2015 Fiscal Year Research-status Report

貧酸素水塊環境下にある東京湾底質の非破壊状態分析と放射能分析から読み解く堆積環境

Research Project

Project/Area Number	15K00515
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	松尾基之東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10167645)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小豆川勝見東京大学, 総合文化研究科, 助教 (00507923) 杉森賢司東邦大学, 医学部, 講師 (30130678)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	貧酸素水塊 / 東京湾底質 / 浚渫窪地 / 非破壊状態分析 / 放射能分析 / メスバウアー分光法 / X線吸収微細構造法 / 放射性セシウム
Outline of Annual Research Achievements	東京湾奥で特に夏期に強く発生する貧酸素水塊は、過去に浚渫した窪地が関係することが近年の研究によって明らかにされつつあるが、その発生・拡大のメカニズムは未だ不明である。我々は過去に発生した貧酸素水塊の履歴が直下の堆積物に記録されているものと捉え、堆積物を鉛直方向に採取し堆積年代別に元素の分布と化学状態の変化を分析することで、貧酸素水塊と浚渫窪地の堆積環境との関連性を明らかにすることを目的とする。その際、福島第一原子力発電所の事故によって環境中に沈着した放射性セシウムをいわばトレーサーとして用い、堆積物内での物質移動の評価に使うことを試みる。本年度は、千葉県幕張沖の浚渫窪地および平場において夏期に堆積物の採取および水中カメラによる海底面の観察を行った。本年の貧酸素水塊は例年並みの規模・変動推移の中で、当日はこの年最も貧酸素水塊が大きくなった日であった。溶存酸素量は、海水表面付近で6mg/L程度からほぼ単調に減少し、浚渫窪地内ではほぼ0mg/Lとなった。採取した底質コアを鉛直方向に可能な限り細かく裁断し、57-Feメスバウアー分光法、X線吸収微細構造(XAFS)法よる状態分析および放射性セシウムの鉛直分布の測定を行った。状態分析の結果は現在解析中である。放射性セシウムは、窪地・平場ともに、表層5 cmまでの部分での濃度に大きな変化は認められない一方で、窪地では30 cmあまりの深層まで、平場では約20 cm深層まで検出され、表層にとどまっていないことが分かった。東京湾における平均的な堆積速度はおよそ1 cm/yであり、このことから福島原発事故由来の放射性セシウムは、事故後約４年半の間に堆積したと推定される層よりも深い層まで沈降していることが分かった。また、この地点に最も近い河川である花見川およびその河口域でも堆積物を採取し、放射性セシウム濃度を用いて堆積環境の違いを検討した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason （理由）放射化分析や即発γ線分析を行う研究用原子炉（日本原子力研究開発機構JRR-3Mおよび京都大学原子炉実験所KUR)が、両方とも運転できない状況が長引いているため、redox-sensitiveな元素の機器中性子放射化分析が進んでいない。redox sensitiveな元素には還元的環境で沈殿する元素(S, U)や逆に酸化的環境で沈殿する元素(Fe, Mn, Ce, Th)もあり、これらの元素の定量値が考察には欠かせない。また、X線吸収微細構造(XAFS)法を行う高エネルギー加速器研究機構における実験は、マシンタイムの総時間が減少したため、測定試料の数を制限せざるを得ない状況であり、本年度は必要最小限の試料を選別して測定を行った。
Strategy for Future Research Activity	貧酸素水塊の出現頻度とその強度は年によって異なるため、単年度の研究結果のみから普遍性を考察するわけにはいかない。そこで、今後も千葉県幕張沖にて堆積物試料の継続的採取を行う。また、貧酸素水塊は幕張沖ばかりでなく神奈川県方面でも出現するので、平成28年度は、新たに夏期に神奈川県横浜沖での堆積物試料の採取を計画している。なお、原子力規制委員会は4月13日の定例会合で、京都大と近畿大の研究用原子炉２基について、運転再開に向けた安全審査の事実上の合格証となる「審査書案」を了承した。今回対象となる原子炉は、我々が放射化分析を行う炉とは別物だが、再開は近いものと推定される。再開の際には、遅滞なく放射化分析が出来るよう、平成28年度の日本原子力研究開発機構および京都大学の原子炉共同利用課題申請を済ませ、既に採択されている。