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2013 年度 実績報告書

福島第一原発周辺に分布する土壌粘土鉱物によるセシウム脱離予測モデル

公募研究

研究領域福島原発事故により放出された放射性核種の環境動態に関する学際的研究
研究課題/領域番号 25110506
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関金沢大学

研究代表者

福士 圭介  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (90444207)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードセシウム / 粘土鉱物 / ため池堆積物 / 分散・凝集
研究概要

福島第一原発周辺土壌では、細粒な粘土鉱物に放射性セシウムが取り込まれていることが報告される。粘土鉱物は陽イオン交換反応によりセシウムを取り込むため、セシウムを保持した粘土鉱物が高塩濃度の溶液と接触した場合、セシウムは溶液に溶出される可能性がある。本研究は福島第一原発周辺に分布する土壌粘土鉱物からの主要陽イオンによるセシウム脱離挙動を実験的に調べモデル化することを目的とする。本年度は実験に用いる土壌の採取およびキャラクタリゼーション、スメクタイトの標準物質から微量セシウム脱離挙動の検討を行った。
前者ではいわき市猿倉ため池堆積物を詳細に調査し、本検討に適した土壌試料であることを明らかにした。後者では様々な濃度をもつ主要陽イオン溶液によるスメクタイトに微量に保持される不純物セシウムの脱離挙動を調査し、分散状態にある場合セシウム溶出はイオン交換に従うものの、凝集状態にある場合セシウムの脱離は著しく抑制されることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

細粒粘土鉱物の分散凝集が及ぼすセシウム脱離の効果を明らかにすることができ、当初予想しなかった重要な成果であるといえる。一方、現地土壌を用いた脱離実験はまだ行えておらず、これは当初の予定よりも遅れているいえる。前者の発見は極めて重要であり、後者の検討のために必要な予備的検討であったと考えると、おおむね順調に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

今年度は福島県いわき市猿倉ため池から実験に用いる土壌試料を大量に採取する。試料をクレイサイズ、シルトサイズ、サンドサイズに分級し、主要陽イオンによる放射性セシウムおよび安定セシウムの脱離実験を行う。福島第一原発周辺で主要なセシウムの取り込み媒体と考えられているイライトを用いて主要陽イオンによる放射性セシウムおよび安定セシウムの脱離実験を行う。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Distribution and mineralogy of radioactive Cs in reservoir sediment contaminated by the Fukushima nuclear accident.2014

    • 著者名/発表者名
      Aoi Y. Fukushi K. Itono T. Kitadai N. Kashiwaya K. Yamada H. Hatta T. and Manpuku Y.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences,

      巻: 109 ページ: 23-27

    • DOI

      10.2465/jmps.130620c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salinity dependence of 226Ra adsorption on montmorillonite and kaolinite.2014

    • 著者名/発表者名
      Tamamura, S. Takada, T. Tomita, J. Nagao, S. Fukushi, K. and Yamamoto, M.
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 299 ページ: 569-575

    • DOI

      10.1007/s10967-013-2740-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sorption of Eu(III) on granite: EPMA, LA-ICP-MS, batch and modeling studies.2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushi, K. Hasegawa, Y. Maeda, K. Aoi, Y. Tamura, A. Arai, S. Yamamoto, Y. Aosai, D. Mizuno, T.
    • 雑誌名

      Environmental Science and Technology

      巻: 47 ページ: 12811-12818

    • DOI

      10.1021/es402676n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Export of 134Cs and 137Cs in the Fukushima river systems at heavy rains by Typhoon Roke in September 20112013

    • 著者名/発表者名
      Nagao, S. Kanamori, M. Ochiai, S. Tomihara, S. Fukushi, K. and Yamamoto, M.
    • 雑誌名

      Biogeosciences,

      巻: 10 ページ: 6215-6223

    • DOI

      10.5194/bg-10-6215-2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihydrite consistent with in-situ infrared spectroscopic observations.2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushi, K. Aoyama, K. Yang, C. Kitadai, N. and Nakashima, S.
    • 雑誌名

      Applied Geochemistry

      巻: 36 ページ: 92-103

    • DOI

      10.1016/j.apgeochem.2013.06.013

    • 査読あり
  • [学会発表] Distribution and Mineralogy of Radioactive Cesium in reservoir sediments from Iwaki, Fukushima Prefecture Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushi, K. Aoi Y. Onishi H. Ushiyama T. Nagao S. and Tomihara S.
    • 学会等名
      Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
    • 発表場所
      韓国光州
    • 年月日
      20131007-20131012
  • [学会発表] 陽イオン混合溶液によるスメクタイトからのセシウム溶出挙動2013

    • 著者名/発表者名
      酒井遥、福士圭介
    • 学会等名
      日本地球化学会第60回年会
    • 発表場所
      茨城県筑波大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 局所分析で探る花崗岩によるセシウム取り込み挙動2013

    • 著者名/発表者名
      青井裕介、福士圭介、田村明弘、森下知晃、荒井章司、亀井淳志
    • 学会等名
      日本地球化学会第60回年会
    • 発表場所
      茨城県筑波大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] Desorption behavior of cesium from smectite by major cations2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushi K. Yamashina Y. Aoi Y. and Sakai H.
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2013年年会
    • 発表場所
      茨城県筑波大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] Desorption behavior of cesium from smectite by major cations2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushi K. Yamashina Y. Aoi Y. and Sakai H.
    • 学会等名
      The 23nd V.M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      イタリア・フィレンツェ
    • 年月日
      20130828-20130830
  • [学会発表] Aoi Y. Fukushi K. Morishita T. and Kamei A2013

    • 著者名/発表者名
      Selective Cs uptake in biotite on Abukuma granite
    • 学会等名
      The 23nd V.M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      イタリア・フィレンツェ
    • 年月日
      20130826-20130830
  • [学会発表] 福島県飯舘村比曽地区ため池底土に保持された放射性Csの特徴2013

    • 著者名/発表者名
      青井裕介・福士圭介・糸野妙子・北台紀夫・柏谷健二・山田裕久・八田珠郎・万福裕三
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      千葉県幕張メッセ
    • 年月日
      20130519-20130524
  • [図書] 土壌中の鉱物におけるCs吸着ハンドブック2014

    • 著者名/発表者名
      鉱物新活用第111委員会土壌中の鉱物におけるCs吸着に関するワーキンググループ(分担執筆)
    • 総ページ数
      155
    • 出版者
      星雲社

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公開日: 2015-05-28  

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