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海域に負荷された137Csの影響予測−チェルノブイリ事故前後の資料と経年変動予測式をもとに−
当研究所は文部科学省の委託を受け，「海洋環境放射能総合評価事業」の原子力発電所および核燃料サイクル施設の沖合で海洋放射能調査を実施してきた。毎年得られる放射能分析値の妥当性を検討し，定常状態で推移した場合に，当該海域での放射能レベルがどのように推移するかを予測することは本事業の重要な課題である。また，異常放出などにより海洋環境に人工放射性核種が負荷された場合に，いつ海産生物中の核種濃度がピークに達するか，そのピークはどの程度であるか，いつ平常の水準に戻るか等を予測評価することも重要な課題と考えている。以上について検討した結果について報告する。

１．
「経年変動予測式」と平常値の「変動範囲」
平常でも環境試料の放射能分析値にはばらつき②変動範囲の定義が見られる。得られた分析値が妥当な値であるか（１）式に対象とする分析値の採取年（X）を代入否かを検討し，異常値を指摘するには，平常時にして算出値（Yest）を求める。次いで，分析値（Yobs）分析値がどの程度ばらつくか，すなわち「平常の変の全てについて算出値との残差（V1-n）を求め，残動幅」がどの程度かを知っておかなければならな差の標準偏差（VS.D.）を求める。

い。しかし，変動幅の範囲を客観的に決定する一般的で，しかも広く認められた方法はないと言わざ

変動範囲（Vrw）は残差の標準偏差の３倍以内と定義する。
V1-n＝Yobs−Yest ‥‥‥（２）

るを得ない。
そこで，原子力発電所等周辺海域の定常調査で得られたデータを①〜⑤に示す手順により処理し，|Vrw|≦±3×VS.D ‥‥‥（３）③平常値の選定

海水の 137Cs濃度の平常の経年変動傾向と変動幅算出値との残差が±Vrwをこえる分析値を除の範囲を推定して，放射能分析値の妥当性の評価

き，±Vrw以内の分析値を「平常値」として選定すを試みた。

る。

①経年変動傾向を示す基本式④経年変動予測式の作成経年変動傾向を示す基本式を
Y＝A・Exp（–aX）‥‥‥（１）と表す。ここで，X：採取年（年月日を年単位に換算）
Y：137Cs濃度（mBq/L）である。

平常値を（１）式に当てはめ，平常の経年変動傾向を示す「経年変動予測式」を作成する。
⑤平常の放射能レベル（平常値）の変動範囲
平常値と経年変動予測式から求めた算出値により，分析値の変動範囲の項と同様に，残差及び残差の標準偏差を計算し，「平常値の変動範囲」を求める。

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２．福島海域への適用
1984年３月から2002年４月までに福島海域の表層いるものの，事故以前の値に比べるとやや高いよう水で得られた 137 Cs濃度の経年変化を図１に示す。に読みとれる。近年では1999年の値が前年，翌年各年度とも分析値にばらつきがあり，ばらつきの幅の値に比べて高いように見える。これらの年の値は年により異なる。1986年の値は前年度の分析値は果たして平常値の変動範囲内にあると言えるのに比べて明らかに高く，チェルノブイリ事故の影響か，前節に示した過程にそって平常値の経年変動と考えられる。1987年の分析値は大幅に減少して予測式と変動範囲を求めて検討する。

図１

福島海域表層水の137Cs濃度の経年変化―――――――――――――――――――――――――――――――

チェルノブイリ事故の影響を受けた期間の分析値
は平常値とは言えないので，事故の影響を受けた

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チェルノブイリ事故の影響がほぼ認められなくなった結果と考えてよい。

期間を推定して，その期間の分析値を除き，（１）式

チェルノブイリ事故以後のデータのみにより近似から「平常の経年変動傾向を示す近似式（以下「近式，寄与率と実効半減期を求めると，事故前のデー似式」）を導く。

タも使った場合とは異なり，影響を受けたと仮定しチェルノブイリ事故の影響を受けた期間を正確にた期間の長さと実効半減期の間に一定の関係は認決めることは困難であるので，影響を受けた可能性められなかった。また，影響期間を長くとるにつれのある期間を事故の１年後から数年間と仮定し，て分析データ数が少なくなるため，寄与率が低下し，その期間の分析値を１年後から順次除いて，近似実効半減期を精度良く求められなくなった。

