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Evaluation of bioaerosol emission and resuspension of radioactive cesium emitted by Fukushima nuclear power plant accident from forests

Research Project

Project/Area Number 20H04318
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

KITA Kazuyuki  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (30221914)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 保坂 健太郎  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (10509417)
石塚 正秀  香川大学, 創造工学部, 教授 (50324992)
森野 悠  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主幹研究員 (50462495)
反町 篤行  東洋大学, 理工学部, 教授 (60466050)
牧 輝弥  近畿大学, 理工学部, 教授 (70345601)
渡辺 幸一  富山県立大学, 工学部, 教授 (70352789)
五十嵐 康人  京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (90343897)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords放射性セシウム / 大気再飛散 / バイオエアロゾル / 蛍光測定 / フラックス / 放出フラックス / 森林 / 森林からの放出 / 大気植生循環 / フラックス測定 / 森林放出
Outline of Research at the Start

本研究では、病原体伝播への寄与や氷晶核としての雲形成と降水への影響、および放射性セシウムの大気放出などで重要なバイオエアロゾルについて、(2)林床及び樹冠部におけるバイオエアロゾルの種類ごとの放出量の季節及び短期変化の理解、(3)森林内から上方へのバイオエアロゾル放出フラックスの定量的理解、(4)福島帰宅困難地区内森林からのバイオエアロゾルによる放射性セシウム放出の定量的理解を行うことを目的とする。そのために、まず(1)バイオエアロゾル捕集フィルタの蛍光分析により濃度・構成を測定する手法を開発し、さらに本研究の結果の活用のために(5)バイオエアロゾル・放射性セシウム放出のモデル化の検討も行う。

Outline of Final Research Achievements

Atmospheric cesium radioactivity was observed at forest area in Fukushima, indicating its concentration showed maximal in Spring and Summer. In both season, about 40 to 70% of radiocesium was water-soluble and could be absorbed by plants, because large fraction of reemission host particle of radiocesium was bioaerosol. Fluorescence detection method was developed to measure concentrations of bacteria, spore and pollen, sampled on a filter. Using this method, spore increased and pollen decreased with higher humidity in forest. Emission flux of bioaerosols and radio cesium was measured by adopting gradient and relaxed eddy accumulation techniques.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

福島第一原発事故により放出された放射性セシウムで汚染されたにもかかわらず、かなりの部分が除染されていない森林域での観測により、暖候期にバイオエアロゾルが放射性セシウムの主要な再飛散担体となるため、放射性セシウム放射能が比較的高濃度になることを示すとともに、そのかなりの部分が農作物などの植物に吸収されることを明らかにした。
また、バイオエアロゾルの分類別の大気濃度を簡便かつ比較的安価に測定する方法を開発し、それを用いバイオエアロゾル濃度の環境変数への依存性を調べたりや放出フラックスを測定することができた。それにより、バイオエアロゾルの氷晶雲核としての気候影響の研究などにも役立つと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (21 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 21 results,  Open Access: 17 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Vertical distribution of airborne microorganisms over forest environments: A potential source of ice-nucleating bioaerosols2023

    • Author(s)
      Maki Teruya、Hosaka Kentaro、Lee Kevin C.、Kawabata Yasuhiro、Kajino Mizuo、Uto Maoto、Kita Kazuyuki、Igarashi Yasuhito
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 302 Pages: 119726-119726

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2023.119726

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    • Author(s)
      Zhao, Y., T. Shirouzu, Y. Chiba, K. Hosaka, H. Moriyama, S. Urayama and D. Hagiwara
    • Journal Title

      Virus Research

      Volume: 325 Pages: 199045-199045

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2023.199045

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    • Author(s)
      Wang Kuo-Ying、Nedelec Philippe、Clark Hannah、Harris Neil、Kajino Mizuo、Igarashi Yasuhito
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 8 Pages: e0272937-e0272937

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0272937

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    • Author(s)
      Yasutaka Omori, Ryo Sasaki, Yuto Otsuki, Atsuyuki Sorimachi & Tetsuo Ishikaw
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: 59 Pages: 1061-1070

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      Omori Yasutaka、Sasaki Ryo、Otsuki Yuto、Sorimachi Atsuyuki、Ishikawa Tetsuo
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: - Issue: 8 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/00223131.2021.2023370

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      Ogiso-Tanaka Eri、Itagaki Hiyori、Ohmae Muneyuki、Hosoya Tsuyoshi、Hosaka Kentaro
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1128/mra.01026-21

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      Kajino Mizuo、Watanabe Akira、Ishizuka Masahide、Kita Kazuyuki、Zaizen Yuji、Kinase Takeshi、Hirai Rikuya、Konnai Kakeru、Saya Akane、Iwaoka Kazuki、Shiroma Yoshitaka、Hasegawa Hidenao、Akata Naofumi、Hosoda Masahiro、Tokonami Shinji、Igarashi Yasuhito
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      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 783-803

    • DOI

      10.5194/acp-22-783-2022

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    • Author(s)
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    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 413-413

