海生研研報，第27号，71－80，2022
Rep. Mar. Ecol. Res. Inst., No. 27, 71-80, 2022

解説

海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積
宮本霧子＊§
Behavior of Tritium in the Ocean and Marine Organisms
Kiriko Miyamoto*§
要約：海洋環境保全や気候変動適応を目的として，国際的な海洋調査プロジェクトで測定された海水や海生生物中の放射性核種濃度が地域から全球まで様々なレベルでデータベース化されている。宇宙
線粒子と大気中原子との核反応と，核実験や原子力平和利用で生成したトリチウムも同様で，最初は1970年代のGEOSECSで海洋循環を解明するトレーサーとして利用された。欧州の海域では，核廃棄物の海洋投棄や原子力施設排水の影響が調査されているが，トリチウムで標識された有機化合物が廃棄された地域の海生生物には蓄積現象が観測された。原子力発電所のある日本沿岸海水も，1970年代より地域の降水やその海域に流出する陸水とともに測定値がデータベース化されているので，様々な視点から今後の有効利用が望まれる。
キーワード：トリチウム，海水，海洋調査，海生生物，蓄積，データベース，IAEA，MARIS

公 表 さ れ 世 間 を 騒 が せ て い る（経 済 産 業 省，

まえがき2021)。トリチウムは太古より地球上に常に一定
全地球上に存在する「水」の98％近くが塩類を量存在した放射性核種だが，核実験により地球上含む海水であり，全地球表面積の70％を占める海の濃度レベルが一時期100倍に増加したことも洋に存在している。ヒトは海水と海洋中の無生物あった。1970年代には海洋循環を解明するトレーと生物から様々な恩恵を受けており，海洋の保護

サー物質として有効利用する目的で国際的な海洋が必要であることに気付いている。しかし人口が調査も行われたが，現在では原子力平和利用から増え，多種類の工業生産物の恩恵に浴することに海洋環境を保全する目的で測定が様々に行われてよって，その代償として海洋環境は国境を越えてきている。本稿では一部だがそれらのデータを見汚染された。意識的に強制的にそして国際的に，ることによって，海水中のトリチウム動態につい海洋環境保全の努力を行うため，様々な国際条約て過去から現在までの変遷を概観する。また，環が結ばれている。海洋調査もその根拠となるデー

境汚染物質について懸念されるのは海生生物へのタ収集のために継続されており，放射性核種もま蓄積現象であろう。トリチウムについて蓄積ありた調査の対象である。

やなしやと行われた国際的な議論を解説して，読水素の同位体である放射性のトリチウムを含む者の判断材料に供したい。

ALPS処理水が福島から海洋へ放出される計画が（2021年10月31日受付，2021年12月2日受理）＊ 公益財団法人海洋生物環境研究所 （〒162-0801§ E-mail: miyamoto@kaiseiken.or.jp

東京都新宿区山吹町347藤和江戸川橋ビル7階）― 71 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

海洋循環の解明と海洋生態系保全のために対象となる。トリチウムも水として挙動するので，トレーサーとして当初より期待が大きかった。同GEOSECS（Geochemical Ocean Sections Study

じく水素の非放射性同位体である重水素はトリチ(当初はSurvey)）は国際的な海洋調査プロジェク

ウムに比べて多量にあるため，海水中の濃度が世トとして不滅の金字塔である。1972年～1978年に界の海で均一と見做され，地球規模の海洋循環の行われ，大西洋，太平洋，インド洋において，温トレーサーとして使用できない。トリチウムは全度や密度などの物理的測定と共に，化学物質や放水素原子数の10-16 ％しか存在しないが，放出す射性核種の濃度測定も行われた。海洋の循環につるβ放射線の精密測定が可能になりトレーサーといて知見を求めるプロジェクトであったが，1945

して期待されたのである。

年以来行われた大気圏内核実験で地球上に放出さ現在でも，大小の様々な海洋調査が行われていれた人工の放射性核種（フォールアウト核種）もるが，特に欧州近くの北東大西洋，北海，バルト測定された。特にトリチウムや炭素14の核種は，

海（第1図）など，人口が多く原子力施設があり，それぞれ水素元素と炭素元素の同位体であるた工業生産や物流活動が盛んで，汚染物質の負荷がめ，海洋の循環についての知見を得るトレーサー

大きくかかる海域では危機感も強く，継続的に調物質（目的とする物質の移動現象を追跡するため

査活動が行われている。その結果として得られたに目印として使える物質）として利用できること

測定値をデータベース化し，オンライン公開してが期待された。海洋汚染を監視するために測定対

世界中に自由にデータ利用を促すものもある。

象となるのは海水中の溶存・浮遊物質であるが，IAEA（International Atomic Energy Association，国その運び屋である水分子の循環現象がまず興味の際原子力機関）に所属するモナコの環境研究所

