原発事故後の潮間帯生物相の変化と放射性核種による影響評価（平成 27年度）
Declines of intertidal biota after the Fukushima nuclear disasters involved by the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami, and evaluation of effects by radionuclides in marine invertebrates

研究概要

　2011年3月の東日本大震災に付随した東京電力福島第一原子力発電所（1F）事故により大量の放射性核種が漏れ出し、環境を汚染した。海洋汚染はフォールアウトと原子炉冷却水の直接漏洩によって生じ、海産生物は汚染（核種の蓄積）に加え、急性被曝したとみられる。現在も1Fから90Sr等の漏出が続いており、慢性被曝の可能性もある。申請者は2011年12月に1Fの半径20km圏内（警戒区域：当時）で予備調査を行うなどした結果、イボニシが広野町〜双葉町（1Fを含む約30km）で激減し、1F南側で付着動物の種数や個体数等も低減していることを見出した。この異常な状態の推移追跡と原因究明が本研究の目的である。現地調査（イボニシ個体群及び付着動物群集）と室内実験（急性影響と慢性影響の観点から被曝線量評価とともに実施）に基づき、1F事故後の潮間帯生物相の変化・原因究明と放射線による影響評価を行う。

研究の性格

• 主たるもの：応用科学研究
• 従たるもの：基礎科学研究

全体計画

　現地調査と室内実験により本研究を進める。現地調査として、定期的に野外調査〔１）付着動物群集調査と２）イボニシ個体群調査〕を行う。なお、核種分析は、ゲルマニウム半導体検出器（Cs-137等のγ線核種）とガスフロー計数装置（Sr-90）による。
現地調査：定期的な野外調査鍵〔１）は5月に実施。２）は毎月実施〕
１）付着生物の種数、個体数、湿重量（波崎、日立、富岡、大熊、双葉、南相馬、石巻：コドラート法）
２）イボニシ個体群密度、殻高組成、性成熟及び産卵調査（富岡、大熊、双葉、南相馬）
室内実験：作業仮説「原子炉から漏出の放射性核種／有害化学物質の急性影響により潮間帯生物が斃死」
３）曝露実験：イボニシに対する曝露実験（Cs-137, Sr-90, ホウ酸及びヒドラジンなど）
４）影響解析実験：被曝イボニシの病理組織学的観察、分子生物学的手法によるネクローシス（炎症、壊死）及びアポトーシス（細胞死）、細胞周期、DNA修復機構関連遺伝子の単離、遺伝子発現、タンパク発現並びにリン酸化状態の解析

今年度の研究概要

１）付着動物群集調査
　2012年より調査を行いデータが蓄積されている茨城県の神栖市と日立市、福島県の富岡町、大熊町（1Fの南側約1 km）、双葉町（1Fの北側約1 km）、南相馬市、及び宮城県の石巻市の7地点において、5月に50cm×50cmの方形枠を用いて、付着生物の種数、種別の個体数と湿重量を調べる（コドラート法）。なお、各地点とも、鉛直方向に3箇所で付着動物群集を採集する。
２）イボニシ個体群調査
　2011年12月の予備調査以降、データが蓄積されている福島県の富岡町、大熊町（1Fの南側約1 km）、双葉町（1Fの北側約1 km）、南相馬市の4地点において、定期調査を行う。イボニシ個体群密度（単位時間当りの採集個体数）、殻高組成を解析、生殖巣の組織学的観察による性成熟、各地点における産卵の有無を調べる。
　また、上述の作業仮説検証に向けた室内実験として、３）放射性核種の曝露実験と４）影響解析実験を行う。
３）放射性核種の曝露実験
　イボニシ（茨城県ひたちなか市平磯産）に対するCs-137およびSr-90の曝露実験を行う。当該曝露実験の核種濃度及び曝露期間は、2011年3月から4月にかけて1F近傍で実測／観測された表層海水中濃度及び期間のデータに基づき、それぞれ、30日間イボニシに曝露させる。実験期間中の生残率を記録し、30日間の曝露終了後、組織標本を作製・観察し、対照区との差異を明らかにする。
４）影響解析実験：被曝イボニシの病理組織学的観察、ネクローシス（炎症、壊死）及びアポトーシス（細胞死）の分子生物学的手法による解析
　３）で被曝させたイボニシを用いて、放射線によりDNAなどに損傷が生じて細胞の分裂遅延などが起こっているか、また、その損傷の程度に応じて(1)細胞を排除するのか、(2)DNAを修復するのか、を調べる。被曝イボニシの組織標本を作製し、(1)細胞の排除機構を指標とした形態観察による影響部位の特定を行う（ヘマトキシリンエオシン染色による組織形態の判断によるネクローシス組織細胞の観察・判定及び、TUNEL(TdT-mediated dUTP nick and labeling)法によるin situ染色によるアポトーシス細胞検出、などを行う。

外部との連携

鹿児島大学水産学部（久米元・助教）