式，寄与率（Ｒ２）と実効半減期（ Ｔ ）を求めた（表１）。

そこで，1986–1992年ないし1986–1993年をチェ
ルノブイリ事故の影響を受けた期間とし，この期間

表１に示したように，寄与率は全て0.8以上であるの分析値を除いて本海域の平常状態における表層から，近似式はどれも良く適合していると言える。

水の 137 Cs濃度の実効半減期及び平常の経年変動

事故の影響を受けた可能性があると仮定した期間傾向を示す近似式を求めると，実効半減期は18.0を長くとるにつれて実効半減期も伸びる傾向が見

年，近似式はられた。しかし，影響期間を1986–1992年より長くとっても，実効半減期は18.0年で安定する。これはY＝4.40・Exp（–0.0384･X）‥‥‥（４）となった。

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表１

平常の経年変動傾向を推定するための近似式

ＡＢ

ＣＤ

Ｒ２

Ｔ

1983–1985, 1987–2000
1983–1985, 1989–2000

1986
1986–1988

4.71

0.04210.829516.5

4.61

0.04060.8141

17.1

1983–1985, 1991–2000
1983–1985, 1993–2000

1986–1990
1986–1992

4.54

0.03970.803817.5

4.42

0.03850.821618.0

1983–1985, 1994–2000

1986–1993

4.40

0.03840.826118.0

Ａ：平常の近似式作成に用いた分析値の年度
Ｂ：チェルノブイリ事故の影響の可能性があるとして近似式作成から除いた年度
Ｃ：近似式

Y＝A・Exp（–aX）のＡ項

Ｄ：近似式

Y＝A・Exp（–aX）のａ項―――――――――――――――――――――――――――――――

３．平常値の変動幅の範囲

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近似式による変動範囲と分析値の検討（４）式から各採取年月日に相当する137Cs濃度の算化の検討により，1986–1992年ないし1986–1993年

出値を求め，チェルノブイリ事故の影響を受けたと仮をチェルノブイリ事故の影響を受けた期間と推定し定した1986–1993年間を除いて，分析値と算出値のたことと矛盾しない。そこで，1986 - 1993年をチェ残差の標準偏差を計算すると，変動範囲は0.854とルノブイリ事故の影響を受けた期間とみなすことになった。1986–1993年の大部分の分析値は±0.854した。

以内であり，変動範囲内であると判定された。しか以上の手法により選定した平常値を（１）式に当し，事故の影響なしとした期間の残差は0.0を中心てはめ，平常の経年変動傾向を示す「経年変動予に±0.854間に偏りなく分散し，正規分布を示したの測式」を作成した。2001年度までのデータにより作に対し，1986 – 1993年の残差はプラス側に偏り，正成された福島海域の経年変動予測式は規分布を示さなかった。従って，明らかにチェルノブ

Y＝4.34・Exp（–0.0374･X）‥‥‥（５）

イリ事故の影響を受けたと推定される1986年を除である。平常値の変動範囲は0.780であり，平常値

き，1987–1993年の分析値は変動範囲内であってもと（５）式による算出値との残差は全て±0.780以内平常値とは認められないことになる。

であるから，選定された分析値は全て変動範囲内であると判定された。

以上の検討結果は，前節の実効半減期の逐次変―――――――――――――――――――――――――――――――●●●―――――――――――――――――――――――――――――――

４．海産生物の平常の経年変動傾向を示す近似式，変動幅の範囲，予測式
海産生物（魚類）についても，表層水の場合と同と，それぞれ，様な方法により，平常の経年変動傾向を示す近似

Y＝0.3997・Exp（–0.0353・X）‥‥‥（６）式，変動幅の範囲，予測式を求めることができる。

Y＝0.3004・Exp（–0.0392・X）‥‥‥（７）

チェルノブイリ事故の影響を受けた期間を，表層水となる。また ，平 常 値 の 変 動 範 囲 は ，そ れ ぞ れの場合と同様，1986–1993年間とし，福島海域で得0.089，0.112であった。なお，Xは基準年（スズキ：られたスズキおよび宮城・福島海域のマダラにつ1985年，マダラ：1984年）から採取年までの経過年いて，平常の経年変動傾向を示す近似式を求める数である。

