20140715 第二回 「放射線計測フォーラム福島」

放射性セシウムによる海洋生態系の汚染

東京海洋大学石丸 隆
1内容
１．原発事故による放射性物質の海洋への拡散ー海水，堆積物の汚染と経時変化
２．練習船による海洋生物調査の結果・プランクトン ・底生生物
３．魚介類の汚染
魚介類における放射性セシウム濃度の経時変化
４．一部の魚類で汚染が長期化する原因？

内容
１．原発事故による放射性物質の海洋への拡散ー海水，堆積物の汚染と経時変化
２．練習船による海洋生物調査の結果・プランクトン ・底生生物
３．魚介類の汚染
魚介類における放射性セシウム濃度の経時変化
４．一部の魚類で汚染が長期化する原因？

福島第一原子力発電所事故による海洋への放射能移行経路① 大気からの沈着（塵、雨などと共に降下）② 直接流出③ 河川、地下水経由での陸からの移行①大気からの沈着

大気からの沈着

河川から移流/拡散②直接流出③陸からの移行
粒子形成

食物連鎖

鉛直混合
粒子からの脱着

地下水から

By J. Kanda

底生生物への移行

粒子沈降

堆積物からの脱着
4

4/7

4/11

4/14

4/17−194/29

5/3

137Csの表面分布の経時変化，スケールはLog[137Cs] Bq/L。

5

沈降粒子の生成と堆積物（底泥）へのセシウムの移行

海水プランクトンなどの生物排泄物、遺骸など沈降粒子堆積物（底泥）By J. Kanda

6海底堆積物
様々な粒子が混ざっている
生物起源粒子（遺骸、排泄物など）「有機物」＝生物のエサになる
無機質の殻
海水のセシウムはまずこちらに移行

鉱物粒子（粘土粒子など）
陸上から川などを経由して運ばれてくる
粘土粒子にはセシウムが固く結合しやすい

By J. Kanda

7堆積物での残留は続いている

y J. Kanda

海底堆積物（福島県沖 200m以浅）

137Cs radioactivity (Bq/kg‐dry)

137Cs radioactivity (Bq/L)

海水（発電所直近）

海水（発電所直近）・堆積物（福島県沖200m以浅）の137Cs放射能の推移
データ： 東京電力、福島県、文部科学省

内容
１．原発事故による放射性物質の海洋への拡散ー海水，堆積物の汚染と経時変化
２．練習船による海洋生物調査の結果・プランクトン ・底生生物
３．魚介類の汚染
魚介類における放射性セシウム濃度の経時変化
４．一部の魚類で汚染が長期化する原因？

放射性物質は表層の生態系から海底の生態系へ移る

糞や死骸が分解され砕片となったものをデトリタスという集まって大きくなったものがマリンスノー

海底のデトリタス食者から捕食者への移行

・ 底魚が汚染されるのにはさらに時間がかかる・ 放射性物質は底層の生態系の中で循環する 10

１．東京海洋大学練習船による福島県沖調査

2011年7月 1〜8日 海鷹丸
2012年5月15~24日
2013年5月14~23日
2014年5月13~22日

2011年10月17〜25日 神鷹丸
2012年10月22〜31日
2013年10月15〜25日

水中局の垂下

オペレーション

各パラメータの鉛直プロファイル採水

CTD‐RMSによる水温・塩分等の各層観測と海水の採取

12堆積物採取Fukushima
Dai-ichi
NPP

Sediment sampling points

マルチプルコアラー

プランクトン採集

開閉式ネットMTD ネット

ORI ネット
水中ポンプによる採集

底生生物の採取

1515

動物プランクトン（主としてカイアシ類）の放射性セシ
ウム濃度 2011年7月。
観測点・採集日
A
7月6日

採集法
IONESS

核種 Bq/kg-wet Bq/kg-wet
Cs-1342.70
5.64
Cs-1372.94

沖合いのプランクトンの放射性セシウム濃度は，4〜5月のみらいの試料と同程度。濃縮係数から見て，浮魚の汚染レベルはそれほど高くはならないと思われる。

測定： 青野（放射線医学総合研究所）

16

ツノナシオキアミの放射性セシウム濃度
観測点・採集日
C
7月3日

採集法
IONESS

核種 Bq/kg-wet Bq/kg-wet
Cs-134
2.78
6.26
Cs-1373.48

測定： 青野（放射線医学総合研究所）
17錨泊時のポンプ採水→ネット捕集（330, 100μm）

18

岸近くのプランクトン中の放射性セシウム濃度（Bq/kg-w）
ポンプ, 100μmメッシュ
AN-1
ポンプ, 330μmメッシュ
ポンプ, 100μmメッシュ
AN-3
ポンプ, 330μmメッシュ

