1.3.1.2 土壌に添加された Cs 及び I の形態変化と植物吸収
Aging Effect on Speciation and Soil-to-Plant Transfer of Cs and I in Soil武田 晃, 塚田 祥文, 高久 雄一, 久松 俊一
環境動態研究部

Akira TAKEDA, Hirofumi TSUKADA, Yuichi TAKAKU, Shun’ichi HISAMATSU
Department of Radioecology
Abstract
Aging effect of radionuclides in soil after deposition is an important factor for their speciation andsoil-to-plant transfer. Radiocaesium and radioiodine released from nuclear fuel reprocessing plants areimportant radionuclides for the assessment of radiation exposure for the public. We have already reported
the aging effect of Cs and I in an Andosol soil sample collected from grassland in Rokkasho where alarge-scale spent nuclear fuel reprocessing plant is located. From FY 2009, the effect of fertilizers on theaging was examined using the soil sample. The soil sample was mixed with a composite chemical fertilizer,
which had the recommended N-P-K composition, and then stable Cs or I was added. The sample was put
into plastic pots, and then stored in an artificial climate chamber. Orchardgrass (Dactylis glomerata L.) wascultivated in the pots for 28 d several times during the storage period, and the soil-to-plant transfer factors ofCs and I were determined. Extractability of the target elements from a portion of the soil in the cultivation
pots by pure water or 1 M ammonium acetate solution for Cs, and only pure water for I was occasionallydetermined.
In FY 2009, the soil-to-plant transfer factors and extractability of Cs and I were measured up to 113 dafter their addition. In FY 2010, we continued the experiment until 512 d after the addition. The transferfactor of both target elements rapidly decreased with time up to approximately 100 d after the addition, andthen the decrease became slower thereafter. At the early stage, the transfer factor of I added in the form of Idecreased faster than when added as IO3-. The decreasing patterns of the transfer factor were approximatedwith a combination of two exponential functions, and regression results, which are usable for modeling oftemporal change of the transfer factor, were obtained for both target elements. The decreasing patterns of theextraction yield with pure water and ammonium acetate solution for Cs, and with pure water for I, weresimilar to those of their transfer factors.
Although the transfer factors of Cs observed in the soil with the fertilizer application were generally
lower than those without the application, a statistically significant difference was observed in them only at
86 - 113 d after the addition of Cs. The effect of the fertilizer application on the transfer factor of I after
addition as both I- and IO3- was opposite that on Cs. The transfer factors of I with the fertilizer application
were generally higher than those without the application during the experiment. Although the statisticallysignificant differences at several cultivation stages after the addition were observed, further study is required
to elucidate the effect of fertilizer on behavior of Cs in soil.
1. 目的
土壌に沈着した放射性核種は多様な形態を取って存在し、その存在形態によって、土壌中における挙動、土壌から植物への移行が大きく異なる。一般的

には沈着直後が最も植物等に取り込まれ易く、その物への移行係数を求めた。また、元素添加後 0、2、後、土壌中で物理的・化学的変化を受け、植物等に8、24、51、107、240、359 及び 506 日目に土壌を採吸収されにくい形態を取る。このため、沈着後の植取し、Csについては純水と酢酸アンモニウム溶液、物への移行性の変化を明らかにすることは、現実的Iについては純水による抽出を行い、添加したCs及びな被ばく線量評価のために必要となる。そこで、本Iの土壌からの抽出率を調べた。

調査では放射性 Cs 及び I の植物による経根吸収率の土壌中抽出画分中の添加元素濃度は、添加土壌と経時的変化を明らかにすることを目的として、安定対照土壌との差として求めた。また、添加元素の土元素を用いた実験を行った。

壌中濃度に対する植物地上部中濃度の比として移行

平成 19～20 年度は、Cs を添加した土壌について係数を算出した。

は添加後 12 ヶ月から 20 ヶ月まで、また、I を添加した土壌については添加後 7 ヶ月まで、土壌－牧草3. 成果の概要

間移行係数及び抽出率の経時的変化を求めた。平成

土壌－牧草間 Cs 移行係数は時間経過とともに減

21 年度に、施肥を行った土壌に Cs 及び I を添加し、少したが、添加後約 100 日経過した後はほぼ一定の添加後 4 ヶ月までの期間について、土壌－牧草間移値を示した。施肥土壌において得られた移行係数は行係数及び抽出率の経時的変化を追跡した。平成 22実験期間の後半において無施肥土壌の値と比べて低年度には、平成 21 年度に Cs 及び I を添加した土壌い傾向が見られ、3 回目の栽培において統計学的有を対象に、添加後 17 ヶ月までの変化を引き続き追跡

