フィッション・トラック

ニュースレター 第23号

20-23

2010年

２００９年川崎大気粒子状物質中の210Pb，7Be及び微量元素の定量とその挙動
牧内秋恵*・本多照幸*

Determination and behavior of 210Pb, 7Be and trace elements
in airborne particulate matters at Kawasaki in 2009
Akie Makiuchi* and Teruyuki Honda*＊東京都市大学大学院工学研究科,Graduate School of Engineering, Tokyo City University Graduate
Division1.

緒言

γ 線 スペ ク トル デー タ の 解 析 に は S E I KO

大気粒子状物質(APM)は，太陽光を吸収・反射

EG&G 製のSpectrum Navigatorの環境分析プロすることにより，地球の放射収支に大きな影響グラム及び放射化分析プログラムを用いて，それを与え，さらに雲の凝結核として働き，雲を生成ぞれ必要な補正を行った後にデータの解析を行することによって間接的に地表を冷却する．まい，最終的な定量値を決定した．

た，日本はアジア地域に含まれるため，この地域の大陸の土壌を発生起源とするAPMやこの地

3.

域の急速な都市化や工業化に伴う人為的なAPM

3.1 質量測定の影響を受けていると考えられている．

結果及び考察2009年3月16日から24日(以下，3月試料と表本研究では，採取したAPM試料に含まれる放記)と2009年4月７日から15日(以下，4月試料と射性核種である210Pb，7Be及び微量元素を中性子表記)に採取したAPM試料(それぞれ562.9㎎，放射化分析等にて定量し，発生起源や由来，挙527.1㎎)が例年と比較して約1.5倍から1.6倍重い動を解明することを目的とする．

ことがわかった．従って，これらは何らかの影響を強く受けていると考え，調査，検証を行うこと

2.実験方法にした．

2.1 試料

3.2

APM濃度

東京都市大学原子力研究所内に設置したハイボ

APM濃度と降水量や平均気温などの各気象因

リューム・エア・サンプラーにシリカ製のフィル子との相関を調べるために，相関係数(R)を求めタ(203 254 1.5[㎜])を取り付け，2008年11月4

た結果，APM濃度は見かけ上，降水量及び平均日から2009年11月24日迄，ほぼ1週間単位で連風速とあまり相関(それぞれR=−0.11，R= 0.11)続して採取したAPMを試料とする．サンプラーを示さなかった．また，降水量データの検証からの吸引流量は700[ℓ/min]に設定した．得られた

wash-out効果は積算降水量によるのではなく，試料の質量を測定し，試料の一部を中性子放射

ある程度の量の雨がサンプリング期間を通じて降化分析用試料とし，所定の手順で比較標準試ること，つまり降水時間が重要な要素であること

料，標準堆積物試料(JLK-1)と共に日本原子力研が判明した．

究開発機構JRR-3を用いて中性子照射を行い，残3.3

210Pb放射能と7Be放射能

210Pb，7Beりの部分をγ線放出核種分析用試料とし，専用の両核種の関係及び両核種の放射プレス機で圧縮成型した．

能濃度とAPM濃度の関係を調べるために，それ2.2 γ線の測定

ぞれ相関係数を求めた結果，両核種は高い相関210 Pb（46.5keV）及び 7 Be（477.6keV）のγ(R=0.82)があり，APM濃度とも中程度の相関線測定には検出器に広範囲エネルギー用高純度(R=0.49〜0.55)があることがわかった．また，

Ge半導体検出器と多チャンネル波高分析器

両核種の放射能濃度とAPM濃度を降水量と風速(MCA)を用いて行った．中性子照射した試料のγで規格化した上で，同様に相関係数を求めたとこ

線測定も同様に，測定を行った．

ろ，各々が規格化前よりも高い相関(降水量2.3 データの解析

R=0.96〜0.98，風速R=0.55〜0.66)を示した．

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関係でも季節変動は確認できなかった．風向については，北風が吹いた時は南風が吹いた時よりも，放射能濃度が約1.2倍から1.3倍高い値を示した．よって，両核種の季節変動は降水現象や風向と密接に関係していることが判明した．
3.5 APMの長距離輸送
APMの長距離輸送は気団によって行われるため，気団の流跡線（トラジェクトリ）を調べることでAPMの運ばれてきた経路やその起源を推定することができる．図2，図3に示した３月試料
図1 210Pb放射能濃度の季節変動 (2008年11月〜2009年11月)と４月試料のトラジェクトリ分析及び高度分析の結果から，両試料は異なる地域，異なる高度(３月試料は３㎞以上，４月試料は３㎞以下)を通過