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第1図

北東大西洋における海洋調査プロジェクトの対象海域，及びトリチウムデータベース関連地域の地図。
●：核燃料再処理施設操業地域とその名称，●：放射性医薬品工業活動地域とその名称，●：IAEAの月
間降水中トリチウム濃度観測地点とその都市名― 72 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積（IAEA Environment Laboratories）は，MARISデー

Biogeochemical Cycles of Trace Elements and Their

タベース（Marine Radioactivity Information System，

Isotopes，海洋の微量元素・同位体による生物地

海洋放射能情報システム）を運営して，世界各国

球化学研究）という国際プロジェクトも進行中でか ら の デ ー タ 提 供 も 呼 び 掛 け て い る（IAEAある。海洋循環の解明が，地球にとって喫緊の課

MARIS, 2021）。MARISに登録されている海水中の題である気候変動問題の課題の洗い出しと解決策

トリチウム濃度としては，まずバルト海（第1図）の提言にとって重要であることを視野に入れて行の環境保護を目的とする1980年発効のヘルシンキ

われている。日本も力を入れているので，海洋の条 約 に 基 づ く ヘ ル シ ン キ 委 員 会（HELCOM，

トリチウム濃度の測定値が提供され，解析されてBaltic Marine Environment Protection Commission）

いくことが期待される。

の観測データと，北東大西洋を中心に1998年発効
自然界でのトリチウム生成の オ ス パ ー ル 条 約（OSPAR，Convention for theProtection of the Marine Environment of the NorthEast Atlantic）に基づくオスパール委員会が提供

トリチウムは，核実験が終息した現在では原子する観測データ，そしてフランスがラ・アーグに力平和利用によって環境へ放出されることが改めある核燃料再処理施設を視野に置き1982年から収て世間を騒がせているが，そもそもは天然に存在集したBailly du Boisらの観測データなど，大量にする放射性核種である。宇宙線が成層圏大気中のある。第1図に，本稿に関連する海域名や地名を

窒素や酸素原子と衝突して核反応を起こし，恒久図示した。ちなみに海洋生物環境研究所の観測し的・永続的に生成されている。計算によると，1た福島沖や青森沖の海水中トリチウム濃度データ

年間に1017 Bq（ベクレル）近くのトリチウムが大も2014年以来MARISに掲載されている。

気中で粛々と生成されている。

1990年から始まった大規模な国際協同研究計画

地球科学，海洋科学の分野における物質中のト

WOCE（World Ocean Circulation Experiment， 世リ チ ウ ム 存 在 量・ 濃 度 の 単 位 に はTU（Tritium

界海洋循環実験計画）においては，eWOCEの名

Unit）が使用されることが多い。1TUとは，プロ称でデータベースがオンラインで公開されている

トン（1H，軽水素，質量数1の水素原子）の原子が，トリチウムも重要な位置を占めている。ただ数 存 在 量 を1と し た 場 合， ト リ チ ウ ム（3H，し，現在の海水中トリチウム濃度は小さく，鉛直

tritium，三重水素，質量数3の水素原子）の存在

分布を精密測定することが困難なので，海洋循環

する原子数存在量が10-18レベルであることを意味の研究にはトリチウムの娘核種である質量数3のする。非常に少ない。物質が水の場合の1TUはヘリウム同位体の存在量が利用されている。大気0.118 Bq/L に等しい。ちなみにもう１つの水素から海表面に降下したトリチウムが放射壊変して同 位 体 で あ る デ ュ ウ テ リ ウ ム（2H，deuterium，できる3Heは，海表面からは気圏に逃げるので表

重水素，質量数2の水素原子）の原子数存在量は，

面海水中には少ない。しかし，フォールアウト起

1.5×10-4レベルであり，レベルで比較してみれば源のトリチウムが大量にあった時期に海表面に降トリチウムの1014倍多い。なお1970年代の論文な下して海洋循環によって深部へ降下した後のトリ

どでは，トリチウム濃度の単位として現在は既に

3

チウムは， Heになってもそのまま深部に残存し3

使われなくなっているTR（Tritium Ratio，トリチ

移動するので，今現在の Heの分布を測定すればウム比）が散見される。1TRは水の場合に1TUに海洋循環のトレーサーとして利用できる。真空管

等しく，0.118Bq/Lに相当する。

理装置と質量分析技術の進歩により，宇宙科学や宇宙線によって生成するトリチウムは，核実験

地球科学の分野においても大気圏・地殻圏に存在が開始されるより前，水を電気分解する過程で既するヘリウム同位体比を利用した様々な研究が行にその存在は発見されていた。電極を浸して水を3