Cs-134
Cs-137
Cs-134
Cs-137
Cs-134
Cs-137
Cs-134
Cs-137

104.9
111.9
137.1
160.1
78.2
85.8
315.5
353.3

7月初めには岸近くのプランクトン中の放射性セシウム濃度はかなり高く，シラス等の高レベルの汚染はこれによるものか？
測定： 青野（放射線医学総合研究所）

19

神鷹丸航海（2011年10月）で採集されたプランクトンの放射性セシウム濃度
観測点
AU1’EAB CDU4

B
E
U1'U4濃度（Bq/kg-w）
採集法
ORI 330μm Cs-134
3.5（0-50m） Cs-137
3.6
ORI 330μm Cs-134
4.5（0-90m） Cs-137
5.7
ORI 330μm Cs-134
14.6（表面）Cs-137
17.5
ORI 330μm Cs-134
3.7（0-110m） Cs-137
4.9
ORI 330μm Cs-134
5.8（0-230m） Cs-137
6.920

海鷹丸 2012年5月航海におけるネットサンプル
U1’
AN4M01 M02

Fukushima
Dai‐ichi
NPP

AN5I01 I02

EA B

C

MTD Net

MTD NetORI NetU4

Station and Net
type
IO1-MTD100
IO2-ORI330
U4-IONESS330
U1' -MTD100
U1' ORI330
AN-4 MTD100
AN-4 ORI330
MO1-MTD100
MO1-ORI330
Ｍ０２-MTD100
Ｍ０２-ORI330Ｉ０２-MTD100
Ｉ０２-ORI330
Ｅ-MTD100
Ｅ-ORI330
ＡＮ５-MTD100
ＡＮ５-ORI330
A-MTD100
A-ORI330

Date
2012/5/16
2012/5/16
2012/5/16
2012/5/16
2012/5/17
2012/5/17
2012/5/17
2012/5/17
2012/5/18
2012/5/18
2012/5/18
2012/5/19
2012/5/19
2012/5/19
2012/5/19
2012/5/19
2012/5/19
2012/5/21
2012/5/21

Cs-137
Bq/kg-wet
40.63
82.31
0.58
21.64
3.82
198.00144.87
4.81
11.84
18.63
7.08
11.96
4.98
152.2
156.8
172.6
100.4
37.84
138.9321

2012年5月のプランクトンネット試料(Bq/kg-wet)

Net mesh (m)

137Cs

浅い海で採られた試料では高濃度である場合があった水深(m)

By J. Kanda

22鉱物粒子や有機物粒子を含んでいたため、高濃度の 137Csが検出されたと考えられる→表・中層性の魚の汚染には直接関係しないのか？

Stn.EのMTD ネット (100μm)サンプル23

分類群ごとに分ける作業は労力を要する

24

オカメブンブク

キツネブンブク

ホンブンブクキタクシノハクモヒトデ

トゲクモヒトデ

ゴカイ類

ニホンヒトデ

25

マヒトデ

スナヒトデ

イモナマコ
25

2011年7月の底生生物中の137Cs 濃度 (Bq/kg-w)
500
450
400
350
300
250
200
150
100500Stn. A

Fukushima
Dai‐ichiNPP

A B

Stn. B

140120100806040200706050403020100C

Stn. C

赤字は同じ測点の堆積物（0〜3cmの平均）の濃度（Bq/kg-w）
26

2011年10月における底生生物の137Cs 濃度 (Bq/kg-w)
120

Stn. U1’1008060402001F
350300250200150100500U1’EStn. A

AB CD

302520151050Stn. B27

2012年10月の底生生物の137Cs濃度（Bq/kg‐wet）
原発近傍では高いが他では低下。ブンブク類は殻の中に泥をためるので、泥の濃度を反映している可能性もある。

