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土壌に含まれる可給態放射性セシウムの新規定量法の検証(平成 27年度)
Evaluation of selective extraction method for available radiocesium in soils.

予算区分
AQ センター調査研究
研究課題コード
1516AQ001
開始/終了年度
2015~2016年
キーワード(日本語)
放射性セシウム,土壌,脱離,選択的抽出法
キーワード(英語)
radiocesium, soil, desorption, selective extraction

研究概要

土壌中の放射性セシウム(rCs)のうち、土壌から植物に移行可能な形態(可給態)はごく一部であるため、農作物のrCs吸収量や森林のrCs循環を予測するためには可給態rCs濃度の把握が必要である。しかし、従来法で定量した可給態rCs濃度が同じ土壌でも農作物のrCs吸収量が大きく異なる現象が問題となっており、可給態rCsの新たな評価法が求められている。申請者は昨年度までに、茨城県の森林および畑地と福島県の森林で採取した土壌を用いて各種試薬を用いた抽出実験を行った結果、可給態rCsの新規定量法(0.1M 安定塩化セシウム抽出)を考案した。本申請課題では、本法の妥当性と適用範囲を示すことを目的として、福島県農業総合センターが試料と各種データを保有する200検体以上の農地土壌に適用し、本法で定量した可給態rCs、従来法で定量した可給態rCs、農作物のrCs吸収量、土壌の諸性質の相関を解析する。さらに、本法の有用性を示す事例として、震災以降の未耕耘ほ場における耕起前と耕起後の土壌や、様々なK施肥や資材(ゼオライト・バーミキュライト)施用を実施した土壌について可給態rCsを分析し、農作物のrCs量との関係を調べる。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:技術開発・評価

全体計画

平成27年度は以下の実験を実施する。ただし、実験1の結果および申請中の研究費採択状況を踏まえ、実験2〜4の規模や方法を変更することがある。実験1・2の土壌試料の大半は、農水省消費安全局が採取し福島県農業総合センターが保管しているものであるが、鉱物組成・RIP・全Cs137濃度・交換性K濃度の既存データおよび抽出用土壌試料約40gの利用について、「成果公表の際には事前に十分な協議を行う」ことを条件として農水省消費安全局の了解を得ている。

実験1:予備実験から本法が適用可能と予想される「スメクタイトを含まない土壌」61試料の抽出を実施する。1M 硝酸アンモニウム抽出態rCsと0.1M 安定塩化セシウム抽出態rCsを定量する。両者の差がフレイドエッジサイト(FES)数の指標であるバーミキュライト・イライト含有量やrCs固定ポテンシャル(RIP)と相関していれば、0.1M 安定塩化セシウム抽出ではFES吸着態rCsが抽出されず、可給態rCsを選択的に定量可能と言える。実験1が完了次第、公表を準備する。農水省消費安全局との合意に至った後、国際誌に投稿する。実験1の公表準備と並行して、実験2〜4を実施する。
実験2:本法が適用できない可能性がある「スメクタイトを含む土壌」198検体についても実験1と同様の抽出と解析を実施し、本法の適用範囲を明らかにする。また、実験1および2の可給態rCs/Kと農作物中のrCs/Kの相関を調べる。
実験3:「震災以降の未耕耘ほ場において、耕起後栽培し、作付け一年目の農作物は作付け2年目以降よりも農作物中の放射性Cs濃度が高い傾向があるが、従来法で定量した可給態rCsは1年目と2年目で差がみられない」現象の解明を試みるために、震災以降の未耕耘ほ場において、耕起前と耕起後の土壌を採取し、本法の可給態rCsを定量する。 
実験4:土壌改良の効果を本法により簡易評価する可能性を示すために、様々なK施肥や資材(ゼオライト・バーミキュライト)施用を実施した水田土壌の可給態rCsを分析し、玄米中rCsとの関係を解析する。
平成27年度末までに抽出作業は完了可能であるが、実験2〜4における抽出液のrCs分析は、優先順に実施して残りは平成28年度に実施する。
平成28年度は、実験2〜4における抽出液のrCs分析を完了し、実験1〜4を総合的に解析した成果をとりまとめる。公表内容について農水省消費安全局との合意に至った後、口頭発表・誌上発表・Web上で公表する。