われているが，深層海水中の Heの原子数を測定

電気分解すると，イオン化した水素と酸素が両電することによって，かつてあったトリチウム存在極に分かれて移動し，電極表面上で水素と酸素の量を推定し，海洋循環について総論もまとめられ

各気体分子に変化する電気化学的な反応が起こている（Jenkins et al ., 2019）。

る。化学反応速度は同位体効果を受けるため，質ま た 2005 年 よ り 30 か 国 以 上 が 協 力 し て

量数が大きい同位体の方が化学反応が起こりにく

GEOTRACES（An International Study of the Marine

く，質量数の大きい重水素と，更に大きいトリチ― 73 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

ウムの方が，液体の水相の方に多く残っていき，Network of Isotopes in Precipitation）データベース

水の同位体濃縮が起こる。欧州では1930年代よりとしてデータ収集と公開が続いている。

加速器や質量分析計を利用してこの現象が解析さ

GNIPの測定は月間降水について行われている

れ，質量数3の三重水素の存在が証明されたのでが，180箇所の気象観測所が選ばれ，各月の降水ある。

量を使って荷重平均計算処理を行い，1987年まで

1945年アメリカニューメキシコ州で行われた最の 年 平 均 濃 度 をIAEAが 単 行 本 に ま と め て い る

初の核実験以来，同年に広島・長崎に実戦使用さ（IAEA，1992）。本稿では，その中から東京と共に，れた原子爆弾を含め，1963年に部分的核実験禁止

北米内陸のカナダ首都オタワ，欧州内陸のIAEA

条約（PTBT）が発効するまでに，2000回以上のがあるオーストリア首都ウィーン，欧州沿岸のオ

20

核実験が行われ，総計10 Bq（ベクレル）のトリ

ランダの都市フローニンゲン，そして太平洋中央

チウムが生成された。以来，半減期12.3年の放射部に位置するミッドウェイ島と，北半球から4地壊変により全体としては減少しつつ，宇宙線で生点を選んで年平均濃度の変遷を第2図に図示し成され大気圏から注入され続ける自然のトリチウ

た。どこも1963年をピークとしているが，海洋か

ムと混じりながら，水素同位体として区別なく地らの距離などの立地条件の違いにより，推移する

球上を循環してきた。ちなみに1996年に締結され濃度レベルが異なっている。宇宙線による核反応

た包括的核実験禁止条約（CTBT）は未加盟の核で生成したトリチウムも，大気圏内核実験で核分保有国があり，核実験実施の可能性はまだ残って裂により生成したトリチウム等のフォールアウト

いる。

核種も，成層圏と対流圏の境界にある圏界面にできる裂け目から，主に中緯度に降下する。また大降水として地球に供給されるトリチウム

気中水蒸気量が海洋上の方が大陸上よりも多いため，内陸から沿岸方向に大気水蒸気中トリチウム

海水ばかりでなく，陸水・淡水，即ち降水・地濃度に減少の勾配が生じる。こうして第2図のよ下水・河川水・湖沼水の地球規模での水文学的循

うに立地条件の違いにより降水中濃度レベルの推

環解明についてもトリチウムがトレーサー利用で移も異なった。また陸水圏では，大気水蒸気が降きることは当然期待されてきた。大気圏で宇宙線

水として地下水に涵養された後，一定期間の地下の起こした核反応によって生成したトリチウムは貯留を経てから河川水として地表面に流出するの酸素と結合して水分子となった後，対流圏に降下で，その遅れを反映して河川水とその土地の降水

し，大気中の水蒸気→降水→地下水→河川水→海のトリチウム濃度レベルとは異なってくる。この水→大気水蒸気のように循環する。半減期が12.3
年のトリチウム濃度を測定すれば，地下水が地表面に流出するまでの地下滞留時間の推定（年代測定）や，陸水が海洋に流出するまでの陸圏での滞

Bq/L
1000

留時間の推定などに利用できる。皮肉なことだが核実験により存在量が増加したために以前より測100定が容易になり，また核実験は主に大気圏で行わ10れたので，大気圏から注入される水循環のトレーサーとして極めて都合がよかった。

