq/㎡)
(mg/kg)
放射性Cs
全Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs
最大値と最小値の差
放射性Cs 1.9倍
安定Cs 1.6倍
![Page 23: 放射性Csおよび安定Cs · Cs 移行 係数 作物の. Cs 土壌の全Cs = Cs. Cs. 原発より飛来した放屜Ѡ✀䌀猰䲏뉗し찰歬衷䀰地縰地弰Ȁ屲土壌中でのCsの存坜⠰欰搰䐰暊걦ะ地縰夰Ȁ屲クリック\牗찰銊獽〰欰缰謰栰ƙ屮分が吸着するサイトは、大まかにいって粘土鉱物と、有機物に吸着され](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022043021/5f3ca4b87ea523302f1c51e3/html5/thumbnails/23.jpg)
交換性Cs分布
ばらつきの大きさは ほぼ同じ
安定Cs
23
放射性Cs (kBq/㎡)
(mg/kg)
交換性 放射性Cs
交換性 安定Cs
Cs Cs
Cs
Cs Cs
Cs
Cs
交換性Cs
最大値と最小値の差
放射性Cs 3.9倍
安定Cs 3.2倍
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Cs抽出率
放射性Cs>安定同位体Cs →事故由来の放射性Csは固定化が進行中? 24
0
2
4
6
放射性Cs 安定同位体Cs
交換
性Cs割
合(%
)
3.5倍
(n=60)
抽出率 = 全Cs
交換性Cs
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ソバへの移行係数
放射性Cs>安定Cs →放射性Csが安定Csより移行しやすい
25
0.0
0.4
0.8
1.2
放射性Cs 安定同位体Cs
移行
係数
(%)
3倍
(n=60)
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ソバ体内のCs移動
子実のCs濃度/地上部(開花期)のCs濃度比
➡137Csと133Csは同等 ➡ソバ体内では同様の動きをしている
![Page 27: 放射性Csおよび安定Cs · Cs 移行 係数 作物の. Cs 土壌の全Cs = Cs. Cs. 原発より飛来した放屜Ѡ✀䌀猰䲏뉗し찰歬衷䀰地縰地弰Ȁ屲土壌中でのCsの存坜⠰欰搰䐰暊걦ะ地縰夰Ȁ屲クリック\牗찰銊獽〰欰缰謰栰ƙ屮分が吸着するサイトは、大まかにいって粘土鉱物と、有機物に吸着され](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022043021/5f3ca4b87ea523302f1c51e3/html5/thumbnails/27.jpg)
圃場内バラつき
土壌中の存在形態
・交換性Csの抽出率:放射性Cs>安定Cs ・作物の移行係数:放射性Cs>安定Cs →事故由来の放射性Csは固定化が進行中?
・交換性Csと全炭素含量に相関 →交換性Csは有機物に吸着されていることを示唆
・全Cs> 交換性Cs ・作物>土壌
(同一圃場での比較)
土壌中の存在形態
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1
10
100
1000
10000
100000
3/11/11 3/11/12 3/12/13 3/13/14
Bq/k
g農産物のモニタリング検査 時間とともに低下傾向
・物理的半減期 ・低減対策 ・土壌へ固定
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・森美穂子さん(平成26年度卒業) ・大久保金一さん(農家) ・福島再生の会の皆さま ・関谷信人准教授(三重大学) ・古川純准教授(筑波大学)
ご清聴ありがとうございました。
謝辞