森林バイオエアロゾル放出動態解明と福島事故による放射性セシウム飛散の定量的推定

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H04318
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 北 和之 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (30221914)
• 研究分担者: 保坂 健太郎 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (10509417) ; 石塚 正秀 香川大学, 創造工学部, 教授 (50324992) ; 森野 悠 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主幹研究員 (50462495) ; 反町 篤行 東洋大学, 理工学部, 教授 (60466050) ; 牧 輝弥 近畿大学, 理工学部, 教授 (70345601) ; 渡辺 幸一 富山県立大学, 工学部, 教授 (70352789) ; 五十嵐 康人 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (90343897)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 放射性セシウム / 大気再飛散 / バイオエアロゾル / フラックス

研究実績の概要

本研究において福島県の放射性セシウム高汚染地区内の林地に設置した観測サイトを活用し、大気エアロゾル粒子に含まれる放射性セシウムおよびバイオエアロゾルのサンプリングを継続的に実施している。その結果、これまでに明らかにしてきた夏季の極大に加え、春季の放射性セシウム極大においてもバイオエアロゾルが寄与している可能性を示した。またそれら極大時には大気放射性セシウムの45-70%が水溶性で、そのほとんどが植物に吸収されうることが明らかになった。植物栽培実験により、植物に吸収される放射性セシウムに占める大気粒子の寄与を推定した。その割合は高汚染域では10%以下であるが、除染された地区などでは無視できないことを明らかにした。
また筑波実験植物園林内において、フィルタサンプリングおよび浮遊菌カウンタによるバイオエアロゾル濃度観測を実施し、その濃度の季節変化や日変化について知見を得ることができた。バイオエアロゾルを捕集したフィルタ試料を用い、その蛍光スペクトルを測定しバクテリア、真菌胞子、花粉に分けて濃度変化を推定できた。さらにそれらと気象要素の関係を調べた。真菌胞子濃度は湿度と相関して増加し、特に夜間に高かった。花粉濃度は逆の傾向を示し、バクテリアは湿度や温度との相関は明瞭でなかった。また、森林バイオエアロゾルの発生は、林床だけでなく樹冠でも起こっていることを明らかにした。
観測サイト林内に建てたタワーおよび筑波実験植物園林床において、傾度法および緩和渦集積法によるバイオエアロゾル及び放射性セシウムの放出フラックスの観測を実施し、現在そのデータ解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Vertical distribution of airborne microorganisms over forest environments: A potential source of ice-nucleating bioaerosols (2023)
  • 著者名/発表者名: Maki, T., Hosaka, K., Lee, K.C., Kawabata, Y., Kajino, M., Uto, M., Kita, K., Igarashi, Y.
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 302 ページ: 119726-119736
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.119726
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of novel RNA mycoviruses from wild mushroom isolates in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Zhao, Y., T. Shirouzu, Y. Chiba, K. Hosaka, H. Moriyama, S. Urayama and D. Hagiwara
  • 雑誌名: Virus Research 巻: 325 ページ: 199045
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199045
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impacts on air dose rates after the Fukushima accident over the North Pacific from 19 March 2011 to 2 September 2015 (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang, KY., Nedelec, P., Clark, H., Harris, N., Kajino, M., Igarashi, Y.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 17(8) ページ: e0272937
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0272937
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Walking survey technique for ambient gamma dose rate measurement established in Fukushima Medical Universi (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasutaka Omori, Ryo Sasaki, Yuto Otsuki, Atsuyuki Sorimachi & Tetsuo Ishikaw
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 59 ページ: 1061-1070
  • DOI: 10.1080/00223131.2021.202337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大気と植物・菌類との放射性セシウム移行可能性の研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 北和之、古川純、根内水紀、南尾健太、羽田野祐子、五十嵐康人
  • 学会等名: 福島大学環境放射能研究所第9回成果報告会
• [学会発表] リアルタイム浮遊菌カウンタによる微生物粒子の計測―一般大気中および林内における観測― (2023)
  • 著者名/発表者名: 渡辺幸一、牧輝弥、保坂健太郎、北和之
  • 学会等名: 第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] 森林エアロゾルの微生物群集構造解析と氷核活性の評価 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宇都真央人、牧輝弥、北和之、保坂健太郎、五十嵐康人
  • 学会等名: 第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] 福島森林域における暖候期の放射性セシウム大気再浮遊は真菌胞子で説明できるか (2023)
  • 著者名/発表者名: 北和之、林奈穂、五十嵐康人、濱賢三、財前裕二、関山剛、足立光司、吉田尚弘、豊田栄、保坂健太郎、牧輝弥
  • 学会等名: 第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] バイオエアロゾルを構成する微生物相を漏れなく検出するための検討事項 (2023)
  • 著者名/発表者名: 保坂健太郎、南京沃
  • 学会等名: 第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] UV励起蛍光スペクトルによるバイオエアロゾルのカテゴリ別定量と森林内でのバイオエアロゾル濃度高度分布の観測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北 和之、南尾健太、根内水紀、井上未菜、中川照喜、高城有生、反町篤行、渡辺幸一、保坂健太郎
  • 学会等名: 第27回大気化学討論会
• [学会発表] フィルタサンプリングおよび蛍光スペクトル測定によるバイオエアロゾル定量法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北 和之、関口 碧、川上 花音、南尾健太、牧 輝弥、保坂健太郎、五十嵐康人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] 蛍光を用いた放射性微粒子(CsMP) の検出可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北和之、阿部善也、末木啓介、佐藤志彦、五十嵐康人
  • 学会等名: 日本放射化学会第66回討論会