2015 Fiscal Year Annual Research Report
放射性セシウムの土壌による固定能規定要因の全球的解析と植物への移行リスク評価
| Project/Area Number |
26252009
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
小崎 隆 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (00144345)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢内 純太 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (00273491)
塚田 祥文 福島大学, 環境放射能研究所, 教授 (50715498)
山口 紀子 国立研究開発法人 農業環境技術研究所, 土壌環境研究領域, 研究員 (80345090)
和穎 朗太 国立研究開発法人 農業環境技術研究所, 物質循環研究領域, 研究員 (80456748)
中尾 淳 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (80624064)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 放射性セシウム捕捉ポテンシャル / 風化黒雲母 / ヒドロキシAl重合体 / 鉱物表面有機物被覆 / 風成塵由来雲母 / 微細石英 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
1. 広域土壌の採取及び分析：アメリカ（サバンナ・リバーサイト（サウスカロライナ）およびサンタカタリナ山（アリゾナ））での土壌採取を行い、試料調整と一般理化学性分析の一部を実施した。次年度には残りの一般理化学性分析を終わらせる予定である。
2. 土壌生成プロセスと放射性Cs固定能の関係解析
2.1. 化学風化：H26年度に埋設したCs固定黒雲母カプセルの回収を、京都、福島、マレーシアキナバルの計8地点から2連ずつ回収することが出来た。また本年度土壌調査を実施したアメリカの7地点においてカプセルの埋設を実施した。次年度には回収したカプセルに残留する黒雲母を対象に、EXAFS振動の解析およびTEMを用いた構造解析を実施する予定である。
2.2. 腐植の蓄積：温帯および熱帯の、酸性岩（雲母を含む）地帯の森林土壌を対象に、表層に向かうほどAl水酸化物重合体によるCs吸着抑制効果が小さくなる反面、表層付近では腐植による鉱物表面被覆がAl水酸化物重合体と同程度のCs吸着抑制効果を示すことを実証した。さらに、酸化分解抵抗性が高い腐植ほどCs吸着抑制に寄与している可能性を初めて示した。次年度は超塩基性岩の森林土壌を対象に、雲母が存在しない系でのCs吸着に対する腐植の寄与について明らかにしていく予定である。
2.3. 風成塵の降下・堆積：日本各地から深さ別に採取した黒ボク土に含まれる、石英の酸素同位体比および雲母のK-Ar年代が火山噴火以外の起源である可能性を強く示した。この石英と雲母は量的に比例関係にあるとともに、土壌のCs吸着能が雲母量に比例したことから、地域や深さにかかわらず黒ボク土のCs固定能は主に風成塵降下量により規定されていることが強く示唆された。次年度は風成塵の影響が少ない低緯度アジア地域の黒ボク土についても同様の解析を実施し、日本の黒ボク土との傾向の比較から、黒ボク土における放射性Cs固定能に及ぼす風成塵の影響を明らかにする予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1.広域土壌の採取・分析およびCs固定黒雲母の埋設：土壌サンプリングおよびCs固定黒雲母の埋設地点を、乾燥帯（アメリカ西部）、温帯（アメリカ東部）および熱帯（マレーシアキナバル）の3地域における標高系列に設定し、各地での埋設地の維持・管理についてカウンターパートとの連携体制を構築することが出来た。
2.土壌生成プロセスと放射性Cs固定能の関係解明
2.1.化学風化プロセス：今年度EXAFS振動解析を予定していた高エネルギー加速器研究所でのビームライン確保が難しかったことから、Cs固定黒雲母の一連の解析はやや遅れているのが現状である。次年度確実に分析を進めていくために、あいちシンクロトロン光センターの利用を検討している。
2.2.腐植の蓄積プロセス：鉱物表面に付着している有機物のうち、酸化分解抵抗性が大きく超音波処理での剥離が起こりにくいものが、雲母層間へのCs吸着を抑制していることが確かめられた。
2.3.風成塵の降下・堆積：地点や深さが異なる複数の黒ボク土について雲母および石英の起源が火山灰とは明らかに異なり、風成塵起源である可能性が高いことを石英中酸素の安定同位体比およびK-Ar年代法の結果から明らかにすることが出来た。また、雲母の存在量と放射性Cs固定能の間に明瞭な比例関係があることから、風成塵に含まれる雲母が黒ボク土の放射性Cs固定能を大きく引き上げていることが明らかになった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は、Cs固定黒雲母のEXAFS変動解析の実施時期が遅れていることを除き、ほぼ予定通りに進展している。特に、腐植の蓄積が放射性Cs固定能に及ぼす影響の解明と、風成塵の降下・堆積が日本の土壌の放射性Cs固定能に及ぼす影響の解明については、想定した以上の成果が上がりつつある。したがって今後の推進方策としては、Cs固定黒雲母の解析を進めることを最優先課題とし、EXAFS変動解析が実施可能な研究施設（あいちシンクロトロン光センターを検討中）および研究体制の確保を急ぎたい。
|