1

そのニーズを受け，IAEAは1960年よりWMO（世界気象機関）との連携で，世界500箇所以上から

0.1

月間降水中の重水素，重酸素（18O）濃度の測定

1950

1960

1970

1980

1990

値と共に，トリチウム濃度データを収集し，また自らも盛んに測定を行った。現在でも主に陸水圏

第2図で見られる重水素・重酸素濃度の微少な偏りや地域分布を利用して，水蒸気蒸発や降雨液化現象の解析，大気中の熱エネルギー収支の解析を行う気候変動研究に資するために，IAEAのGNIP（Global― 74 ―

月間降水中トリチウム濃度年間平均値の変遷。－：オタワ，－：ウィーン，－：東京，－：
ᐑᮏ ➨ᅗ
北太平洋（Midway環礁），－：フローニンゲン（オランダ）

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

ような複合的要因により，今なお河川水は海水よ値を図示した。これらの調査海域に近い，第2図りもトリチウム濃度が高く，涵養された降水の濃のフローニンゲン（オランダ国）とウィーン（オー度だけでなく，河川流域の大きさや海岸からの距

ストリア国）の降水中濃度が10Bq/L以下まで漸離，流域全体の構造によって，海洋へ流出する陸減している傾向と比較すると，この海域の表面海

水の濃度レベルが変動する。なおここでは北半球

水中濃度は大きく変動し，原子力施設起源の関与

5地点のデータのみ示したが，多くの核実験が北が指摘されている。（Fiévet et al ., 2021; Masson et

半 球 で 行 わ れ た た め， 南 半 球 よ り も 北 半 球 の

al ., 2005）

フォールアウト濃度レベルが高かったことが知られている。
海洋汚染調査の対象となるトリチウム
第3図 にMARISデ ー タ ベ ー ス か ら 抽 出 し た
GEOSECSで測定されたトリチウム濃度について
大西洋，太平洋，インド洋の採水深度が100mよ

Bq/L
10
Bq/L
1
0
1
1

MARIS，2021)。当時の地球へのフォールアウト

0.1
0.
1

降下量の違いを反映して，どの海域でも北半球の0.01

り 浅 い 表 面 海 水 の デ ー タ を 図 示 し た（IAEA

1970

表面海水は南半球の表面海水よりもトリチウム濃度が高いことが分かる。またIAEAの月間降水デー
タベースに登録されている，南・北大西洋，南・第3図

北太平洋，インド洋の5か所の採水地点を選び月間 降 水 中 濃 度 を 第3図 に 同 時 に プ ロ ッ ト し た（IAEA，1992）。1970年代ではこの5地点で各海域による降水中の濃度にほとんど差が見られない。
また表面海水中濃度はどの海洋でも降水中濃度よ

1980

1975

GEOSECSで測定された表面海水中トリチウム
濃度（記号）と当時の月間降水中トリチウムᐑᮏ ➨ᅗ
濃度（直線）。〇：北半球大西洋，〇：南半球
大西洋，●：北半球太平洋，●：南半球太平洋，△：北半球インド洋，△：南半球インド洋，－：
北大西洋（気象観測船），－：南大西洋（Gough島）， －：北太平洋（Midway環礁）， －：南太平 洋（Campbell島）， －： イ ン ド 洋（Diego
Garcia島）

りも低い傾向が顕著に表れている。海洋が大きな
水 の リ ザ ー バ ー と し て， 大 気 圏 か ら 降 下 し た
フォールアウトトリチウムの希釈・拡散に寄与した結果と推定されるが，均一濃度になるまでは混合されていない。このGEOSECSプロジェクトに

Bq/L
10000

より，初めて放射性同位体を利用して海洋の循環

100について多くの知見が得られたが（Östlund et al. ,1987）， そ の 後 のWOCE，GEOTRACESな ど の プ

1

ロジェクトも気候変動問題の解決に役立つことが期待される。

0.01

MARISデータベースには，最近までのHELCOM（バルト海），OSPAR（アイリッシュ海，北海），
Bailly du Bois（ビスケー湾，ケルト海，イギリス

0.0001
1980

1990

2000

2010

海峡，アイリッシュ海）などの海洋調査データが登録されているが，いずれも北東大西洋の海洋汚第4図

染を対象とした調査であり，原子力施設ばかりでなく，海底油田や重工業施設などが集中する重要な海域の海洋生態系を守るために行われている。
第4図にこれらのデータベースから抽出した，深度100mまでの表面海水中トリチウム濃度の観測― 75 ―ᐑᮏ ➨ᅗ
北東大西洋における水深100ｍ以浅の海水中トリチウム濃度。〇：HELCOM（バルト海），●：OSPAR（アイリッシュ海，北海），▲：Bailley
du Bios（ビスケー湾，ケルト海，イギリス海峡，
アイリッシュ海）

