1.2.2 果樹における放射性ヨウ素等移行調査
Transfer of Iodine and Cesium from the Surface of Leaf, Trunk or Fruit to the Interior ofApple Fruit川端 一史, 箭内 真寿美, 多胡 靖宏, 高久 雄一, 久松 俊一
環境影響研究部

Hitoshi KAWABATA, Masumi YANAI, Yasuhiro TAKO
Yuichi TAKAKU, Shun'ichi HISAMATSU
Department of Radioecology
Abstract
When radionuclides are released into the atmosphere during nuclear fuel reprocessing, some aredeposited on the surfaces of crop plants; this is then followed by absorption and translocation to other parts ofthe plants. Apples are one of the important agricultural products in Aomori Prefecture, where the firstcommercial nuclear fuel reprocessing plant is undergoing final operating assessment activities. Since thebehavior of radiocesium and radioiodine deposited on apple tree surfaces and their transfer to fruit are not wellknown, a research project to determine them was launched in FY 2016. In FY 2019, we studied 1) theabsorption of stable I- applied onto fruit surfaces, and 2) the absorption and translocation of stable Cs+ applied
onto leaf, trunk or fruit surfaces. In both studies, the target ions were applied as solid particles on the surface.
Potted Plumleaf crab apple (Malus sp. cv. ALPS OTOME) trees, 2 to 3 years old, were used as the experimental
plant for easy handling. Compartment models of absorption from various surfaces and translocation to fruit inapple tree were constructed for describing the behaviors of cesium (Cs) and iodine (I) by using results fromthe studies in FYs 2017-2019.
For 1), we cultivated the apple trees in artificial climate chambers and sprayed solid aerosols of NaClcontaining NaI onto the fruit surfaces at early and late development stages and the fully mature stage,corresponding to 75-77, 117-120 and 145-147 days after flowering, respectively. The fruits were periodicallycollected from the trees, and their surfaces were washed with solution containing detergent, followed bypeeling. The wash solution, peel and flesh samples were analyzed for I. At all growth stages, the remaining I
proportion in the wash solution and peel samples after a few days were about 10% for each. I was not detectedin the fresh samples. Therefore, most of the I applied onto fruit surface was volatilized into the atmosphere.
The apparent absorption rates defined as the ratio of the proportion in fruit at the harvest date to the days after
application of I was on the order of 10-3 d-1.
For 2), we cultivated the apple trees in artificial climate chambers and sprayed solid aerosols of NaClcontaining CsCl onto the leaf or trunk surfaces of apple trees at early and late fruit development stages,
corresponding to 74-92 and 119-127 days after flowering, respectively. Solid aerosols were sprayed onto thefruit surfaces at early and late development stages and the fully mature stage, corresponding to 68-70, 111113 and 144-148 days after flowering, respectively. The whole apple trees were periodically collected after
the application and separated into their parts. The various Cs-applied samples were washed with solution
containing detergent, and this was followed by analyzing those samples, other plant part samples and the wash
solution for Cs. The Cs applied onto the leaf or trunk surfaces was absorbed from these surfaces andtranslocated into the fruits. The proportion of Cs applied onto the leaf surfaces that translocated into the fruits
was higher than for Cs applied onto the trunk surfaces. Cs applied onto fruit surfaces was absorbed from thesurfaces and transferred into the fresh samples. The Cs apparent absorption rates from fruit surfaces wecalculated was on the order of 10-3 d-1 and similar to the rate for I. The apparent absorption rates from the leafand trunk surfaces of apple trees were on the order of 10-4 - 10-5 d-1.
To describe the behavior of I and Cs on various surfaces and in the plant, we constructed a dynamic
model with five compartments. In the model, the various surfaces were assumed to consist of two
compartments with different uptake and volatilization rates. Volatilizing rates were not introduced for Cs. The
constructed models were mostly able to reproduce the results from the studies.
1. 目的

とめ幼木のポット苗を使用した。また、実験では、

大型再処理施設から大気中へ排出された放射性核環境条件をコントロールするため、リンゴ樹の栽培種は、様々な過程を経て、作物表面に沈着する。作は全天候型人工気象実験施設内の人工気象チャンバ

物表面に沈着した放射性核種の一部は、表面から吸ー内で行い、安定ヨウ素及びセシウムを使用した。

収され、他の部位へ転流する。作物表面に沈着した

2.1 結実後のリンゴ樹果実表面に負荷した粒子状ヨ

放射性核種の吸収及び転流の速度は、作物を介したウ素の吸収線量評価に大きな影響を与えるパラメータであり、結実後の果実生長段階の異なる 7 月下旬の開花後作物葉面に沈着した放射性核種の挙動を把握するこ

75～77 日、9 月初旬の開花後 117～120 日及び 10 月とは被ばく線量評価上必要である。これまで、根菜初旬の開花後 145～147 日の 3 時期（発達期、後期発類及び牧草を対象に葉面吸収、転流及びウェザリン達期及び成熟期）にリンゴ樹の果実表面に粒子状ヨグの速度を求めてきた。しかし、経済的にも重要なウ素を負荷し、負荷後経時的にリンゴ樹を採取した。

