1.3.1.2 土壌に添加した I 及び Cs の形態変化と経根吸収に及ぼす肥料及び土壌改良資材の影響
Effect of Fertilizer and Soil Amendments on Extraction Yields and Soil-to-Plant Transfer
Factor of I and Cs Added to Soil
塚田 祥文, 武田 晃, 高久 雄一, 久松 俊一
環境動態研究部

Hirofumi TSUKADA, Akira TAKEDA, Yuichi TAKAKU, Shun’ichi HISAMATSU
Department of Radioecology
Abstract
Aging of radionuclides in soil after deposition is an important factor for their speciation andsoil-to-plant transfer, which changes with the application of fertilizer and soil amendments. Radioiodine andradiocesium released from nuclear fuel reprocessing plants are important radionuclides for the assessment ofradiation exposure for the public. We have already reported the aging effect of Cs and I in a soil sample,Andosol, collected from grassland in Rokkasho where a large-scale spent nuclear fuel reprocessing plant islocated. In FY 2009, the effect of fertilizer and soil amendments on the aging was examined using a soilsample. The soil sample was mixed with a composite chemical fertilizer, which had the N-P-K composition
recommended by the Department of Agriculture, Forestry, and Fisheries of Aomori Prefectural Government,
and then stable Cs or I was added. The sample was stored in an artificial climate chamber, and its watercontent was adjusted to its maximum water holding capacity every 2 weeks. The extraction yield of I withwater, and that of Cs with water or 1 M ammonium acetate solution from the soil was determined atpredetermined period after the addition. The soil-to-plant transfer factor of both elements, which was definedas the concentration in plant divided by that in soil, was also determined by cultivating orchardgrass. To
investigate the effect of each of the chemical fertilizers, compost and clay minerals like montmorillonite, 125I
and 137Cs were used in a similar experiment to that with stable element addition, except a smaller amount of
the soil sample was uesd. Results were not largely different between the experiments using stable elements
and radionuclides.
The water extraction yield of 125I added as I- or IO3- in the soil mixed with compost was higher than thecontrol values without adding any fertilizer and amendments, and depended on the content of dissolved
organic carbon in the water extract. On the other hand, the soil-to-plant transfer factor of the 125I in the soil
mixed with compost was lower than that in the control sample.
The extraction of 137Cs with water was enhanced by the application of nitrogen fertilizer and compost,
whereas it was depressed by the application of clay minerals. The extraction of 137Cs with ammonium acetate
was also depressed by the application of the clay minerals. However, the soil-to-plant transfer factor of 137Cs
in the soil with added fertilizers and soil amendments did not differ clearly from the control value.

- 17 -1. 目的酸アンモニウムによる抽出率を求めた。

土壌に沈着した放射性核種の移行は、時間の経過これらとは別に、抽出実験において無施肥土壌のに伴って変化する存在形態によって影響を受ける。

抽出率と差の見られた資材を中心に土壌－植物間一般的には沈着後から土壌中で物理的・化学的変化移行への影響を検討した。即ち、Iについては堆肥を受け、比較的移動しやすい画分から移動しにくい及びモンモリロナイト、Csについては窒素肥料、3画分へと次第に変化し、同時に植物への移行率も減種混合肥料、堆肥及びモンモリロナイトで実施し、少する。このとき化学肥料や土壌改良資材の施用に土壌 20 gを詰めた小容器でRI添加後 2～24 日

よって、土壌中での移動性や植物への移行率が変化（Cultivation 1）にオーチャードグラス（Dactylisすると考えられる。そこで、肥料や土壌改良資材をglomerata L.）を栽培し、土壌－植物間の125I及び137Cs

施用した土壌（以下、施肥土壌と記す）に一定量のの移行係数（土壌中濃度に対する植物中濃度の比）I 又は Cs を添加し、溶液への抽出率、及び土壌からを求めた。

植物への移行係数を求め、施用しない土壌（以下、3. 成果の概要無施肥土壌と記す）と比較した。本調査では、牧草地で一般的に施用される化学肥料の影響について

Fig. 1 にI-又はIO3-として添加したIの水抽出率をは、200 g の土壌に安定元素を添加して実施した。

示す。無施肥土壌と同様に、施肥土壌においてもI-に一方、施用されることは稀であるが種類も多い土壌比べIO3-として添加したIの水抽出率は低かった。無改良資材等については、同様な実施が困難であった

施肥土壌に比べ堆肥の施用によりI- 及びIO3- の水抽ことから用いる土壌量を少なくし、放射性核種を用出率が高まり、同時に水抽出液中溶存有機物量も増いて調査を実施した。このうち、本年度は放射性核加した。モンモリロナイトの施用によりIO3-として種を添加して得られた短期間の結果について報告