U4Uʻ１AN6M01

M02

NP1I02ABC

50454035302520151050
カイメン AN6
クモヒトデ類 AN6
甲殻類 AN6
スナヒトデ AN6
ツガルウニ AN6
タサンショウウニ AN6
ブンブク類 AN6
カニ類 M01
ゴカイ類 M01
ウニ類 M01
ブンブク類 M01
ニホンヒトデ M01
ヒトデ類 M01
エビ類 NP2カニ類 NP2ゴカイ類 NP2
ヤドカリ NP2
スナヒトデ NP2
マヒトデ NP2
イソギンチャク類 NP1
エビ類 NP1
カニ類 NP1
ゴカイ類 NP1
スナヒトデ NP1
ツガルウニ NP1
ニホンヒトデ NP1
ブンブク類 NP1
ヒトデ類 NP1
クモヒトデ類 I02
ゴカイ類 I02
ナマコ類 I02
ブンブク類 I02
イソギンチャク類 A
甲殻類 A
ゴカイ類 A
ナマコ類 A
ブンブク類 A
卵 A
クモヒトデ類 B
ゴカイ類 B
ナマコ類 B
ブンブク類 B
イソギンチャク類 C
ウミシダ Cクモヒトデ類 C甲殻類 Cナマコ類 C
ヒトデ類 C
ブンブク類 C2013年5月における底生生物の137Cs濃度（Bq/kg‐wet）

0
ゴカイ類 M02
ゴカイ類 M02
ナマコ類 M02
ブンブク類 M02
ホンブンブク M02
魚類 M02甲殻類 M02
ホヤ類 M02
ニッポンヒトデ M02
マヒトデ M02
エビ類 NP2カニ類 NP2
ヒトデ類 NP2
マヒトデ NP2
スナヒトデ NP2
イソギンチャク類 NP2ウニ類 NP2
ウミサボテン NP2
ホヤ類 NP2
ブンブク類 NP2
クモヒトデ類 Ｉ02
ゴカイ類 Ｉ02
ナマコ類 Ｉ02
イモナマコ Ｉ02
ブンブク類 Ｉ02
サメの卵 Ｉ02
エビ類 A
カニ類 A
ゴカイ類 Aスナヒトデ A
ナマコ類 A
ブンブク類 A
イソギンチャク類 A
魚類 A
エビ類 B
カニ類 B
ゴカイ類 B
ブンブク類 B
ナマコ類 B2013年10月における底生生物の137Cs濃度（Bq/kg‐wet）
140120100

80604020

内容１．原発事故による放射性物質の海洋への拡散ー海水，堆積物の汚染と経時変化
２．練習船による海洋生物調査の結果・プランクトン ・底生生物
３．魚介類の汚染
魚介類における放射性セシウム濃度の経時変化
４．一部の魚類で汚染が長期化する原因？

福島県の水産物の調査結果

水産庁HPより

福島県のホームページのデータから作図
2014/7/14

2014/5/15

2014/3/16

2014/1/15

2013/11/16

2013/9/17

2013/7/19

2013/5/20

2013/3/21

2013/1/20

2012/11/21

2012/9/22

2012/7/24

2012/5/25

2012/3/26

2012/1/26

2011/11/27

2011/9/28

2011/7/30

2011/5/31

2011/4/1

底魚の放射性セシウムによる汚染状況

ヒラメ

10000

1000

100

10

133

福島県のホームページのデータから作図
2014/7/14

2014/5/15

2014/3/16

2014/1/15

2013/11/16

2013/9/17

2013/7/19

2013/5/20

2013/3/21

2013/1/20

2012/11/21

2012/9/22

2012/7/24

2012/5/25

2012/3/26

2012/1/26

2011/11/27

2011/9/28

2011/7/30

2011/5/31

2011/4/1

底魚の放射性セシウムによる汚染状況
アイナメ

10000

1000

100

10

134

岩礁性のシロメバルではまだ高濃度に汚染されたものが獲れる
2014/7/14

2014/5/15

2014/3/16

2014/1/15

2013/11/16

2013/9/17

2013/7/19

2013/5/20

2013/3/21

2013/1/20

2012/11/21

2012/9/22

2012/7/24

2012/5/25

2012/3/26

2012/1/26

2011/11/27

2011/9/28

2011/7/30

2011/5/31

2011/4/1

岩礁性魚の放射性セシウムによる汚染状況
シロメバル

10000

1000

100

10

1

福島県のホームページのデータから作図
35

内容
１．原発事故による放射性物質の海洋への拡散ー海水，堆積物の汚染と経時変化
２．海洋生物調査の結果・プランクトン ・底生生物
３．魚介類の汚染
魚介類における放射性セシウム濃度の経時変化
４．一部の魚類で汚染が長期化する原因？