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積に取り込んだ以後50年間に亘り全身へ負荷されると見積もられる内部被ばくの実効線量（預託実効

トリチウムの生物への蓄積

線量，committed effective dose，単位Sv）の大き
本稿題名の中の「海生生物への蓄積」の趣意は，さを表す定数である。線量係数は1990年まで「実海生生物が海洋環境からトリチウムを取り込むと効線量当量（effective dose equivalent）」と呼ばれその後どうなるのか，濃縮されるのではないか，ていたもので，今でも「線量換算係数」，「実効線という基本的な問いかけを意味する。トリチウム量係数」などという言葉も使われている。

原子は化学反応としては基本的に水素原子としてトリチウムの線量係数は137Csの1000分の1と大同じに振る舞うので，まず海水から水として，ま変小さい。体内に取り込んだ場合の影響が小さい

た様々な有機物に化合した水素として生物体内にことが動物実験などで見積もられており，その結137摂取され，その後の振舞いが問題になる。 Csな

果環境中濃度の管理基準における放出可能な限度

どの放射性核種の取り込みについての研究では，量が大きく設定されている。そうなる原因は，ト

137

室内に置いた水槽の中で生物を飼い，水中の Cs

リチウムの放射線のエネルギーが弱いことや半減が生物体内に取り込まれた量を，時間を追って測期が短いこと，また体内に取り込まれた後の体外定し，蓄積量を調査することが行われてきた。水への排泄が早いことによる。水や有機物として体中の濃度に対する生物体内中の濃度を比較し，何内に取り込まれたトリチウムは水素として体内で倍濃縮されるかその濃縮係数を求めることが，代謝され，一部は有機物へ合成もされるが，呼吸，様々な実験条件で多くの生物種について調査研究

分解などの体内代謝で水や有機物として排泄されされ，そのデータが各国で，日本においても，そる。有機物になったトリチウムは水と比べれば排してIAEAのデータブックとしてまとめられてい泄が遅くなるので，その観測結果は一時的にしてる。その数値を利用して，原子力施設から環境中も体内での蓄積現象と解釈されることもある。
一方「トリチウム原子は化学反応としては基本に放出できる放射性核種の量を決め，原子力平和

的に水素原子として同じように振る舞う」と既述利用を行う仕組みになっている。
放射性核種が発する放射線には種類がありエネしたが，実は「基本的でない振る舞い」もあり，ルギーも異なる。またヒトが放射性核種を体内にそれはトリチウム原子の質量数（原子核にある中取り込んだ場合の，その核種の生理代謝的な振る

性子の個数）が3で，プロトン水素よりも重いこ

舞いもさまざまである。骨に集まる性質のある元とによる。水を電気分解すると，電気化学反応の素の同位体であれば骨に蓄積し，筋肉を構成する

起こり易さの違いにより，水の同位体濃縮が可能

元素の同位体なら筋肉に移動する。また蓄積したであることを前述したが，同じように有機物の合後に，発する放射線がヒトにどのような健康影響

成化学反応においてトリチウムの方がプロトン水を及ぼすかについても，様々な影響因子が関係す

素よりも化学結合反応を起こしにくくなることがる。こうして，防護の基準となる数値を定めて安推定されよう。過去にこの命題を実証するため屋全に放射線を利用することを目的に，様々な角度

内の計画実験が行われてきたが，トリチウム水をから多くの研究が過去に行われたが，それらの生物に取り込ませる実験であるため，大気中水蒸

公 開 さ れ た 研 究 結 果 を，ICRP（International

気との交換によるトリチウム濃度の変動（主にはCommission on Radiological Protection， 国 際 放 射

トリチウム水の蒸発による減少）を防止し，実験

線防護委員会）が解析評価し，基準とすべき数値

期間中に一定濃度を保つための機密性の高い実験を決定して勧告を行ってきている。日本もICRP

系を作ることが難しく，初期の実験報告値はなか勧告にある考え方や基準の数値を取り入れて，ト

なか定まらなかった。また工業的にトリチウムをリチウムも含め，様々な放射線から防護するため取り扱う施設が周辺環境のモニタリングを行う場の法律を定めている。

合に，野外で採取した生物試料の有機物中トリチ基準となる数値の1つとして，放射性核種がヒ

ウム濃度が高いとの報告を行って，物議を醸すこ

トの健康に影響を与える危険度・安全度の程度をとも多々あった。しかしモニタリング当事者が生表す定数として，線量係数（Dose Coefﬁcient，単物試料を分析・測定する場合，分析室が大気水蒸