添加したIの抽出率が増加した。一方、化学肥料のする。

施用による水抽出率の変化は見られなかった。化学肥料の施用による土壌から植物へのIの移行係数に

2. 方法

も変化は見られなかったが、堆肥の施用により移行

青森県六ヶ所村内の牧草地から表層土壌を採取係数が減少する傾向にあった（Fig. 2）。

し、50℃で 1 週間乾燥後、2 mmのふるいを通した。

水及び酢酸アンモニウムによる Cs の抽出率は、施用する化学肥料（3 種類）としては、土壌 1 g当り

窒素肥料及び堆肥の施用により高まり、水抽出液中窒素肥料（0.24 mg-N、(NH4)2SO4）、リン肥料（0.16アンモニウムイオン濃度と相関が見られた。一方、

mg-P2O5、Ca(H2PO4)2H2O）、カリ肥料（0.16 mg-K2O、Cs の水及び酢酸アンモニウム抽出率は、粘土鉱物

KCl）の試薬をそれぞれ純水に溶解し添加した。土の施用により抑制された（Fig. 3）。添加後間もない

壌改良資材としては、土壌 1 g当り微粉砕した堆肥期間における Cs の移行係数は、変動が大きく施用（50 mg-dry）又は 8 種類の粘土鉱物（20 mg）を混による差は見られなかった（Fig. 4）。また、化学肥合した。施肥及び無施肥土壌に、一定量のキャリア料の施用による影響については、I 及び Cs 共に安定125I（I 又はIO3-）又は137Csを添加し、2 週間毎元素を用いて行った結果とも一致した。以上のように最大容水量となるように純水を加え人工気象チに、移動性の高い画分や植物へ移行する画分に存在ャンバー内（気温 17℃、湿度 60%、照度 30000 lx、する I や Cs の割合は、今回検討した施用資材によ日長 12 h）で保管した。添加後 10 日及び 30 日に、って変化することがわかった。

フリー125-137

Iについては純水、 Csについては純水又は 1 M酢- 18 -10 d*0.10*

30 d*0.050.00

Mt-3101
Mt-3102
Mt
Sc
VtZl
ItKnCN
PK
NPK

0.00

IO3-

Mt-3101
Mt-3102
MtSc
VtZl
ItKn

0.05

*125C

0.10

0.1530 dNPKNPK10 dNAI

Water extraction yield*125 -NA

Water extraction yield

0.15

Fertilizer or soil amendment

Fertilizer or soil amendment

Fig. 1 Water extraction yield of 125I- and 125IO3- at 10 and 30 d after the addition of the radionuclides into the soil.
Error bars indicate a standard deviation (number of samples=3). Asterisks indicate statistically significant
differences between NA and fertilizer or soil amendment (p<0.01). NA, Non-application; N, Nitrogen
fertilizer; P, Phosphate fertilizer; K, Potassium fertilizer; NPK, Mixed fertilizer with N, P, and K; C,Compost; Mt-3101, Mt-3102 and Mt, Montmorillonite; Sc, Sericite; Vt, Vermiculite; Zl, Zeolite; It, Illite;
Kn, Kaolinite.
0.3

Cultivation 1（2-24 d）

0.4

Transfer factor

0.3
0.2
0.1

0.2
0.1

137

**

**

Cs

10 d0.830 dAmmonium acetate
extraction yield

0.03

**

0.01

** ** ****0**0.6**Mt

C137

10 d30 d*** * * * ** ** *Cs

0.4
0.2

Fertilizer and soil amendment

NPK
NPKNA

Mt-3101
Mt-3102
Mt
Sc
VtZl
It
KnCN
PK
NPK

0NA

Water extraction yieldFig. 2 Soil-to-plant transfer factor of 125I (I- or IO3-) for
orchardgrass (number of samples =3). Error bars
indicate a standard deviation. NA, Non-application;
C, Compost; Mt, Montmorillonite.

Soil-to-plant transfer factor of 137Cs fororchardgrass. Error bars indicate a standarddeviation (number of samples=3). NA,Non-application; N, Nitrogen fertilizer;
NPK, Mixed fertilizer with N, P, and K; C,Compost; Mt, Montmorillonite.

Mt-3101
Mt-3102
Mt
Sc
Vt
ZlItKnFig. 4IO3-NPKNA

Mt

CNA

Mt

CNA

I-N

000.02

Cultivation 1（2-24 d）

C

Transfer factor

0.5

Fertilizer and soil amendment

Fig. 3 Water and ammonium acetate extraction yield of 137Cs at 10 and 30 d after the addition of the radionuclide
to the soil. Error bars indicate a standard deviation (number of samples=3). Asterisks indicate statisticallysignificant differences between NA and fertilizer or soil amendment (p<0.01). NA, Non-application; N,Nitrogen fertilizer; P, Phosphate fertilizer; K, Potassium fertilizer; NPK, Mixed fertilizer with N, P, and K;
C, Compost; Mt-3101, Mt-3102 and Mt, Montmorillonite; Sc, Sericite; Vt, Vermiculite; Zl, Zeolite; It, Illite;
Kn, Kaolinite.

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