2020 Fiscal Year Research-status Report

空間的不均一性を考慮した森林土壌における放射性セシウムの可給性評価

Research Project

Project/Area Number	20K19951
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	高橋純子筑波大学, 生命環境系, 助教 (30714844)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	人工降雨実験 / 染料 / 経根吸収 / 福島第一原子力発電所事故 / Cs-137 / 森林土壌
Outline of Annual Research Achievements	福島県の林業復興上、樹木によるCs-137吸収量の将来予測を行うことが求められているが、土壌中の可給態Cs-137と樹木根による吸収量の間には明確な関係が得られていない。その理由の１つとして、森林では土壌やCs-137沈着量が空間的に不均一であることが上げられる。とくに、粗孔隙や根の表面などを伝って不均一に流れる選択流がCs-137の下方移行や生物利用性に寄与していることが考えられるが、これを定量的に評価した研究は少ない。そこで、本年度は、まず帰宅困難区域に位置する森林内で染料を用いた人工降雨実験を行い、染色部分と非染色部分の土壌を深度別に採取し、形態別Cs-137の定量を行った。その結果、染色部分の土壌は、非染色部分と比較して単位重量あたりの根および新鮮有機物含量が多く、有機物量、CEC、水溶態・交換態陽イオン量が高いなどの特徴が認められた。同一深度内での染色部分と非染色部分のCs-137濃度の比を取ると、0-2, 2-4, 4-6, 6-10 cmでそれぞれ0.98, 1.48, 1.51, 2.64と深くなるにつれて染色部分の濃度比が高くなっており、選択流の影響を受けていること、さらには事故から10年近く経過しても選択流の経路は比較的安定であったことが示唆された。6段階の逐次抽出による形態分析の結果、残渣画分を除くいずれの画分においても染色部分の方がわずかではあるものの、その割合が高い傾向にあった。これらの結果は、根の周囲など選択流が流れ易い部位に可給性の高いCs-137が高濃度に集積している可能性を示唆しており、下方移行への影響だけではなく、経根吸収を評価する上でも重要な知見であると考えられた。この成果については、国内学会で発表した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason コロナ禍により当初は調査に行くことが難しい状況であったが、学内での予備実験などを重ね、少ない機会でサンプリングを成功させることができた。非染色部分と染色部分のサンプリング方法にはまだ改善の余地はあるものの、得られた結果は両者の違いを大きく反映しており、選択流が流れる染色部分の土壌の方がCs-137濃度が高いだけではなく、可給性も高いという仮説の通りの成果が得られた。今後は調査地の拡大や分析項目の追加を計画しており、おおむね順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	本年度は表層10cmまでに焦点を当てたが、深いほど非染色部分と染色部分の差が大きいという結果が得られたため、今後は人工降雨量を増やし、10cm以下の土壌のサンプリングを予定している。同時に、地点数を増やし、この傾向がスギ以外の森林でも認められるかを検証する予定である。また、サンプリング時に定点写真を撮影し、選択流の経路の3D化による把握を試みる。