青森県産物である果樹（リンゴ Malus domestica）へ採取後、負荷部位を洗浄液で洗浄した後、樹全体をの放射性核種の移行には不明の点が多い。そこで、部位別に採取した。植物試料はアルカリ抽出を行い、本調査では、大型再処理施設から排出される放射性得られた洗浄液及び抽出液中のヨウ素を ICP 質量分143

核種のうち、 C 及び H の次に重要な129I 並びに異析装置で定量した。

常放出時に重要な核種となる 137Cs を評価対象とし、2.2 結実後のリンゴ樹の葉、樹皮及び果実表面に負リンゴを対象にヨウ素及びセシウムのリンゴ樹各部荷した粒子状セシウムの挙動

位表面から果実への移行を調べる室内実験を行い、結実後の果実生長段階の異なる 7 月下旬から 8 月

その結果を基に果樹の移行モデルを構築することを初旬の開花後 74～92 日及び 9 月初旬から中旬の開到達目標としている。令和元年度は、①果実表面に花後 119～127 日の 2 時期（発達期及び後期発達期）負荷した粒子状ヨウ素の吸収、②結実後のリンゴ樹にリンゴ樹の葉面又は幹の樹皮表面に、また 7 月中葉面及び樹皮表面に負荷した粒子状セシウムの吸収

旬の開花後 68～70 日、8 月下旬の開花後 111～113 日及び果実への転流、並びに果実表面に負荷した粒子及び 10 月初旬の開花後 144～148 日の 3 時期（発達状セシウムの吸収に関する実験を行い、それらの吸期、後期発達期及び成熟期）にリンゴ樹の果実表面収及び転流の速度を求めるとともに、③果樹のヨウに粒子状セシウムを負荷し、負荷後経時的にリンゴ素及びセシウムの吸収及び転流に関する移行モデル樹を採取した。採取後、負荷部位を洗浄液で洗浄しを負荷形態別に構築することを目標とした。

た後、樹全体を部位別に採取した。植物試料は混酸で全分解し、得られた洗浄液及び分解溶液中のセシ

2. 方法
調査対象植物として、2 及び 3 年生のアルプスおウムを ICP 質量分析装置で定量した。
2.3 果樹のヨウ素及びセシウム移行モデルの構築

得られたデータを基にしてヨウ素及びセシウムのしたセシウムの幹中への吸収及び果実への転流も認吸収及び転流に関する移行モデルを作成した。各部められたが、その割合は葉面に比較して低かった。

位をコンパートメントとしたモデルを採用し、コンまた、果実表面に負荷したセシウムは果肉まで移行パートメント数及びその繋がりについて検討を行い、していた。
果実表面に粒子状セシウムを負荷した場合、3.1 同負荷形態別に最適化を行った。

様に求めた見かけの吸収速度は、10-3 d-1 のオーダー

3. 成果の概要であった。葉面または樹皮表面に粒子状セシウムを3.1 結実後のリンゴ樹果実表面に負荷した粒子状ヨ

負荷した場合の負荷部位からの見かけの速度を同様ウ素の吸収に求めたところ 10-4～10-5 d-1 のオーダーであった。

いずれの生長段階においても、負荷後数日で果実

3.3 果樹のヨウ素及びセシウム移行モデルの構築

表面及び果実表皮中にそれぞれ約 1 割が残存するもモデルは、負荷表面の吸収速度が異なる 2 コンパのの、果肉へはほとんど移行していなかった。これートメント並びに負荷部位、果実及びその他の部位

らのことから、負荷したヨウ素の多くは、果実（果がそれぞれ 1 コンパートメントの 5 コンパートメン

実表皮及び果肉）には吸収されず、大気へ揮散したトを基本として、負荷する元素及び形態別に、コンと推察された。

パートメント数及び相互の繋がりを調整した。

収穫期における果実（果実表皮及び果肉）のヨウ一例として、結実前のリンゴ樹葉面からの液状セ素の存在割合を負荷後の栽培日数で除すことによりシウム移行モデル（Fig. 1）による推定値を Fig. 2 に-3-1

求めた見かけの吸収速度は、10 d のオーダーであ実測値と併せて示した。葉面に残存する割合を示すった。

洗浄液、負荷葉及び果実中セシウムの割合の経時変

3.2 結実後のリンゴ樹の葉、樹皮及び果実表面に負化を概ね再現することができた。また、その他の負荷した粒子状セシウムの挙動荷部位、元素及び負荷形態について作成したいずれ葉面に負荷した場合は、両生長段階とも葉面からのモデルも得られた実験結果を概ね再現できた。の吸収及び果実への転流が見られた。幹表面に負荷

PLS1

Washing solution

1-PLS1
Appliedleaf surface2
(LS2)

0.1

kLS1

kLS20.01

kL1

kRest10.001

Fruit(Fr)0.00001
0Fig. 2
Fig. 1

Fruit0.0001

kRest2Otherparts(Rest)

Ratio

Appliedleaf surface1(LS1)

Applied leaf
(L)

Applied leaf

120

40
6080
100
Days after application of Cs (d)120140Change in ratios of Cs in various parts afterCompartment model describing

application of Cs. Ratios of Cs in various parts

foliar uptake and translocation

were defined as the ratio of the amounts in variousof Cs in apple plant.

parts to that loaded initially on the leaf surfaces.
Solid curves show least square fitting lines
obtained by the compartment model in Fig. 1.