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2019 Fiscal Year Research-status Report

Accumulation of 137Cs by fungi and emissions to the atmosphere by fungal spores

Research Project

Project/Area Number 18K18791
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

河村 公隆  中部大学, 中部高等学術研究所, 教授 (70201449)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords放射性セシウム / キノコ / 菌類胞子 / アラビトール / マンニトール / トレハロース / 福島原発事故 / 放射性セシウムの大気への再飛散
Outline of Annual Research Achievements

これまで分析したエアロゾル試料は、複数のハイボームエアサンプラーをタイマーで制御して数日間毎にサンプリングしたものであったために、数日間の内に変動した複雑な気象因子を含んでいた。そのために菌類トレーサーと放射性セシウム(137Cs)との間には、マンニトールとの相関を除き、当初予想していた明確な関係は認められなかった。
今年度は、2019年の春から秋にかけて12時間毎に採取したフィルター試料(約50サンプル)を用いて気象因子の複雑さを除去した。その結果、Fungal spore organic tracer(菌類胞子トレーサー)であるトレハロース、マンニトール、アラビトールと137Csの間に正の相関関係が存在することが確認できた。しかも、相関係数は昼間よりも夜間に増大することが明確となった。この結果は、湿度の高い夜間に菌類の活性・胞子の放出が上昇し、137Csの拡散が増大することを意味している。これらの研究結果は、キノコなど菌類とそれらの胞子が福島原子力発電所のメルトダウン事故によって大気中に放出され土壌中に蓄積されている放射性セシウムの大気中への再飛散プロセスにおいて重要な役割を果たしていることを明確な形で実証した。
本研究の結果は、当初考えていた作業仮説を強力に支持するものであり、自然界における137Csの地球化学的・大気化学的プロセスを明らかにした大きな成果であると言える。特に、土壌中に蓄積した放射性核種は微生物的・地球生物学的プロセスによって大気中に放出することを明らかにした初めての研究である。また、本研究は、放射性核種で汚染された土壌を取り除くことの重要性を改めて明確にする科学的根拠を提供するものであり、社会的なインパクトは大きいと言える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

大気エアロゾル試料のサンプリング時間などを再検討したうえで、サンプリングを再度行った。それらの試料を化学分析した結果、土壌中に蓄積されている放射性セシウムの大気中への再飛散のプロセスを明確な形で証明した初めての研究成果を出すことが出来た。しかも、菌類胞子トレーサーと137Csとの相関係数が昼間よりも夜間に高いことがデータ解析から明確に言えた。この結果は、湿度が上がる夜間に菌類活動が活発となり胞子の飛散を通して土壌から放射性セシウムを大気に放出していることを意味しており、本研究の結果は大気化学的・地球化学的に重要な研究成果へとつながった。

Strategy for Future Research Activity

2019年の試料の分析は2020年の3月末にでた物であるため、そのデータ解析はまだ初期段階である。今後、関連データを出すことによって、本研究の重要性を更に固めていく。今後、国内外の学会での口頭発表を行うと共に、論文発表に向けた作業を開始する。2020年度中の論文の投稿・受理を目指す。

Causes of Carryover

本年度に採取したフィルターの化学分析が完了しておらず、令和2年度に有機炭素等の測定を行う必要がある。次年度使用額を繰り越し、OC/EC等の測定に必要となるヘリウム・純空気など高純度ガス、有機溶媒などの試薬を購入する計画である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019

All Journal Article (5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Distributions and sources of low-molecular-weight monocarboxylic acids in gas and particles from a deciduous broadleaf forest in northern Japan2019

    • Author(s)
      Tomoki Mochizuki, Kimitaka Kawamura, Yuzo Miyazaki, Bhagawati Kunwar, Suresh K.R. Boreddy
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 19 Pages: 2421-2432

  • [Journal Article] Seasonal study of stable carbon and nitrogen isotopic composition in fine aerosols at a Central European rural background station2019

    • Author(s)
      Petr Vodicka, Kimitaka Kawamura, Jaroslav Schwarz, Bhagawati Kunwar, Vladimir Zdimal
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 19 Pages: 3463-3479

  • [Journal Article] Hydroxy fatty acids in remote marine aerosols over the Pacific Ocean: Impact of biological activity and wind speed2019

    • Author(s)
      Poonam Bikkina, Kimitaka Kawamura, Srinivas Bikkina, Kiichiro Tanaka and Keisuke Suzuki
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Pages: 366-379

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00161

  • [Journal Article] Water-soluble low molecular weight organics in cloud water at Mt. Tai Mo Shan, Hong Kong2019

    • Author(s)
      W. Zhao, Z. Wang. S. Li, L. Li, L. Wei, Q. Xie, S. Yue, T. Li, Y. Liang, Y. Sun, Z. Wang, X. Li, K. Kawamura, T. Wang and P. Fu
    • Journal Title

      Science of the Total Environment

      Volume: 697 Pages: 134095

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2019.134095

  • [Journal Article] Tracing the relative significance of primary versus secondary organic aerosols from biomass burning plumes over a Coastal Ocean using anhydrosugars and stable carbon isotopes2019

    • Author(s)
      Srinivas Bikkina, Md Mozammel Haque, Manmohan Sarin, Kimitaka Kawamura
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Pages: 1471-1484

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.9b00140

  • [Presentation] Relationship of fungal spore organic tracer and 137Cs in ambient aerosols from Fukushima: Nighttime emission of radioactive Cs by fungi2019

    • Author(s)
      Kimitaka Kawamura, Bhagawati Kunwar, Kazuyuki Kita, Yasuhito Igarashi
    • Organizer
      European Geophysical Union 2019
  • [Presentation] Tracing the relative significance of primary versus secondary organic aerosols in biomass burning plumes over a Coastal Ocean based on stable carbon isotopes and anhydrosugars2019

    • Author(s)
      Srinivas Bikkina, Md. Mozammel Haque, Manmohan Sarin, Kimitaka Kawamura
    • Organizer
      European Geophysical Union 2019
  • [Presentation] Molecular Distributions of Water-soluble Organic Acids in Aerosols, Rain, Snow and Ice: Implications for Atmospheric Environment and Climate Science2019

    • Author(s)
      Kimitaka Kawamura
    • Organizer
      TROPOS
  • [Presentation] Fungal spores as emission sources of 137Cs in ambient aerosols from Fukushima2019

    • Author(s)
      Kimitaka Kawamura, Bhagawati Kunwar, Kazuyuki Kita, Yasuhito Igarashi
    • Organizer
      International Workshop on Surface-Earth System Science
  • [Presentation] 薪ストーブ煙突におけるカリウムの選択的除去: バイオマス燃焼トレーサー (Kとレボグルコサン)の再考2019

    • Author(s)
      河村 公隆, B. Kunwar, D. K. Deshmukh, Petr Vodicka
    • Organizer
      日本地球化学会年会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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