福島原発事故で沈着した１３７Ｃｓの集水域生態系における移動の実態把握とモデル化

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24248027
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大手 信人 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10233199)
• 研究分担者: 堀田 紀文 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (00323478) ; 大橋 瑞江 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (30453153) ; 尾坂 兼一 滋賀県立大学, 環境科学部, 助教 (30455266) ; 村上 正志 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50312400) ; 西田 継 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (70293438) ; 小田 智基 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70724855) ; 田野井 慶太朗 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (90361576)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 福島第一原子力発電所事故 / 放射性セシウム / 森林生態系 / 物質循環 / 浮遊粒子状物質 / 食物網 / 生物濃縮 / 系根吸収

研究実績の概要

2011年3月の福島第一原子力発電所の事故では、1.2 × 1016 Bqの放射性セシウム（137Cs）が、大面積の森林を含む周辺の地域に飛散した。137Csは土壌中の粘土鉱物と強固に吸着されるため、集水域からは粒子状の形態として土壌の流出とともに河川に流出することが予測された。一方、溶存態の137Csは森林の土壌・渓流生態系内の微生物、藻類、植物等に吸収されることが考えられた。その後、137Csは消費者、捕食者である昆虫、土壌動物、魚類、鳥類などへ食物網を介して伝搬されていくことが予測された。こうした森林生態系内での137Csの拡散や生態系からの流出の実態を把握し、プロセスの詳細をあきらかにするために、本研究では、原発から約50km北西に位置する、福島県伊達市、森林集水域において、集中的な137Csの動態モニタリングを行った。流出渓流水中の137Cs濃度を経時的に観測し、種々の水棲、陸棲動物・植物の試料を季節ごとに採取して137Csの濃度を測定した。その結果、森林渓流を通して流出する137Csの主要な形態は粒子状の浮遊物質であり、粒子状有機物が最も重要なキャリアであることが示唆された。このため降雨時に生じる洪水流出が137Cs流出を著しく促進することが明らかになった。また、森林生態系内における137Csの最大のプールはリターとその分解途上の有機物の堆積層にあるため、生物群集内の137Csの拡散は生食連鎖よりも腐食連鎖からなる食物網の方が急速に進んでいることが明らかになった。栄養段階に沿った137Csの増加は観察されず、いわゆる生物濃縮は生じていないことが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Texas A&M University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Texas A&M University
• [国際共同研究] University of Helsinki(Finland)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: University of Helsinki
• [雑誌論文] 137Cs distributions in soil and trees in forest ecosystems after the radioactive fallout - Comparison study between southern Finland and Fukushima, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Jukka Pumpanen, Mizue Ohashi, Izuki Endo, Pertti Hari, Jaana Bäck, Markku Kulmala and Nobuhito Ohte
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.04.024
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of natural organic matter on iodine and 239,240Pu distribution and mobility in environmental samples from the northwestern Fukushima Prefecture, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu, C., S. Zhang, Y. Sugiyama, N. Ohte, Y.-F. Ho, N. Fujitake, D. I. Kaplan, C. M. Yeager, K. Schwehr, and P. H. Santschi
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 153 ページ: 156-166
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2015.12.022
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Estimation of radioactive 137-cesium transportation by litterfall, stemflow and throughfall in the forests of Fukushima (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo, I., N. Ohte, K. Iseda, K. Tanoi, A. Hirose, N. I. Kobayashi, M. Murakami, N. Tokuchi, and M. Ohashi
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 149 ページ: 176-185
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2015.07.027
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 原発事故後の福島件北部の森林生態系における放射性セシウム動態のモニタリング. (2015)
  • 著者名/発表者名: 大手信人, 村上正志, 遠藤いず貴, 大橋瑞江, 小田智基, 堀田紀文, 田野井慶太朗, 小林奈通子, 石井伸昌
  • 雑誌名: 学術の動向 巻: 20 ページ: 16-27
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] In growth core 法を用いた樹木細根における放射性Cs吸収量の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本長武 大橋瑞江 遠藤いず貴 小田智基 田野井慶太朗 小林奈通子 廣瀬農 大手信人
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 日本大学生物資源科学部（神奈川県・藤沢市）
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] 砂防堰堤内における137Csの分布に着目した森林流域からの137Cs流出に関する考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山部翔太郎 小田智基 遠藤いず貴 橋本長武 田野井慶太朗 廣瀬農 大手信人
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 日本大学生物資源科学部（神奈川県・藤沢市）
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] Consideration of 137Cs discharge from forest watersheds focused on 137Cs deposition in a check dam (2016)
  • 著者名/発表者名: Shotaro Yamabe, Tomoki Oda, Izuki Endo, Osamu Hashimoto, Keitaro Tanoi, Atsushi Hirose, Nobuhito Ohte
  • 学会等名: The 4th Design Symposium on Conservation of Ecosystem (SEASTAR2000)
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-03-16 – 2016-03-17
  • 国際学会
• [学会発表] In growth core 法を用いた樹木細根における放射性Cs吸収量の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本長武 大橋瑞江 遠藤いず貴 小田智基 田野井慶太朗 小林奈通子 廣瀬農 大手信人
  • 学会等名: 環境放射能研究会
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-08 – 2016-03-10
• [学会発表] 福島における森林生態系内の放射性セシウムの動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大手信人
  • 学会等名: 第5回原子力安全規制・福島復興シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学レジリエンス研究所（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2016-03-07 – 2016-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Investigation of radioactive cesium transportation from forest canopy to floor by litterfall, stemflow and throughfall in northern Fukushima (2015)
  • 著者名/発表者名: Izuki Endo*, Nobuhito Ohte, Kohei Iseda, Keitaro Tanoi, Atsushi Hirose, Natsuko I. Kobayashi, Masashi Murakami, Naoko Tokuchi, Mizue Ohashi
  • 学会等名: American Geophysical Union, 2015 Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] 森林流域における放射性セシウムの動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田紀文・柏原美歌・伊勢田耕平・遠藤いず貴・田野井慶太朗・大手信人
  • 学会等名: 第5回分野横断型水文学研究会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-06-11 – 2015-06-11
  • 招待講演
• [学会発表] 森林流域からの137Csの流出に与える砂防堰堤の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小田智基・大手信人・堀田紀文・遠藤いず貴・伊勢田耕平・田野井慶太郎
  • 学会等名: 平成27年度 砂防学会研究発表会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター（栃木県・宇都宮市）
  • 年月日: 2015-05-20 – 2015-05-22
• [図書] Agricultural Implications of the Fukushima Nuclear Accident: The First Three Years (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohte, N., M. Murakami, I. Endo, M. Ohashi, K. Iseda, T. Suzuki, T. Oda, N. Hotta, K. Tanoi, N. I. Kobayashi, and N. Ishii
  • 総ページ数: 263
  • 出版者: Springer
• [図書] 森林環境2016 特集 震災後５年の森・地域を考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 大手信人，村上正志，遠藤いず貴，堀田紀文
  • 総ページ数: 194
  • 出版者: 公益財団法人 森林文化協会