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セシウムと植物成分の相互作用解析ならびに物理的・化学的吸脱着過程に関する研究

Publicly Offered Research

Project AreaInterdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident
Project/Area Number 15H00975
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsセシウム / 安定同位体 / 放射性同位体 / ICP-MS / TOF-SIMS
Outline of Annual Research Achievements

放射性核種、特に多量に放出され、半減期の長いセシウムは東日本全域に広く影響を与え続けることが予想される。放出後の循環過程に対する知見が不足しているため、生態系においてどのような経路をたどるのか予測することは難しく、その動態解析と対策立案は喫緊の課題である。本研究では、樹木に対するセシウムの蓄積と移動、ならびに既にセシウムを取り込んだ樹木の利用について、それぞれ研究を行う。セシウムの挙動とその性質とを明らかにした上で、効率的な除去方法について考案・実証し、セシウム含有木材の効率的利用へと繋げる。
第二年度では以下の項目について重点的に研究を推進した。
1)セシウムの植物中成分に対する吸脱着挙動
東北の山林地方で主要樹種であるスギ、コナラ、アカマツを対象として、樹皮へのCsCl水溶液塗布を行い、樹木中への浸透係数を評価した。また特に降下したCs粒子の残存が予測されている枝葉についても詳細なCsの輸送挙動を評価した。得られた結果より、樹皮表面への沈着あるいは経根吸収によるCsの取り込み挙動が樹種によって大きく異なることがわかった。特に植物内の転用についてCsとKの挙動が異なることがわかった。
2)パルプ工程におけるセシウムの挙動解析
初年度までに、パルプ化処理によってCsが木材から高効率で除去できる可能性が示唆されていた。第二年度ではさらに実験を進め、樹皮、辺材、心材での違いを評価した。さらに137Csの沈着した木材と133CsCl水溶液を樹皮に塗布した木材とを比較した。結果より、137Cs・133Cs共に辺材・心材からは高効率でCsを除去可能であり、パルプ原料として利用できることがわかった。樹皮に沈着した137Cs・133Csはどちらも不溶性残渣として残留する比率が高かった。このことから、樹皮内においてCsを不溶化する何らかの生体的機構の存在が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Decontamination of Cs from Japanese cedar (Cryptomeria japonica) via kraft cooking2017

    • Author(s)
      W. Wang, Y. Matsushita, D. Aoki, K. Fukushima, R. Tomioka, K. Iizuka, C. Takenaka
    • Journal Title

      J. Wood. Sci.

      Volume: 印刷中

    • NAID

      40021280425

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Translocation of 133Cs administered to Cryptomeria japonica wood2017

    • Author(s)
      D. Aoki, R. Asai, R. Tomioka, Y. Matsushita, H. Asakura, M. Tabuchi, K. Fukushima
    • Journal Title

      Sci. Total Environ.

      Volume: 584-585 Pages: 88-95

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2017.01.159

    • NAID

      120006318711

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemical Mapping of Cell Wall Components2016

    • Author(s)
      青木弾、松下泰幸、福島和彦
    • Journal Title

      JAPAN TAPPI JOURNAL

      Volume: 70 Issue: 3 Pages: 308-315

    • DOI

      10.2524/jtappij.1506

    • NAID

      130005154367

    • ISSN
      0022-815X, 1881-1000
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スギにおける放射性Csの存在形態とその成熟過程における変化2017

    • Author(s)
      原竜弥, 富岡利恵, 青木弾, 金指努, 竹中千里
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Utilization of 137Cs-contaminated wood by kraft pulping process2016

    • Author(s)
      Wei Wang, Dan Aoki, Yasuyuki Matsushita, Kazuhiko Fukushima, Chisato Takenaka, Rie Tomioka
    • Organizer
      IUFRO Regional Congress for Asia and Oceania 2016
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analyses of freeze-fixed plant samples by cryo-TOF-SIMS2016

    • Author(s)
      D. Aoki, Y. Matsushita, K. Kuroda, and K. Fukushima
    • Organizer
      SISS-18
    • Place of Presentation
      成蹊大学(東京都武蔵野市)
    • Year and Date
      2016-07-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cesium absorption through bark of three tree species in Fukushima2016

    • Author(s)
      Wei Wang, Chisato Takenaka, Rie Tomioka and Tsutomu Kanasashi
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] スギ林および広葉樹林における樹木中の放射性Csの存在形態と安定性2016

    • Author(s)
      原竜弥、竹中千里、富岡利恵、金指努
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] パルプ洗浄工程における洗浄剤の挙動解明2016

    • Author(s)
      徳川勝洋, 浅井龍太郎, 青木弾, 松下泰幸, 八神祐絵, 石黒正雄, 野田泰史, 福島和彦
    • Organizer
      第66回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemical Mapping of Plant Biomolecules by cryo Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry2015

    • Author(s)
      Dan Aoki, Yuto Hanaya, Yasuyuki Matsushita, Masato Yoshida, Katsushi Kuroda, Ruka Takama, and Kazuhiko Fukushima
    • Organizer
      10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’15 (ALC’15)
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      2015-10-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical mapping of lignin precursors in the xylem of freeze-fixed Ginkgo biloba by the cryo-TOF-SIMS/SEM system2015

    • Author(s)
      K. Fukushima, Y. Hanaya, D. Aoki, Y. Matsushita, K. Kuroda
    • Organizer
      18th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry (ISWFPC2015)
    • Place of Presentation
      Vienna (Austria)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral analyses of a detergent in kraft-pulp washing process by cryo-TOF-SIMS/SEM2015

    • Author(s)
      D. Aoki, K. Tokugawa, R. Asai, Y. Matsushita, M. Ishiguro, Y. Noda, K. Fukushima
    • Organizer
      18th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry (ISWFPC2015)
    • Place of Presentation
      Vienna (Austria)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical mapping of organic/inorganic chemicals in frozen-hydrated biological samples2015

    • Author(s)
      D. Aoki, Y. Hanaya, Y. Matsushita, M. Yoshida, K. Kuroda, R. Takama, and K. Fukushima
    • Organizer
      SISS-17
    • Place of Presentation
      成蹊大学(東京都武蔵野市)
    • Year and Date
      2015-06-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cryo-TOF-SIMS を用いたパルプ洗浄工程における洗浄剤の挙動分析2015

    • Author(s)
      徳川勝洋、浅井龍太郎、青木弾、松下泰幸、石黒正雄、野田泰史、福島和彦
    • Organizer
      第82回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-06-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞壁構成成分のケミカルマッピング2015

    • Author(s)
      福島和彦
    • Organizer
      第21回パルプ技術セミナー
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-04-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 植物細胞壁実験法2016

    • Author(s)
      石井忠、石水毅、梅澤俊明、加藤陽治、岸本崇生、小西照子、松永俊朗、福島和彦、松下泰幸、青木弾 他
    • Total Pages
      403
    • Publisher
      弘前大学出版会
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] Secondary Xylem Biology2016

    • Author(s)
      Yoon Soo Kim, Ryo Funada, Adya P. Singh, D. Aoki, Y. Matsushita, K. Fukushima et al.
    • Total Pages
      397
    • Publisher
      Academic Press
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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