赤城大沼における放射性セシウムのスペシエーション分析による動態解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04995
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 岡田 往子 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (60287860)
• 研究分担者: 薬袋 佳孝 武蔵大学, 人文学部, 教授 (10157563) ; 長尾 誠也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (20343014) ; 角田 欣一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30175468) [辞退] ; 木川田 喜一 上智大学, 理工学部, 教授 (30286760) ; 渡辺 峻 群馬県水産試験場, その他部局等, 研究員 (30739024) ; 松浦 治明 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (70262326) ; 森 勝伸 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70400786)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 赤城大沼 / Ｃｓ-137 / 濃度下げ止まり / ワカサギ / 化学形態別分析 / アンモニウムイオン / 吸脱着実験 / 吸着平衡

研究実績の概要

赤城大沼におけるワカサギ中のCs-137濃度の下げ止まりの要因として、赤城大沼底質の特異的な現象を探るために①群馬県内他の湖沼（赤城大沼、榛名湖、バラキ湖、丹生湖、鳴沢湖、近藤湖、碓氷湖、赤谷湖、草木湖、奥利根湖、梅田湖、神流湖）底質のCs-137の吸着脱離試験、EXAFS分析及び逐次抽出法による化学形態別分析、②群馬県内他の湖沼底質の中性子放射化分析法による微量元素分析、③減衰速度とCs-137濃度を他の湖沼（中禅寺湖、秋本湖、霞ヶ浦）との比較、④2021年2月に鉛直採水による観察を実施、底層水中のアンモニウムイオン及び2価鉄の分析、⑤湖水の安定Csを用いた吸着平衡実験、⑥底質の安定Csの分析などを行った。結果は①吸脱着試験では自然湖沼の赤城大沼と榛名湖底質の吸着率は静置時間の長さに寄らず94％であり、ダム湖である近藤沼や赤谷湖底質は99％に比べ、低い値を示した。Cs-137脱着率はダム湖である近藤湖や赤谷湖は0.3％に対して、赤城大沼と榛名湖は1.0％～2.5％と高い値を示した。EXAFS分析では赤城大沼は他の湖沼に比べ、溶離が容易な酸素と水和するCsが多く、難溶離であるケイ素と配位するCsが少ないことが分かった。②では自然湖とダム湖の微量元素濃度比が大きく異なっていることが分かった。③ワカサギのCs-137濃度のモニタリングから他の湖沼のワカサギも減衰速度が一定であることが分かった。④冬季の氷形成による成層化により、底層水にアンモニウムイオン、2価鉄の存在が確認され、懸濁粒子あるいは底泥からのCs-137の溶出の可能性が示唆された。⑤では、実験的にCsの湖底への吸着は共存イオンのイオン種及び濃度に大きく支配されることが示唆されたが、それはイオン交換的な競合反応を想定した単純な一段の平衡では説明できないものであった。⑥底質の安定Cs濃度は2μg/g～5μg/gであった。

研究成果

• [学会発表] 赤城大沼湖底質における放射性セシウムの動態解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 熊谷 尚人，松浦 治明，内山 孝文，渡辺 峻，野原 精一，岡田 往子
  • 学会等名: 環境放射能研究会
• [学会発表] 赤城大沼における放射性セシウムの動態解明 (1)湖水中放射性セシウムの溶存態と懸濁態の季節変動 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡田 往子，熊谷 尚人，松浦 治明，渡辺 峻，野原 精一，木川田喜一, 森勝伸, 薬袋佳孝, 長尾誠也
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
• [学会発表] 赤城大沼における放射性セシウムの動態解明 (2)底質におけるセシウムの存在状態解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松浦 治明、長橋 孝将、坂下 航輝、熊谷 尚人，岡田 往子，渡辺 峻，野原 精一
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
• [学会発表] 赤城大沼における放射性セシウムの動態解明 (3) 底質からの再溶出機構解明のための放射性セシウム吸脱着試験 (2021)
  • 著者名/発表者名: 熊谷 尚人，松浦 治明，内山 孝文，渡辺 峻，野原 精一，岡田 往子
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
• [学会発表] 赤城大沼湖底質における放射性セシウムの動態解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 熊谷 尚人，長橋 孝将，松浦 治明，渡辺 峻，野原 精一，岡田 往子
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の年会
• [学会発表] 中性子放射化分析による群馬県内の湖沼底質中の微量元素の定量 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡田往子，熊谷尚人，渡辺峻，野原精一
  • 学会等名: 日本放射化学会