2017 Fiscal Year Annual Research Report
Historical impact of Kosa on Japanese land to enhance soil ability to retain radiocesium
| Project/Area Number |
16H06188
|
|---|
| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
中尾 淳 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80624064)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 放射性セシウム捕捉ポテンシャル / 黄砂 / 酸素同位体比 / K-Ar年代法 / 微細石英 / XRD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．黄砂雲母が日本の土壌の RCs 固定容量を引き上げた累積効果の推定：島根県掛谷町において，10.5万年前から2万年前にかけて地表に降下・堆積したレス（主に黄砂を成分とする堆積層）と火山灰の互層を対象に、黄砂サイズの微細粒子（<20 μm）のX線回折に基づく鉱物組成解析、放射性セシウム捕捉ポテンシャル（RIP）によるRCs固定能評価、酸素同位体比（δ18O）に基づく石英の起源推定，K-Ar法によるK含有鉱物の年代推定を行った。その結果、層位ごとの雲母量・石英量・RIPの増減傾向はほぼ一致し，火山灰層でそれぞれ小さな値が，逆にレス層では大きな値が示された。さらに，石英のδ18O値とK含有鉱物のK-Ar年代も類似の増減傾向を示し，それぞれ最大値は黄砂そのものの値（δ18O = 14～16‰, K-Ar年代 = 180～200 Ma）に近づいた。一方K-Ar年代は33～400 Maであり，全層で火山灰の降下年代よりもはるかに古い年代が得られた。δ18O値とK-Ar年代は直線的な比例関係を示し，それぞれをy，xにおいた直線回帰式はy = 0.034x + 7.93 (R2 = 0.88)となった。仮に本研究で用いた土壌が火山灰と黄砂の混合系である場合，2-20μm粒子中の黄砂の割合は15～95％と幅広い値を取ることが推定された。
２．福島の農耕地作土における黄砂雲母量および RCs固定容量の推定：H28年度に採取した，福島県浜通りの除染済み農耕地表層土壌（0－15㎝）計174点を用い，加熱濃縮した酢安抽出液をγカウンターにかけることで，土壌中の交換態137Cs量を求めた。この値を全137Cs量で割ることで得た137Cs脱着率は8.1±5.3％と低く，土壌による137Cs保持能の高さが確認された。この脱着率の地形面ごとの平均値に有意差は見られなかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はおおむね順調に進展している。理由は以下のとおりである。
１．黄砂雲母が日本の土壌の RCs 固定容量を引き上げた累積効果の推定：予定していた全ての試料採取地から，目的の土壌を採取し，予定していた全ての分析を実施することができた。掛谷露頭の火山灰－レス互層の火山灰層において，2－20μm粒子中の石英δ18O値およびK-Ar年代値が黄砂と比べてかなり小さいことは想定外であったが，微量に含まれる火山灰由来の石英および黒雲母が値を引き下げていることが分かった。むしろ，この2つの同位体パラメータの変異を利用し，各層に含まれる火山灰：黄砂比を推定する新しい手法の着想を得ることができた。一方で，数万年スケールの黄砂の積算堆積量を正確に求める場合，火山灰－レス互層の場合は火山灰由来の鉱質成分が誤差要因になり得ることが問題点として残った。
2. 福島の農耕地作土における黄砂雲母量および RCs固定容量の推定：福島県浜通りに分布する除染済み農耕地土壌を用いて，土壌の137Cs保持能の指標として交換性137Cs脱着率を求めるとともに，その規定要因について調べることができた。その結果，137Cs保持能は地形条件（沖積地，低位段丘，中位段丘）との明確な関係を示さず，古い地形面の表層土壌ほど137Cs保持能が高いという本研究の仮説を実証することはできなかった。除染の際に加えられた客土の種類によって137Cs保持能への影響が異なる可能性が考えられたが，客土資材の種類や採取地に関する情報がアクセス不可能であったため，原因の絞込みが困難であった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１．黄砂雲母が日本の土壌のRCs固定容量を引き上げた累積効果の推定
平成30年度は，過去45万年の堆積記録が追跡可能な泥炭コア（京都府神吉盆地）から，黄砂の最多粒径である＜20 μmの粒子を分画し，この画分について鉱物組成解析（XRD，酸素同位体比，K-Ar法など）およびRCs固定能の分析に供試する。これにより，数万～数十万年スケールでの黄砂の堆積速度に関して，他鉱物の混入による誤差が少ない情報が得られることが期待される。さらに、これまでに現代から約45万年前までの時間スケールを内包する計5地点の火山灰累積層の積算雲母量と RCs固定容量の値を元に、黄砂雲母が土壌の RCs 固定能を引き上げた累積効果を明らかにする。なお、日本の中でも春先の降水（降雪）量の違いによって黄砂の降下量に差がみられることから、現行の気候データおよび黄砂の観測記録に基づいて積算降下量の地点間変異を補正する。
２．福島の農耕地作土における黄砂雲母量およびRCs固定量の定量
H30年度は，東北農研福島拠点の協力のもと，福島県中通り広域の客土していない農耕地表層土を採取し，これについて 137Csの脱着特性を明らかにしていく。また，同じ土壌試料群についてX線回折分析による粘土鉱物組成の解析や，選択溶解法による雲母および石英の量を推定することで，地形面ごとの137Csの脱着特性の規定要因解明を試みる。
|
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Mobility of 137Cs and stable Cs in soil-plant systems in contaminated soils in Fukushima, Japan2017
Author(s)
Ogasawara, S., Eguchi, T., Nakao, A., Fujimura, S., Takahashi, Y., Matsunami, H., Tsukada, H., Shinano, T., Yanai, J.
Organizer
14th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements (ICOBTE2017)
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Cesium fixation capacity of Asian dust deposited in Japan and its origin inferred from oxygen isotope analysis and K-Ar dating2017
Author(s)
Terashima, M., Nakao, A., Elliott, W. C., Wampler, J.M. Tanaka, R., Yanai J., Kosaki, T.
Organizer
,14th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements (ICOBTE2017),2017
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Asian dust rendered volcanic-ash-soils the ability to retain radiocesium in Japan2017
Author(s)
Nakao, A., Uno, S., Tanaka, R., Yanai, J., Kosaki, T., Kubotera, H.
Organizer
American Geoscience Union (AGU) Fall Meeting
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