    • DOI

      10.3390/atmos13030413

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    • Author(s)
      Tang, P., Kita, K., Igarashi, Y., Satou, Y., Hatanaka, K., Adachi, K., Kinase, T., Ninomiya, K., Shinohara, A.
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Sciences

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 17-17

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00475-6

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    • Author(s)
      Watanabe, K, Satoh, H. and Maki, T.
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 18 Issue: 0 Pages: 104-109

    • DOI

      10.2151/sola.2022-017

    • ISSN
      1349-6476
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  • [Journal Article] Bioaerosols Emission from Forest Ecosystem2021

    • Author(s)
      五十嵐 康人
    • Journal Title

      Earozoru Kenkyu

      Volume: 36 Issue: 1 Pages: 5-18

    • DOI

      10.11203/jar.36.5

    • NAID

      130008002849

    • ISSN
      0912-2834, 1881-543X
    • Year and Date
      2021-03-20
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      Ogiso-Tanaka Eri、Itagaki Hiyori、Ohmae Muneyuki、hosoya Tsuyoshi、Hosaka Kentaro
    • Journal Title

      Protocols.io

      Volume: -

    • DOI

      10.17504/protocols.io.b2vfqe3n

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      Kajino Mizuo、Adachi Kouji、Igarashi Yasuhito、Satou Yukihiko、Sawada Morihiro、Thomas Sekiyama Tsuyoshi、Zaizen Yuji、Saya Akane、Tsuruta Haruo、Moriguchi Yuichi
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126 Issue: 1 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1029/2020jd033460

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    • Journal Title

      Atmospheric Research

      Volume: 247 Pages: 105215-105215

    • DOI

      10.1016/j.atmosres.2020.105215

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      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-1

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      10.1038/s41598-020-78312-3

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      Kita Kazuyuki、Igarashi Yasuhito、Kinase Takeshi、Hayashi Naho、Ishizuka Masahide、Adachi Kouji、Koitabashi Motoo、Sekiyama Tsuyoshi Thomas、Onda Yuichi
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      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72029-z

    • NAID

      120006888481

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      130007925100

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      130007833214

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      Sato Yousuke、Sekiyama Tsuyoshi Thomas、Fang Sheng、Kajino Mizuo、Qu?rel Arnaud、Qu?lo Denis、Kondo Hiroaki、Terada Hiroaki、Kadowaki Masanao、Takigawa Masayuki、Morino Yu、Uchida Junya、Goto Daisuke、Yamazawa Hiromi
    • Journal Title

      Atmospheric Environment: X

      Volume: 7 Pages: 100086-100086

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2020.100086

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      Volume: 20 Issue: 21 Pages: 12939-12953

    • DOI

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      五十嵐康人、木名瀬健、足立光司、関山剛、北和之、林菜穂、石塚正秀、小板橋基夫、恩田裕一
    • Organizer
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Re-assessment of airborne radiocesium re-suspended from contaminated ground surface after the Fukushima Nuclear Accident2020

    • Author(s)
      Kajino M.A.WatanabeY.IgarashiY.ZaizenT.KinaseM.IshizukaK.Kita
    • Organizer
      EGU General Assembly 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rain-enhanced/induced bioecological resuspension of radiocaesium in a polluted forest in Fukushima2020

    • Author(s)
      Igarashi Y. K.KitaT.KinaseN.HayashiM.IshizukaK.AdachiM.KoitabashiY.Onda
    • Organizer
      EGU General Assembly 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バイオエアロゾルの2つの顔:健康被害と有効活用2020

    • Author(s)
      牧輝弥、能田淳、御手洗聡、森本耕三
    • Organizer
      放線菌学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 国立科学博物館におけるMiSeqを用いたDNAバーコーディング.2020

    • Author(s)
      小木曽映里・蛭田眞平・柿嶋 聡・畑 晴陵・保坂健太郎・神保宇嗣・細矢 剛・真鍋 真
    • Organizer
      オンライン研究会「生物多様性のDNA情報学」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 福島県内における野生きのこの放射性セシウム濃度の動向(2019)2020

    • Author(s)
      広井勝・影山志保・桧垣正吾・保坂健太郎
    • Organizer
      日本菌学会第64回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 地下生菌(トリュフ類)と小動物を介した森林内の放射性セシウムの動態把握2020

    • Author(s)
      保坂健太郎・糟谷大河・山本航平・石井弓美子
    • Organizer
      放射能環境動態・影響評価ネットワーク共同利用・共同研究拠点2020年度WEBキックオフミーティング
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気と植物・菌類間の放射性セシウム移行可能性の研究2020

    • Author(s)
      北和之・五十嵐康人・保坂健太郎・古川純・羽田野祐子
    • Organizer
      放射能環境動態・影響評価ネットワーク共同利用・共同研究拠点2020年度WEBキックオフミーティング
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 森林大気におけるバイオエアロゾルの垂直分布と氷核活性2020

    • Author(s)
      大川雄輝・牧輝弥・平良やすよ・三星かおり・北和之・保坂健太郎・真塩麻彩実・長谷川浩・五十嵐康人
    • Organizer
      日本分析化学会北陸地区講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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