2023.5.16 原子力委員会

第17回原子力委員会
資料第2-2号

福島国際研究教育機構に係るR4年度先行研究の成果について
国立研究開発法人国立環境研究所
福島地域協働研究拠点研究グループ長 林 誠二

1

河川流域を対象とした放射性物質の環境動態研究

水域でのセシウムの移動形態＋溶存態（水に溶けた状態）

懸濁態
農作物を作っても100Bq/kg を 超 えるのでは？
い つになっ たら 、規制値を下回る山野草、淡水魚等を食べられようになるのか。

（土の粒子に吸着）

S

将来、森林からの流出や河川水による運搬によって、放射性セシウムが生活圏に堆積し、線量率が増加するのでは？

様々な経路での被ばくリスクの評価と低減対策に資する情報の提供

2

国立環境研究所による調査対象流域（福島県浜通り地方）
福島原発事故直後から上流の森林域に放射性セシウムが高濃度に沈着した河川流域を対象とした動態計測を実施⚫ 場から場への移動・集積⚫ セシウムの形態別の挙動

浜通り北部⚫ 非生物→生物、生物間の移行

宇多川

宮城県
3河川の8地点,3つのダムでの採水・採泥

松ヶ房ダム

真野川

宇多川

太田川
真野ダム
真野川
福島第一原発福島県

横川ダム 太田川：河川水観測地点
3事故後10年間の取組による成果と知見：河川流域における放射性Cs動態

事故由来Cs-137の70%以上を蓄積

ダム湖は流入Csの80~90%を貯留

Cs年間流出率は0.5%未満

生活・農業等用水

上流域で継続的に蓄積！

生態系汚染の長期化！

➢ 溶存態成分の発生源としての役割→リター（落葉等）溶脱成分の直接寄与➢ リター層への再集積と循環→落葉広葉樹で顕著に→林産物（山菜や野生キノコ）等
汚染の長期化➢ 底質からの溶出特性評価 ➢ 溶存態濃度の規定因子（発生源としての役割）の解明→還元環境による溶出促進→底質性状の影響解明→都市河川での高濃度化➢ 淡水生態系への移行特性評価→湖沼魚類における生物濃縮→上位種における汚染の長期化（濃度の下げ止まり）

数値モデルも活用した自然資源の放射性Cs汚染の中長期予測と低減対策の実施へ

4

国環研における環境動態研究（R3FY ~R6FY)：現在の取組①

里地･里山における放射線被ばくリスクの低減に関する研究
被ばく班

動態班

山菜･キノコの摂取頻度質問票の開発

コシアブラへの137Cs供給源を特定【目的】
山菜･キノコ利用による追加被ばく
線量の推定に､生活習慣を反映【目的】
山菜の根の分布はどうなっている？

➢外部＋内部被ばくのパラメーターを､アンケート調査等によって解明

山菜のrCs濃度を下げる技術の検証

林業従事者の生活史調査【目的】
旧避難指示区域での生業の変化を調べる➢生業がいかに損なわれたか、その回復にどう取組んだか？
➢損なわれた生業回復に必要な条件は？

➢若木の掘り起こし、環境DNA、Sr同位体比

山と募のる生
東活
電奪不わ
信れ

【目的】
コシアブラのrCs濃度低下があり､住民が導入しやすい技術の選定➢以下の複数の対策技術を試験導入成葉除去( )表層除染( )

ｶﾘｳﾑ施肥( )5国環研における環境動態研究（ R3FY~R6FY) ：現在の取組②
淡水環境における魚類への放射性セシウム移行のメカニズム解明と将来予測③除染の費用便益

①生物移行

便益

生態系サービス
出荷・遊漁再開

費用

除染の施工
処理費用

①生物移行

②除染効果予測 ②除染効果予測

研究計画
淡水生態系への放射性Cs移行解明• 太田川上流域におけるヤマメのCs濃度に寄与の大きい環境因子の解明• DNA食性解析により餌組成とセシウム濃度の関係の解明

ダム放流水中放射性Cs濃度の長期予測と除染(浚渫)効果の評価• 豪雨イベントによるダム湖へのrCs移動量と集積量の推算• ダム放流水中放射性Cs濃度の長期予測とシナリオ毎の評価
6河川流域における環境動態研究のこれから

