第２章

放射性ヨウ素の環境移行パラメータに関する調査研究2.1 牧草についてのウェザリング係数
Weathering of Iodine Deposited on Grass Leaf Surfaces
川端 一史, 塚田 祥文, 箭内 真寿美, 高久 雄一, 久松 俊一
環境影響研究部

Hitoshi KAWABATA, Hirofumi TSUKADA, Masumi YANAI,
Yuichi TAKAKU, Shun'ichi HISAMATSU
Department of Radioecology
Abstract
Radionuclides released into the atmosphere are deposited on the leaf surfaces of crop plants, taken up
by the plants, and translocated from the leaves to other parts. Some amount of the radionuclides deposited
onto the leaves is removed from the surface by the environmental process called weathering, i.e. removal byrain, wind, etc. Although weathering, foliar uptake and translocation are important processes involved in theradiation dose assessment of radionuclides from crops, parameters to describe those processes for 129I, which
is an important radionuclide for the safety assessment of the nuclear fuel reprocessing plant in Rokkasho,
have not yet been elucidated. Since grasses are cultivated for livestock farming which is one of the important
industries in Rokkasho, a research project to determine the behavior of iodine on the surface of grasses waslaunched in FY 2011. In FY 2013, we studied the following subjects: 1) the effect of the growth stage ofgrasses on the foliar uptake and volatilization of iodide applied as liquid droplets onto leaf surfaces, 2) theeffect of light intensity on the volatilization of iodide applied as liquid droplets onto leaf surfaces, and 3) theeffect of rainfall on the weathering of iodine deposited on leaf surfaces as dry aerosol, solution or inorganic I
vapor (I2).
After applying droplets of iodide solution onto the leaf surfaces of Orchard grass (Dactylis glomerata L.
var. Akimidori II) at different growth stages, we placed each plant within an acrylic chamber and cultivatedthem for 7 d in the artificial climate chamber. The plant leaves were periodically collected, and the leaf
surfaces were washed with solution containing detergent. The foliar uptake of I was measured by analyzing
the plant leaf and the solution samples obtained by washing the surface. The I volatilized from the leaf
surface was calculated by subtracting the sum of the I amounts in the plants and the washing solution fromthe amount of I initially applied on the leaf surface. At all growth stages, 32 d, 39 d, and 49 d after sowing,
the amounts of I on the leaf surface of plants removable by washing decreased with time after the loading,while the amount of the volatilized fraction increased. The I content in the plant reached a maximum around3 d after applying and then decreased. The behavior of I applied on the leaf surface was almost the same at
all growth stages of the plant.
After applying droplets of iodide solution onto the leaf surfaces of Orchard grass at 32 d after sowing,each plant was placed within an acrylic chamber and cultivated for 3 d at different light intensities. The
volatilized fraction of applied I was almost constant and had no dependence on the light intensities of 5, 10

and 30 klx.
After applying 1) gaseous I2, 2) liquid droplets containing NaI or NaIO3, or 3) dry aerosol containing
NaI or NaIO3, onto the leaf surfaces of Orchard grass, the plants were exposed at different rainfall intensities
and rainfall durations using a rain simulator. These plant leaves were collected and treated after the rainexposure in the same manner as mentioned above. More I was removed from the leaf surfaces as the rainfall
intensity increased. However, the increase rate of the I proportion removed from the leaf surfaces decreased
as the rainfall intensity increased. In an experiment with the rainfall intensity of 1.2 mm h -1, the decrease in
the proportion of I remaining was approximated by a function with two exponential terms for rainfall
duration.

1. 目的

var.アキミドリⅡ）を調査対象として選択した。植物

放射性ヨウ素の作物葉面からのウェザリングにの栽培は、ヨウ素の経根吸収量を低減するために、よる除去率は、作物を介した線量評価に大きな影響

土壌の代わりにポリカーボネート製樹脂ペレットをを与えるパラメータであり、作物葉面に沈着した放用いた固形培地耕で行った。

射性核種の挙動を把握することは被ばく線量評価上2.1 無降水条件下における液状ヨウ素（I-）の葉面必要である。大型再処理施設の安全審査におけるウ吸収及び揮散に与える生長段階の影響ェザリングによる除去率は、気象条件に依らず一定液状でヨウ素を葉面に負荷した後の葉面上、葉部な値である。しかし、ハツカダイコンを対象とした中及び揮散したヨウ素量の経時変化を求めるため、調査により、除去率は気象条件に依存することが明

人工雨水に NaI を添加し、I 濃度が 250 μg g-1 になるらかとなり、六ヶ所村の地域特性に即したパラメーように調整した溶液を、マイクロピペットを使用しタを求める必要性が確認された。て 1 μl の液滴で牧草に負荷した後、個体別に気密容そこで、本調査では、大型再処理施設から排出さ器内で栽培し、負荷後 1、3 及び 7 日に 3 個体ずつ採れる放射性核種による被ばく線量への核種毎の寄与、 取した。実験は、芽出し後 32、39 又は 49 日の牧草
六ヶ所村における農畜産業の実態等を考慮し、牧草を対象とし、芽出し後 32 日の牧草には液滴を 60 点、を対象にヨウ素の葉面吸収、ウェザリング及び揮散

芽出し後 39 及び 49 日の牧草には 80 点添着した。の速度を、葉面へのヨウ素の負荷形態（粒子状、液採取した牧草の葉面に残存するヨウ素を葉面洗浄液状及び無機ガス状）別に求め、現実的な被ばく線量に回収した後、葉部は乾燥粉砕し、ヨウ素を 25%水計算に反映することを目的とする。