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らかにプラス側への偏りが認められた。

チェルノブイリ事故の影響を受けた期間と仮定した1986–1993年のスズキの分析値の大部分は変動選定された平常値により，「経年変動予測式」を作範囲内にあり，1988年後期以降は概ね平均値を中成すると，スズキでは，心に分布し，大きな偏りは認められなかった。従っY＝0.4152・Exp（–0.0375・X）‥‥‥（８）て，1986–1988年前期までの間をチェルノブイリ事故となったが，マダラでは1994年以降の分析値が平の影響を受けた期間と推定した。マダラでもチェル常値となるため，経年変動予測式は（７）式と等しノブイリ事故時に変動の範囲内の値が見られたが，くなった。実効半減期は，それぞれ18.5年，17.7年

残差を検討すると，大部分が0〜0.112に分布し，明であった。

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５．チェルノブイリ影響推定式
チェルノブイリ事故の影響を推定する基本式を次式で表す。

スズキ（福島海域）のチェルノブイリ影響推定式は次のように表せる。

Y＝a0・Exp（–a1・X）{1–Exp（–a1・X）} ‥‥（９）

Y＝1.216・Exp（–1.376・X）{1–Exp（–1.376・X）} ‥‥‥（10）

Xは，基準年（チェルノブイリ事故発生日：1986年4

これより，チェルノブイリ事故の影響によるスズキ（福島海域）の137Cs最大濃度出現時期は1986.8年，月26日）から採取年までの年数である。
チェルノブイリ事故の影響が認められた分析値をすなわち1986年９月下旬と推定された（図２）。

Yaとする。
（６）式に基準年からその試料が得られた（７）式を用いてマダラ（宮城・福島海域）につい採取年までの年数（Xa）を代入して，チェルノブイリて，影響推定式を求めると，事故が無かった場合の平常値（Yc）を求める。YaとY＝0.9396・Exp（–0.849・X）{1–Exp（–0.849・X）} ‥‥（11）Ycの差Yeがスズキ（福島海域）のチェルノブイリ起源となり，チェルノブイリ事故の影響による137Cs最大の137Cs濃度の推定値になる。

濃度出現時期は1987.13年，1987年１月上旬と推定（９）式とYcおよびXaから，a0およびa1を求めると，された。

図２

チェルノブイリ事故の影響の近似

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６．最高濃度の出現時期と継続期間の比較
福島海域の表層水のチェルノブイリ影響推定曲線

表層水では，事故後半年以内に放射能レベルは事をスズキ，マダラのチェルノブイリ影響推定曲線と故以前の濃度に回復したが，スズキ，マダラでは表併せて図３に示す（縦軸の単位は，海水：10 mBq/L，層水の137Cs濃度が事故以前の濃度に回復した後に魚類：Bq/kg,wet）。チェルノブイリ事故の影響によ最大濃度になり，事故以前の濃度レベルに回復す

る137Csの最大濃度出現時期は，表層水では事故かるのはスズキで1.7年後，マダラでは更に遅く，2.5ら約１ヶ月後，スズキでは５〜６ヶ月後，マダラでは年後であった。
先に述べたように，マダラはスズキと異なり，最約９ヶ月後であった。
スズキ，マダラの経年変動予測式から得られた

大濃度出現時でも汚染が認められない個体が存在

平常値の変動幅はほぼ±0.1であった。従って，放する。スズキは表層魚であり，マダラは水深200m射能レベルから見て，チェルノブイリ事故の影響が付近に生息する底魚である。137Cs蓄積傾向の両魚

明らかに認められる期間は分析値から平常値を差

種の違いは生息域，食性の違いが反映された結果し引いた値が0.1を超える期間である。と考えられる。

図３

チェルノブイリ事故の影響の比較：平常値を差し引いた値の推移―――――――――――――――――――――――――――――――●●●―――――――――――――――――――――――――――――――

参考文献

今後の課題
チェルノブイリ事故前後の分析値と経年変動予測

吉田勝彦，鈴木奈緒子，友定彰（2004）：137Cs式をもとに，海域に 137Csの負荷があった場合の表の海域への負荷に対する海産魚類の最高濃度の出層水および海産魚類の最高濃度の出現時期と継続現時期と継続期間期間を推定した。今後，下層水をも含め，成育環境料と経年変動予測式をもとに−水の放射能濃度の経年変動，食物連鎖による餌生調査研究成果論文抄録集（平成15年度），85–86．

−チェルノブイリ事故前後の資
第46回環境放射能物からの放射性物質の移行過程などから，魚種による蓄積傾向の特性を解明したい。

（事務局MERI NEWS 95

研究調査グループ御園生 淳）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
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