取組の背景
福島原発事故後の各種媒体における放射性物質の濃度レベルの変化イメージ
中期的挙動

放射性物質濃度

初期挙動

長期的挙動

正確な予測と汚染低減に向けた取組
集約・保管・発信
多くの知見の集積⚫ 地域の自然資源利用ニーズに応えられないのでは？
⚫ 対策の必要性は？

観測データ不足による不十分な理解

濃度の下げ（高）止まりによる復興の遅れ⚫ 初動・初期対応の振り返りは？
⚫ 将来への備えに活かせるのか？
０.5１

初期挙動の詳細理解に基づく取組

１0
事故からの経過年数
7河川流域における環境動態研究のこれから

なぜ原発事故後の対応を振り返るのか？
⚫ 福島原発事故後の放射性物質の初期挙動の詳細な理解

被ばくリスク低減や放射性物質の移動抑制、生態系への移行低減、除去土
壌等汚染廃棄物発生量等について⚫ より望ましい対応はなかったか？

0.9

居住率（居住者数/住民登録数）⚫ 事故後の様々な取組の検証

避難指示解除区域の居住率
避難指示解除区域の居住率
出典：復興庁
0.8
0.7
0.6
0.5

楢葉町
南相馬市（小高）

川俣町（山木屋）
飯舘村

0.4
0.3
0.20.1⚫ 将来の原子力災害被災地におけるより迅速な環境回復へ貢献出来るのでは？

田村市（都路）
川内村

葛尾村
富岡町
浪江町
大熊町

0

解除時期が遅くなるほど人は戻らなくなる

8

河川流域における環境動態研究のこれから自家採取食品（山菜や野生キノコ、淡水魚）における汚染の長期化の影響⚫ 直接販売や内水面漁業組合活動⚫ 娯楽性のある⽣業・余暇活動としての採取・利⽤⚫ 利⽤をめぐる地域住⺠同⼠のコミュニケーションの機会⚫ 地域の⾷⽂化を下⽀えする調理の技術停滞や喪失の危機
地域経済だけでなく、コミュニティの形成や維持、食文化にも大きく影響

タケノコのおにぎり

コゴミ

動態研究の観点から、回復と復興に向けた下支えが出来ないか！

ワラビ
9

河川流域における環境動態研究のこれから（F-REIでの取組内容）
原発事故後の振り返り

汚染地域の環境回復に向けて環境動態のモニタリング

観測データの集約

汚染の実態把握（福島県・JAEA等と連携）

先行研究として実施
事故直後の動態を再現（⽂科省（JAEA）と連携して実施））

多媒体環境モデルの開発

長期⽣態学研究（⽂科省（JAEA)への展開）

⽣態系汚染の予測

自然環境中の汚染低減シナリオの作成・ 汚染低減手法の 自然資源の汚染低減手法の開発（⽂科省（QST）と一体的に実施）
評価開発
タラノメ

技術指針の作成と公開

技術資料（FaCE!Sの活⽤、国際機関との連携）（イメージ）

情報発信・
地域協働

原子力災害発⽣時初動・初期の環境管理手法の構築

住⺠参加・成果発信
イワナ

自然資源の汚染低減手法の開発
中長期的な環境管理手法の提案

原子力災害に対する環境面からの備えを国際発信することで世界をリード

10

R4年度に実施した先行研究①
多媒体環境モデル開発と精緻化・高度化
目的：ダム湖沼における放射性セシウム詳細挙動評価のための数値モデル開発
対象：南相馬市太田川水系横川ダム湖
実施内容：JAEAとの共同研究によって、3次元水土砂・放射性セシウム動態モデル
３D-Sea-SPECの適用と土砂並びにセシウム挙動計算の再現性を検証．
140 50’ E
141 0’ E
３D-Sea-SPECの特徴
37 40’ N
Altitude (m)⚫
2 (km)
0 静水圧近似および非静水圧モデルを用いた
17203次元流動数値シミュレーション
160⚫ 放射性物質や浮遊砂を移流拡散等の動態計算
Ota riverを実施
Sampling throughfall,

Pacific
Ocean

Watershed(21.0 km2)
Yokokawa Dam
Ota river
Monitoring point

Watershed of
Ota riverspring water and soil water
Monitoring point
37 30’ N
Throughfall(Cedar)137Cs dep. (kBq/m2)> 3,000
1,000 – 3,000
600 – 1,000
300 – 600
100 – 300
60 – 100
30 –60
10 –30< 10No data

