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2015 Fiscal Year Annual Research Report

セシウムと植物成分の相互作用解析ならびに物理的・化学的吸脱着過程に関する研究

Publicly Offered Research

Project AreaInterdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident
Project/Area Number 15H00975
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsセシウム / 安定同位体 / 放射性同位体 / ICP-MS / TOF-SIMS
Outline of Annual Research Achievements

放射性核種、特に多量に放出され、半減期の長いセシウムは東日本全域に広く影響を与え続けることが予想される。放出後の循環過程に対する知見が不足しているため、生態系においてどのような経路をたどるのか予測することは難しく、その動態解析と対策立案は喫緊の課題である。本研究では、樹木に対するセシウムの蓄積と移動、ならびに既にセシウムを取り込んだ樹木の利用について、それぞれ研究を行う。セシウムの挙動とその性質とを明らかにした上で、効率的な除去方法について考案・実証し、セシウム含有木材の効率的利用へと繋げる。初年度では以下2項目について重点的に研究を推進した。
1)セシウムの植物中成分に対する吸脱着挙動
樹木中のセシウムがどのようなメカニズムで輸送され、最終的にどのような化学形態で沈着しているのかは未だ不明名点が多い。まず様々な植物試料を用いて多段階の抽出実験を行い、得られた結果を無機金属間で比較することによりセシウム特有の挙動を調査した。結果より、植物の部位による輸送挙動の違いや、抽出に対する安定度の違いなどが明らかになった。また植物組織の生育段階によってもセシウムの沈着挙動は大きくことなることが確認された。
2)パルプ工程におけるセシウムの挙動解析
セシウムは樹木中に沈着し、その濃度は上昇傾向にあることが報告されている。セシウムを多量に取り込んだ樹木について、セシウムを除去しつつマテリアル利用する方法を模索することは重要である。本実験では樹皮にセシウム水溶液を塗布し、内部へ浸透させたスギを用いてクラフト蒸解パルプを作製し、蒸解パルプ化工程におけるセシウムの移動を追跡した。結果より、得られたパルプ繊維にはほとんどセシウムは残留していないことが確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度の研究計画であったセシウムの植物中成分に対する吸脱着挙動ならびにパルプ工程におけるセシウムの挙動解析について、それぞれある程度の成果を得ることができた。1)セシウムの植物中成分に対する吸脱着挙動 については各種試料の化学的キャラクタリゼーションが完了しておらず、今後検討を続ける予定である。2)パルプ工程におけるセシウムの挙動解析では、さらに工場での実際の試料・試薬のフローを見越して、セシウムの効果的な濃縮プロセスが提案できるよう、検討を続ける予定である。
以上のように、得られた結果から新たな課題も発生しているが、前進的な成果が得られていることから、おおむね順調に進展しているものと判断した。

Strategy for Future Research Activity

引き続きセシウムの樹木表面および内部における移動メカニズムとその化学形態に関して調査する。またパルプ化工程等におけるセシウムの挙動を詳細に分析し、その制御を試みる。

  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 細胞壁構成成分のケミカルマッピング (Chemical Mapping of Cell Wall Components)2016

    • Author(s)
      青木弾、松下泰幸、福島和彦
    • Journal Title

      紙パ技協誌

      Volume: 70 Pages: 308-315

    • DOI

      10.2524/jtappij.1506

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cesium absorption through bark of three tree species in Fukushima2016

    • Author(s)
      Wei Wang, Chisato Takenaka, Rie Tomioka and Tsutomu Kanasashi
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] スギ林および広葉樹林における樹木中の放射性Csの存在形態と安定性2016

    • Author(s)
      原竜弥、竹中千里、富岡利恵、金指努
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] パルプ洗浄工程における洗浄剤の挙動解明2016

    • Author(s)
      徳川勝洋, 浅井龍太郎, 青木弾, 松下泰幸, 八神祐絵, 石黒正雄, 野田泰史, 福島和彦
    • Organizer
      第66回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-29
  • [Presentation] Chemical Mapping of Plant Biomolecules by cryo Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry2015

    • Author(s)
      Dan Aoki, Yuto Hanaya, Yasuyuki Matsushita, Masato Yoshida, Katsushi Kuroda, Ruka Takama, and Kazuhiko Fukushima
    • Organizer
      10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’15 (ALC’15)
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      2015-10-25 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical mapping of lignin precursors in the xylem of freeze-fixed Ginkgo biloba by the cryo-TOF-SIMS/SEM system2015

    • Author(s)
      K. Fukushima, Y. Hanaya, D. Aoki, Y. Matsushita, K. Kuroda
    • Organizer
      18th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry (ISWFPC2015)
    • Place of Presentation
      Vienna (Austria)
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral analyses of a detergent in kraft-pulp washing process by cryo-TOF-SIMS/SEM2015

    • Author(s)
      D. Aoki, K. Tokugawa, R. Asai, Y. Matsushita, M. Ishiguro, Y. Noda, K. Fukushima
    • Organizer
      18th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry (ISWFPC2015)
    • Place of Presentation
      Vienna (Austria)
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical mapping of organic/inorganic chemicals in frozen-hydrated biological samples2015

    • Author(s)
      D. Aoki, Y. Hanaya, Y. Matsushita, M. Yoshida, K. Kuroda, R. Takama, and K. Fukushima
    • Organizer
      SISS-17
    • Place of Presentation
      成蹊大学(東京都武蔵野市)
    • Year and Date
      2015-06-25 – 2015-06-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cryo-TOF-SIMS を用いたパルプ洗浄工程における洗浄剤の挙動分析2015

    • Author(s)
      徳川勝洋、浅井龍太郎、青木弾、松下泰幸、石黒正雄、野田泰史、福島和彦
    • Organizer
      第82回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-06-04 – 2015-06-05
  • [Presentation] 細胞壁構成成分のケミカルマッピング2015

    • Author(s)
      福島和彦
    • Organizer
      第21回パルプ技術セミナー
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-04-15 – 2015-04-16
    • Invited
  • [Book] 植物細胞壁実験法2016

    • Author(s)
      石井忠、石水毅、梅澤俊明、加藤陽治、岸本崇生、小西照子、松永俊朗、福島和彦、松下泰幸、青木弾 他
    • Total Pages
      403(117-119, 141-144, 184-191, 356-364)
    • Publisher
      弘前大学出版会
  • [Book] Secondary Xylem Biology2016

    • Author(s)
      Yoon Soo Kim, Ryo Funada, Adya P. Singh, D. Aoki, Y. Matsushita, K. Fukushima et al.
    • Total Pages
      397(363-379)
    • Publisher
      Academic Press

URL: 

Published: 2017-01-06  

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