酸化テトラメチルアンモニウム溶液で抽出した。葉

平成 25 年度は、①無降水条件下における液状ヨ-面洗浄液及び抽出溶液中のヨウ素濃度は、HPLC 装ウ素（I ）の葉面吸収及び揮散の速度を牧草の生長

置又は ICP 質量分析装置を使用して測定した。

段階別に求めること、②葉面上に負荷した液状ヨウ2.2 液状ヨウ素（I-）の揮散に与える照度の影響素（I-）の揮散の速度を照度別に求めること、及び

2.1 の実験と同じ方法で、芽出し後 32 日の牧草に③牧草葉面に負荷したヨウ素の降雨によるウェザリ

液状ヨウ素（I-）を負荷した後、負荷後の照度を 5、ング速度を負荷形態（粒子状、液状、無機ガス状）10 及び 30 klx に変えて栽培し、負荷後 3 日に 3 個体別に求めることを目標とした。

を採取した。牧草試料の処理は、2.1 と同じ方法で行った。

2. 方法
六ヶ所村における牧草栽培の実態を考慮し、イネ科牧草のオーチャードグラス（Dactylis glomerata L.

2.3 葉面上ヨウ素の降雨によるウェザリングに与える降雨強度及び雨ばく露時間の影響
粒子状、液状又は無機ガス状ヨウ素を負荷した牧草を、降雨強度又は雨ばく露時間を変えて雨にばく増大するにしたがい減少し、その降雨量当たりの除露し、雨ばく露直後に牧草を回収し、2.1 と同じ方去率が小さくなる傾向を示した。そこで、降雨強度-3-法で処理した。粒子状及び液状ヨウ素（I 及び IO ）に対する植物残存率の減少を二つの指数項を持つ変並びに無機ガス状ヨウ素（I2）の負荷は、平成 24 年

化と仮定し、非線形最小二乗法により、回帰式の各度に実施した風によるウェザリング実験と同じ方法係数を求めた。その結果、粒子状ヨウ素では、除去で行った。実験は、芽出し後 40 から 45 日の牧草を率の異なる二つの成分があり、その割合はほぼ同じ対象に行った。
また、雨ばく露時間を変えた実験は、であった。また、液状ヨウ素で負荷したヨウ素の約--液状ヨウ素（I 及び IO3 ）についてのみ行った。

3%は、降雨強度に依らず葉面から除去されないが、残りは降雨強度の増大とともに指数関数的に一定の3. 成果の概要効率で除去される傾向を示した。したがって、葉面3.1 無降水条件下における液状ヨウ素（I-）の葉面からの降雨による除去は負荷したヨウ素の物理形態吸収及び揮散に与える生長段階の影響で異なる傾向が見られた。この原因として、負荷し液状ヨウ素を葉面に負荷後 7 日までの葉面上及びたヨウ素の物理形態の違いの他に、負荷状態の違い

葉部中ヨウ素の存在割合並びに揮散したヨウ素の割が挙げられる。即ち、雨に当たりにくい面に負荷さ合を生長段階別に求めた。その結果、生長段階に依れたヨウ素の比率が異なり、それにより、降雨によらず、葉面上ヨウ素の存在割合は、負荷後 1 日で約る除去に違いが見られたことが考えられる。

1 割となり、その後時間の経過とともに指数関数的また、液状ヨウ素（I-又は IO3-）を葉面に負荷したに減少し、葉部中ヨウ素の存在割合は、負荷後 1 日

牧草を降雨強度 1.2 mm h-1 の雨に時間を変えてばくで約 7 割となり、3 日以降に減少する傾向を示した。

露したところ、葉面上ヨウ素の降雨によるウェザリ

また、揮散したヨウ素の割合は、時間の経過とともング速度は降り始めに速く、その後遅くなることがに指数関数的に増大した。これらのことから、葉面分かった。

から一度葉部に移行したヨウ素が再び大気へ揮散す
103.2 液状ヨウ素（I-）の揮散に与える照度の影響
照度が 5、10 又は 30 klx におけるヨウ素の揮散率
は、負荷後 3 日間で各々0.31、0.35、0.18 となり、30 klx での揮散率が少なかったが、統計的な有意差は見られなかった（p>0.05）。したがって、照度が 5～30 klx の範囲では、負荷後 3 日間のヨウ素の揮散率は照度によって変化しないことが分かった。

Remaining proportion

ることが分かった。

△：Particle◆：Liquid1

0.10.0103.3 葉面上ヨウ素の降雨によるウェザリングに与える降雨強度及び雨ばく露時間の影響
粒子状又は液状ヨウ素（IO3-）を葉面に負荷した牧草を雨に 1 時間ばく露した後の植物残存率と降雨強度との関係を Fig. 1 に示した。植物残存率とは、葉面に負荷したヨウ素量に対する葉面上及び葉部中に残存していたヨウ素量の比である。
粒子状、液状ともに、植物残存率は、降雨強度がFig. 1

123Rainfall intensity

45(mm h-1)

6Remaining proportion of I and rainfall intensity.
Remaining proportion of I was defined as theratio of the sum of amounts on leaf surfaces andin plants to that loaded initially on the leaf
surfaces. Vertical bars indicate a standard

deviation of 3 samples. The lines show leastsquare approximation by a function with two
exponential terms of rainfall intensity.