位Sv ／ Bq）というものが放射性核種毎に勧告さ

気中トリチウム濃度が高い施設敷地内にあることれている。具体的には，1Bqの放射性核種を体内が多いため，生物試料を常温に置いているうちに― 76 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

大気中のトリチウム水蒸気を吸収し，有機化合物

どのトリチウム水は，TFWT（Tissue Free Waterの交換し易い位置に化合した水素と置き換わる現Tritium，組織自由水トリチウム）と表現すること

象があることも，今では理解されるようになっが多い。一方体内の有機物に結合しているトリチ

た。ここでは数十年に亘る幾多の議論の末に，ウムはOBT（Organically Bound Tritium，有機結合

IAEAが行ったプロジェクトから導かれた統一的型トリチウム）と表現される。
第5図に公開されたパーチ湖の実測値データをであり最終的ともいえる報告を紹介したい。

まとめて図示したものを示す。湖水のHTO濃度は4000～5000Bq/Lで高く，場所的にはほぼ均一

カナダの観測データからだが多少の季節変化があった。また水生植物のカナダは中性子減速材と冷却水として重水素を
235

TFWT濃度は，採取された場所の湖水中HTO濃度

多く含んだ重水を利用することにより， Uを濃とほぼ同じであったが，枝葉が水上にもある種類

縮 し な い ウ ラ ン 燃 料 を 核 分 裂 さ せ るCANDUの水生植物は大気中の水蒸気も取り込むため，湖（Canadian Deuterium Uranium） 炉 を 利 用 し て い

水中HTO濃度よりも低い観測値もあった。水生る。北米五大湖の1つであるオンタリオ湖畔には，動物であるアサリと魚のTFWT濃度は類似しておCANDU型の原子炉が多くあり米国にも 電気を供り，生物体全体に均一に分布していた。また水生給するほどの運転実績があるが，冷却水中に重水動物体の各部分のOBT濃度は5％以内で一致して素の中性子捕獲の核反応によりトリチウムが生成おり，採取時間や場所での変化をほとんど示さずするので，周辺環境のトリチウム濃度レベルは高に，湖水のHTO濃度と同レベルにあった。またく，モニタリングの実績も大きく，またトリチウ

湖底堆積物は，TFWTもOBTも低いレベルである

ムの生物影響や線量評価についての研究も盛んでことが分かった。

ある。1940年代から首都オタワの西200kmにある

第6図に，水生植物と水生動物のTFWT濃度とチョークリバー研究所でCANDU炉の開発を始め

OBT濃度の観測値の関係を示したが，OBT濃度／

たが，サイト内にある直径約1kmのパーチ湖には，

TFWT濃度は0.5～0.8と整理ができ，OBTへのト

廃棄物埋設地区から長期間トリチウムが流れ込

リチウムの濃縮は起きていない。この観測の結果，み，湖水や生態系のトリチウム濃度レベルが高い

水生生物のTFWT濃度は水のHTO濃度と等しくな平衡状態にある。従って湖を自然界にある水槽のるが，OBT濃度はTFWT濃度を越えることがない

ように利用して，水生生物のトリチウム取り込み

ばかりか，TFWT濃度より低くなることが示されについて観測データが得られた。

た。なぜ低くなるかは，質量数が大きい同位体のIAEAではチェルノブイリ事故の後，各国が利用する放射性核種環境移行モデルの斉一性の議論を行うために，1986年以来モデル相互比較プロ

6000

ジェクトをいくつも行ってきた。最近では福島の事故についても環境移行モデルの構築とパラメー
4000

化と精緻化の議論が続けられている。その中で2003～2007年 に 行 わ れ たEMRAS（Environmental

Bq/L

タ収集が行われ，世界で利用できるモデルの高度

2000

Modeling for Radiation Safety）プロジェクトでは，パーチ湖で得られた藻類や魚介類のトリチウム取
り込みデータについてモデルの議論がなされた。

0㻡᭶

測定データとして，パーチ湖の湖水，湖底堆積物のトリチウム濃度などが提供され，参加各国が自

㻣᭶

㻝㻜᭶

㻝㻝᭶
ᐑᮏ ➨ᅗ

第5図国のモデルを使って水生植物，淡水アサリ，淡水魚などのトリチウム濃度を推測して，後に公開される実測値と比較して，モデルやパラメータの是非を議論するものである。（IAEA, 2008）。
生物体内のトリチウムのうち，体液・細胞水な― 77 ―