Throughfall(Broadleaf)

Spring water

Fukushima Dai-ichi

Nuclear Power Plant
横川ダム湖

Soil water

Monitoring point

37 20’ NN11R4年度に実施した先行研究①
平水時の再現計算結果の一例（2015年8月上旬）
中流

下流

巻き上げ？

観測値（表層）観測値（底層）計算値（表層）計算値（底層）溶出？

次年度以降、物理・化学モデルの精緻化（底質からの溶出過程の組込み等）を実施予定
12R4年度に実施した先行研究①
降雨流出時の再現計算結果の一例（2016年8月15-19日）

粘土成分へ吸着したCs-137濃度分布（表層）

8月17日0時
ダム湖放流水中の浮遊性懸濁物質（SS)濃度

8月17日6時

8月18日0時

今後改良を進めて、ダム湖内でのCsの詳細かつ正確な挙動評価を可能に！
13

R4年度に実施したF-REI先行研究②
自然資源への放射性セシウム移行実態把握のための重点調査・機構解明
目的：淡水魚における放射性セシウム濃度下げ止まりのメカニズム解明
対象：南相馬市太田川水系、猪苗代町秋元湖等

実施内容：主に秋元湖流域を対象として、放射性セシウム動態把握のための自動連続水文水質観測体制の整備と水や底泥、水生生物試料の採取と濃度測定を実施

秋元湖では魚類を中心にCs-137濃度低下の鈍化が顕著（環境省水生生物モニタリング結果）
14

R4年度に実施しているF-REI先行研究②
自動水文水質観測体制の整備
水文水質連続観測結果（大倉川）

観測装置本体設置状況（大倉川）

センサー設置状況（大倉川）

観測を継続し秋元湖におけるCs-137収支の算定に活用

15

R4年度に実施したF-REI先行研究②
河川・湖水質測定結果の一例（溶存態Cs-137濃度）
河川水

湖水（湖深部）
10.0

溶存態Cs-137濃度（Bq/m3)

溶存態Cs-137濃度（Bq/m3)

10.0
8.0

6.0
4.0
2.00.0

8.0
6.0
4.0

2.00.0

11月

12月

1月

流入河川（大倉川）

2月

3月

ダム放流水路

秋季

冬季

表層 底層

➢ Cs-137濃度は季節に応じて変化する可能性が高いため通年で調査実施が必要➢ 他の水質項目濃度や底質との関係解析から湖内における濃度の形成要因を検討する予定
16

R4年度に実施したF-REI先行研究②
秋元湖底泥におけるCs-137蓄積実態の把握

R5年度以降、蓄積特性や生物利用性について検討予定

17

R4年度に実施したF-REI先行研究②
秋元湖内における水生生物試料の採取（秋季と冬季に実施）
採取試料一覧

イワナ

ヤマメ➢ 採取した試料は順次Cs-137濃度を測定➢ 季節変動の影響を評価するため、R5年度以降も採取予定➢ 食物網解析に基づくCs-137移行特性を検討予定

18

R5年度の先行研究における取組

底質からのCs溶脱過程の結合

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R5先行研究の一例：自然資源への放射性Cs移行把握重点調査

主要林産物への放射性Cs移行実態把握（対象：主に避難指示解除区域）
地域住民が好んで食べる山菜や野生キノコ複数種を対象とした実態把握調査
・採取とCs-137濃度測定（汚染レベルの異なる複数地域で実施）
・生育土壌環境調査（土壌層位ごとのCs濃度測定、土壌化学分析、根系分布調査…）↓
汚染実態の把握と生育環境から種内や種間で濃度差を生じる要因の検討と解明
先行検討事例：コシアブラ新芽のCs-137濃度と土壌汚染状況との関係

有機物層

コシアブラ

森林土壌断面の模式図

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R5先行研究：環境動態モデルの開発と精緻化・高度化
ダム湖沼における溶存態放射性Csの生成と挙動の精緻化（JAEAとの共同研究）⚫ 横川ダム湖を対象として３D-Sea-SPECへ底質からのCs-137溶出サブモデル（国環研で開発中）を結合⚫ 観測値等を用いたモデル計算結果の再現性を評価

底泥からの137Cs溶出のメカニズム➢ 現地観測において夏季に表層と比べて底層における顕著な溶存態濃度の上昇を確認➢ 室内底泥カラム実験において高温、嫌気条件下で溶出の促進を確認

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