特に降水量で規格化した場合は非常に高い相関し日本に飛来していることがわかった．黄砂は発を示した．この結果から，APM濃度，210Pb放射生地域で平均高度約３㎞以上に舞い上がり，発生能濃度，7Be放射能濃度は降水現象と風速に支配から約３日から４日後に日本まで到着すると言わされていることが判明した．

れている．従って，３月試料は黄砂の影響が極め3.4 季節変動て大きいと考えられる．

210Pb，7Be放射能濃度の季節変動を調べるため

次に，４月試料についての１つの影響予測としに，降水現象と風（風速・風向）との関係を利て，2009年4月14日午前7時32分に浅間山にて極用する．まず，降水現象による季節変動を調べる

小規模の噴火が発生した影響を考える．

ために，図1に月間の降水量あたりの210Pb放射能

浅間山の標高(2568m)を考慮し，トラジェクト濃度と月間降水量の関係を示す．図1より，降水リ分析を行ったところ，降灰の影響の可能性を示量の少ない冬に放射能濃度が高くなる傾向を示唆する結果が得られた．また，浅間山の降灰は噴した．図1において，春に高い値を示すプロット

火発生後，約２時間で東京多摩地域に到着するとがある．これは３月のデータであり，2009年３言われている．従って，4月試料は降灰影響の可

月は例年と比較して，降水量が大幅に少なかった能性があると考えられる．

ため，冬の時期と似た傾向を示した．次に風と3.6 中性子放射化分析の定量結果と発生起源の関係による季節変動を調べる．まず，風速につ2003年2月から5月(13期間)において10種類のいては，大きな季節変動は示さず，210Pbと7Beの

図2(a)①タクラマカン砂漠①タクラマカン砂漠

②黄土高原

②黄土高原

③ゴビ砂漠

③ゴビ砂漠

図3(a)

３月試料の飛来経路

図2(b) ３月試料の飛来高度

４月試料の飛来経路

図3(b) ４月試料の飛来高度

21元素，2008年及び2009年2月から5月(13期間)に4.

結論

おいて17種類の元素が定量できた．なお，γ線

2009年川崎大気粒子状物質において，APM濃測定誤差はおおむね20％以下である．これらの度，210Pb及び7Be放射能濃度は相互に高い相関を元素の発生起源を推察するために，濃縮係数示した．また，APM濃度，210Pb及び7Be放射能(Enrichment Factor：E.F.)を求めた．E.F.値は以濃度は降水現象と風速に支配されていること，両下の式で定義され，この値が1.0に近いほど自然核種の放射能濃度の季節変動は降水現象や風向と起源の寄与が大きいことを意味する．ScはAPM

密接に関係していることが確認できた．

試料中で土壌以外の起源の寄与が小さいと考えら

３月試料（2009年3月16日〜24日）と４月試れているため，基準元素として用いた．

料（2009年4月７日〜15日）は，異なる地域，異なる高度を通過し，日本に飛来していることがわかった．このことから，３月試料は黄砂の影響が極めて大きいこと，4月試料は降灰の影響の可能性があることが判明した．
2003年，2008年，2009年の2月から5月に採

X：注目する元素濃度取したAPM試料において，微量元素の定量結果

Sc：Scの元素濃度より，濃縮係数や相関係数等を用いて，発生起源をおおよそ推定できた．自然起源元素について

E.F.値を求めた結果を図4に示す．図4より，平は，土壌起源元素が相互に高い相関を示した．

均値からのずれ等を考慮してE.F.値9.0未満を自然起源元素，9.0以上を人為起源元素とした．求

参考文献

めた結果から，自然起源元素の発生起源について

1)岩坂泰信ほか：黄砂の長距離輸送と粒子の変は，土壌と海塩に分けることができた．土壌起質,地球環境Vol.7(No.2),

159-170(2002)

源元素はSc，Feやランタノイド等が挙げられ，特2)金井豊：風送ダストプロジェクトの概要と地にSc，Fe，Ceは相互に高い相関(R=0.81〜0.93)

質・地球化学におけるエアロゾル研究, 地質を示し，Ce以外のランタノイドとも相関(R=0.34

ニュース565号, 11-23(2001)．

〜0.64)を示した．
海塩起源元素はNaが挙げられる．Naは土壌起源元素と正の相関が見られない(R=-0.38)ことから主に海塩起源であると言える．一方，人為起源
元 素 の 発 生 起 源 に つ いて は ， 主 に 燃 焼 系 粒 子(As，Sb，Br)や肥料(U)等の影響が示唆された．

図4 濃縮係数(2009年2月から5月）

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