パーチ湖生態系のトリチウム濃度（2003年）。
◆：藻類TFWT，◆：藻類OBT，▲：貝（アサリ）
TFWT，▲：貝（アサリ）OBT，●：魚（カジカ）
TFWT，●：魚（カジカ）OBT，■：魚（カワカマス）TFWT，■：魚（カワカマス）OBT，■：湖水HTO，■：湖底堆積物TFWT，■：
湖底堆積物OBT宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

中放出である。海水のHTO濃度は10 Bq/Lまでの10000

レベルだが，底質の有機物や微生物はそれよりも高く，OBT濃度が最大1.2×105 Bq / kgの底生魚

OBT (Bq/L)

8000

が 観 測 さ れ た 時 期 も あ っ た。（Williams et al. ,60002001）。同じ現象はフランス地中海側のリオン湾（第1図）でも観測されている。これらの事象の原4000

因物質は，生体内の生理・生化学的代謝反応を調べるトレーサーとして，医学・薬学分野で利用さ2000れることを目的に意図的に合成されたトリチウム
0 0

2000

4000

TFWT (Bq/L)

第6図

6000

8000

10000

化有機合成化合物であり，一部は環境中では分解ᐑᮏ ➨ᅗ࣮࢝ࣛ༳ๅࠊ௙ୖࡾࡣࠊᶓᖜ

されにくい高分子のものもある。排出基準を守っ

パ ー チ 湖 生 態 系 のTFWTとOBTの 関 係（2003年）。〇：藻類のトリチウム濃度観測値, ✕：魚 と 貝 の ト リ チ ウ ム 濃 度 観 測 値， 直 線 は
TFWT：OBT＝1：1を示す。

て環境中に排出された場合でも，自然環境中で分解されにくく，底質から食物連鎖に入って生態系を循環・残留したものと推定された。今では放出が管理され濃度は下がっているとのことである
が，国際的な警告事象となった例である。しかしトリチウムの線量係数が小さいため，ヒトの受け方が化学反応を起こしにくいということから，トる線量は安全な範囲であると結論されているリチウムが生化学反応過程における同位体効果に（Eyrolle-Boyer et al ., 2014a, 2014b; Eyrollea et al .,より，OBTになりにくい結果と説明されている。

2018）。

パーチ湖の観測結果から下記のことが推定され一方，同じフランス国内でも核燃料再処理施設

た。水生生物のTFWT濃度は，生物の水代謝反応のあるラ・アーグでは，トリチウムがHTOとしによって，生物が留まる水塊のHTO濃度と等して年間1015Bq以上放出されており，第4図のようくなる。しかし移動する生物は，移動先の水塊のに海水のHTO濃度がしばしば高いが，底質や海HTO濃度に等しくなるまで一定時間かかるので，生生物のOBT濃度は海水のHTO濃度より高くな

水塊のHTO濃度と異なるTFWT濃度を持つ期間がく，濃縮係数は1，すなわちトリチウムは海洋生ある。それはOBT濃度についても同じことが起こ

物には濃縮されていないと結論されている

り，生物が留まる水塊のHTO濃度との大小関係（Fiévet et al. , 2021; Masson et al. , 2005）。

は流動的である。ただし一定時間が過ぎ，平衡状

パーチ湖の観測結果でも，湖底堆積物のTFWT態になるときは水塊のHTO濃度を越えることはもOBTも湖水のHTO濃度を越えて濃縮されるこない。

とはなかった。しかし工業的に生産されたトリチ
ウムで標識された有機化合物が環境中へ排出され，自然界では十分に分解されないまま生態系で海生生物のOBT濃度を上昇させる原因

食物連鎖に入った場合の蓄積現象は，農薬やそのパーチ湖での観測結果は，湖水のトリチウム濃他の環境有害物質の影響評価と同様に観測を継続度が高い場合でも水生生物体内のトリチウム濃度しなければならない課題であり，今後も生物の取は湖水の濃度を越えて蓄積されることはないこと

り込みと排泄モデルの議論を行い，放射線防護・を示したが，ある地域では環境水のHTO濃度よ環境管理に役立てることが必要である。

りもOBT濃度が高い水生生物が観測されており，
日本の降水と海水そして陸水のトリチウム

その現象については詳細な調査報告がある。
まず英国ウェールズ州カーディフ湾（第1図）の河口海域では，OBT濃度が高い底質微生物や魚

日本国内では，気象研究所が核実験フォールア類の存在が観測されたが，その原因となったのは，

ウト核種の測定調査を行う中で，IAEAに東京都

1940年代より当地で製造されてきた，医学・生命内の月間降水中のトリチウム濃度のデータ提供を

科学研究や医療診断においてトレーサー物質とし

行 い， 海 水 の 測 定 も 試 み た（Miyake et al .,て使用されるトリチウム標識放射性医薬品の環境

1975）。その後気象庁がIAEAに月間降水の水試料― 78 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積自体を提供することになり，採水場所も公害を避けて岩手県綾里に変更して継続していたが，1986