実験は、国立環境研究所が抽出実験を実施し、福島県農業総合センターが土壌特性および植物中濃度等のデータを提供する分担を基本とする。抽出液のrCs分析は、実験1については国立環境研究所で実施し、実験2〜4については国立環境研究所と福島県農業総合センターで分担する。データ解析は、国立環境研究所は可給態rCsと土壌特性の関係、福島県農業総合センターが可給態rCsと植物中rCsの関係に注目して分担する。

今年度の研究概要

平成27年度は以下の実験を実施する。ただし、実験1の結果および申請中の研究費採択状況を踏まえ、実験2〜4の規模や方法を変更することがある。実験1・2の土壌試料の大半は、農水省消費安全局が採取し福島県農業総合センターが保管しているものであるが、鉱物組成・RIP・全Cs137濃度・交換性K濃度の既存データおよび抽出用土壌試料約40gの利用について、「成果公表の際には事前に十分な協議を行う」ことを条件として農水省消費安全局の了解を得ている。

実験1:予備実験から本法が適用可能と予想される「スメクタイトを含まない土壌」61試料の抽出を実施する。1M 硝酸アンモニウム抽出態rCsと0.1M 安定塩化セシウム抽出態rCsを定量する。両者の差がフレイドエッジサイト(FES)数の指標であるバーミキュライト・イライト含有量やrCs固定ポテンシャル(RIP)と相関していれば、0.1M 安定塩化セシウム抽出ではFES吸着態rCsが抽出されず、可給態rCsを選択的に定量可能と言える。実験1が完了次第、公表を準備する。農水省消費安全局との合意に至った後、国際誌に投稿する。実験1の公表準備と並行して、実験2〜4を実施する。
実験2:本法が適用できない可能性がある「スメクタイトを含む土壌」198検体についても実験1と同様の抽出と解析を実施し、本法の適用範囲を明らかにする。また、実験1および2の可給態rCs/Kと農作物中のrCs/Kの相関を調べる。
実験3:「震災以降の未耕耘ほ場において、耕起後栽培し、作付け一年目の農作物は作付け2年目以降よりも農作物中の放射性Cs濃度が高い傾向があるが、従来法で定量した可給態rCsは1年目と2年目で差がみられない」現象の解明を試みるために、震災以降の未耕耘ほ場において、耕起前と耕起後の土壌を採取し、本法の可給態rCsを定量する。 
実験4:土壌改良の効果を本法により簡易評価する可能性を示すために、様々なK施肥や資材(ゼオライト・バーミキュライト)施用を実施した水田土壌の可給態rCsを分析し、玄米中rCsとの関係を解析する。
平成27年度末までに抽出作業は完了可能であるが、実験2〜4における抽出液のrCs分析は、優先順に実施して残りは平成28年度に実施する。

外部との連携

福島県農業総合センターとのI型B共同研究として実施する。

備考

本課題は、平成27年度地域環境研究センター内奨励研究として5月末に採択され、予算コード12239が承認された。平成27年度地方公共団体環境研究機関等と国立環境研究所との共同研究提案として、6月の研究評価委員会にて承認された。平成27年度地方環境研究所等との共同研究に対する研究費支援を申請し、7月に採択され、予算コード15164に決定した。

関連する研究課題
  • 0 : 地域環境研究分野における研究課題
  • 23048 : 多媒体環境における放射性物質の動態解明及び将来予測

課題代表者

越川 昌美

  • 地域環境研究センター
    土壌環境研究室
  • 主任研究員
  • 博士(人間・環境学)
  • 化学
portrait

担当者