2019 Fiscal Year Research-status Report
Dynamics of radioactive cesium in Lake Onuma of Mt. Akagi by speciation analysis.
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18K04995
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
岡田 往子 東京都市大学, 工学部, 准教授 (60287860)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薬袋 佳孝 武蔵大学, 人文学部, 教授 (10157563)
長尾 誠也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (20343014)
角田 欣一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30175468) [Withdrawn]
木川田 喜一 上智大学, 理工学部, 教授 (30286760)
渡辺 峻 群馬県水産試験場, その他部局等, 研究員 (30739024)
松浦 治明 東京都市大学, 工学部, 准教授 (70262326)
森 勝伸 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70400786)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 赤城大沼のワカサギ / 放射性Ｃｓと安定Ｃｓ / 溶存態Ｃｓと懸濁態Ｃｓ / 底質 / 植物プランクトン / 湖水 / 夏季の湖水 / 逐次抽出法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的である群馬県前橋の赤城大沼における湖水・ワカサギの放射性Cs濃度の下げ止まりの原因解明のため、湖水内の詳細な鉛直分布を調べた。夏の成層期（8月）に深水層水を深さ1m毎に採水し、放射性Cs濃度を測定した。その結果、深水層内でも深くなるにつれて放射性Cs濃度が上昇していた。一方、季節ごとに採取された赤城大沼湖水について、安定Cs濃度を溶存態と懸濁態とに分けて定量した。その結果、溶存態・懸濁態それぞれの濃度の深度分布および湖水循環に連動した季節変動が明らかになった。底質へのCsの吸着形態の解明を目的に赤城大沼を含む群馬県の12湖沼の底質に安定Csを吸着させ、X線広域微細構造（EXAFS）測定を行った。外圏錯体と内圏錯体を形成するCsに着目し、各湖沼の底質中のCsの錯体構造を調査した。また、実験の前段階として赤城大沼湖底質が乾燥温度の変化が吸着に影響するかについて、安定Csによる乾燥温度の違いに対する吸着特性の比較検討を行った。蛍光X線分析法(XRF)を用いて吸着量への影響、EXAFSを用いて吸着形態への影響を調査した。底質・植物プランクトン・湖水凍結乾燥試料を中性子放射化分析を行い、それぞれ30元素、19元素、17元素を定量した。また、湖沼底質、周辺土壌、水生生物の放射性Csの溶出可能性に関して逐次抽出法による化学形態別分析や固体分析等を用いて調査した結果、底質からの放射性Csの溶出が水生生物中の放射性Csの沈着に関与していることが示唆された。一方、赤城大沼の流出河川が流入する利根川上流での放射性Cs（Cs-134、 Cs-137）の移行動態の調査は3ヶ月に1回の定期観測とともに、雪解け期間に3回、降雨後の観測を3回実施した。降雨時にはCs-137放射能濃度が最大で411mBq/Lまで増加し、粒子態放射性Csも流出が継続して起こっていることを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
夏期成層期において深水層内で放射性Csの濃度勾配が生じたことは湖底堆積物から放射性Csが再溶出している可能性を支持する結果となったが、どのように再溶出しているかは分かっていないため、研究の継続が必要である。安定Csについては濃度の深度分布および季節変動が明らかになり、湖水中溶存Csの動態を理解する上での重要な手がかりが得られたが、さらなるデータの蓄積が望まれる。EXAFS解析することが出来た群馬県湖沼の底質中で、赤城大沼の底質が内圏錯体に対する外圏錯体の配位数の比が最も高く、他の湖沼と比較して赤城大沼の底質はCsが溶出しやすい状態で存在している可能性が示唆された。湖底質の吸着特性に関する乾燥温度依存性については室温50 ℃、70 ℃、100 ℃、150 ℃で乾燥させた底質を用て実験を行った。乾燥温度が上昇すると内圏錯体を形成するCsの配位数が減少し、70 ℃以上では一定になるが、吸着量に影響が出るのは150 ℃以上の場合であることが分かった。一方で赤城大沼の生態系及び土壌の放射性Csの溶出の可能性について逐次抽出法と共にX線回折分析、重量分析、放射化分析等、多角的視点から取組み、これまで見えなかった底質と水生生物の関係性を明らかにしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を踏まえた上で、以下に記す各種検討・調査・実験を実施していく。
夏期成層期だけでなく、冬期成層期の放射性Cs濃度の鉛直分布の詳細を調査するとともに湖底堆積物から再溶出する放射性Csの存在形態を把握し湖水の放射性Cs下げ止まり現象の原因を究明する。赤城大沼におけるCs動態のケミストリーを明らかにするべく湖水中安定Cs濃度の深度分布および季節変動について他の溶存化学種ならびに放射性Csとの比較を行い、統計的解析を実施する。赤城大沼を含む12湖沼の底質中のどのような物質にCsが吸着しているのか明らかにするべく、X線回折装置(XRD)を用いて底質の構成成分の同定、XRF及び中性子放射化分析を用いて底質の元素分析を行い、調査する。赤城大沼湖底質の放射性Csの吸着特性を調査するべく、本実験で明らかになった吸着特性への影響が少ない乾燥温度で乾燥させた底質を用いて放射性Csの吸着実験を行う。2019年に採取した底質試料の放射性Csと安定Csの逐次抽出による化学形態別分析、並びにこれまでのデータから底質、土壌及び水生生物の放射性Cs濃度の相関を統計的に調査する。利根川上流に関しては観測を継続するとともに、赤城大沼の結果についてもこれまでの成果を取りまとめ論文投稿の準備を進める。
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| Causes of Carryover |
本研究では、毎年3月に研究対象の赤城大沼にサンプリングが予定されていた。当該年度は3月17日18日に予定されていたが、コロナウイルス禍の影響で、各機関での密な行動が自粛され、前倒しで3月9日10日に群馬水産試験場の協力の下、代表者と修士1年生とでサンプリングを実行した。予定では、学生が2名～3名行く予定であったため、その分が使用計画と差額が生じた。次年度（2020年度）は最終年度にあたるため、赤城大沼のサンプリングを増やすことに使用したい。しかし、他県への移動が自粛され、大学内の研究が実質滞っているため、秋以降のサンプリングに使用することを考えている。
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Research Products
(11 results)