Bq/L
100

年にその試料提供も終了されている。また放射線医学総合研究所は，1973年～2007年まで千葉市の月間降水中トリチウム濃度を独自に測定しており

10（放射線医学総合研究所，1979-2002)，毎年度の報告書から抽出して整理されたデータを2010年ま1

でデータベースとしてオンライン公開していた。
今ではオンライン公開を終了しているが，研究者の円滑なデータ利用のため，再開されることが望

0.1

1960

ましい。2007年以降の月間降水中トリチウム濃度

1970

1980

1990

2000

2010

2020

は原子力規制庁が日本分析センターに委託して測定し，環境放射線データベース（原子力規制庁，

第7図2021）で公開中である。2011年の3月の測定値は福島事故の影響を微妙に捉えている。
日本近海の海水は，放射線医学総合研究所が1970年～1980年に，日本全国の原子力発電所施設

日本の沿岸表面海水中トリチウム濃度。〇：日
本海（渡辺, 1991），✕：全国（放射線医学総ᐑᮏ ➨ᅗ，合研究所, 1979-2002）●：全国（原子力規制庁,
2021）．－：日本の降水中トリチウム濃度，（東京・綾里・千葉），●：関東平野の陸水中トリ
チ ウ ム 濃 度（放 射 線 医 学 総 合 研 究 所, 19792002）のある海域で原子炉の二次冷却水に使用される沿岸海水のトリチウム濃度を年に2回測定した。
（Inoue and Kasida, 1978; Tanaka et al ., 1981）。

海北西部及びカムチャツカ半島南東岸沖の極東海

1975年以降は全国の原子力発電所立地県を中心域において，放射性廃棄物を海洋投棄したことがに，沿岸の表面海水の濃度が各県の専門家によっ

公に報じられ緊急海洋調査も行われたが，影響はて測定されており，原子力規制庁の環境放射線観測されなかった。投棄が公表される前に行われデータベース（原子力規制庁, 2021）に登録された北海道大学の測定は，投棄が継続した時期に偶ている。

然相当するが，測定結果の濃度レベルにその影響

第7図にそれらの測定値をまとめて図示した。

は見られていない。ちなみに旧ソ連の放射性廃棄

降水中のフォールアウト起源のトリチウム濃度が物海洋投棄はバルト海，バレンツ海，白海（第1図），

減少して，核実験が開始される前のレベルまで下

カラ海においても1959年～1992年に行われていがっていることが見られる。日本沿岸の表面海水て，上述のHELCOM，OSPARなどの海洋調査ものレベルとして1Bq/Lを前後しているが，採取地それを視野に入れて盛んになったと思われる。

点が原子力施設立地県の沿岸表面海水であるため，時々100Bq/L近くを検出することがある。ま

おわりにた関東平野から流出する陸水の例として，茨城県の河川・湖沼水の濃度レベルと比較すると同期間

2011年の福島における原子力事故後，国内外のの降水中濃度よりも高く，内陸で一定期間地下に研究者・事業者が日本近海での多種の放射性核種

滞留していた地下水が河川に遅れて流出することの拡散や海生生物への蓄積について，多くの報告によって，既に濃度が減少した降水の濃度よりもを行いデータベース化への努力がなされており成高いことが示されている。沿岸海水のトリチウム果が期待される。欧州では，海洋環境の汚染を監

濃度が内陸から流出する河川水等の影響を受ける

視しつつ工業活動を継続する中で，特に放出されことは，沿岸の海洋環境生態系が陸地から供給さる放射能量が多いトリチウムについて，地道な分れる栄養源物質の影響を受けて形成されることと析・測定とデータベース化の努力，安全評価が国相似する。

際協力の下で行われている。これらを参考にして，なお1987～1990年には海洋循環研究の目的で北日本でも過去から集積されてきたトリチウムの海道大学によって日本海の北東部海域のトリチウ

データが，今後の安心度評価のための材料として

ム濃度測定が行われている（渡辺，1991）。その

自由に，また効果的に使用できるよう，効率的に後1993年には，旧ソ連が1966年～1992年 に日本情報公開されていくことが望まれる。

― 79 ―

宮本：海洋におけるトリチウムの動態と海生生物への蓄積

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