海洋生物の放射性セシウム（137Cs、134Cs）取り込みと排出エサと海水のセシウム
消化管から吸収Cs

魚の放射能低下はなぜ遅い

Cs
Cs
Cs

Cs
Cs

Cs

海水のセシウムをエラから吸収

Cs
Cs

エラから体外へ排出

Cs

Cs Cs
Cs

Cs
Cs

Cs

Cs
Cs

消化管からCs 体外へ排出

体内への取り込みが止まれば（水もエサもきれいになれば）数日〜数十日オーダー（多くは20日〜100日）で半分になる＝生物学的半減期37石丸原図（神田改変）

放射性物質は表層の生態系から海底の生態系へ移る

糞や死骸が分解され砕片となったものをデトリタスという集まって大きくなったものがマリンスノー

海底のデトリタス食者から捕食者への移行

・ 岩礁の窪みなどには放射性セシウム濃度の高いデトリタスが集まりやすいのではないか。小型甲殻類はデトリタスを食べる。
38

東京海洋大グループによるセジメントトラップ実験
I01 水深約60m
2012年5月

I02 水深約120m
2012年5月
プランクトン平均50 (Bq/kg‐dry)

プランクトン平均
430 (Bq/kg‐dry)

トラップA
1,510

A

トラップB トラップ平均
1,740 (Bq/kg‐dry)
1,430

A
トラップA
4,270

B
7〜8m

堆積物表層から3cm沈降粒子に高い137Cs濃度

MTDネット 110
ORIネット 30

MTDネット 410
ORIネット 430

トラップA
2,060

By. J.Kanda

堆積物平均
260 (Bq/kg‐dry)

A

トラップB
2,750
B
トラップB
3,780
B

堆積物表層から3cm

トラップ平均2,180 (Bq/kg‐dry)
約20m

トラップ平均4,030 (Bq/kg‐dry)
7〜8m

堆積物平均
310 (Bq/kg‐dry)

㈱ いであの大量濾過器
100μm以下の分画をGFFフィルターに捕集懸濁粒子で高い値→ 2013 大量ろ過装置の作成

41

ウクライナフィルターブロック
作成： 福島大・環境放射能研究所
高橋隆行 所長

McLane 大量ろ過装置
北大渡邉 豊先生より借用

ポンプ

コントローラー・電池ボックス 42

2013年12月16日 久ノ浜で採集した懸濁物
補正実放射能（Bq/kg±1sigma)
Cs‐137: 7266±4350m以浅の岩礁には，高濃度の放射性セシウムをもつ餌生物がいる可能性。
それらは，懸濁／沈降粒子を餌とする生物である可能性。

四倉久ノ浜広野火発
福島第二原発福島第一原発45

ウスメバルとその餌
20140227

2014/3/12 REMUS 調査
富岡沖

海底地形精密調査 900/1800 kHz SSS

Bathymetry(m)REMUS 900kHz Side scan image
ろ過器設置位置Side scan image から
37度23.2568’N
141度03.6162’E

アミの採集
広田式ソリネット

久ノ浜沖のアミ
そのまま測定すると高濃度のCs137 を含む
海水中に数時間泳がせておいてから測ると低濃度になる（電中研 立田氏私信）
消化管内容物が高濃度なのか？
アミを食べたメバルは，アミと同時に消化管内容物の放射性セシウムを取り込むのか？
シロメバルは一つの岩礁に留まるので，海底地形を詳細に調べて，懸濁粒子，アミ，シロメバルの採集を同時に行って比較。放射性セシウムの移行過程を明らかにする。

第6回メバル調査海域案 ver. 20140711

2014年3月REMUS海底地形調査範囲
141‐01.50 E

141‐02.00 E

141‐02.50 E

141‐03.00 E

141‐03.50 E

141‐04.00 E

141‐04.50 E

141‐05.00 E

141‐05.50 E

37‐23.50 N

St. T (KUM)

37‐23.00 N

釣り場1

7月ろ過器投入点（案）

釣り場2

37‐22.50 N

アイナメ 52013年度サイドスキャンソナーによる瓦礫調査図（福島県農林水産部水産課）

これまでの観測域：St. T (KUM)、釣り場
2014年7月REMUS調査範囲案

2014年7月ソリネット範囲案

2014年7月大量ろ過器、採泥、採水点案（メバルを驚かせないように釣り場1の100 mくらい南）