意差 (p<0.01) が認められたが、両者の移行係数は概した。得られた結果を用いて、Cs 及び I の土壌－牧ねファクター2 以内にあった（Fig. 1）。

草間移行係数の経時的減少を近似する関数を導出し、土壌－牧草間I移行係数は、添加時におけるIの化

無施肥土壌における結果との比較を行った。本報告

学形に係らず時間経過とともに減少した。添加後約では、平成 21 年度からの結果を含めて示す。

100 日経過した後のI移行係数は、緩やかに減少した。
施肥土壌において得られた移行係数は無施肥土壌の値と比べ高い傾向があり、I-を添加した場合は 4 回

2. 方法
六ヶ所村内の牧草地から採取した土壌をポットに（1, 2, 4 及び 5 回目）、IO3-を添加した場合は 3 回（2,200 g充填し、青森県の年間施用量の基準に相当する3 及び 4 回目）の栽培において有意差 (p<0.01) が認

よ う に 、 土 壌 1 g 当 り 窒 素 肥 料 0.24 mg-N 、められたが、両者の移行係数は概ねファクター2 以((NH4)2SO4 ） 、 リ ン 肥 料内にあった（Fig. 2）。

0.16

mg-P2O5 、(Ca(H2PO4)2H2O）、カリ肥料 0.16 mg-K2O、(KCl）のCs の水及び酢酸アンモニウム抽出率の経時的変試薬をそれぞれ純水に溶解し添加した。比放射能を化及び I の水による抽出率の経時的変化は、対応す変えて行った放射性トレーサーの短期間の実験結果る移行係数の変化と概ね一致していた。

--

本調査によって、土壌に沈着した I 及び Cs の土壌-1の添加濃度をそれぞれ 1 mg kg -乾 及び 20 mg kg -―牧草間移行係数を沈着後の時間経過の関数として乾とした。元素添加後の土壌に、人工気象チャンバ表すことにより、それらの放射性核種についての現ー内で 2 週間毎に最大容水量の 60％になるように純実的な被ばく線量評価が可能になった（Table. 1）。

を考慮し、本実験における安定Cs及びI(I 又はIO3 )-1

水 を 加 え た 。 オ ー チ ャ ー ド グ ラ ス (Dactylisglomerata L.)を、元素添加後 2、30、86、219、338及び 485 日目に播種してそれぞれ 28 日間栽培し、植Fig. 1

Temporal changes of soil-to-grass transfer factor ofCs after addition of Cs to soil○: Without fertilizer application△: With fertilizer application
Results for the soil without fertilizer application
include those obtained in the long-term experimentfrom FY 2007. The solid and broken lines indicate
regression curves for the soil without and withfertilizer application, respectively.
Fig. 2

Table 1

Parameters in the regression curves for the temporalchanges of soil-to-grass transfer factor of Cs and I
after the addition.
a1
a2
λ1
λ2

Cs
Without fertilizer application 3.1E-1 4.0E-2 4.2E-2 9.9E-5
With fertilizer application
4.6E-1 2.6E-2 4.4E-2 9.9E-5
I-Added as I
Without fertilizer application 5.6E+0 6.7E-2 9.5E-2 8.6E-4
With fertilizer application
2.9E+0 1.0E-1 6.7E-2 4.8E-4-Added as IO3Without fertilizer application 1.9E+0 7.0E-2 3.3E-2 8.2E-4
With fertilizer application
9.7E-1 9.2E-2 2.2E-2 2.8E-4

TF = a1 exp(-λ1t) + a2 exp(-λ2t)
TF, Transfer factort, Elapsed time after the addition (d)Temporal changes of soil-to-grass transfer factor of Iafter addition of I- or IO3- to soil○: Without fertilizer application△: With fertilizer application
Results for the soil without fertilizer application
include those obtained in the long-term experimentfrom FY 2007. The solid and broken lines indicate
regression curves for the soil without and withfertilizer application, respectively.