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地衣類における金属蓄積・保持機構の解明と放射性汚染物質降下量評価への適用

研究課題

研究課題/領域番号 16K12627
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 環境モデリング・保全修復技術
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

土肥 輝美  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 福島環境安全センター, 技術副主幹 (50469821)

研究分担者 高橋 嘉夫  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
大村 嘉人  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (40414362)
町田 昌彦  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード地衣類 / セシウム / ストロンチウム / ヨウ素 / 第一原理計算 / EXAFS / 環境モニタリング / アルカリ金属 / 環境モニタリング材料 / 金属元素保持特性 / 微量元素分析
研究成果の概要

地衣類は、様々な金属や放射性物質を蓄積・保持することが知られている。しかし、地衣類の形態や生理的特性に関連してそれらがどのように蓄積・保持されるのか、その機構はほとんど分かっていない。本研究では、被ばく評価上重要視されるCs、Sr、Iを対象に地衣類による取り込み試験を行い、電子顕微鏡観察、化学状態分析およびモデル計算を組み合わせて蓄積に関与する要因を探索した。その結果、主に地衣類の皮層部分にCs, Srが分布していることが示された。また、地衣類の形態の違いによって取込量の差異は生じないことが示唆された。さらに、二次代謝物等とCsとの結合安定性、Cs, Iの化学状態の知見を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地衣類中の面積あたりの放射性Cs量はこれまで実環境下の試料で形態の違い(生殖器官の密度)が要因との議論もなされてきたが、対象種については栄養繁殖器官による形態差が表面積を左右しない可能性が示されたのは大きな成果であった。地衣体組織内部のCsおよびSrの主な分布状況を初めて視覚的に示すことができたことも重要な成果である。さらにCsと地衣類の二次代謝物や細胞壁成分との錯体安定性の評価結果を示すことができたのは世界で初めての成果であり、化学状態分析結果と組み合わせた評価によってより具体的な保持状態の検討が進展するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Electron microscopic analysis of radiocaesium-bearing microparticles in lichens collected within 3km of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant.2019

    • 著者名/発表者名
      Terumi Dohi, Hisaya Tagomori, Yoshihito Ohmura, Kenso Fujiwara, Seiichi Kanaizuka, Kazuki Iijima
    • 雑誌名

      The Royal Society of Chemistry

      巻: Accepted

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Chemical Calculations for Norbadione A Complexes with Cs+, K+, and Na+ in Gas and Aqueous Phases2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Suno, Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: Accepted

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electron microscopic analysis of the radiocaesium micro particles in lichens collected around the Fukushima Dai-ichi NPP2018

    • 著者名/発表者名
      Terumi Dohi, Hisaya Tagomori, Yoshihito Ohmura, Kenso Fujiwara, Seiichi Kanaizuka, Kazuki Iijima
    • 学会等名
      13th International Symposium on Nuclear and Environmental Radiochemical Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地衣類中の放射性セシウム経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      土肥 輝美、吉村 和也、大村 嘉人、金井塚 清一、飯島 和毅
    • 学会等名
      地衣類研究会第47回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 森林内での菌類有機分子とセシウムの選択的錯体形成機構の理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      数納 広哉、町田 昌彦、土肥 輝美
    • 学会等名
      原子力学会2018年秋の大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オフサイトの核種分布特性に基づくサイト内環境中の核種インベントリの推定 (5)サイト近傍における地衣類含有粒子の化学形態2018

    • 著者名/発表者名
      土肥 輝美, 田籠 久也, 大村 嘉人, 金井塚 清一, 藤原 健壮, 飯島 和毅
    • 学会等名
      原子力学会2018年春の大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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